История биологии с начала XX века до наших дней

Исключительное значение для последующего развития космической медицины имели биологические исследования на космических кораблях-спутниках, проведенные в СССР и США в 1960–1961 гг. В них благодаря телеметрической регистрации физиологических функций у собак (СССР) и у приматов (США) оказалось возможным изучить влияние условий орбитального полета не только в период самого полета, но и в течение длительного периода после его завершения. Включение в эти опыты в СССР большого числа разнообразных биологических объектов позволило исследовать также генетические эффекты полетов.

Биологические исследования были продолжены и в пилотируемых полетах. Так, во время полетов кораблей «Восток-3», «Восток-4», «Восток-5», «Восток-6», «Восход», «Восход-2» было продолжено изучение влияния полета на лизогенные бактерии, нормальные и раковые клетки человека, одноклеточные водоросли и другие объекты. В дальнейшем биологические исследования проводились в СССР на кораблях «Зонд-5», «Зонд-6», совершивших облет Луны, на «Космос-605» и на «Космос-690».

Влияние ускорений.

Начальные сведения о влиянии радиальных ускорений-перегрузок, длительно (свыше 3 сек.) действующих на организм человека, относятся к концу XVIII в. В работе «Зоономия» (1794) Э. Дарвин впервые привел чертеж центробежной машины и указал, что вращение на ней приводит к изменениям кровообращения. В начале XIX в. в лечебнице Шаритэ (Берлин) вращение на центробежной машине использовалось для лечения душевнобольных. В 1820 г. чешский биолог Ян Пуркине провел экспериментальную работу на животных для изучения физиологического механизма действия ускорения. Он отметил, что при вращениях, в случаях, когда вектор перегрузки совпадает с направлением продольной оси тела, у животных возникают резкие изменения мозгового кровообращения. В дальнейшем ведущее значение мозгового кровообращения в механизме повреждающего действия ускорений было показано физиологом В.В. Пашутиным (1881) и врачом Н.О. Цыбульским (1895) в лаборатории В.М. Бехтерева.

Существенное значение для проблемы в целом имели исследования А. Ноэнса и Дж. Йонгбледа (1932–1933), У. Фишера (1937) и X. Диринсгофена (1933), в которых были предприняты попытки оценить изменения гемодинамики количественно, в частности, в случае положительных ускорений, когда перегрузка направлена от головы к тазу. На основании этих работ и некоторых исследований по физиологии и патологии кровообращения Г.Ф. Лангом (1938), В.В. Стрельцовым (1938), Д.Е. Розенблюмом (1939), А.А. Сергеевым (1944) в СССР, Г. Шубертом (1931) в Австрии, О. Гауэром и X. Диринсгофеном (1934) в Германии была развита концепция о преимущественно гемодинамическом механизме повреждающего действия радиальных ускорений. В работах Ланга (1938) и Стрельцова (1938–1947) было отмечено, что адаптация к действию положительных ускорений связана с механизмами регуляции кровообращения, которые в нормальных условиях определяют ортостатическую устойчивость. Влияние положительных радиальных ускорений может, таким образом, рассматриваться как своеобразная усиленная ортостатическая нагрузка.

За последние 10–15 лет в исследованиях на центрифуге собран весьма существенный фактический материал об устойчивости животных и человека к действию разнонаправленных ускорений. Выявлено влияние различных факторов (гипоксии, гиподинамии, вдыхания газовых смесей, обогащенных CO₂, фармакологических препаратов) на устойчивость к действию ускорений и — что особенно важно — вскрыты физиологические механизмы, определяющие развитие патологических симптомов (расстройств зрения — серой и черной пелены, брадикардии, нарушений дыхания и др.), лимитирующих переносимость положительных радиальных ускорений.

Для решения вопроса о режиме взлета и посадки ракетных летательных аппаратов были проведены многочисленные экспериментальные исследования, в которых изучалось влияние на организм животных и человека радиальных ускорений, действующих в направлении, перпендикулярном к продольной оси тела. Были получены данные, характеризующие реакцию дыхания, сердечно-сосудистой и центральной нервной системы, и установлены изменения в этих системах, ограничивающие переносимость «поперечных» ускорений (П.В. Васильев, А.Р. Котовская, 1965; и др.).