Мэри Роуч - Обратная сторона космонавтики
Борман и Ловелл вовсе не оставались в скафандрах на протяжении всего полета, как это изначально планировало НАСА. Уже на второй день врач Чарльз Берри начал заступаться за астронавтов. После долгих дискуссий решение все же было найдено: хотя бы один из астронавтов должен быть всегда в скафандре (на случай аварийной разгерметизации). Борман вытянул короткую соломинку, и Ловелл смог с облегчением стянуть свой костюм. А через пару лет Ловелл случайно услышал, как его сын рассказывал друзьям, что его папа летал вокруг Земли в одном белье.
Через 54 часа полета Борман все же расстегнул свой скафандр и наполовину снял его, а на сотом часу уже просил НАСА разрешить ему снять его вовсе. Прошло пять часов. Хаустон вернулся на связь и сказал, что Борман может снять костюм, но только если его тут же наденет Ловелл.
Ловелл пытался поначалу сопротивляться. «Я бы предпочел оставить все как есть», – говорил он, но НАСА было непреклонно. На 163 часу Ловелл все же надел скафандр, и Борман смог снять свой. Но тут Берри удалось доказать свою позицию, и оба астронавта могли продолжать полет уже без костюмов. Как вспоминал в своей устной истории доктор Берри, «если бы они не сделали этого, не думаю, что нам бы удалось завершить 14-дневный эксперимент. Представьте себе двух мужчин, которые вынуждены класть друг на друга ноги, чтобы присесть. Это действительно сложно».
Но бывают ситуации и похуже. Попробуйте, к примеру, не вставая, провести в постели три месяца.
11. Жизнь по горизонтали
А что если никогда не вставать с постели?
Леон М. совсем не производит впечатления «важного» человека. У него довольно смутное прошлое и немало долгов. Его последней работой было место охранника, а сегодня он целыми неделями валяется в постели, смотрит телевизор и играет в видеоигры. Однако у покрытого татуировками мужчины в мягких тренировочных штанах есть нечто общее с астронавтами: сейчас его скелет разрушается так же быстро, как у астронавта на орбите.
Леон – участник очередного эксперимента НАСА, проводимого в исследовательском отделе моделирования полета (ИОМП) Галвестонского медицинского университета штата Техас. Уже не одно десятилетие космические агентства всего мира платят немалые суммы денег людям, согласившимся провести некоторое время в предоставляемых им пижамах. По крайней мере, именно так понял это Леон, который услышал об этой работе по телевизору в одном из эксцентричных экспресс-объявлений: «НАСА заплатит вам за время, проведенное в постели».
На протяжении трех месяцев, двадцать четыре часа в сутки, Леон неизменно лежал кровати; он даже не садился на ней, не принимал душ, не вставал поесть или сходить в туалет. Такой строгий постельный режим является аналогом космического полета, ведь, если долго не вставать на ноги, это может привести к ослаблению организма, подобному тому, что ощущает астронавт в невесомости. Если говорить более конкретно, то все сводится к утончению костей и мышечной атрофии. Поэтому космические агентства и проводят подобные исследования, чтобы разобраться в происходящих изменениях и научиться управлять ими.
Эксперименты такого рода помогают оценить положительное (или не совсем) воздействие лекарственных препаратов или тренажеров (так называемых контрмер) на человеческое тело в условиях ограниченной подвижности. Но задачи эксперимента, в котором принимал участие Леон, были гораздо проще: ученые хотели просто сравнить изменения, происходящие в мужском и женском организме. Леон отрывается от просмотра криминального сериала на смартфоне, который он приобрел на первый же выданный ему НАСА чек, и говорит: «Ну, по сути, да, мой организм немного изнашивается, а они просто за этим наблюдают». Он рассказывает об этом с такой радостью, словно ему только что дали повышение или в блэкджек ему всю ночь шла карта, а на его продолговатом, высокоскулом лице играет при этом обаятельная улыбка.
Человеческий организм – очень экономное устройство, его мышцы и скелет будут настолько крепкими, насколько это нужно – не больше и не меньше. «Используй, или потеряешь» – вот главная мантра человеческого организма. Если вы начнете бегать по утрам или прибавите в весе килограмм пятнадцать, ваши кости и мышцы сразу станут крепче, ровно настолько, насколько это будет нужно. А как только вы перестанете бегать по утрам или сбросите вес – уменьшится и прочность вашей опорно-двигательной системы. Уже через несколько недель после возвращения на Землю мышечная масса астронавтов восстанавливается (у наших испытуемых это происходит после того, как они снова встают с постели и начинают вести свой обычный образ жизни), а вот скелету потребуется на это от трех до шести месяцев. А некоторые исследователи даже утверждают, что после длительных полетов кости астронавтов так до конца и не восстанавливаются. Именно поэтому в подобных экспериментах ученые уделяют изучению костей особое внимание.
