Одной из главных задач, решаемых специалистами авиационной и космической медицины, является проблема обеспечения безопасности полетов, повышение эффективности и надежности профессиональной деятельности летного состава.

Управление летательным аппаратом порой выполняется в режиме острого дефицита времени, на фоне действия целого спектра факторов полета, оказывающих неблагоприятное влияние на функциональное состояние (ФС) и работоспособность человека. В полете на человека воздействуют шум, вибрация, различные по величине и направлению ускорения.

Указанные экстремальные воздействия вызывают увеличение уровня нервно-эмоционального напряжения и преждевременное развитие утомления. Все это провоцирует возникновение иллюзий, приводит к дезориентации в пространстве, нарушению координации движений, операторской деятельности, появлению различных вестибулосенсорных, вегетативных и соматических реакций, свидетельствующих о снижении статокинетической (СК) устойчивости человека.

Установлено, что важнейшие центры головного мозга и рецепторы вестибулярного аппарата в условиях воздействия на них ускорений находятся в состоянии физиологического возбуждения с соответствующей активацией метаболических процессов, что в свою очередь требует повышенной доставки кислорода и энергетических ресурсов [1, 2], в том числе в эндолимфу ушного лабиринта. Помимо вышеназванных моментов, сами СК-воздействия могут приводить к динамическому нарушению кровообращения в системе а. аuditiva, обеспечивающей питание лабиринта. Очевидно, что в этих случаях наступает относительная недостаточность кислородного и энергетического обеспечения, влекущая за собой ухудшение функционального состояния, относительную гипоксию и энергетическое голодание жизненно важных центров головного мозга и самих вестибулярных образований. В крови и тканях головного мозга повышается содержание недоокисленных продуктов, особенно лактата. Снижение РН крови приводит к снижению активности цикла Кребса и уменьшению выработки АТФ, что является серьезной угрозой для гомеостаза тканей и организма в целом [3]. Так, по данным R. Burton [4], у летного состава с пониженной СК-устойчивостью во время полетов наравне с выраженными сдвигами в сердечно-сосудистой системе (ССС) происходит значительное нарушение энергетических и метаболических показателей, сопровождающихся интенсивным накоплением в крови лактата и пирувата (более чем шестикратно). Наиболее выраженная гиперлактацидемия наблюдается у лиц, подверженных укачиванию, что свидетельствует о снижении процесса аэробного окисления и повышении анаэробного пути высвобождения энергии, а это в конечном итоге указывает на снижение уровня PO₂ в тканях.

В настоящее время несоответствие резко возросшей энерговооруженности, маневренности современной авиакосмической техники, и в то же время ограниченные функциональные возможности человека все настойчивее ставят вопрос о необходимости изыскания новых, более эффективных средств и методов, а может быть, и в целом поиска новых методологических подходов в решении вопроса повышения СК-устойчивости операторов авиакосмического профиля.

Подтверждением актуальности этой проблемы является достаточно высокий процент лиц, у которых наблюдаются симптомы укачивания в полете. Так, по данным А.В. Чапека [5], у лиц летного состава, летавших на поршневых самолетах, отмечалось 12,0—13,0% укачиваемых; у лиц, летавших на самолетах с газотурбинными двигателями — 2,5—3,0%. У курсантов летных училищ укачивание отмечено у 10,0—20,0%, а у летного состава истребительной авиации — 1,0—1,6% [6]. Еще больший процент укачиваемых наблюдается у космонавтов. Так, по данным Р. Каспранского и соавт. [7], при выполнении первых космических полетов выраженное снижение СК-устойчивости наблюдалось у 30,0—45,0% космонавтов.

Причина указанного высокого процента лиц, подверженных укачиванию, по всей вероятности, кроется в несовершенной методологии, направленной лишь на устранение вестибулярной дисфункции и не решающей вопрос повышения СК-устойчивости человека в целом как единого организма. В основе такого подхода лежало представление о том, что вестибулярный анализатор, как наиболее чувствительный ко всем динамическим воздействиям, способен самостоятельно через различные структуры ЦНС обеспечивать ориентировку человека в пространстве, поддержание равновесия тела в статике и динамике, а также энергетическое обеспечение двигательных актов.

