Космическая биология и медицина кратко

Обновлено: 04.07.2024

С момента освоения человечеством космического пространства возникло новое направление знаний – космическая биология и медицина.

Космическая биология и медицина – это область биомедицинских исследований и технологий, изучающая взаимодействие живой системы со всеми факторами космического пространства (невесомость, космическое излучение, искусственная среда обитания в герметичном замкнутом объеме космического аппарата).

Она является самостоятельной областью научных знаний и важным элементом практики пилотируемой космонавтики, во многом определяющим состояние и перспективы освоения человеком космического пространства.

За годы своего развития космическая биология внесла крупный вклад в успехи фундаментальных наук о жизни, в частности, в гравитационную биологию, которая исследует зависимость структуры, функции и поведения живых организмов от величины и направления гравитационных воздействий.

Сопоставление реакций биологических объектов, различающихся размерами и средой обитания на условия микро-, гипо-, нормо- и гипергравитации обогатило науку первыми, но весьма важными сведениями о границах и формах проявления их гравитационной зависимости.

Данные гравитационной биологии позволили оценить физиологические, медицинские и социальные последствия измененных гравитационных условий, с которыми сталкивается человек под воздействием побочных эффектов научно-технического прогресса.

Эти же данные вооружают медицинскую науку и здравоохранение информацией о перспективных направлениях защиты населения от этих последствий.

К приоритетным направлениям развития отечественной космической биологии и медицины в ближайшую перспективу относятся:

КОСМИ́ЧЕСКАЯ МЕДИЦИ́НА, об­ласть ме­ди­ци­ны, изу­чаю­щая осо­бен­но­сти жиз­недея­тель­но­сти че­ло­ве­ка при дей­ст­вии фак­то­ров кос­мич. по­лё­та с це­лью раз­работ­ки средств и ме­то­дов со­хра­не­ния здо­ро­вья и ра­бо­то­спо­соб­но­сти эки­па­жей кос­мич. ко­раб­лей и стан­ций. Осн. за­да­чи К. м.: изу­че­ние влия­ния на ор­га­низм че­ло­ве­ка фак­то­ров кос­мич. по­лё­та (КП); раз­ра­бот­ка средств про­фи­лак­ти­ки и за­щи­ты от не­бла­го­при­ят­ных по­след­ст­вий их воз­дей­ст­вия; фи­зио­ло­гич. и са­ни­тар­но-ги­гие­нич. обос­но­ва­ние тре­бо­ва­ний к сис­те­ме жиз­не­обес­пе­че­ния пи­ло­ти­руе­мых ле­татель­ных ап­па­ра­тов, а так­же к сред­ст­вам спа­се­ния эки­па­жей при воз­ник­но­ве­нии чрез­вы­чай­ных си­туа­ций. Важ­ные на­прав­ле­ния К. м.: раз­ра­бот­ка кли­нич. и пси­хо­фи­зио­ло­гич. ме­то­дов и кри­те­ри­ев от­бо­ра и под­го­тов­ки кос­мо­нав­тов к по­лё­ту; раз­ра­бот­ка средств и ме­то­дов мед. кон­тро­ля на всех эта­пах по­лё­та; ре­ше­ние во­про­сов про­фи­лак­ти­ки и ле­че­ния за­бо­ле­ва­ний в по­лё­те и уст­ра­не­ния не­бла­го­при­ят­ных по­след­ст­вий дли­тель­ных КП. К. м. тес­но свя­за­на с кос­ми­че­ской био­ло­ги­ей, кос­мич. фи­зио­ло­ги­ей и пси­хо­фи­зио­ло­ги­ей, кос­мич. ра­дио­био­ло­ги­ей и др.

Свидетельство и скидка на обучение каждому участнику

Зарегистрироваться 15–17 марта 2022 г.

Министерство образования и молодёжной политики ЧР

на тему: “Космическая биология и медицина”.

ученица 10 класса,

член кружка “Юный

эколог” при МБОУ

1.Понятие слов космическая биология и медицина.

2. Возникновение космической биологии.

3.Условия, которые необходимы космонавту во время полета на космическом корабле.

4.Человеческий организм во время невесомости.

5.Первые экспериментальные попытки медико-биологических космических исследований в полёт космос.

6.Первый полёт человека в космос.

7.Факторы, которые воздействуют на организм человека в космическом полёте.

8.Чему принадлежит ведущая роль в возникновении специфических реакций?