Прорабами на стройке нашего организма являются клетки под названием остеоциты, которые равномерно распределены по матриксу, межклеточному материалу костей. Каждый раз, когда вы бежите или поднимаете что-то тяжелое, вы повреждаете свои кости. Но эти повреждения, как правило, незначительны и быстро корректируемы. Когда остеоцит чувствует, что случилось такое повреждение, он направляет на место «аварии» бригаду «ремонтников» – остеокластов, – чтобы они разрушили поврежденные клетки, а остеобласты могли их заменить. Такой «ремонт» даже укрепляет кости. Именно поэтому в Северной Европе женщинам постклимактерического возраста советуют выполнять упражнения, которые, по сути, вредны для скелета (к примеру, бег по утрам), но они помогают быстрее восстановить тонкие и рыхлые кости естественным путем, а не хирургическим.
И наоборот, если перестать бегать и «сотрясать» свои кости (как это делают астронавты в космосе, инвалиды в колясках или участники эксперимента с постельным режимом), тензочувствительные остеокласты воспримут это, как если бы кости вообще пропали из организма. Человеческий организм всегда стремится к максимальной адаптации к существующим условиям. Организм пытается не расходовать свои ресурсы без определенной цели.
Том Лэнг, эксперт по костям из Калифорнийского университета в Сан-Франциско, некогда занимался изучением астронавтов, именно он и объяснил мне принципы работы нашего организма. Лэнг рассказал мне о немецком враче по имени Вольф, который в конце XIX века изучал рентгеновские снимки бедренных суставов маленьких детей в период, когда они переставали ползать и начинали ходить. «В это время происходит настоящая перестройка кости, которая теперь уже должна выполнять опорную функцию для всей верхней части организма. Из всего этого Вольф сделал очень важный вывод: функциональность определяет форму, а не наоборот», – заключил Лэнг. К сожалению, Вольф не сделал другого важного вывода: частое использование рентгеновского излучения (особенно если учесть уровень развития техники в XIX веке) способствует развитию раковых опухолей.
А что если очень долго не вставать на ноги? Неужели весь скелет просто разрушится? Может ли человек превратиться в бесхребетное желе, если он никогда не будет ходить? Конечно же, нет. Люди, страдающие параличом нижних конечностей, теряют от 1/3 до 1/2 костной массы нижней части тела. Компьютерные модели, построенные профессором Стэнфордского университета Деннисом Картером и его студентами, показывают, что примерно таким же будет эффект и двухмесячного пребывания на Марсе. Так неужели есть вероятность того, что, вернувшись с Марса и ступив на Землю, астронавты рискуют просто сломать ногу? Картер думает, что да. Теперь понятно, почему были случаи, когда у страдающих остеопорозом женщин ломалась шейка бедренной кости, когда те спокойно стояли, просто под весом всего тела. Не падение приводило к перелому кости, а перелом становился причиной падения. А ведь у этих женщин потеря костной массы не достигала и половины.
Компьютерная модель Картера стала продолжением исследований НАСА. «Но, похоже, никто не принял наши прогнозы всерьез, – говорит Картер. – Они до сих пор думают, что могут послать людей в космос и через пару месяцев после возвращения их кости сами восстановятся. Но факты говорят обратное. Так что перспективы жизни после двухгодичного путешествия на Марс могут быть довольно печальными».
Иногда участников экспериментов с постельным режимом называют «терранавтами». Вначале я подумала, что этот термин был введен с целью привнесения некоторой статусности в работу испытуемых, как происходит, например, с должностями вахтера или санитарного инженера, который просто водит мусоровоз. Но надо признать, что тридцатидневные испытания терранавтов действительно подобны тем, которым подвергаются работающие на орбите астронавты. Каждый день терранавтов начинался с «побудки» – бодрой музыки из динамика (к слову сказать, в то утро была песня группы «Металлика»[67], этакая классика в исследовательской лаборатории). На настоящем корабле люди заточены в маленьких, соединенных друг с другом комнатках, выбраться из которых, мягко говоря, проблематично. О частной жизни здесь и говорить не приходится. В лаборатории же вместо закрытых, стесненных камер используются кровати, так что исследователи могут беспрепятственно следить за тем, чтобы испытуемые все время оставались в лежачем положении. (Участникам эксперимента разрешается задергивать шторки только тогда, когда они справляют свои биологические потребности.) Нытикам здесь не место. Леон говорит, что труднее всего было примерно на середине испытания, но даже в этот момент его раздражение и недовольство были столь незначительны, что «никто этого и не заметил». За все те полчаса, что я провела с Леоном, я услышала только одну жалобу, и то по поводу курицы. «Мне нужна курица с кожей и костьми, а не порубленная на кусочки мякоть.» – посетовал он.
