Невесомость — это состояние, возникающее при удалении из области действия гравитационного поля Земли. Невесомость, по словам космонавтов, по ощущениям похожа на спуск в скоростном лифте или полет в самолете.
Пребывание в состоянии невесомости ведет к значительным изменениям функций организма, и в первую очередь это касается гравизависимых систем. К ним относится, например, мышечная система, обеспечивающая нам поддержание позы и осуществление движений в гравитационном поле Земли.
Когда человек попадает в состояние невесомости, организм, не чувствуя необходимости противодействовать гравитационному полю, перестает поддерживать эту функцию. Особые мышечные волокна, специально предназначенные для поддержания позы, на начальных этапах космического полета перестают действовать, а при длительном пребывании в полете развивается их атрофия. Изменяется в невесомости и взаимодействие мышц-антагонистов. Мышцы-разгибатели перестают в полной мере осуществлять свои функции, возникает так называемая поза «уставшей обезьяны», что отражает повышение тонуса мышц-сгибателей.
Основным сигналом, запускающим перестройки в мышечной системе, является прекращение потока информации от рецепторов опоры. Значительные перестройки происходят и в сердечно-сосудистой системе, которой больше не нужно противодействовать гравитационному полю Земли при доставке крови к головному мозгу. Такие изменения, сопровождающие длительное пребывание в невесомости, могут привести к неблагоприятным последствиям, когда человек возвращается на Землю и вновь возникает необходимость поддерживать позу и доставлять кровь к мозгу, противодействуя гравитационному полю Земли.
Для профилактики гипогравитационных нарушений на протяжении всего космического полета выполняются физические тренировки, в первую очередь тренировки на дорожке, включающие интервалы интенсивного высокоскоростного бега. Кроме этого, выполняются силовые упражнения и тренировки на велоэргометре ― имитаторе велосипеда.
Бежать на дорожке возможно только с помощью специальной системы, обеспечивающей притяжение человека к дорожке. Такое притяжение во время тренировки составляет около 70 % от веса тела. Часть тренировки на дорожке обязательно выполняется в так называемом пассивном режиме движения полотна, когда космонавт перемещает полотно дорожки с помощью силы ног.
Если на Земле мы можем выполнять или не выполнять физические тренировки в зависимости от нашего желания, в условиях космического полета это жизненно необходимо.
фото: imdb.com / кадр из фильма «Гравитация», 2013
Елена Фомина, доктор биологических наук, заведующий Лабораторией профилактики гипогравитационных нарушений Института медико-биологических проблем РАН