В последние годы рядом исследований [8, 9] убедительно доказано, что вестибулярный анализатор не имеет прямого выхода на эфферентные исполнительные органы и по этой причине не может самостоятельно обеспечивать CK-устойчивость человека. Он является всего лишь частью общей афферентной системы организма, обеспечивающей совместно со зрительной, проприоцептивной, интероцептивной, тактильной и сенсорной системами взаимодействие человека с внешней средой. Поэтому ответная реакция организма на внешние СК-воздействия является продуктом суммарной интеграции всех сенсорных систем, а не отдельно взятой вестибулярной системы.

Данный методологический подход ориентирует исследователей, разрабатывающих перспективные средства и методы повышения СК-устойчивости на оптимизацию в первую очередь ФС ЦНС, лишь затем достигнутый результат целесообразно усиливать методами активной или пассивной тренировки оптического, вестибулярного, проприоцептивного, интероцептивного и тактильного анализаторов.

Цель нашего исследования — изучение эффективности средств и методов, оптимизирующих деятельность ЦНС и анализаторов в повышении СК-устойчивости человека.

Исследование выполнено на кафедрах отоларингологии и авиационной и космической медицины Военно-медицинской академии им. С.М. Кирова. В исследованиях приняли участие 69 практически здоровых мужчин в возрасте 18—20 лет с низкой СК-устойчивостью, у которых переносимость пробы непрерывной кумуляции ускорений Кориолиса (НКУК) составляла менее 2 мин. Появление тошноты и выраженного гипергидроза во время пробы рассматривалось нами как основной критерий оценки СК-устойчивости и являлось сигналом для прекращения пробы (вегетативная реакция II—III степени).

В ходе исследований регистрировалось время максимальной переносимости НКУК, степень выраженности сенсорного, вегетативного и соматического компонентов СК-реакций по показателям комплексной функциональной компьютерной стабилографии (КФКС): скорости увеличения длины и площади статокинезиограммы, амплитуде колебания общего центра тяжести (АК ОЦТ) и коэффициенту ассимметрии (КА).

Серия №1. Оценка эффективности десятидневного применения бемитила в повышении СК-устойчивости человека. В данной серии приняли участие 20 человек (10 в контрольной и 10 в экспериментальной группе).

На следующий день после фонового обследования испытуемые экспериментальной группы ежедневно утром и вечером per os принимали 0,25 бемитила. В контрольной группе испытуемые принимали плацебо — крахмальные таблетки, покрытые оболочкой (по 1 таблетке 2 раза в день). Через десять дней проводилось итоговое обследование в объеме фонового.

Полученные данные свидетельствуют, что после десятидневного применения бемитила время переносимости модифицированной пробы НКУК увеличилось на 62,5% (с 97,2±6,4 до 157,9±13,0; р<0,05). Уменьшилась степень выраженности чувства жара на 50,0% (с 0,8±0,03 до 0,4±0,02 балла; р<0,05), тяжести в голове — на 50,0% (с 1,0±0,04 до 0,5±0,02 балла; р<0,05), гипергидроза — на 55,5% (с 0,9±0,06 до 0,4±0,04 балла; р<0,05).

Улучшение переносимости СК нагрузок лицами экспериментальной группы подтверждается данными КФКС. Так, при оценке динамики функциональных показателей в статическом стабилометрическом тесте, в пробе с открытыми глазами установлено достоверное уменьшение скорости увеличения длины на 31,2% (с 39,4±2,8 до 27,1±2,5 мм/с; р<0,05) и площади — 32,8% (с 67,7±4,2 до 45,5±3,3 мм²/с; р<0,05) статокинезиограммы, АК ОЦТ во фронтальной — на 21,5% (с 6,5±0,6 до 5,1±0,5 мм; р<0,05) и сагиттальной — на 20,3% (с 6,9±0,7 до 5,5±0,6 мм; р<0,05) плоскостях, КА во фронтальном — 22,8% (с 7,0±0,7 до 5,4±0,6%; р<0,05) и сагиттальном — 21,3% (с 7,5±0,8 до 5,9±0,7%; р<0,05) направлениях.

