Методологические аспекты прогнозирования, оценки и коррекции функционального состояния специалистов авиакосмического профиля Чепрасов, Вячеслав Юрьевич

Введение к работе

Актуальность исследования. Проблема оценки, прогнозирования и коррекции функционального состояния является одной из наиболее актуальных в авиационной и космической медицине. Развитие современной авиации и космонавтики, создание новых космических кораблей и постоянно действующих орбитальных станций, оснащенных самой современной аппаратурой, появление авиационных комплексов 4-го поколения закономерно ведет к углублению противоречий между высоким уровнем сложности авиационной и космической техники и психофизиологическими возможностями летчика и космонавта. Современный летный труд характеризуется исключительно высоким темпом восприятия, анализа, синтеза и переработки поступающей информации, частым переключением с одного вида деятельности на другой, повышением требований к ее точностным характеристикам, изменением структуры распределения и переключения внимания, одновременным выполнением функций пилота, штурмана, инженера и радиста при жестком дефиците времени, действием на организм комплекса неблагоприятных факторов экстремального диапазона. Перспективы осуществления долговременных полетов, в том числе полета на Марс, создания новых авиационных комплексов предъявляют повышенные требования к состоянию здоровья и работоспособности космонавтов и летчиков, выдвигают задачу дальнейшего совершенствования существующей системы медицинского обеспечения.

Проблема прогнозирования здоровья космонавтов в длительном полете уже давно является одной из наиболее важных в авиационной и космической медицине. Еще в 1965 году В.В. Ларин достаточно полно сформулировал перечень проблем, связанных с медицинским обеспечением длительных (межпланетных) полетов, среди которых вопрос прогнозирования состояния здоровья (и в частности, заболеваемости) космонавтов уже постулировался как приоритетный.

Оценка функционального состояния (особенно утомления) -центральная проблема в физиологии труда. Исторически данная проблема постоянно находилась в сфере внимания основоположников физиологии И.П. Павлова. И.М.Сеченова, А.А. Ухтомского и др. Особую актуальность проблема оценки функционального состояния организма имеет для летного состава, космонавтов, подводников и других спе-

- г -

циалистов, деятельность которых связана с высоким нервноэмоцио-нальным напряжением и физическими нагрузками. Предложено значительное число методик оценки функционального состояния, однако их использование затруднено в связи со сложностью их проведения, низкой надежностью и неспецифичностью получаемой оценки. Необходимость всесторонних исследований по созданию комплексных систем оценки функционального состояния человека отмечена в решениях Всероссийской научной конференции "Теоретические и прикладные основы повышения устойчивости организма к факторам полета" (1993), Первого Национального конгресса по профилактической медицине (1994), Всероссийского научного симпозиума "Актуальные проблемы коррекции функциональных состояний и реабилитации в авиакосмической медицине" (1996).

Поиск перспективных средств коррекции функционального состояния, иммунного статуса, повышения устойчивости организма к воздействию факторов полета, профилактики утомления, повышения физической и операторской работоспособности также является одной из важнейших задач физиологии труда. Это особенно актуально для авиационной и космической медицины, так как перечень фармакологических средств, допущенных к применению летчиками и космонавтами, ограничен из-за наличия у многих препаратов побочных эффектов, препятствующих выполнению профессиональной деятельности. В указанных целях представляет интерес изучение эффективности эндогенных компонентов клетки - низкомолекулярных пептидных биорегуляторов, эффективных в малых дозах, обладающих высокой избирательностью действия, не вызывающих побочных эффектов, легко выводящихся из организма без образования токсических продуктов, осуществляющих в организме перенос информации, необходимой для нормального функционирования, развития и взаимодействия клеточных популяций (Ашмарин И.П.. 1982; Морозов В.Г., Хавинсон В. X.. 1983; Яковлев г.М. с соавт., 1992; Новиков B.C., Смирнов B.C., 1995).

Таким образом, к актуальным и требующим решения проблемам авиационной и космической медицины относятся обоснование, принципов прогнозирования состояния здоровья, оценки функционального состояния и повышения устойчивости организма к неблагоприятным факторам у специалистов авиакосмического профиля.

