Господин Свещаров Биология за всички

{img:biologija_za_vsichki_f21_chovek_na_lunata.jpg|#Фиг.20. Човешки крак стъпи на Луната.}

Продължителните полети в Космоса доказаха, че измененията, които настъпват в човешкия организъм като следствие от безтегловността, нямат фатален характер и че работоспособността на космонавтите се запазва в граници, близки до нормалните. Дори е установено, че човек бързо привиква към състоянието на безтегловност и процесът на обратно приспособяване към земните условия е значително по-сложен и свързан с по-неприятни усещания. Независимо от това, че създадените вече орбитални станции от типа „Салют“ и „Скайлаб“ осигуряват пребиваване в Космоса повече от 80 дни, сега се разработват проектите и вероятно скоро ще бъдат изпитани първите модели на космически кораби и орбитални станции, на които ще се създаде изкуствена гравитация. Изчислено е, че е достатъчно да се създаде изкуствена гравитация с големина около 1/3 от земното притегляне. Макар техническата реализация на този проект да създава все още трудности на конструкторите, няма съмнение, че той ще бъде осъществен в най-близко бъдеще.

В ход са и проектите по създаването на космически летателни апарати, които ще стартират като ракети до съответен обект в околоземното космическо пространство, а оттам ще се завръщат на Земята с планиращ полет като обикновените свръхзвукови самолети. Въвеждането в действие на тези апарати ще поевтини космическите опити и ще даде възможност за периодична подмяна на екипажите от космическите орбитални станции. Това от своя страна ще сложи край на епизодичните изследвания на Космоса и може да постави началото на постоянно космическо дружество.

За мнозина вече е ясно, че овладяването и използуването на космическото пространство имат голямо значение за човечеството. Тези условия са свързани както с нуждите на науката и техниката, така и с тези на народното стопанство. Неслучайно в основните насоки на КПСС на видно място са отбелязани въпросите, свързани с по-нататъшното изследване на Космоса. Цели се развитие на свръхдалечните телеграфни, телефонни и радиотелевизионни предавания, метеорологично прогнозиране, проучване на природните ресурси на планетата, подпомагане на географските изследвания и на селското стопанство. Спътниците и орбиталните пилотирани станции могат да ни дават неоценима информация за замърсяването на околната среда и особено на Световния океан. От орбиталните станции космонавтите лесно могат да дадат преценка за очакваната реколта или да сигнализират за райони, застрашени от вредители по растителността и болести по нея, преди опасността да се е разпространила върху големи площи. Значението на тези изследвания за селското и горското стопанство не подлежи на съмнение, тъй като е изчислено, че близо 20% от световната зърнена реколта загива от изсушаване, болести и паразити.

От голямо значение са биологичните и медицинските изследвания, направени във връзка с пилотираните космически полети.

Какво още може да се очаква от бъдещите космически изследвания? За нашите читатели е ясно, че изброените по-горе примери са всъщност само една много малка част от внедрените в нашето ежедневие научни разработки, които първоначално бяха предназначени предимно за космически цели. Няма съмнение, че в бъдеще овладяването на Космоса ще спомогне за решаването на такива изключително важни въпроси, като например загадката около възникването на живота върху нашата планета. Интензивни изследвания ще се провеждат и за да се осъществи изкуствена синтеза на хранителни вещества и на първо място на белтъци за космическите кухни, което ще има огромно значение и за изхранването на увеличаващото се население на Земята. Сега специалистите по космическа биология полагат големи усилия за създаване на специални съоръжения и системи, които да осигурят най-надеждно космонавтите при продължителните полети. Особено внимание се обръща на тези системи, които са способни да възстановяват напълно атмосферата в космическия кораб. Цели се също така създаването на такива системи, които в ограниченото пространство на космическия кораб да произвеждат от всеки квадратен метър максимално количество хранителни вещества от растителен или микроорганизмен произход. Пренесени в мащабите на земните условия, тези технологии ще спомогнат за извънредно голямо увеличаване на процеса за възпроизводство на биологична маса. Като имаме предвид, че един такъв процес ще може да се регулира изцяло от човека, това означава, че човечеството ще се сдобие с метод за невероятно бързо получаване на големи количества селскостопански продукти.