Полученные результаты свидетельствуют о высоком защитном эффекте бемитила при СК-нагрузках. Доказано, что при его применении исчезали гемодинамические расстройства и избыточная афферентация импульсов с периферических рецепторов, имеющая место при воздействии СК-ускорений. В основе выраженного положительного эффекта при применении бемитила лежит эффект снижения уровня гиперлактацидемии. Часть лактата через глюконеогенез вступает вновь в кругооборот глюкозы, часть — усиленно сжигается, монополизируя вход в цикл Кребса. Одновременно под действием бемитила снижается потребление тканями кислорода. Одним из основных звеньев в механизме действия бемитила является усиление сопряжения между окислением и фосфорилированием, повышение утилизации молочной кислоты, что свидетельствует об увеличении мощности митохондриального окисления и системы глюконеогенеза. Применение бемитила при СК-нагрузках создает условия для расширения как аэробного, так и анаэробного окисления в структурах головного мозга и вестибулярного аппарата, ликвидирует состояние гипоксии, утилизирует недоокисленные продукты.

Таким образом, в результате данного исследования установлено, что курсовое применение бемитила повышает СК-устойчивость человека. Достигнутый эффект сохраняется до 45 сут, постепенно возвращаясь к исходным значениям. У испытуемых контрольной группы достоверных различий между фоновыми и итоговыми данными выявить не удалось.

Серия №2. Оценка эффективности десятидневного применения пробы А.И. Яроцкого [10] в сочетании с бемитилом в повышении СК-устойчивости человека. В данной серии приняли участие 25 человек (10 — контрольная группа и 15 — экспериментальная).

После проведения фонового обследования испытуемые экспериментальной группы ежедневно выполняли пробу А.И. Яроцкого и одновременно per os принимали бемитил (по 0,25 г утром и вечером). Контрольная группа пробу А.И. Яроцкого не выполняла и занималась по распорядку части, получая per os плацебо. Через десять дней проводилось итоговое обследование в объеме фонового.

Представленные данные свидетельствуют, что время максимальной переносимости модифицированной пробы НКУК после применения пробы А.И. Яроцкого в сочетании с бемитилом увеличилось на 113,9% (с 97,2±6,4 до 207,9±9,2 c; p<0,05), уменьшилась степень выраженности чувства жара — на 62,5% (с 0,8±0,03 до 0,3±0,04 балла; р<0,05), чувства тяжести в голове на 80,0% (с 1,0±0,04 до 0,2±0,03 балла; р<0,01), головокружения — на 37,5% (с 0,8±0,03 до 0,5±0,04 балла; р<0,05), гиперсаливации — на 85,7% (с 1,4±0,05 до 0,2±0,03 балла; p<0,01), гипергидроза — на 55,5% (с 0,9±0,06 до 0,4±0,04 балла; р<0,05), ЗД — на 71,4% (с 0,7±0,03 до 0,2±0,02 балла; р<0,01).

Улучшение переносимости СК-нагрузок испытуемыми экспериментальной группы подтверждается данными КФКС. При оценке динамики функциональных показателей в статическом стабилометрическом тесте, в пробе с открытыми глазами установлено достоверное уменьшение скорости увеличения длины — на 50,8% (с 39,4±2,8 до 19,4±2,2 мм/с; р<0,05) и площади — 42,3% (с 67,7±4,2 до 39,1±4,3 мм/с; р<0,05) статокинезиограммы, АК ОЦТ во фронтальной — 35,4% (с 6,5±0,6 до 4,2±0,5 мм; р<0,05) и сагиттальной — 33,3% (с 6,9±0,7 до 4,6±0,8 мм; p<0,05) плоскостях, КА во фронтальном — 20,0% (с 7,0±0,7 до 5,6±0,6; р<0,05) и сагиттальном — 17,3% (с 7,5±0,8 до 6,2±0,6%; p<0,05) направлениях.

В пробе с закрытыми глазами установлено достоверное уменьшение скорости увеличения длины — на 48,5% (с 60,8±4,4 до 31,3±2,5 мм/с; р<0,05) и площади — 42,4% (с 81,2±4,3 до 46,8±2,6 мм²/с; р<0,05) статокинезиограммы, АК ОЦТ во фронтальной — 27,5 (с 8,0±0,8 до 5,8±0,5 мм; р<0,05) и сагиттальной — 33,7% (с 9,2±0,9 до 6,1±0,6 мм; р<0,05) плоскостях, КА во фронтальном — 30,0% (с 9,0±0,9 до 6,3±0,5%; р<0,05) и сагиттальном — 27,2% (с 9,2±1,0 до 6,7±0,6%; р<0,05) направлениях.

Таким образом, данное исследование показало, что применение пробы А.И. Яроцкого в сочетании с бемитилом повышает СК-устойчивость человека. Достигнутый эффект сохраняется до 100 сут, постепенно возвращаясь к исходным значениям.

Серия №3. Оценка влияния десятидневного применения пробы А.И. Яроцкого в сочетании с бемитилом на психофизиологические показатели некоторых элементов операторской деятельности человека. В данной серии приняли участие 24 человека (10 — контрольная группа и 14 — экспериментальная).

Сразу после воздействия НКУК испытуемым контрольной и экспериментальной групп провели фоновое обследование. Оно включало следующие методики: определение времени простой сенсомоторной реакции (ПСМР) на световой раздражитель, сложной сенсомоторной реакции (ССМР I-программа) с выбором из 3 равновероятных сигналов, (ССМР II-программа) на фоне вторичных раздражителей, критической частоты слияния световых мельканий (КЧСМ), «компасов», отыскания чисел с переключением внимания (черно-красная таблица), тремометрии, теппинг-теста, оценкой уровня реактивной (ситуационной) тревожности по шкале Спилбергера и самооценкой психоэмоционального состояния при помощи теста «самочувствие, активность, настроение» (САН). Затем испытуемые экспериментальной группы в течение десяти дней выполняли пробу А.И. Яроцкого в сочетании с бемитилом по вышеописанной методике, после чего участникам эксперимента контрольной и экспериментальной групп вновь провели обследование в объеме фонового.

Представленные данные свидетельствуют, что при сочетанном применении пробы А.И. Яроцкого с бемитилом на фоне СК-воздействий лица экспериментальной группы стали выполнять изучаемые элементы операторской деятельности значительно лучше.

Так, установлено улучшение ПСМР — на 19,2% (с 221,5±7,7 до 178,9±7,0 балла; р<0,05), ССМР (I-программа) — на 14,8% (с 1,89±0,09 до 1,61±0,07 бит/с; р<0,05) и ССМР (II-программа) — на 17,7% (с 0,51±0,04 до 0,42±0,03 бит/с; р<0,05). Отмечено улучшение показателей в тестах «компасы» — на 29,2% (с 4,8±0,34 до 6,2±0,43 баллов; р<0,05), «черно-красная таблица» — на 29,4% (с 3,4±0,26 до 4,4±0,28 балла; р<0,05), в пробах с КЧСМ — на 6,6% (с 34,9±0,46 до 37,2±0,57 Гц; р<0,05), тремометрия — на 21,7% (с 72,8±5,6 до 57,1±4,3 касания; р<0,05), теппинг-тест — на 28,3% (с 185,0±15,2 до 238,0±19,4 реакции, р<0,05). Уровень реактивной (ситуационной) тревожности по шкале Спилбергера уменьшился на 16,3% (с 37,5±2,9 до 31,4±2,7 балла; р<0,05), улучшились показатели САН — на 25,5% (с 5,5±0,19 до 6,9±0,16 баллов, р<0,05).

Полученные результаты свидетельствуют о достоверной оптимизации в работе основных нервных процессов (возбуждение, торможение, подвижность и сила), расширении объема, распределения и переключения внимания, а также улучшении тонкой координации управляющих движений и субъективной оценки ФС по сравнению с фоновыми данными.

Таким образом, проведенные исследования показали, что средства и методы, разработанные на основании концепции системного подхода, значительно повышают СК-устойчивость человека, способствуют сохранению эффективности и качества выполнения некоторых элементов операторской деятельности на фоне СК-нагрузок, повышая его общую активность, уверенность в себе, эмоционально-соматическую комфортность.

Разработка новых средств и методов повышения СК-устойчивости, исходя из принципов системного подхода, является существенным аспектом в системе усовершенствования мероприятий, направленных на повышение уровня профессиональной работоспособности и надежности операторов авиакосмического профиля. Принципы данного методологического подхода могут быть широко использованы в авиационной, морской и спортивной медицине, где предъявляются повышенные требования к системе равновесия, и для выявления групп риска с целью профилактики расстройств равновесия.