Развитие российской и мировой космонавтики ставит перед врачами новые задачи №1(119), 2023 год
О задачах российской космической медицины и вкладе в это направление ФМБА России рассказывает и.о. директора ФГБУ «Федеральный научно-клинический центр космической медицины» ФМБА России Рустем Каспранский.
Развитие космической медицины
В 60-е годы XX века на Третье Главное управление при Минздраве СССР (постановлением Правительства СССР от 28 октября 1963 года № 1106–399) была возложена ответственность за медицинское и санитарно-гигиеническое обеспечение пилотируемых космических полётов и координацию научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ по медико-биологическим проблемам. Этим постановлением в структуре ведомства было образовано управление космической биологии и медицины, а также создан Институт медико-биологических проблем.
Институт должен был собрать все лучшие достижения медицины и поставить их на службу космонавтике. В 60–80-х годах XX века отечественными учёными в области космической медицины была создана система медицинского обеспечения орбитальных космических станций, разработана система профилактики неблагоприятного действия невесомости на организм космонавта, что позволило осуществить рекордные по длительности пребывания человека в космосе полёты.
В конце 90-х годов Институт медико-биологических проблем перешёл в систему Российской академии наук, что позволило придать научной программе в космосе фундаментальную направленность. Такой уклон в сторону фундаментальных исследований был обусловлен достаточностью на том этапе профилактической концепции космической медицины и сформированной ещё в 80-х годах системы медицинского обеспечения космических полётов.
Задачи НИИ космической медицины
Развитие российской и мировой космонавтики ставит перед врачами новые задачи. Подготовка и реализация лунной пилотируемой программы, перспектива полёта к Марсу, развитие суборбитальных полётов и космического туризма требует более активного подключения клинических специалистов к совершенствованию уже сложившейся системы медицинского обеспечения полётов.
В системе Федерального медико-биологического агентства в 2012 году был создан НИИ космической медицины. За прошедшие 10 лет в Институте были развёрнуты научные исследования по отработке подходов к обеспечению лунной пилотируемой программы как основной цели пилотируемой космонавтики на ближайшее десятилетие. Была разработана модель лунной гравитации, проведены исследования по изучению воздействия на человека гипомагнитной среды, начаты исследования перспективных средств профилактики неблагоприятного действия пониженной (лунной) гравитации.
Большое значение в Институте уделялось изучению отсроченных эффектов космических полётов на здоровье человека, была разработана программа углублённого обследования космонавтов-ветеранов, завершивших лётную деятельность. Было обследовано 35 летавших космонавтов и 9 космонавтов без опыта космических полётов.
Отдельным направлением стало изучение особенностей развития в космосе болезней. Повышение сложности космических программ, увеличение сроков подготовки космонавтов привело к увеличению среднего возраста космонавтов не только в России, но и в других странах. Врачам приходится учитывать, что в космосе появляется всё больше космонавтов с парциальной недостаточностью в состоянии здоровья, а говоря проще, с хроническими заболеваниями. Надо признать, что от эпохи «суперчеловека с 200 %-ным запасом здоровья» мы переходим к этапу профессионалов, когда опыт и знания космонавтов важнее способности переносить запредельные перегрузки. На этом этапе задачей врачей является понимание того, как меняется течение болезни в космосе, что является абсолютным противопоказанием для полёта, а что просто потребует дополнительных медицинских мероприятий в ходе подготовки и дополнительных медицинских средств на борту.
В период 2013–2014 годов институт подготовил четыре космических медико-биологических эксперимента в Долгосрочную космическую программу реализации научных исследований на Российском сегменте МКС («Феникс», «ДАН», «Эндотелий» и «Форсированный выдох»). В настоящее время на борту Российского сегмента МКС продолжается эксперимент «Феникс», эксперимент «ДАН» завершён и идёт подготовка итогового отчёта. Два других эксперимента находятся на стадии подготовки научной аппаратуры.
Концепция развития космической медицины до 2030 года
В основе всей практической деятельности в области космической медицины лежат фундаментальные и прикладные научные исследования, выполняемые научно-исследовательскими организациями ФМБА России.
В 2020 году была утверждена Концепция развития космической медицины до 2030 года Федерального медико-биологического агентства, определившая приоритетные направления по проведению медико-биологических исследований в области космической медицины.
Цель Концепции — обеспечение современных подходов к оказанию медицинской помощи космонавтам, а также разработка принципиально новых медико-биологических технологий, которые позволят обеспечить надёжность и безопасность полёта пилотируемых экспедиций и эффективность проводимых космонавтами исследований и работ, в том числе на поверхности изучаемых небесных тел. Концепция содержит перечень из девятнадцати научных мероприятий, включая молекулярно-генетические исследования и разработку средств защиты космонавтов от радиации и других экстремальных факторов.