9.Задачи космической биологии и медицины.

1.Космическая биология - наука, которая изучает биологическое действие различных факторов космического пространства на живые организмы, разрабатывает методы и меры по обеспечению нормальной жизнедеятельности в космическом полете, занимается поисками форм жизни, что, вероятно, существует не только на Земле, и разрабатывает меры против заноса земных форм жизни на другие планеты и в космос. Круг этой молодой космической науки чрезвычайно широкое, а сами проблемы - достаточно специфичны. Здесь и разработка биологических и физико-химических методов обеспечения необходимых жизненных условий в кабинах космических кораблей, и изучение физиологического действия невесомости, возникающего при орбитального полета космического аппарата, биологического действия космической радиации, и исследования длительного пребывания в замкнутом экологическом сред и многое другое.

Космическая медицина — область медицины, изучающая влияние факторов космического полета на состояние здоровья и работоспособность человека. Кроме того, космическая медицина обосновывает медицинские требования к системам жизнеобеспечения и управления космических аппаратов; разрабатывает методы отбора, подготовки космонавтов и мероприятия по профилактике и лечению заболеваний, обусловленных полетом, а также средства спасения космонавтов.

Космическая медицина тесно связана с космической биологией (см.), авиационной медициной, физиологией, психологией, кибернетикой и другими дисциплинами.

3.Исследования в области космической медицины проводятся в наземных условиях, во время полетов самолетов и космических кораблей. Важнейшим вкладом в космическую медицину являются медико-биологические данные, полученные при выполнении программ космических исследований в Советском Союзе и США.

Имитируя на Земле различные космические факторы, например низкий барометрическое давление или отсутствие кислорода, столь необходимого человеку для дыхания, ученые изучают действие этих факторов на человека и предлагают меры. Действие таких факторов на организм человека ученые хорошо знают. Здесь нужны герметичные кабины, кислородные приборы и скафандры. А вот влияние космической радиации изучены еще недостаточно. Его выясняют на животных, посылая их в длительные космические рейсы.

Или же температурные условия космоса. Оказывается, что в кабине корабля надо все время поддерживать определенный температурный режим. А метеорная опасность. Или страшная она? И здесь принадлежит все изучить, разработать определенные рекомендации по защите космонавтов. Одним словом, космос - это среда, где человек может существовать, лишь применив определенные защитные устройства.

По рекомендациям космической биологии разработан целый комплекс мероприятий, обеспечивающих безопасность полета.

Во время полета на космическом корабле космонавта ждут: шум на активном участке, когда работают мощные ракетные двигатели; вибрации, что в этот момент сотрясают тело ракеты; перегрузки, обусловленные колоссальным ускорением; невесомость, которая возникает после выведения корабля на орбиту.

Исследования в лаборатории, а затем и в космосе положительно ответили на эти вопросы. Организм приспосабливается к невесомости. Но ученых беспокоят и переходные периоды - переходы от перегрузок к невесомости и наоборот. И оказывается, что человек хуже переносит именно переход от состояния пропавшей веса к перегрузкам.

В будущем освоения космического пространства невозможно без космических рейсов, которые продлятся по несколько недель, месяцев и даже лет. И здесь особенно важными становятся исследования, направленные на обеспечение необходимых условий для жизни и деятельности космонавтов-исследователей в полете и безопасности подобных путешествий в космическом пространстве.

Но для этого нужно разработать методы и принципы обеспечения условий для жизни космонавтов, в частности создать системы частичного или полного круговорота веществ в замкнутом объеме кабин космических кораблей. Подразумевается регенерация газовой среды, воды, синтез продуктов питания с использованием биологических и химических методов, утилизация продуктов жизнедеятельности человека, животных и растений и т.п.. Осуществляются поиски эффективных методов обеспечения безопасности самих полетов, безопасности выхода космонавтов из корабля в аварийных ситуациях или при посадке корабля на поверхность другого небесного тела. Над этими проблемами работает космическая биология и космическая медицина.

И это далеко не все. Надо подробно изучить радиационную обстановку, где пролегать трассы будущих полетов. Возможно, потребуется и искусственная гравитация на корабле, ведь при длительных путешествиях невесомость может отрицательно повлиять на организм. Приобретенный опыт показывает, что нужны дальнейшие исследования как по уточнению методов отбора космонавтов, так и с их специальной подготовки. Поскольку длительные рейсы требовать, чтобы экипаж кораблей состоял из нескольких человек, при комплектовании надо обязательно учитывать психологическую совместимость его членов. Следует всесторонне обосновать и режим труда и распределение обязанностей между членами экипажа.

