Холод и гравитация. Тепло и невесомость. "Малыш-космонавт"
Статья − часть темы исследования о взаимодействии температуры и гравитации, о том, как температура окружающей среды, а именно холод, может служить основой для новых методов предотвращения декондиционирования двигательной системы человека в длительных космических миссиях.
"Холод и гравитация" в их влиянии на нервно-мышечную систему могут иметь эволюционное происхождение. Чтобы решить эту проблему, десять лет назад ученые придумали концепцию с рабочим названием "Гипотеза Baby Astronaut", которая утверждала, что «синергетическая адаптация двигательной системы к различным средам происходит из их онтогенетической синхронности».
О том, как и когда появилась идея такого исследования, какие сделаны выводы и кому посвящена научная работа, об этом рассказывают А.Ю.Мейгал, заведующий кафедрой физиологии человека и животных и профессор Л.И.Герасимова-Мейгал.
А.Ю. Мейгал, заведующий кафедрой физиологии человека и животных:
О том, что холод и гравитация могут иметь много общего в своем действии на организм человека, на кафедре физиологии человека и животных было известно давно. Это было как бы коллективным "внутренним знанием" нашей кафедры. Впервые идея нейрональной общности позного мышечного тонуса, который возникает как противодействие силе тяжести и мышечного тонуса, вызванного охлаждением, было высказано еще в 80-е годы профессором Юрием Васильевичем Лупандиным в виде научной концепции "позно-терморегуляционного тонуса". Эта концепция оказалась экспериментально доказуемой, то есть эмпирической и вполне научной, и породила несколько диссертаций, включая и мою докторскую диссертацию, в которых было показано, что терморегуляционный тонус может управляться гравитацией, а позный тонус -−температурой среды. Эта концепция напоминала что-то вроде "Великого объединения" нескольких физических взаимодействий в одно из области физики. Действительно, на уровне двигательных единиц невозможно различить эти дав вида тонуса.
Новый импульс этой концепции был придан после моего знакомства и хорошего сотрудничества с Институтом медико-биологических проблем (ИМБП) в Москве. Лекции члена-корреспондента Инесы Козловской я записывал буквально дословно и обнаружил из этих лекций, что действие космической невесомости на двигательные единицы практически совпадает с действием тепла, которое мы тоже исследовали в 90-е годы в тогдашней проблемной лаборатории терморецепции и теплообмена на кафедре физиологии. Одновременно мы много сотрудничали с кафедрой педиатрии, было защищено несколько диссертаций, в которых были показаны такие же параметры активности двигательных единиц, как в невесомости и тепле. Также, в ИМБП произошло знакомство с методом "сухой" иммерсии (погружение в воду без контакта с водой), моделирующего невесомость. Я перечитал все работы кафедры за последние годы и увидел, что и гипоксия вызывает эффект на скелетные мышцы, похожий на действие тепла. После этого само собой в голове все сложилось − невесомость, тепло и гипоксия действуют одинаково и это эволюционно сложилось так, потому что все эти три состояния синхронизированы внутриутробно! Так сложилась концепция, которую мы опубликовали в 2013 г. в журнале "Medical Hypotheses" под названием "Baby Astronaut Hypothesis" ("Малыш-космонавт"), согласно которой "Синергическое действие микрогравитации, тепла и гипоксии является следствием синхронизации их во внутриутробном периоде". Соответственно, гравитация, холод и нормальное напряжение кислорода тоже синергичны между собой. Оставалось только сделать последний вывод − "человеческий плод − это космонавт", который после длительного космического полета "рождается на Землю", где прохладнее, тяжелее и больше кислорода. Мы дали волю фантазии и представили, что есть и более массивные планеты с большим ускорением свободного падения и содержанием кислорода, и более прохладные, на которых тоже есть свои синергии. Мы дали названия этим всем этим вероятным и возможным синергиям. Мы прошли рецензирование, хотя и не с первой попытки.
Время показало, что мы поступили правильно, опубликовав эти мысли. Практически сразу после нашей статьи вышло несколько других статей, поднимавших похожие проблемы. Мы общались с их авторами, вступали в полемику, цитировали друг друга. Получали мы и критические замечания. В течение нескольких лет было получено много новых экспериментальных данных, которые нужно было вновь систематизировать. Так возникла идея критически оценить концепцию "Baby Astronaut" и − если она неправильная − опровергнуть ее. Результатом стала рукопись, отправленная в уже настоящий "космический" журнал "Frontiers in Space Technologies". Эта рукопись готовилась 3 года, почти каждый день. После публикации наших статей по проекту "Марс 500" и по исследованиям на Международной космической станции мы рассчитывали на серьезное к нам отношение и это ожидание оправдало себя.
Л.И. Герасимова-Мейгал, профессор:
Мы обнаружили новые факты синергизма гравитации и холода, невесомости и тепла. Нам удалось количественно оценить "гравитационный эквивалент" холода, который оказался равен примерно 0,15G (земной гравитации), что вполне могло бы использоваться в длительных космических экспедициях. Мы и предложили это, пока в виде теоретического обоснования холодового профилактического воздействия в космическом полете. Специалист из Германского космического агентства (DLR) сразу дал позитивную оценку рукописи, хотя и отметил необычный взгляд авторов на предмет статьи, а, вот, известный специалист по перинатальному периоду вступил с нами в полемику и мы выдержали 4 раунда вопросов и ответов, в результате чего узнали много для себя нового из области онтогенеза и эволюционной биологии не только человеческого ребенка, но и зрело- и незрелорождающихся животных. Статья уже издана и, судя по количеству прочтений, вызвала интерес. В наших планах вернуться к концепции через несколько лет и снова оценить ее состояние уже на основе большего количества физиологических систем, например системы кровообращения.
А.Ю. Мейгал, заведующий кафедрой физиологии человека и животных:
Мы посвятили эту статью памяти профессора Юрия Васильевича Лупандина, который дал импульс этой плодотворной идее. Разбирая изданные на кафедре труды, я с удивлением обнаружил оттиск статьи из журнала "Космическая биология и авиакосмическая медицина" за 1974 год, в которой по научным материалам профессора Георгия Николаевича Сорохтина (заведующий кафедрой физиологии человека и животных в 1960-1970 гг.) профессором Ольгой Павловной Минут-Сорохтиной была опубликована статья о значении дефицита возбуждения при деафферентации нервного центра как модели космического полета. Наверное, интерес к космосу незримо передается на нашей кафедре из поколения в поколение.
Как применять холод в профилактических контрмерах в космосе, читайте в материале журнала "Границы космических технологий".
Пресс-служба ПетрГУ
