История биологии с начала XX века до наших дней

В последнее время в связи с длительным пребыванием космонавтов во время полета в кабинах малого объема, неизбежно ограничивающих движения, серьезное внимание привлекла к себе проблема снижения двигательной активности. По характеру физиологического влияния на организм подобное состояние близко к влиянию невесомости и в длительных полетах, вероятно, будет усугублять ее отрицательное действие. При экспериментальном изучении влияния гиподинамии на организм животных и человека (длительное, до 100 суток, пребывание в условиях строгого постельного режима) были обнаружены существенные сдвиги в энергетическом, белковом и водно-солевом обмене (нарушение азотистого, кальциевого, фосфорного балансов); отмечены снижение функциональных возможностей сердечно-сосудистой системы и выраженные нарушения регуляции двигательных актов с явлениями мышечной слабости, обусловленной атрофическими процессами (А.М. Генин, А.Д. Воскресенский и др., 1968–1973; И.Д. Пестов, И.С. Балаховский, 1968–1973 и др.).

Изучение гиподинамических состояний позволило значительно расширить представления о биологической роли двигательной активности. Экспериментальные данные ярко показали значение физиологической нагрузки для сохранения функциональной способности и морфологической структуры органа. Действительно, морфологические исследования на животных, перенесших состояние гиподинамии, выявили возникновение у них закономерных нарушений различных структурных элементов поперечнополосатых мышц (В.В. Португалов и др., 1969).

Анализ причин, определяющих возникновение в результате гиподинамии функциональных расстройств регуляции кровообращения, дыхания и других функций, привел к мысли о том, что в таких ситуациях для организма крайне невыгодно находиться в условиях сверхстабильной внешней среды. В связи с этим впервые было подвергнуто критическому обсуждению известное положение К. Бернара о том, что постоянство внутренней среды — непременное условие свободной жизни. Стало очевидным, что определенный диапазон колебания многих параметров внутренней среды совершенно необходим для организма. Отсутствие таких колебаний приводит к постепенному ослаблению адаптационных механизмов, играющих существенную роль в регуляции кровообращения, дыхания, поддержании мышечного тонуса и т. п. В связи с этим некоторые исследователи стали рекомендовать для длительных полетов помимо специальных комплексов мышечных упражнений использовать в герметических кабинах активную газовую среду, стимулирующую деятельность приспособительных механизмов. Такая среда должна, по мнению большинства исследователей, характеризоваться несколько пониженным парциальным давлением кислорода или же сочетанием пониженного парциального давления кислорода с несколько повышенным парциальным давлением углекислого газа (В.Б. Малкин, О.Г. Газенко, 1969).

Влияние высотных факторов и принципы формирования искусственной газовой среды в кабине.

В круг задач экофизиологии входит также разработка различных систем, обеспечивающих стабильное поддержание заданных условий микроклимата в кабинах космических аппаратов. При этом важно определить границы допустимых колебаний таких параметров среды, как барометрическое давление, газовый состав, влажность и температура. Эти вопросы давно и успешно разрабатываются в тесной связи с прогрессом авиационной и ракетной техники.

Проблема рационального построения искусственной атмосферы в обитаемых космических кораблях привела к необходимости критической оценки некоторых фундаментальных вопросов биологии. Была поставлена прежде всего под вопрос целесообразность копирования в герметических кабинах основных параметров нормальной земной атмосферы (барометрическое давление 760 мм рт. ст.; О₂ — 21 % и т. п.) (Е. Рот, 1968; О.Г. Газенко, А.М. Генин, В.Б. Малкин, 1968; и др.).