5.Родилась эта молодая наука в нашей стране в 1948 p., когда советские ученые сделали первую экспериментальную попытку медико-биологических космических исследований.

На следующем этапе надо выяснить вопросы безопасности полета живых организмов на ракетах. Затем для биологических экспериментов использовали искусственные спутники Земли. Уже через месяц после запуска первого советского искусственного спутника в космическое пространство взлетел второй искусственный спутник с космическим пассажиром - собакой Лайкой. Полет Лайки принес науке ценные сведения о влиянии невесомости и перегрузок на живой организм.

6.И вот 12 апреля 1961 г. Первый советский человек, Ю. А. Гагарин, в космосе. Триумф, который по праву разделяет с другими науками и космическая биология.

.
Подъем — перегрузка. Врачи должны выбрать лучшую, позу для пилота.
Высота 15 тысяч метров, давление 07 миллиметров ртутного столба — дыхание невозможно, даже если будет чистый кислород…
19 тысяч метров в организме закипают жидкости, барометрическое давление становится равным давлению водяных паров в организме.
24 тысячи метров и выше — поддерживать давление внутри с помощью компрессоров извне уже нельзя; нужны герметические кабины с химической регенерацией состава воздуха.
36—40 тысяч метров — начинает проявляться поражающее действие космических лучей. Еще выше — добавляется действие ультрафиолетовых лучей.
100 тысяч метров — опасность метеоритов. Еще выше — полная тишина. Не распространяются звуковые волны. Исчезает рассеивание света. Темно. Очень темно! Абсолютная чернота!
Пропадает ощущение глубины пространства. Необычные восприятия со стороны органов чувств заставляют подумать о защите психики космонавта.
Орбита! Состояние невесомости!. Оно и отражается на жизненно важных функциях организма — кровообращении, дыхании, пищеварении, но влияет на координацию движений и также требует своей доли заботы со стороны космических медиков.
Не учтешь любой из действующих факторов космического полета — и это может привести к большим неприятностям для экипажа корабля.
В космическую медицину входят почти все медицинские и биологические науки. Она самая молодая, но одна из наиболее всеобъемлющих.
Будущее — за космической медициной, медициной здоровых людей. Ведь сплошь здоровые люди — это тоже космическое достижение!

В успешном развитии космической биологии и медицины большую роль играет участие в космических полетах врачей-исследователей. Они проводят сложные медико-биологические исследования, строго контролируют состояние здоровья космонавтов и своевременно принимают меры по профилактике и лечению заболеваний, что приобретает особое значение в длительных космических полетах. В связи с созданием орбитальных медико-биологических лабораторий планируется расширить участие врачей в космических полетах и привлечь биологов различных специальностей для проведения в космосе экспериментов на животных и растительных организмах.

7.В космическом полете на организм человека воздействует комплекс факторов, связанных с динамикой полета (ускорения, вибрация, шум, невесомость), пребыванием в герметичном помещении ограниченного объема (измененная газовая среда, гипокинезия, нервно-эмоциональное напряжение и т.д.), а также факторы космического пространствакак среды обитания (космическое излучение, ультрафиолетовое излучение и др.).

В начале и конце космического полета на организм оказывают влияние линейные ускорения (см. Авиационная медицина). Их величины, градиент нарастания, время и направление действия в период запуска и выведения КЛА на околоземную орбиту зависят от особенностей ракетно-космического комплекса, а в период возвращения на Землю — от баллистических характеристик полета и типа КЛА. Выполнение маневров на орбите также сопровождается воздействием ускорений на организм, однако их величины при полетах современных КЛА незначительны.

Основные сведения о влиянии ускорений на организм человека и способах защиты от их неблагоприятного действия были получены при исследованиях в области авиационной медицины, космическая биология и медицина лишь дополнили эти сведения. Было установлено, что пребывание в условиях невесомости, особенно длительное время, приводит к снижению устойчивости организма к действию ускорений. В связи с этим за несколько суток до спуска с орбиты космонавты переходят на специальный режим физических тренировок, а непосредственно перед спуском получают водно-солевые добавки для увеличения степени гидратации организма и объема циркулирующей крови. Разработаны специальные кресла — ложементы и противоперегрузочные костюмы, что обеспечивает повышение переносимости ускорений при возвращении космонавтов на Землю.

