Космос — враждебная для человека среда. Каждый аспект жизни на орбите требует особой подготовки и специальных протоколов. Медицина — не исключение. На борту Международной космической станции есть медицинское оборудование, а экипаж обучают навыкам первой помощи. Однако критическая ситуация вроде остановки сердца представляет собой экстраординарный вызов.

Проблема кроется в фундаментальном законе физики — в отсутствии гравитации. На Земле эффективность непрямого массажа сердца обеспечивается весом спасателя. Он использует массу собственного тела, чтобы с нужной силой и глубиной сдавить грудную клетку пострадавшего, заставляя кровь циркулировать.

В условиях невесомости этот принцип не работает. На Земле спасатель часто использует массу собственного тела (а не только силу рук), чтобы получить нужную глубину компрессий — именно поэтому учат ставить плечи над руками и «прошивать» грудную клетку телом, а не только локтями. Это прямо отражено в руководствах по сердечно-легочной реанимации и в инструкциях первой помощи. 

Но физика реанимации — не только «масса и давление». Главный механизм, создающий кровообращение при внешних компрессиях, — повышение внутригрудного давления и сжатие сердца (сосудов) при достижении требуемой амплитуды и скорости компрессий. То есть важную роль играет не только сила, но еще глубина и регулярность компрессий.

Статья по теме: У профессиональных гребцов нашли опасное нарушение сердечного ритма

В условиях микрогравитации стандартная земная техника не работает, потому что нет «опоры» — спасатель отталкивается от пострадавшего и не может обеспечить вертикальную нагрузк. Поэтому необходимо использовать ремни для фиксации тела, специальные приемы или механические устройства. Но и эти способы не всегда могут быть действенными. 

Чтобы решить эту проблему, инженеры NASA разработали протокол для астронавтов на МКС. Он требует фиксации тела пациента между двумя твердыми поверхностями. Затем спасатель должен встать в стойку на руках (предварительно положив руки груди пострадавшего) и, отталкиваясь ногами от стены или потолка, проводить непрямой массаж сердца. Эта техника крайне сложна, требует огромной физической силы и идеальной координации в невесомости.

Команда исследователей из Университета Лотарингии во Франции под руководством Натана Рейнетта (Nathan Reynette) задалась вопросом — можно ли найти более эффективный и менее экстремальный метод проведения сердечно-легочной реанимации за пределами Земли? Ответом на этот вопрос могут стать автоматические устройства для компрессии грудной клетки.

Ученые провели серию экспериментов в условиях, имитирующих микрогравитацию. Для этого они использовали Airbus A310, выполняющий полет по параболической траектории. Это позволяет ощутить кратковременную невесомость — примерно 22 секунду при каждом маневре. Во время этих периодов исследователи тестировали разные методы реанимации на тренировочном манекене.

Ученые сравнили эффективность текущего метода NASA — стойки на руках — с работой трех различных механических устройств для компрессии. Подобные аппараты уже применяют в замкнутом пространстве на Земле, например, в салонах санитарных вертолетов.

Ключевым параметром эффективности стала глубина компрессии. Согласно стандартам Европейского совета по реанимации, для успешной процедуры необходимо достигать глубины минимум 50 миллиметров.

Когда человек делает массаж сердца, он должен надавливать на грудную клетку достаточно сильно. Силу надавливания измеряют по тому, насколько глубоко грудь прогибается под давлением рук. Если нажимать на грудную клетку недостаточно глубоко, кровь не «протолкнется» к мозгу и другим жизненно важным органам. В таком случае пострадавшего не спасти. По рекомендациям Европейского совета по реанимации, 50 миллиметров — минимальная глубина, при которой массаж сердца считается эффективным и дает шанс на выживание. Если глубина меньше — например, 30–40 миллиметров — усилия почти бесполезны.

Статья по теме: Классическая музыка стабилизировала сердцебиение плода в утробе матери

Результаты экспериментов оказались обнадеживающими. Лучшее из механических устройств стабильно достигло глубины компрессии в 53 миллиметра, что даже превышает минимально необходимый порог. В то же время традиционный «ручной» метод со стойкой на руках показал значительно более скромный результат — в среднем всего 34,5 миллиметра. Эта глубина считается недостаточной для обеспечения необходимого кровотока.

Экспертное сообщество уже высоко оценило работу Рейнетта и его коллег. Британский ученый Аарон Паркхерст (Aaron Parkhurst) из Университетского колледжа Лондона подтвердил, что существующий метод сердечно-легочной реанимации в космосе чрезвычайно сложен и требует пересмотра. Способ, предложенный командой Рейнетта, хорошая возможность справиться с этим вызовом.

Статья по теме: На МКС впервые вырастили эмбрионы мышей

Актуальность данной проблемы будет только нарастать. Дальнейшая коммерциализация космических полетов приведет к увеличению числа людей на орбите с разным состоянием здоровья, а стресс, возникающий во время старта ракеты, и долгосрочное пребывание в невесомости, создают колоссальную нагрузку на сердечно-сосудистую систему, что повышает вероятность подобных инцидентов.

Официальная позиция NASA на данный момент остается консервативной. Представитель агентства в своем заявлении отметил, что на Международной космической станции по-прежнему используют ручные компрессии. Риск необходимости сердечно-легочной реанимации минимизируют за счет тщательного медицинского отбора астронавтов и надежных инженерных мер безопасности. На момент публикации в открытом доступе нет сведений о том, что в NASA проводили исследования машин для сердечно-легочной реанимации в условиях микрогравитации.

Свои выводы команда Рейнетта представит на конгрессе Европейского общества кардиологов в Мадриде 31 августа 2025 года. Ученые надеются, что результаты их работы повлияют на будущие международные протоколы по оказанию медицинской помощи в космосе.