Ще минат още няколко десетилетия и разгадалият вече много тайни на нашето небесно тяло човек ще може да се намесва успешно и да управлява в известна степен такива процеси, каквито са наводненията, сушата и ураганите. Защото за никого не е тайна, че тези атмосферни процеси се управляват от Слънцето. Така ще се роди науката космическа климатология по подобие на космическата биология, медицина, метеорология, геология и др.

Ключът за решаването на редица земни проблеми се намира в Космоса. Пътят, който води към овладяването им, е сложен и опасен. Нека се надяваме, че бъдещите полети към междузвездното пространство ще преминат под основния девиз на космонавтиката — всичко за благото на човечеството!

Космонавтиката в помощ на биологията и медицината

Особено много се обогати медицината с нови уреди и апарати. От центровете за тренировка на космонавти в клиниките бяха пренесени нови апарати и автомати, които зорко следят и при необходимост поддържат сърдечната дейност и кръвообращението на болните. Храносмилателната система се изследва рационално чрез поглъщане на миниатюрни предаватели. В зависимост от конкретните условия на живот и трудова дейност бяха възприети различни начини за по-добро и рационално хранене, обличане и подреждане на работното място.

В много съветски клиники по подобие на центровете за следене на пилотираните полети намира приложение биотелеметрията — предаване на данни за състоянието на даден организъм от разстояние. Сега усилено се работи по усъвършенствуването на тази система, която позволява осъществяването на непрекъснат контрол върху здравето на човека, което ще е от голямо значение за хора, изложени на опасност от внезапни кризи. С помощта на този контрол лекарите лесно могат да забелязват признаците, предшествуващи дадено патологично състояние и да вземат незабавни мерни за преодоляването му.

Медицината се възползува от подобренията на фотографската техника, направени за получаване на по-хубави снимки на Луната и планетите — качеството на рентгеновите снимки рязко се подобри. Използувайки „космическия“ опит, специалистите по медицинска апаратура конструираха слухови апарати, които не се нуждаят от батерии, защото използуват… биотоковете на човешкото тяло! За космонавтите бе създаден превключвател, който се задействува от движението на очите. Сега с негова помощ инвалидите придвижват количките си. За космонавтите създадоха специални очила с призмово устройство, което им позволява да следят бордовата апаратура в легнало положение. Тези очила вече се произвеждат и от тях се ползуват неподвижно болните, оперираните и тези, които не обичат да четат седнали. Конструираните за космонавтите надуваеми легла сега се използуват в много болници особено от пациенти, получили тежки изгаряния или счупвания на кости. Една нова „космическа“ сплав на титана се използува за направата на лакетни и тазобедрени стави, тъй като е извънредно устойчива на износване. Лекарите в Англия използували скафандър за спиране на кръвотечение! На една пациентка били направени 9 безуспешни манипулации за спиране на кръвта. Това било постигнато едва след като й облекли скафандър. Разликата между външното и вътрешното налягане се намалила и дългоочакваният ефект най-после бил постигнат.

Космическа фармакология
Полетите на пилотираните космически летателни апарати вече не са сензационна новина за човечеството, но едва ли ще се намери някой, който да не наблюдава с най-голямо внимание и интерес на телевизионния екран трудната и същевременно толкова интересна и смела дейност на космонавтите. На много хора може би се струва, че космическите полети едва ли не са приятна разходка из Космоса. За съжаление това все още не е така.

Големите скорости и високите натоварвания, които въздействуват върху организма на космонавтите, доведоха до увеличаване продължителността на неблагоприятните въздействия върху човешкия организъм. Едновременно с това се появиха и нови, необичайни за пилота въздействия. В тази сложна и опасна за живота им обстановка космонавтите трябва за кратки срокове да извършват в състояние на безтегловност сложни манипулации, да се ориентират в безбрежния космически океан, да приемат и предават информация и да реагират правилно на нея в едно състояние на организма им, което се намира на границата на физиологичните и психологичните им възможности.