Среди всех факторов космического полета постоянным и практически невоспроизводимым в лабораторных условиях является невесомость. Влияние ее на организм многообразно. Возникают как неспецифические адаптационные реакции, характерные для хронического стресса, так и разнообразные специфические изменения, обусловленные нарушением взаимодействия сенсорных систем организма, перераспределением крови в верхнюю половину тела, уменьшением динамических и практически полным снятием статических нагрузок на опорно-двигательный аппарат.

В начальный период адаптации к невесомости (занимает в среднем около 7 суток) примерно у каждого второго космонавта возникают головокружение, тошнота, дискоординация движений, нарушение восприятия положения тела в пространстве, ощущение прилива крови к голове, затруднение носового дыхания, ухудшение аппетита. В ряде случаев это приводит к снижению общей работоспособности, что затрудняет выполнение профессиональных обязанностей. Уже на начальном этапе полета появляются начальные признаки изменений в мышцах и костях конечностей.

По мере увеличения продолжительности пребывания в условиях невесомости многие неприятные ощущения исчезают или сглаживаются. Одновременно с этим практически у всех космонавтов, если не принять должных мер, прогрессируют изменения состояния сердечно-сосудистой системы, обмена веществ, мышечной и костной ткани. Для предупреждения неблагоприятных сдвигов используется широкий комплекс профилактических мер и средств: вакуумная емкость, велоэргометр, бегущая дорожка, тренировочно-нагрузочные костюмы, электромиостимулятор, тренировочные эспандеры, прием солевых добавок и т.д. Это позволяет поддерживать хорошее состояние здоровья и высокий уровень работоспособности членов экипажей в длительных космических полетах.

Неизбежным сопутствующим фактором любого космического полета является гипокинезия — ограничение двигательной активности, которая, несмотря на интенсивные физические тренировки во время полета, приводит в условиях невесомости к общей детренированности и астенизации организма. Многочисленные исследования показали, что длительная гипокинезия, создаваемая пребыванием в постели с наклоном головного конца (—6°), оказывает на организм человека практически такое же влияние, как и длительная невесомость. Этот способ моделирования в лабораторных условиях некоторых физиологических эффектов невесомости широко используется в СССР и США. Максимальная длительность такого модельного эксперимента, проведенного в Институте медико-биологических проблем МЗ СССР, составила один год.

Специфической проблемой является исследование воздействия на организм космических излучений. Дозиметрические и радиобиологические эксперименты позволили создать и внедрить в практику систему обеспечения радиационной безопасности космических полетов, которая включает средства дозиметрического контроля и локальной защиты, радиозащитные препараты (радиопротекторы).

9/В задачи космической биологии и медицины входит изучение биологических принципов и методов создания искусственной среды обитания на космических кораблях и станциях. Для этого отбирают живые организмы, перспективные для включения их в качестве звеньев в замкнутую экологическую систему, исследуют продуктивность и устойчивость популяций этих организмов, моделируют экспериментальные единые системы живых и неживых компонентов — биогеоценозы, определяют их функциональные характеристики и возможности практического использования в космических полетах.

Успешно развивается и такое направление космической биологии и медицины, как экзобиология, изучающая наличие, распространение, особенности и эволюцию живой материи во Вселенной. На основании наземных модельных экспериментов и исследований в космосе получены данные, свидетельствующие о теоретической возможности существования органической материи за пределами биосферы. Проводится также программа поиска внеземных цивилизаций путем регистрации и анализа радиосигналов, идущих из космоса.

Достижения в области космической биологии и медицины внесли существенный вклад в решение проблем общей биологии и медицины. Расширились представления о границах жизни в пределах биосферы, а созданные экспериментальные модели искусственных биогеоценозов — относительно замкнутым круговоротом веществ позволили дать определенную количественную оценку антропогенных воздействий на биосферу. Большое влияние космическая биология оказала на экологию, в первую очередь экологию человека и изучение взаимосвязи процессов жизнедеятельности с абиотическими факторами окружающей среды. Проведенные исследования позволили лучше познать биологию человека и животных, механизмы регуляции и функционирования многих систем организма.

В стенах университета за столетнее существование подготовлено более 50 тысяч высококвалифицированных специалистов.


Ежегодно высококвалифицированным преподавательским составом разрабатываются и внедряются уникальные методики лечения, а также выполняется существенное количество сложных операций, консультаций, различных манипуляций.


