СОДЕРЖАНИЕ
Экспериментальные и общетеоретические исследования
Митрикас В.Г. Оценка эффективных доз ионизирующей радиации у экипажей Международной космической станции методом расчетного моделирования
|
|
|
При контроле радиационной нагрузки на космонавтов возникает необходимость расчета динамики поглощенной дозы с учетом пребывания космонавтов в различных отсеках космического аппарата, которые имеют разную защищенность при отсутствии в них дозиметрического контроля. В работе рассмотрены вопросы расчетного моделирования радиационного воздействия на различные органы и ткани космонавтов и оценки эффективной дозы за весь предшествующий период эксплуатации Международной космической станции в условиях пребывания космонавтов в различных ее отсеках. Показано, что доза, измеренная бортовым или индивидуальным дозиметром, может быть использована для расчета эффективной дозы. Для корректного учета накопления эффективной дозы космонавтами необходимо учитывать динамику коэффициента качества космических излучений.
Ключевые слова: космическая ионизирующая радиация, эффективные дозы, коэффициент качества.
Авиакосмическая и экологическая медицина. 2015. Т. 49. № 3. С. 5–11.
|
|
|
Иванов А.А., Дорожкина О.В., Ляхова К.Н., Булынина Т.М., Абросимова А.Н., Северюхин Ю.С., Гаевский В.Н., Молоканов А.Г., Ушаков И.Б., Красавин Е.А. Ранние радиобиологические эффекты у мышей после γ-облучения в малых дозах
|
|
|
Через 21–22 ч после тотального γ-облучения у 4–4,5-месячных аутбредных самок мышей CD-1 в дозах 10, 25, 50, 75, 100 и 200 мГр отмечено достоверное уменьшение числа кариоцитов в костном мозге, массы селезенки и тимуса в группе животных, облученных в дозе 50 и 200 мГр, тогда как снижение этих показателей в группе мышей, облученных в дозе 75 мГр, было менее выражено. Ориентировочно-исследовательская поведенческая реакция (ОИПР), оцененная в «Открытом поле» через 19–20 ч после облучения в дозах 10 и 25 мГр, была достоверно выше, чем в группе биологического контроля, а эмоциональный статус (ЭС) в группе животных, получивших дозу 10 мГр, достоверно снижен. В группе мышей, облученных в дозе 50 мГр, зарегистрировано достоверное снижение силы захвата передних конечностей. Выявлены дозовые уровни, различающиеся по оппозитным радиобиологическим эффектам. Показатели ОИПР и ЭС максимально реагировали на облучение в зоне доз 10–25 мГр, а органы системы иммунитета и кроветворения – в зоне 50, 100 и 200 мГр.
Ключевые слова: γ-облучение, малые дозы, костный мозг, тимус, селезенка, лейкоциты, «Открытое поле», спонтанная двигательная активность, физическая работоспособность, радиочувствительность, радиорезистентность.
Авиакосмическая и экологическая медицина. 2015. Т. 49. № 3. С. 12–18.
|
|
|
Кузичкин Д.С., Маркин А.А., Воронцов А.Л., Моруков Б.В., Журавлева О.А., Заболотская И.В., Вострикова Л.В. Комплексная оценка системы гемостаза у испытателей в эксперименте «Марс-500»
|
|
|
Работа посвящена изучению параметров гемостаза в ходе длительной (520 сут) изоляции в гермообъеме. Проводилось определение величин активированного парциального тромбопластинового времени (АПТВ), международного нормализованного отношения (МНО), тромбинового времени (ТВ); концентрации фибриногена (ФБГ), плазминогена (ПГ), фактора Виллебранда (ФВ), ингибитора пути тканевого фактора (ИПТФ), тканевого активатора плазминогена (ТАП), тромбомодулина (ТМ); активности факторов коагуляционного каскада (II, V, VII, X, VIII, IX, XI, XII), антитромбина III (ATIII), протеина С (ПC), С1-ингибитора (С1), ?2-антиплазмина (АП), ТАП, ИПТФ.
