Advertisement

Some Problems of Experimental Space Physiology

(On the Problem of Transverse Accelerations)
  • P. V. Vasilyev
  • A. D. Voskresensky
  • O. G. Gazenko
Chapter

Abstract

With the acquisition of physiological information about the influence of space flight on the human organism, it is necessary to consider the techniques used in making experimental investigations. Two kinds of experimentation are possible: 1) Exploration of a relatively small number of standardphysiological indices while simulating the effect of some factors occurring during actual space flight; and 2) investigation of physiological mechanisms from the standpoint of the effects of the same factors on the organism The necessity and the importance of experimental investigation of physiological mechanisms is shown by examples of forward acceleration. The results of investigations of the hemodynamics of pulmonary circulation, the consumption of oxygen by the myocardium, O2 tension in the brain tissues and in the functions of the central nervous system, in combination with data from the literature, make it possible to construct the scheme of the main physiological effects of forward accelerations. It appears feasible to give a quantitative description of the physiological changes, and to construct a model reflecting the main changes undergone by the organism in different situations of space flight. The creation of such a model would permit a better-reasoned estimate and prognosis of the cosmonaut’s state, a reduction in the number of experiments of the “empirical” type, and finding effective means for increasing human tolerance to different flight conditions.

Résumé

Avec l’acquisition des informations physiologiques sur l’influence du vol spatial sur l’organisme humain, il est nécessaire de reconsidérer les techniques utilisées pour les recherches expérimentales. Deux sortes d’expérimentation sont possibles: 1) Exploration d’un nombre assez restreint d’indices physiologiques standards lors de simulations des effets de certains facteurs rencontrés en vol réel. 2) Investigation des mécanismes physiologiques du point de vue des effets de certains facteurs sur l’organisme. La nécessité et l’importance de l’expérimentation est illustrée par l’exemple des accélérations longitudinales. Les résultats des investigations sur l’hémodynamique de la circulation pulmonaire, la consommation d’oxygène par le myocarde, la tension d’O2 dans les tissus du cerveau et en fonction du système nerveux central, en relation avec les données de la littérature, rendent possible la construction du schéma des effets physiologiques principaux des accélérations longitudinales. Il paraît possible de donner une desc ription quantitative des modifications physiologiques et construire un modèle qui rend compte des principaux changements subis par l’organisme dans les différentes configurations du vol spatial. La création d’un tel modèle permettrait de réaliser des estimations mieux raisonnées, une préconnaissance de l’état des cosmonautes, une diminution des expériences du type “empirique” et de trouver des moyens efficients d’accroître les tolérances humaines aux conditions de vol.

абстрактный

В связи с накоплением физиологической информации о влиянии космического полета на организм человека ощущается потребность в рассмотрении тактики экспериментальных исследований. Возможны два пути постановки экспериментов: 1) изучение относительно небольшого числа стандартных физиологических показателей при имитации действия некоторых факторов в режиме реального космического полета; 2) изучение физиологических механизмов действия на организм тех же факторов. Необходимость и значение экспериментального исследования физиологических механизмов показана на примерах из области поперечных ускорений. Результаты исследования гемодинамики малого круга кровообращения, потребления кислорода мышцей сердца, напряжения O2 в тканях мозга и функций центральной нервной системы, в сочетании с литературными данными, позволяют построить схему основных физиологических эффектов поперечных ускорений. Представляется реальным количественное описание физиологических сдвигов и построение модели, отражающей основные изменения в состоянии организма при различных ситуациях космического полета. Создание такой модели позволит осуществлять более обоснованную оценку и прогноз состояния космонавта, сократить число экспериментов “эмпирического” типа, а также отыскать эффективные средства, повышающие устойчивость организма к различным условиям полетов.

Preview

Unable to display preview. Download preview PDF.

Unable to display preview. Download preview PDF.

References

  1. 1).
    Zechman, F., Cherniack, N.and Hyde, A., “Ventilatory response to forward acceleration,” J. Appl. Physiol. 15, 5, 907–910 (1960).Google Scholar
  2. 2).
    Steiner, Sh., Mueller, G. and Cherniack, N., “Pulmonary gas transport as influenced by a hypergravitational environment,” J. Appl. Physiol. 16, 4, 641–643 (1961).Google Scholar
  3. 3).
    Kiselev, A. A., Bryuzgina, M. I. and Voskresensky, A. D., “ Some peculiarities of the hemodynamics and gas exchange in the pulmonary circulation during forward accelerations,” The Session of the Department of Biological Sciences of the U. S. S. R. Academy of Sciences, Abstracts of Papers, Moscow (1961).Google Scholar
  4. 4).
    Kiselev, A. A., “Some peculiarities of the hemodynamics and gas exchange in the pulmonary circulation at forward accelerations,” “ПроϬлемы космической Ϭиологии” (“The problems of space biology”), Acad. Sci. U. S. S. R, 1962, pp. 231–238.Google Scholar
  5. 5).
    Marshall, H., Lindberg, E. and Sutterer, W., “Cardiac output, circulatory pressures and arterial oxygen saturation during forward acceleration,” Federation Proc. 20, I, p. I, 131 (1961).Google Scholar
  6. 6).
    Steiner, Sh. and Mueller, G., “Pulmonary arterial shunting in man during forward acceleration,” Federation Proc. 20, I, p. 1, 427 (1961).Google Scholar
  7. 7).
    Mansurov, A. R., “Roentgenological investigations at the action of radial acceleration on the human organism,” Voenno-Med. (Military medical Journal) 10 (1956).Google Scholar
  8. 8).
    Gauer, O., “Die Atemmechanik unter Beschleunigung,” Luftfahrtmedizin 2, 291–294 (1938).Google Scholar
  9. 9).
    Mueller, F., Cardiovascular Effect Of Forward Acceleration, Bioassay Tech. Human Centrifuges And Physiological Effects Acceleration (Oxford-London-New York-Paris, 1961).Google Scholar
  10. 10).
    Steiner, Sh., Mueller, G. and Tailor, H. J., “Hemodynamic changes during forward acceleration,” Aerospace Med. 31, 11, 907–914 (1961).zbMATHGoogle Scholar
  11. 11).
    Hershgold, E. and Steiner, Sh., “Cardiovascular changes during acceleration stress in dogs,” J. Appl. Physiol. 15, 6, 1065–1068 (1960).Google Scholar
  12. 12).
    Voskresensky, A.D., “The blood supply of the heart and oxygenconsumption by the cardiac muscle at the action of forward accelerations,” Доклады Академии Наук СССР (Report Acad. Sci. U. S. S. R.) 151, No. 4, 978–981 (1963).Google Scholar
  13. 13).
    Bryzgina, M. I., Kiselev, A. A. and Voskresensky, A. D., “Changes in the circulation in cerebral vascular system during forward accelerations,” (to be published).Google Scholar
  14. 14).
    Izosimov, G. V. and Razumeyev, A. N., “The influence of long-time forward accelerations different in magnitude on bioelectrical reactions of the cortex,” Известия А.Н. СССР, Сер. Ϭиол. No. 4, 621–627 (1962).Google Scholar

Copyright information

© Springer-Verlag Wien 1964

Authors and Affiliations

  • P. V. Vasilyev
    • 1
  • A. D. Voskresensky
    • 1
  • O. G. Gazenko
    • 1
  1. 1.U. S. S. R. Academy of SciencesMoscowUSSR

Personalised recommendations