Продукты метаболизма человека.

Шлаковые продукты, образующиеся в организме человека, выделяются через желудочно-кишечный тракт, почки, кожу легкие. С выдыхаемом воздухом в окружающую среду поступает 149 веществ, с мочой – 183, с фекалиями 196, с поверхности кожи - 271 вещество. Влияние отдельных продуктов метаболизма человека на состояние окружающей среды различно. Среди них имеется много нелетучих и малотоксичных компонентов. Скорость выделения организмом целого ряда соединений мала для образования в воздухе действующих концентраций даже при длительном пребывании в гермообъекте.

Метаболиты, выводимые из организма разными путями, оказывают неоднозначное влияние на формирование атмосферы гермообъектов. Так, примеси, выделяемые человеком с выдыхаемым воздухом, попадают в воздушную среду, а продукты жизнедеятельности человека, выводимые через желудочно-кишечный тракт и почки, могут быть изолированы, их выделение в атмосферу в значительных количествах может происходить лишь в случае нарушения герметичности специальных сборников отходов.

В составе выдыхаемого воздуха преобладают окись углерода, углеводороды, кетоны, аммиак, этанол и жирные кислоты.

Не менее постоянным и существенным источником загрязнения среды вредными примесями является пот, разложение которого происходит как на поверхности кожи, так и на нательном белье испытателей. Химический состав пота зависит от особенностей обмена веществ, состояния нервно-психической сферы человека, температуры, влажности окружающей среды, характера и интенсивности мышечной деятельности. Химический состав пота сложен. Основным компонентом является вода, имеется много нелетучих веществ. Через кожу при потоотделение выделяется также ряд органических соединений. Выделение летучих компонентов с поверхности кожи человека и с белья оказывает несомненное влияние на процесс формирования воздушной среды в условиях гермокамеры. Анализ летучих компонентов показал, что в состав пота входят различные жирные кислоты, ацетон, альдегид, спирты и другие соединения.

Другими источниками загрязнения воздуха гермообъекта следует считать легко летучие компоненты мочи, кала и кишечных газов. В случаях нарушения герметичности средств сбора отходов возможно появление этих компонентов: альдегиды, ацетон, спирты, углеводороды, жирные кислоты и др. В условиях гермозамкнутых объектов при хранении мочи и кала существует определенная опасность загрязнения атмосферы летучими компонентами даже при консервации отходов. Определенное влияние на гигиеническое состояние атмосферы обитаемого гермообъекта могут оказывать кишечные газы. В составе кишечных газов присутствуют пять основных компонентов: азот (23-80%), кислород (0,1-2,3), водород (0-47%), метан (0-26%) и углекислый газ  (5-29%).

Питание, являясь неотъемлемой составной частью системы жизнеобеспечения, оказывает опосредственным образом существенное влияние на формирование сред обитания космических объектов. При этом два взаимозависимых фактора – количественный и качественный состав рациона питания и особенности обмена веществ в организме человека при данном характере питания и воздействии экстремальных условий, присущих космическому полету, - определяют состав и количество метаболитов, выделяемых организмом человека в окружающую среду.

Все эти данные были получены при благоприятных условиях микроклимата. Однако нельзя исключить возможности возникновения аварийных ситуаций, связанных с выходом из строя отдельных звеньев систем жизнеобеспечения, в результате чего человек может подвергнуться длительному воздействию комплекса неблагоприятных факторов, в том числе повышенной и пониженной температуры и влажности окружающей среды. После проведенных экспериментов были сделаны следующие выводы. Кратковременное утяжеление условий микроклимата приводит к значительному увеличению концентрации кетонов, окиси углерода и жирных кислот в выдыхаемом человеком воздухе. Увеличение количества микропримесей в выдыхаемом воздухе при подъеме температуры приводит к существенному повышению их концентрации в воздушной среде и конденсате атмосферной влаги гермокамеры. Повышение температуры и влажности приводит к интенсивному потоотделению и увеличению содержания аммиака и жирных кислот как в поте, так и в нательном белье. Летучие продукты, выделяющиеся из пота и нательного белья, существенно загрязняют атмосферу гермокамеры.

Длительное пребывание человека в помещении ограниченного объема (кабине космического корабля) в невесомости вызывает гипокинезию. В результате длительной гипокинезии возможно возникновение различных функциональных расстройств в организме человека, нарушений обмена веществ, кроветворения, функций нервной системы и желез внутренней секреции. Одной из мер профилактики этих нарушений является применение физической нагрузки, в которой участвуют все группы мышц. При этом наблюдается резкое увеличение уровня выведения метана с выдыхаемым воздухом.

Таким образом, в составе летучих примесей, выделяемых человеком с выдыхаемым воздухом, потом, мочой и кишечными газами, содержатся следующие вещества: аммиак, метиламин, диэтиламин; формальдегид, ацетон, метилэтилкетон, пропионовый альдегид; окись углерода; муравьиная, уксусная, пропионовая, валериановая, изовалериановая, масляная и молочная кислоты; метиловый, этиловый, изопропиловый и пропиловый спирты; метан, этан, пропан, гексан и ряд других, более тяжелых соединений. Все они при недостаточно эффективной очистке воздуха в гермокамере могут накапливаться до угрожающих здоровью человека концентраций и оказывать неблагоприятное действие на самочувствие и работоспособность человека.