В ходе исследования выявлено разнонаправленное изменение концентрации плазменного фибриногена, замедление свертывания по внутреннему пути и на конечном этапе, относительное повышение активности ATIII и факторов, ингибируемых ПС. Другие параметры изменялись разнонаправлено.
Ключевые слова: гемостаз, факторы свертывания крови, изоляция в гермообъеме.
Авиакосмическая и экологическая медицина. 2015. Т. 49. № 3. С. 19–24.
|
|
|
Кузнецова Г.Д., Габова А.В., Лазарев И.Е., Обухов Ю.В., Обухов К.Ю., Морозов А.А., Куликов М.А., Щацкова А.Б., Васильева О.Н., Томиловская Е.С. Частотно-временная структура электроэнцефалограммы человека в условиях искусственной гипогравитации: модель «сухой» иммерсии
|
|
|
У 7 здоровых добровольцев, мужчин в возрасте 20–27 лет, исследовали изменения частотно-временной структуры электроэнцефалограммы (ЭЭГ) под влиянием гипогравитации. Эксперимент проводили в условиях «сухой» иммерсии (СИ), наилучшим образом моделирующей на Земле эффекты космической невесомости. Эта модель гипогравитации воспроизводит характерное для невесомости состояние гипокинезии, опорной и механической разгрузки.
Регистрация ЭЭГ проводилась с помощью прибора Neuroscan-2 (Compumedicsтм), делались фоновые записи и в конце 2-х суток пребывания испытателей в СИ.
Проводился сравнительный анализ частотно-временной структуры ЭЭГ с помощью 2 методов: преобразования Фурье и модифицированного вейвлет-анализа. Анализ ЭЭГ с помощью преобразования Фурье показал, что через 2 сут после начала СИ основными изменениями спектрального состава ЭЭГ являются снижение мощности колебаний в альфа-диапазоне и небольшое достоверное увеличение мощности тета-колебаний. Аналогичное изменение частотного состава вейвлет-спектрограмм было отмечено при анализе тех же записей с помощью вейвлет-преобразования. Вейвлет-анализ показал, что кроме изменения частотного состава ЭЭГ во время СИ происходит частотная дезорганизация доминирующего ритма ЭЭГ и достоверное снижение общей устойчивости электрической активности во времени. Использование вейвлет-преобразования позволяет количественно анализировать изменения частотно-временной структуры электрической активности мозга. Количественные оценки частотной дезорганизации и неустойчивости во времени вейвлет-спектрограмм ЭЭГ могут быть важными показателями при исследовании механизмов функциональных нарушений, возникающих в коре головного мозга при гипогравитации.
Ключевые слова: модель гипогравитации «сухая» иммерсия, электроэнцефалограмма человека, преобразование Фурье, вейвлет-преобразование ЭЭГ.
Авиакосмическая и экологическая медицина. 2015. Т. 49. № 3. С. 25–32.
|
|
|
Сун И., Воронков Ю.И., Ардашев В.Н., Глухова С.И. Анализ вариабельности сердечного ритма и оценка болевого синдрома в спине при воздействии «сухой» иммерсии
|
|
|
Болевой синдром в спине возникает у космонавтов как во время коротких, так и длительных космических полетов. Этот неблагоприятный фактор может повлиять на функционирование различных систем организма и препятствовать успешному выполнению космической миссии экипажа.
Целью данного исследования было изучение состояния поясничного отдела позвоночника, его связь с возникновением болей в спине и изменениями вариабельности сердечного ритма (ВСР) в условиях микрогравитации. В этом эксперименте использован метод моделирования микрогравитации – «сухая» иммерсия. Показано, что при этом в двигательной сфере воспроизводятся изменения, характерные для выраженной гравитационной разгрузки.
В эксперимент были отобраны 19 добровольцев, у которых оценивалась интенсивность боли в спине, высота и углы поясничных межпозвонковых дисков и ВСР. В 1-е сут эксперимента у всех испытателей появлялась боль в спине, которая снижалась в последующие сутки. Исследована связь болевого синдрома с высотой межпозвонковых дисков и регуляторными механизмами работы сердца.
Ключевые слова: «сухая» иммерсия, боль в спине, вариабельность сердечного ритма, дисперсионное картирование электрокардиограммы.
Авиакосмическая и экологическая медицина. 2015. Т. 49. № 3. С. 33–37.
|
|
|
Дьяченко А.И., Ермолаев Е.С., Шулагин Ю.А., Гончаров А.О., Суворов А.В. Экспериментальное и теоретическое исследование вентиляционной реакции человека на гиперкапнию с помощью математической модели газообмена
|
|
|
Разработана математическая модель биотехнической системы, включающей кардиореспираторную систему человека и аппаратно-программный комплекс (АПК), предназначенный для исследования регуляции дыхания. Математическая модель описывает динамику содержания углекислого газа и кислорода в 3 компартментах биотехнической системы во время тестов с возвратным дыханием. В рассмотренных тестах не используются баллоны со сжатым газом, поэтому они могут использоваться в космических исследованиях. Представлены результаты имитационного моделирования вентиляционных реакций в 2 дыхательных тестах – на гиперкапнию при возвратном дыхании гипероксической дыхательной газовой смесью (ДГС) и на гиперкапнию, сочетанную с гипоксией при возвратном дыхании воздухом. Верификация модели путем сопоставления результатов моделирования с результатами экспериментов показала ее адекватность. Математическая модель позволила определить, что наиболее быстрое выравнивание парциального давления СО2 между тканями, легкими человека и дыхательным контуром происходит при начальной концентрации газа в дыхательном контуре, равной концентрации углекислого газа в конечной порции выдыхаемого газа у данного человека в состоянии покоя.
Ключевые слова: регуляция дыхания, вентиляционная реакция на гиперкапнию и гипоксию, математическая модель газообмена, тест с возвратным дыханием.
Авиакосмическая и экологическая медицина. 2015. Т. 49. № 3. С. 38–43.
|
|
|
Ворожцова С.В., Булынина Т.М., Молоканов А.Г., Иванов А.А. Модификация цистеамином цитогенетических повреждений эпителия роговицы при облучении мышей корпускулярными излучениями с различной линейной передачей энергии
|
|
|
Исследованы цитогенетические нарушения в клетках эпителия роговицы мышей, облученных протонами с энергией 10, 25, 50 и 645 МэВ, тяжелыми ионами бора, углерода и неона, а также 180 кэВ рентгеновскими лучами в широком диапазоне доз (25–750 сГр) на фоне введения радиопротектора. Животных облучали однократно. Для определения защитного эффекта в эксперименте был использован радиопротектор ß-меркаптоэтиламин. Радиопротектор вводили внутрибрюшинно за 30 мин до облучения в дозе 350 мл/кг в объеме 0,2 мл. Контрольные животные получили физиологический раствор хлорида натрия в том же объеме. Через 24 и 72 ч после облучения методом цервикальной дислокации животных выводили из эксперимента. Установлено, что цистеамин обеспечивает эффективную защиту in vivo клеток эпителия роговицы глаза мышей как при электромагнитном облучении, так и при облучении протонами в широком энергетическом спектре – от 10 до 645 МэВ, а также в широком диапазоне доз облучения (от 25 до 750 сГр) по показателям аберрантных митозов и митотической активности клеток. Наибольшая эффективность радиопротектора наблюдалась при дозах облучения от 50 до 300 сГр. Полученные данные указывают на принципиальную возможность применения цистеамина для фармакологической защиты при воздействии протонов. При облучении тяжелыми заряженными частицами бора, углерода и неона радиопротектор не оказал позитивного эффекта по показателям хромосомных аберраций, что указывает на необходимость разработки противолучевых средств, эффективных для данного вида корпускулярных излучений.
Ключевые слова: эпителий роговицы глаза, протоны, ионы бора, углерода, неона, митотический индекс, хромосомные аберрации, ß-меркаптоэтиламин, цистеамин, фактор изменения дозы.