В университете обучается более 2 тысяч иностранных студентов из 52 стран. Выпускники работают врачами в 108 странах мира.


На протяжении многих лет университет является организацией-лидером по результатам научной деятельности.

Медицина и космос

Немного истории… Еще в 1949 году первый космический медик Владимир Яздовский начал проводить медико-биологические исследования на мышах, кроликах, затем – на собаках. Первый успешный полет собак состоялся 22 июля 1951 года: на геофизических ракетах Р-2А на высоту 100 км слетали и благополучно вернулись Цыган и Дезик. За подготовку этого полета Владимир Яздовский и его коллеги получили Сталинскую премию.

Потом были известные полеты Лайки на 2-м искусственном спутнике Земли – 3 ноября 1957 года, Белки и Стрелки – 19 августа 1960 года. В этих полетах были испытаны скафандры, катапультные тележки и комплексы жизнеобеспечения, проводились следующие наблюдения: регистрация ЭКГ, артериального давления, частоты дыхания, температуры тела, двигательной активности у собак.

И тогда он подготовил заключение о возможности отправки человека в космос.

Участие в отборе, подготовке и медицинском сопровождении полетов первых покорителей космоса поручили Военно-воздушным силам СССР, а непосредственно – группе специалистов Центрального военного научно-исследовательского авиационного госпиталя (ЦВНИАГ). В космонавты выбирали военных летчиков-истребителей в возрасте до 35 лет, рост до 175 см, вес – до 75 кг (по другим данным: возраст до 30 лет, рост до 170 см, вес до 70 кг).

Кандидатов в космонавты, отобранных комиссией в летных частях, вызывали в Москву для прохождения медкомиссии человек по двадцать. С каждым днем группа претендентов на космический полет уменьшалась, потому что наиболее жесткие требования к будущим космонавтам предъявлялись именно медиками. Причем состояние здоровья являлось тем фактором, по которому определялась возможность отправки того или иного летчика в космос (трое в дальнейшем были отчислены по здоровью).







Космическая медицина имеет дело с абсолютно здоровыми пациентами, она является частью космической биологии и изучает влияние различных внеземных факторов на нормальный организм. Исследования ведутся в двух направлениях: во-первых, это имитация космического полета, его влияния на организм. Производится отбор и тренировка космонавтов. Медики имеют самое непосредственное отношение к созданию комфортабельной кабины с необходимым микроклиматом в ней, к пошиву космических костюмов, к космической кулинарии и к прочим, казалось бы, не совсем медицинским делам.

Второе направление исследований – непосредственное наблюдение за людьми (космонавтами) во время их полетов. Космические медики отличаются от обычных врачей прежде всего своей тысячекилометровой удаленностью от пациента. Длительное пребывание в невесомости не проходит бесследно. Мышцы атрофируются, тело становится неуправляемым. Сбой в обменных процессах и работе сердечно-сосудистой системы и т. д.




…Что думают по этому поводу студенты педиатрического факультета Белорусского государственного медицинского университета?

В настоящее время полет человека на МКС является рядовым событием, но человечество поставило новые цели: колонизировать не только единственный спутник Земли – Луну, но и осуществить высадку человека на Марс. Без медицины, шагающей в ногу с передовыми научными технологиями, осуществить данную мечту просто невозможно.

(Владимир Снопков, студент 6-го курса педиатрического факультета)

(Мария Завадская, студентка 3-го курса педиатрического факультета)

– Развитие космической медицины на территории Беларуси началось еще в советский период. Толчком к массовым исследованиям в данной области послужил полет Юрия Гагарина в космос. Успешное возвращение на Землю после двух часов в невесомости ясно показало перспективность этой малоизученной отрасли медицины. Исследование аспектов физиологии организма позволило человеку обеспечить комфортное и безопасное пребывание в космосе. Сегодня же достижения космической медицины находят широкое применение для лечения людей на Земле.

Современные методики помогают пациентам с заболеваниями опорно-двигательной, сердечно-сосудистой систем, а также нейрогенными болями различной этиологии. Усовершенствование космических технологий способно совершить прорыв в лечении и диагностике всевозможных заболеваний и вывести медицину на новый уровень развития.

(Полина Шевердак, студентка 2-го курса педиатрического факультета)

Все, что делается для освоения космоса, в конечном счете приводит к улучшению жизни людей на Земле.

Оксана Боговец, заместитель декана по воспитательной работе педиатрического факультета БГМУ, фото из открытых источников

Читайте также: