Наши космические пути - Коллектив авторов - Страница 96

Физиологические, биохимические и иммунологические исследования

При подготовке биологического эксперимента на космическом корабле-спутнике в качестве основного биологического объекта были использованы традиционные лабораторные животные — собаки, нормальная физиология которых хорошо изучена. Эти животные легко поддаются тренировке и устойчивы к различным физиологическим воздействиям. Применяемые в настоящее время методики позволяют с достаточной точностью и удобством регистрировать у собак различные физиологические показатели.

К подопытным животным предъявлялся целый комплекс требований. Для эксперимента были отобраны взрослые собаки в возрасте от полутора до трех лет. Размеры собак должны были обеспечить достаточную степень свободы движений в кабине; масть — качественное и контрастное наблюдение за движениями животных по телевидению. Предпочтение отдавалось так называемым «беспородным собакам», которые отличаются высокой устойчивостью к действию различных внешних условий. Важное значение придавалось типу нервной деятельности: отбирались собаки сильного, уравновешенного, подвижного типа, у которых легко вырабатывались необходимые для эксперимента условные рефлексы.

Животные подвергались тщательному физиологическому и клинико-ветеринарному обследованию. Для регистрации артериального давления производилась операция выведения сонной артерии в кожный лоскут на шее. Для надежной регистра-, ции биотоков сердца были вживлены под кожу электроды, изготовленные из специального сплава.

Как известно, при полете на космическом корабле подопытные животные должны были встретиться с целым рядом необычных факторов: большие ускорения, вибрации, шум, длительное пребывание в герметической кабине, получение пищи из автоматических устройств и осуществление естественных отправлений организма в специальной одежде.

В целях подготовки к эксперименту в течение продолжительного времени собаки проходили тренировку в макете кабины корабля-спутника с системой фиксации, позволявшей животным совершать необходимый для нормальной жизнедеятельности объем движений. Время нахождения собак в фиксированном положении постепенно увеличивалось. Собаки приучались к ношению датчиков, фиксирующей одежды и ассенизационного устройства. В программу подготовки животных входила также тренировка собак к питанию специально приготовленными смесями из автоматических устройств, к чему, как правило, собаки довольно легко и быстро привыкали. В ходе подготовки животных было проведено большое число исследований по определению устойчивости животных к ускорениям. Каждое из отобранных подопытных животных несколько раз подвергалось воздействию ускорений на специальном стенде, позволявшем создавать такие ускорения, которые должны были встретиться при полете на космическом корабле. Результаты опытов позволили констатировать удовлетворительную переносимость подопытными животными перегрузок с незначительными индивидуальными колебаниями физиологических параметров, не выходящих, однако, за пределы компенсаторных возможностей организма.

Как известно, на участке выведения корабля-спутника на орбиту организм животного подвергается воздействию вибраций, которые могли определенным образом повлиять на состояние животного. Для выяснения этого вопроса были проведены эксперименты, по результатам которых можно говорить об удовлетворительной переносимости животными ожидаемых в полете вибраций. Помимо этого, в отдельных сериях экспериментов проводилось исследование индивидуальной устойчивости животных к действию ударных перегрузок (рассчитанных на случай катапультирования контейнера), пониженного барометрического давления, воздействия повышенной и пониженной температуры среды.

После завершения всего цикла подготовки и испытаний для участия в летном эксперименте были отобраны собаки по кличке Белка и Стрелка.

Собака Стрелка — самка, светлой масти, с темными пятнами, весом пять с половиной килограммов, тридцати двух сантиметров высоты, пятидесяти сантиметров длины.

Собака Белка — самка, светлой масти, короткошерстная, весом четыре с половиной килограмма, тридцати сантиметров высоты, сорока семи сантиметров длины.

Обе собаки удовлетворительно прошли предварительные отборочные испытания и тренировки и затем были поставлены в условия предполетного режима.

Для контроля за состоянием животных в полете и решения физиологических задач эксперимента был разработан специальный комплект медицинской исследовательской аппаратуры. Эта аппаратура обеспечила регистрацию физиологических функций подопытных животных в течение всего полета космического корабля.

В полете регистрировались следующие физиологические показатели: артериальное давление, электрокардиограмма, тоны сердца, частота дыхания, температура тела, двигательная активность животных. Радиотелеметрические системы передавали на Землю сведения о барометрическом давлении, температуре и влажности в герметической кабине, а также контрольные данные о функционировании систем обеспечения жизнедеятельности.

Учитывая, что основной целью экспериментов с животными является подготовка к полету человека в космическое пространство, большое внимание было уделено вопросам, связанным с изучением работы двигательного аппарата животных, и в частности координации произвольных движений.

Для этого были использованы телевидение и специальные датчики движения. Телевизионный метод наблюдения по сравнению с ранее применявшейся киносъемкой имеет ряд серьезных преимуществ. Он позволяет вести наблюдения за животными в процессе самого полета, исключает необходимость иметь большой запас пленки на борту и не требует столь высоких освещенностей, как киносъемка. При этом исключается возможность потери материала при чрезвычайных обстоятельствах.

В печати уже сообщалось о наблюдении за поведением животных в полете с помощью телевидения, а также были опубликованы отдельные кадры отснятых фильмов. Эти фильмы позволят судить не только о поведении животных в космическом полете, но в сочетании с информацией, полученной от датчиков движения, могут дать материал для суждения о состоянии высших функций центральной нервной системы и об адаптации (приспособлении) животных к условиям невесомости. Кроме того, благодаря наличию на пленках телевизионных фильмов отметок системы единого времени каждое движение животного можно связать с большой точностью с имеющимися в данный момент величинами любых физиологических функций.

В кабине с животными в непосредственной близости от собак, а также на одежде Белки и Стрелки были установлены индивидуальные дозиметры для измерения ионизирующей радиации. Возвращенные вместе с животными на Землю дозиметры после обработки их показаний дадут сведения о воздействии на животных заряженных частиц, электромагнитного излучения и нейтронов, входящих в состав космического излучения.

Изучение и оценка биологического действия различных факторов, связанных с космическим полетом, и прежде всего изучение биологического действия космической радиации, представляют собой очень сложную и многогранную задачу, требующую привлечения самых различных методов исследования: физических, общеклинических, физиологических, биохимических,] микробиологических, иммунологических, генетических и других.

Большой интерес представляет исследование изменений обмена веществ. Важно выяснить, имеют ли место при этом легкие, обратимые функциональные изменения или наступают устойчивые сдвиги обмена веществ. С этой целью был выбран комплекс биохимических показателей, которые характеризуют функции печени, эндокринной и нервной систем и которые значительно изменяются при больших нагрузках на организм, а также под влиянием ионизирующей радиации. У собак в течение ряда месяцев до полета, а также в условиях тренировки к действию отдельных факторов полета (ускорения, вибрации) исследовались следующие показатели белкового состава крови, некоторые ферменты и гармоны в крови и моче:

— белковые фракции сыворотки крови,

— сывороточный мукоид,