Работа выполнена в рамках Государственной программы научно-исследовательских работ в области авиационной и космической медицины на 1991-1995 гг. и до 2000 г. - по теме "Комплексная программа научно-практического использования пилотируемого специализированного центра для решения фундаментальных и прикладных задач космической биологии и медицины" (шифр "Медилаб").

Цель исследования. На основе методологии системной динамики, функционального шкалирования и с использованием пептидных биорегуляторов разработать перспективные способы прогнозирования, оценки и коррекции функционального состояния человека для совершенствования системы медицинского обеспечения специалистов авиакосмического профиля.

Задачи исследования.

1. Разработать модель прогнозирования состояния здоровья космонавтов в длительном орбитальном полете на базе методологии системной динамики.

2. Обосновать применение алгоритма интегральной оценки функционального состояния организма в процессе динамического медицинского контроля за летным составом в различных условиях профессиональной деятельности.

3. Определить информативность разработанных алгоритмов для интегральной оценки функционального состояния специалистов авиакосмического профиля при воздействии неблагоприятных'.факторов.

4. Исследовать эффективность применения пептидных биорегуляторов для коррекции функционального состояния организма при воздействии неблагоприятных фактороз.

5. Оценить эффективность кортексина для коррекции нарушений сна у операторов авиакосмического профиля и тимогена для повышения неспецифической резистентности и снижения заболеваемости космонавтов после длительных космических полетов.

Научная новизна. Впервые разработана модель прогнозирования состояния здоровья космонавтов в длительном орбитальном полете с использованием имитационного моделирования на основе системной динамики. Установлено, что во время орбитального полета длитель-

ностью один год при экипаже в 7 человек реально ожидать появление трех больных по первому классу болезней (инфекции) в последние месяцы полета. По остальным классам болезней вероятность заболевания меньше.

С позиций теории функциональных систем обоснована адекватность и высокая информативность разработанных на основе метода функционального шкалирования алгоритмов интегральной оценки функционального состояния специалистов авиакосмического профиля в различных условиях профессиональной деятельности для диагностики состояния.утомления у летчиков после интенсивных полетов, оценки эффективности восстановительных мероприятий при коррекции функционального состояния организма и реабилитации летчиков с хроническим утомлением и переутомлением, при проведении предварительной тепловой адаптации.

Приоритетной разработкой является обоснование применения пептидных биорегуляторов в практике авиационной и космической медицины для повышения устойчивости организма к неблагоприятным факторам полета: тималина и кортексина для повышения антигипокси-ческой устойчивости, тимогена - актопротекторной устойчивости. Впервые выявлена высокая эффективность пептидных биорегуляторов (кортексина, тимогена и эгшталамина) для повышения статокинети-ческой устойчивости организма человека, протекторное действие которых была близким или превышающим эталонный препарат скополамин.

Обосновано применение тимогена для ускорения реадаптации организма космонавтов к земным условиям после длительных орбитальных полетов, восстановления нарушенных показателей Т-клеточного. В-клеточного и эффекторного звеньев иммунитета, повышения неспецифической резистентности организма, снижения заболеваемости острыми респираторными вирусными инфекциями и их тяжести.

Впервые обосновано применение кортексина для коррекции нарушений сна за счет нормализации деятельности нейронов головного мозга, корково-подкорковых взаимоотношений, улучшения церебральной гемодинамики у операторов авиакосмического профиля с нарушениями сна.

Практическая значимость.

Обосновано применение имитационного моделирования с использованием методологии системной динамики для прогнозирования здоровья космонавтов в условиях длительного космического полета.

Определены информативные показатели оценки функционального состояния организма специалистов авиакосмического профиля. Разработаны алгоритмы интегральной оценки функционального состояния организма, вклжчаюшие линейно-дискрикинанткые функции и решающее правило, для лиц с различным профилем деятельности. Показана высокая информативность разработанных алгоритмов для оценки функционального состояния организма в процессе динамического врачебного наблюдения за летчиками при медицинском обеспечении полетов, реабилитации в условиях санатория, адаптации к неблагоприятным условиям среды, диагностике утомления.