Основными направлениями работ по реализации Концепции станут:
- совершенствование технологий оказания медицинской помощи космонавтам, в том числе с использованием информационных технологий для повышения эффективности космической медицины;
- разработка и внедрение молекулярно-генетических методов в систему медицинской диагностики и контроля состояния здоровья космонавтов;
- разработка методов адаптации космонавтов к длительным космическим полётам за пределы околоземной орбиты, включая методики коррекции патологических состояний и поддержку адаптационных возможностей;
- совершенствование технологии оценки среды обитания и методов профилактики её негативного воздействия на организм космонавтов;
- создание баз медицинских данных и проведение ретроспективных исследований;
- проведение работ по актуализации нормативно-методических документов по санитарно-гигиеническому обеспечению пилотируемых космических программ.
Утверждение Концепции стало итогом работы межведомственной научно-практической конференции «Космическая медицина и наука: перспективы развития», проведённой ФМБА России совместно с Госкорпорацией «Роскосмос» 5 октября 2020 года.
По итогам конференции была достигнута договорённость о взаимодействии ФМБА России и Госкорпорации «Роскосмос» в вопросах планирования совместных научных исследований, в том числе на борту Международной космической станции, актуализации обновлённой программы «Бион-М», развития системы послеполётной медицинской реабилитации космонавтов.
Планы на будущее
Медицинская наука и практическое здравоохранение в России за последние два десятилетия вышли на новый уровень. Основывать систему медицинского обеспечения перспективных космических программ на достижениях 80–90-х годов прошлого века невозможно.
Будут широко внедряться в систему медицинского обеспечения молекулярно-генетические методы для определения механизмов реализации неблагоприятного действия факторов космического полёта на организм человека, разрабатывать компактные тест-системы для контроля состояния здоровья в условиях пилотируемых миссий за пределами околоземной орбиты.
Для систематизации медицинских знаний о состоянии здоровья космонавтов и использования этих данных всеми заинтересованными медицинскими структурами необходимо создание межведомственной базы данных (регистра) по состоянию здоровья космонавтов на протяжении всей жизни с момента отбора в отряд.
От профилактической медицины, призванной не допустить в космос болезнь, мы переходим к клинической космической медицине, не только понимающей особенности развития патологии в космосе, но и умеющей проводить лечебно-диагностические мероприятия, которые позволят избежать осложнений как на орбите, так и в межполётный период.
Межведомственный подход, объединяющий опыт медицинских специалистов Центра подготовки космонавтов имени Ю.А. Гагарина, фундаментальные исследования Института медико-биологических проблем РАН и научно-практический и клинический потенциал учреждений ФМБА России позволят решить эту масштабную задачу.
Перспективы развития космической медицины на ближайшее десятилетие определяют планы подготовки и проведения пилотируемого полёта к Луне с посадкой на её поверхность. Основными неблагоприятными факторами этой миссии могут стать высокий уровень космической радиации; длительное пребывание человека в условиях невесомости (микрогравитация) и переход к пониженным значениям силы тяжести (гипогравитация); автономность межпланетных космических миссий; гипомагнитная среда; проблемы обеспечения безопасной искусственной среды обитания; лунная пыль (реголит).
Исходя из перечня неблагоприятных факторов, к приоритетным направлениям научно-исследовательских работ следует отнести: изучение влияния на организм человека основных факторов космического полёта на Луну (микрогравитации, гипогравитации, гипомагнитной среды, космической радиации, лунной пыли); разработка системы сохранения здоровья, поддержания работоспособности и оказания медицинской помощи членам лунных экспедиций; разработка стандартов среды обитания новых космических аппаратов и лунных баз с учётом отличия лунных экспедиций от орбитальных космических полётов вокруг Земли.
В качестве основных методических подходов должны выступить использование новых математических, биологических и физиологических моделей и проведение исследований на молекулярно-генетическом, клеточном, системном и организменном уровнях.
Центр космической медицины ФМБА России
В январе 2022 года на базе Института космической медицины как структурного подразделения учреждения Федерального медико-биологического агентства для решения актуальных проблем космической медицины создано отдельное юридическое лицо — Федеральное государственное бюджетное учреждение «Федеральный научно-клинический центр космической медицины» ФМБА России.
Задачами Центра являются:
- выполнение функций головной организации в системе ФМБА России по координации и проведению прорывных исследований и разработок в интересах сохранения здоровья и работоспособности космонавтов при подготовке и выполнении космических полётов;
- координация и проведение трансляционных исследований совместно с учреждениями ФМБА России для адаптации результатов фундаментальных исследований применительно к разработке инновационных лечебно-диагностических, профилактических и реабилитационных средств и методов в системе медицинского обеспечения космических полётов;
- координация и проведение прикладных научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ, направленных на снижение рисков здоровью и работоспособности космонавтов при подготовке и выполнении космических полётов;
- разработка комплексных методов оценки здоровья космонавтов;
- разработка требований к перспективным средствам и методам защиты человека во время воздействия факторов космического полёта;
- компьютерное моделирование системы медицинского и психологического обеспечения межпланетных пилотируемых космических полётов и функционирования различных физиологических систем организма в космическом полёте;
- научно-методическое сопровождение работ по осуществлению государственного санитарно-эпидемиологического надзора на этапах проектирования, создания и эксплуатации пилотируемых космических аппаратов.
Деятельность центра изначально направлена на разработку научно-технической продукции, готовой для применения в практике медицинского и психологического обеспечения космических полётов и внедрения в практическое здравоохранение.