Няма съмнение, че в резултат от въздействието на сложната и необичайна за човека космическа среда по време на полета може да възникнат болестни състояния и да провалят целия космически експеримент. Учените успяха да докажат, че необичайната космическа обстановка изисква и съвършено нови лекарствени средства за лекуване на болестните състояния при космонавтите. Нещо повече — оказа се, че дори и най-обикновените и смятани за съвършено безвредни лекарства, които ние употребяваме тук на земята, в условията на космическите полети могат да предизвикат у космонавтите тежки алергии или отравяния. Всичко това наложи приготвянето на нови, специфични лекарствени препарати за космонавти и съответно обособяване на ново направление на космическата медицина — космическата фармакология.

Лекарствата се дават на космонавтите, преди да излетят в Космоса. Няколко дни преди полета те са изолирани в специални помещения. Това се прави, за да се освободят организмите им от болестотворните микроорганизми. За целта кожата, слизестите обвивки на носа и устата им се обработват с антибиотични и антисептични средства и през целия този период космонавтите са подложени на най-щателен микробиологичен контрол. Тази предпазна мярка се оказа до този момент подходяща и благодарение на нея в досегашните полети не бяха отбелязани заболявания, предизвикани от болестотворни бактерии и първаци. По-сложен е въпросът с вирусите. Срещу тези абсолютни вътрешноклетъчни паразити все още няма достатъчно ефективни и безвредни лекарствени препарати и затова те са най-голяма опасност за здравето на космонавтите и са най-голямата грижа на лекарите. Достатъчно е да споменем случая с полета на американския космически кораб „Аполо-9“. Още в първите обиколки пилотите се оплакаха от сериозно неразположение и лекарите констатираха грипно заболяване. Особено тежко прекара болестта младият и неопитен космонавт Ръсел Швейкарт, който през цялото време на полета се е чувствувал зле и е бил неработоспособен.

Космонавтите се подлагат на щателен микробиологичен контрол и при завръщането им на Земята. Това се прави, за да не се допусне внасянето на извънземна форма на живот на нашата планета, тъй като това може да се окаже фатално за всички живи същества на Земята (за целта цялата завръщаща се космическа летателна система се стерилизира с високи дози ултравиолетови лъчи). От друга страна, за науката представлява голям интерес дали по време на космически полет някои безвредни (непатогенни) микроорганизми от обикновената микрофлора на човешкото тяло не са се превърнали под въздействието на космическата радиация и безтегловността в болестотворни.

По време на старта или при приземяването на космическия кораб организмът на космонавтите е подложен на огромни пренатоварвания, на силен шум и вибрации. В резултат на тези въздействия могат да възникнат спуквания на капилярите (най-вече в белите дробове), изменения в кръвообращението от малкия кръг, преразпределение на кръвта и застой във вените, което води до слабо кръвоснабдяване преди всичко на сърцето и мозъка. За да се избягнат тези нежелателни явления, вече са синтезирани препарати, които действуват върху гладките мускулни влакна и преодоляват неблагоприятните изменения в белите дробове. Най-сигурни са се оказали препаратите хипертензин, вазопресин и етирон. По мнение на фармаколозите особено удачен е етиронът, който е в състояние да избави космонавтите от неприятностите на претоварването. Препаратът метацин понижава тонуса на бронхите и подтиска секрецията на бронхиалните жлези. Разбира се, има и други лекарствени средства, но много от тях все още са в стадий на изпитване. Борбата на космическата фармакология с претоварванията върху човешкия организъм прави първите си стъпки.