Авиакосмическая и экологическая медицина. 2015. Т. 49. № 3. С. 44–50.
|
|
|
Пащенко П.С., Рисман Б.В. Морфологические аспекты изменения серого вещества спинного мозга при воздействии перегрузок в эксперименте
|
|
|
Изучали преобразования структур спинного мозга, моделируя воздействия перегрузок путем вращения животных (крыс) на центрифуге по специальной методике. После систематического воздействия гравитационных перегрузок (ГП) краниокаудального направления, наряду с реактивными изменениями, имели место выраженные деструктивные процессы в сером веществе спинного мозга (СМ). При светооптическом исследовании отмечали снижение интенсивности окраски тел части нейронов. На электронно-микроскопическом уровне наиболее чувствительными из цитоплазматических структур к воздействию оказались митохондрии, что могло приводить к нарушениям митохондриального окисления. В поясничном отделе эти изменения нашли распространение во всех исследуемых зонах и имели большую выраженность по сравнению с шейным и грудным отделами СМ. Были выявлены признаки межнейронной дезинтеграции в нервных центрах, которые проявлялись дегенерацией синапсов по «светлому» типу. Изменения в капиллярах проявлялись в деформации ядер и деструкции органелл эндотелиоцитов стенок капилляров, перикапиллярном отеке, сладже эритроцитов в просвете этих сосудов. Неодинаковая выраженность изменений в различных отделах серого вещества СМ свидетельствует о мозаичности их распространения. При этом отмечали краниокаудальный градиент их нарастания, при котором в поясничном отделе происходило развитие наиболее выраженных деструктивных преобразований по сравнению с грудным и особенно шейным отделами. После острого воздействия ГП были отмечены реактивные преобразования в нейронах и межнейронных синапсах СМ, являющиеся морфологическими признаками повышения функционального состояния нейрона, а также активации межнейронной передачи импульсов. Хроническое воздействие ГП, наряду с реактивными изменениями, вызывало также и деструктивные нарушения в структурах СМ. Эти изменения не встречались после острого воздействия ГП и, следовательно, связаны с многократным воздействием ГП, т.е. являются кумулятивными.
Ключевые слова: гравитация, перегрузки, спинной мозг, передние рога.
Авиакосмическая и экологическая медицина. 2015. Т. 49. № 3. С. 51–55.
|
|
|
Краткие сообщения
Протасова О.В., Максимова И.А., Моруков Б.В., Протасов С.В. Ушаков И.Б. Исследование содержания железа, цинка, стабильного стронция и лития в биологических жидкостях и тканях в условиях экспериментальной модели космического полета
|
|
|
В условиях эксперимента, моделирующего космический полет (КП), методом атомно-эмиссионного спектрального анализа с индуктивно связанной аргоновой плазмой исследовали содержание железа, цинка, стабильного стронция и лития в сыворотке крови и ее ультрафильтруемой фракции, выведение с суточной мочой и экскрецию с волосами. Мониторинг уровня сывороточного железа и его ультрафильтруемой фракции показал сбалансированность этих показателей на всех этапах эксперимента. В сыворотке крови были выявлены только формы железа, связанные с белковыми носителями. Исследование цинка в условиях эксперимента показало определенную зависимость его содержания в сыворотке крови от состояния пищевого статуса. Биологическим индикатором изменения гомеостаза стабильного стронция может быть его уровень выведения с суточной мочой.
Условия эксперимента не оказали влияния на форму лития в сыворотке крови – на всех этапах исследования литий оставался в ионизированном состоянии, а его содержание было равнозначно содержанию ультрафильтруемого лития во всех исследованных образцах и на всех сроках исследования.
Ключевые слова: железо, цинк, стабильный стронций, литий, экспериментальная модель космического полета.
Авиакосмическая и экологическая медицина. 2015. Т. 49. № 3. С. 56–60.
|
|
|
Хроника и информация
Белаковский М.С. 6-й Международный конгресс «Медицина в космосе и экстремальных условиях»
|