Установлена высокая эффективность применения пептидных биорегуляторов (тималина. тимогена, кортексина, простатилена и эпи-таламина) для коррекции функционального состояния организма и поддержания высокого уровня операторской работоспособности специалистов авиакосмического профиля при действии различных неблагоприятных факторов. Показана их антигипоксическая, противоукачиваю-щая и актопротекторная активность. Установлена эффективность применения кортексина для коррекции нарушений сна у операторов авиакосмического профиля. Выявлена эффективность применения тимогена в раннем периоде реадаптации космонавтов после орбитальных полетов для повышения неспецифической резистентности организма и снижения заболеваемости острыми вирусными респираторными инфекциями.

Апробация. Основные положения работы доложены на 15 съезде Всесоюзного физиологического общества (19В7); Международных конференциях: "Профессиональная деятельность космонавтов и пути повышения ее эффективности" (Звездный городок, 1993), X конференции по космической биологии и авиакосмической медицине (Москва, 1994), 2-й Международной научной конференции "Выживание человека: Резервные возможности и нетрадиционная медицина" (Москва, 1994), Первом Национальном конгрессе по профилактической медицине (СПб, 1994); Всероссийских научных конференциях: "Пептидные биорегуляторы - цитомедины" (СПб, 1S92). "Теоретические и прикладные осно-2з.№

вы повышения устойчивости организма 'к факторам полета" (СПб, 1993), "Актуальные проблемы патофизиологии экстремальных состояний" (СПб, 1993), "Антигипоксанты и актопротекторы: итоги и перспективы" (СПб, 1994), ХХШ-ХХХ Чтениях, посвященных разработке научного наследия и развитию идей К.Э.Циолковского (Калуга, 1994-1996). научных конференциях: "Нлинико - физиологические аспекты медицинской реабилитации летного состава" (Гатчина, 1996), "Актуальные вопросы клиники, диагностики и лечения (СПб, 1997), заседаниях секции авиационной и космической медицины Санкт-Петербургского общества физиологов, биохимиков и фармакологов им.И.М.Сеченова (1992 - 1996), проблемной комиссии N 11 ВМедА (1995).

Материалы исследования опубликованы в 27 печатных работах, доложены и обсуждены на 5 международных. 7 Всероссийских и 2 региональных научных съездах, конгрессах и конференциях.

Реализация работы. Основные результаты исследования реализованы в информационном письме "Диагностика и медицинская реабилитация ликвидаторов последствий аварии на ЧАЭС и других радиационных катастроф" (М.: Минздравмедпром РФ, 1995), "Методических рекомендациях по оценке утомления у специалистов авиакосмического профиля" и "Методических рекомендациях по применению пептидных биорегуляторов для коррекции функционального состояния и повышения профессиональной работоспособности у специалистов авиакосмического профиля" (приложение к отчету темы НИР "Медилаб", 1995), используются в лекционном курсе и на практических занятиях по физиологии летного труда в Военно-медицинской академии, опубликованы в учебном пособии "Функциональные состояния летчика" (1993). Рекомендованные пептидные биорегуляторы применяются для коррекции нарушений сна и повышения неспецифической резистентности организма человека во Всероссийском центре экологической медицины.

Основные положения, выносимые на зашиту.

1. Прогнозирование состояния здоровья космонавтов в условиях длительного орбитального полета может осуществляться путем имитационного моделирования с использованием методологии системной динамики.

2. Разработанный на основе метода функционального шкалирования алгоритм высокоинформативен для интегральной оценки функционального состояния специалистов авиакосмического профиля в различных условиях профессиональной деятельности.

3. Пептидные биорегуляторы эффективны для восстановления функционального состояния организма и работоспособности специалистов авиакосмического профиля, коррекции нарушений сна, нормализации иммунного статуса, повышения резервных возможностей организма.

Объем и структура диссертации. Диссертационная работа изложена на 30S страницах машинописного текста и состоит из введения, 5 глав, заключения, выводов, практических рекомендаций, списка литературы, приложения. В работе содержится 35 таблиц и 28 рисунков. Список литературы включает 276 отечественных и 62 иностранных источников.