Медиците се безпокоят за здравословното състояние на космонавтите най-вече тогава, когато започне да действува факторът безтегловност. От многобройните полети на съветските и американските космонавти е известно, че човек може да понесе сравнително безопасно продължителното състояние на безтегловност — например до 14 седмици, като същевременно е способен да работи активно и да изпълнява голям брой научноизследователски задачи. Космическите програми обаче стават по-сложни и бъдещите полети ще бъдат още по-продължителни. Ще се справи ли човешкият организъм с продължителния престой в състояние на безтегловност? Нека видим най-напред какви промени настъпват в организма при това състояние.

Преди всичко спада тонусът на кръвоносните съдове, намалява се количеството на плазмата и еритроцитите с приблизително 10%. Липсата на тегло се отразява на работата на сърцето, то започва да става „лениво“ и се увеличава склонността му към аритмии. Основен проблем при продължителното пребиваване в Космоса остава този за обмяната на веществата в организма. Внезапното прекратяване на нормалната мускулна активност довежда до спадане на енергийния обмен, до атрофия на мускулната тъкан и дейността на сърцето. В резултат на усилено разграждане на белтъци бъбреците започват да отделят големи количества калий, калций, магнезий, фосфор и азотни съединения. Най-високо и най-опасно е обаче отделянето на големи количества калций от костите, които могат да станат много крехки, и опасността от счупвания по време на претоварванията, настъпващи при завръщането на кораба на Земята, се увеличава.

Всичко това показва, че намесата на фармаколозите в случая е повече от наложителна. Необходимо е да се синтезират такива вещества, които да стимулират синтезата на белтъци и усвояването на аминокиселини в организма на космонавтите. По такъв начин ще се повлияе върху отрицателния азотен баланс на организма и ще се блокира прекомерното отделяне на калций от костите. Тъй като състоянието на безтегловност влияе върху нормалното отделяне на натриеви и калиеви йони и върху водата от организма, в аптечките на космическите кораби трябва да има лекарства, който да стимулират нормалното отделяне на натриевите йони и задържането на калиевите. За съжаление до този момент не са открити ефикасни медикаменти, които да възпрепятствуват загубата на голямо количество вода от организма на космонавтите по време на космическия полет. По всяка вероятност това ще бъде един от най-големите и най-сложни за разрешаване проблеми на медиците и фармаколозите през следващите няколко години.

По време на космическия полет на сериозно изпитание се подлага психическото състояние на космонавтите. Откъснати на големи разстояния от родната планета, от близки и познати, обкръжени от мъртвата тишина на безкрайния Космос и подтиснати от постоянно дебнещите ги опасности, в психиката на космонавтите може да настъпи сериозно състояние на напрежение, познато в медицината като „емоционален стрес“. Под влияние на споменатите стресови фактори редица стереотипни процеси в симпатико-адреналната и хипофизно-надбъбречната система, които имат задачата да осигурят на организма приспособяване към вредните външни въздействия, може да бъдат сериозно разстроени. Нарушения настъпват и в т.нар. „биологичен часовник“ на организма вследствие на бързата смяна на денонощните ритми, на удължените дежурства и други подобни.

Нарушените биологични ритми са в състояние да предизвикат неврозни състояния и безсъние сред екипажа на космическите кораби. За целта в аптечните на космонавтите винаги се намират сънотворни препарати — натриев гама-бутират, хеминеврин и др. От успокояващите средства (транквилизаторите) се предпочитат триоксазинът и либрият, тъй като те не понижават мускулния тонус и артериалното налягане.

Състоянието на безтегловност може да предизвика в недобре тренирани космонавти и разстройство на вестибуларния апарат, вследствие на което у тях започват да възникват халюцинаторни усещания. За да се избегне това неприятно и опасно състояние, предписват се трифтазин и халоперидол.

Стресовите фактори предизвикват и бързо уморяване на космонавтите. Обикновено техният трудов ден е напрегнат, а понякога могат да изпаднат и в критични ситуации (спомнете си злополучния полет на „Аполо-13“, който за щастие имаше успешен финал!). Не бива да си представяме, че на космонавтите в такова състояние трябва да се дават средства, познати на Земята като допинг, макар в извънредно критичните положения да се допуска еднократна употреба. Големи надежди се възлагат преди всичко на препарати, приготвени на основата на аминокиселини, витамини от групата В и аденозинтрифосфорна киселина (АТФ е универсална енергийна „разменна монета“ на всички живи същества).

И все пак най-голямата и отговорната задача на космическата фармакология остава синтезирането на лекарствените вещества, които сигурно ще защищават космонавтите от убийствените дози радиация в Космоса. До този момент химици, техници и инженери в тесен научен съюз с биолози и медици успешно разрешават въпроса за радиационната защита на космонавтите, като конструираха сигурно изолирани кораби и скафандри. И тъй като всички досега познати радиопротектори действуват само профилактично, необходимо е да се открият такива, лекуващи успешно лъчевата болест, която може да настъпи у даден космически екип след авария. Такива средства все още не са открити, а защитният ефект на цистеамина и неговите съединения, на които се възлагат големи надежди, се оказа твърде малък.

Един нов клон на космическата медицина се развива бързо и все по-успешно. Работещите в областта на космическата фармакология разбират много добре, че на космическите екипажи често може да се налага употребата на лекарствени средства, от които да зависи не само успешното изпълнение програмата на полета, но дори и животът на хората. А бъдещите програми на космическите изследвания бележат нови, все по-сложни, по-продължителни и по-отговорни пред науката полети. Няма съмнение, че в най-скоро време химиците ще синтезират и фармаколозите успешно ще изпитат нови лекарствени препарати за нуждите на космическата медицина.

Живите организми и магнитното поле

Опитах се да възразя на съученика си, но той бързо се сбогува с мен и не ме остави да се доизкажа. Моят съученик по всяка вероятност не знаеше, че такива магнитни гривни се произвеждат във Франция още от началото на XX в. и че до ден днешен учените водят спорове за тяхното лечебно действие. През 1964 г. по време на XVIII летни олимпийски игри японските индустриалци направиха великолепен бизнес, като успяха с помощта на ловка реклама да продадат главно на чужденците над 1 000 000 магнитни гривни, огърлици и дори пояси. Ако се съди от придружаващите ги проспекти, тези модерни „аксесоари“ към тоалета предпазвали притежателите им от заболявания и помагали за нормализиране на кръвното налягане. Мнозина наистина компетентни специалисти по магнитобиология в Съветския съюз и САЩ изразиха недоверие към „чудодейните“ гривни и колани, които притежават сила на магнитното поле в границите между 200 и 500 оерщеда.

В интерес на истината трябва да кажем, че съгласно древните летописци магнитът е помагал при лекуването на някои болести. Магнитотерапията е била любим лечебен метод на древнокитайската, арабската и римската медицина. Така например на страдащи от заболяване на черния дроб, подагра, чревни разстройства и главоболие препоръчвали да поглъщат прах от стрит магнитен „камък“ (магнетитна руда). Авицена, Гален, Парацелз и по-късно Уйлям Джилбърт — основател на съвременното учение за магнетизма, — както и техните ученици, препоръчвали и използували магнита при лекуване на редица болести. През миналия век в трудовете на авторитетни медици от цял свят, сред които личат имената на руснака Боткин и на французина Шарко, можем да прочетем, че магнитът може да възстанови нарушената чувствителност на кожата или на очната ретина, да лекува парализи и спазми, да успокоява болки от различен произход или, напротив, да предизвиква обща слабост, главоболие и сънливост.

Живот в магнитно поле

Любопитна закономерност е установена в годините на повишена слънчева активност. С нарастване силата на електромагнитните полета се засилват различните епидемии. В такива периоди избухват холерни и тифни заболявания; влошава се състоянието на болни с активна туберкулоза; страдащите от ревматоиден артрит започват да чувствуват силни болки в ставите; значително се влошава състоянието на хора с болни сърца и зачестяват инфарктите на миокарда. Установени са достоверни съотношения между динамиката на слънчевата активност и психическите заболявания.