СОДЕРЖАНИЕ
Олег Георгиевич Газенко (к 100-летию со дня рождения)
Обзоры
Ильин В.К., Кирюхина Н.В., Усанова Н.А., Соловьева З.О., Морозова Ю.А., Гегенава А.В., Поддубко С.В. Факторы микробиологического риска и обоснование подходов к обеспечению противоинфекционной безопасности экипажей межпланетных космических полетов и лунных баз
|
|
|
Проанализированы факторы микробиологического риска для экипажей межпланетных экспедиций и лунных баз. Они включают в себя как уже известные, так и возможные новые факторы риска. В числе уже известных – факторы обитаемых гермопомещений, где происходит взаимообмен микроорганизмами и генетическими факторами, распространяющимися «горизонтально»; увеличение потенциала патогенности в системе «человек – микроорганизмы – искусственная среда обитания», обусловливающие риск развития ауто- и кросс-инфекций, последующее ослабление барьера колонизации; наличие антропотехнологических ниш обитания микроорганизмов; факторы невесомости, обеспечивающие стабильность бактериальных аэрозолей; радиационный фактор. В числе «новых» факторов микробиологического риска рассматривается возможность экзогенной контаминации организма членов экипажа «криптическими» микроорганизмами в процессе внекорабельной деятельности и работе на поверхности планет.
В качестве возможных средств профилактики обсуждается перспектива создания новых пробиотиков, основанных на новых видах микроорганизмов, до настоящего времени не используемых в пробиотических препаратах, и пробиотиков, состоящих из аутологичных штаммов микроорганизмов – представителей протективной микрофлоры человека (аутопробиотиков).
Ключевые слова: космический полет, лунная база, факторы микробиологического риска, пробиотики, аутопробиотики.
Авиакосмическая и экологическая медицина. 2018. Т. 52. № 6. С. 7–18
DOI: 10.21687/0233-528X-2018-52-6-7-18
|
|
|
Карпенко М.П., Давыдов Д.Г., Чмыхова Е.В. Обучение экипажей в ходе длительных космических полетов как средство поддержания социализации и когнитивных способностей космонавтов
|
|
|
Рассмотрены негативные факторы когнитивных процессов и поведения членов экипажей дальних космических полетов. Показано, что целенаправленное обучение в ходе космического полета может решать ряд задач: поддержание когнитивных функций и эмоционального баланса, усвоение новых знаний, предупреждение бездействия, регуляция взаимоотношений членов экипажа и сохранения аффилиации с обществом. Предлагается считать обучение в ходе полета элементом безопасности и надежности архитектуры пилотируемых миссий. На основе перспективных дидактических технологий предложены характеристики бортовой образовательной системы во время длительных космических полетов, включающие интеграцию с бортовой системой управления и бортовым медицинским центром, роботизацию и виртуализацию образовательной среды, постоянный прямой и косвенный контроль когнитивных функций, аффилирование с наземными образовательными системами.
Ключевые слова: межпланетные пилотируемые полеты, экипаж, обучение, человеческий фактор, безопасность, когнитивные функции, взаимодействие.
Авиакосмическая и экологическая медицина. 20218. Т. 52. № 6. С. 19–25.
DOI: 10.21687/0233-528X-2018-52-6-19-25
|
|
|
Экспериментальные и общетеоретические исследования
Глебова Т.М., Колотева М.И. Сравнительный анализ переносимости перегрузок российскими космонавтами на этапе возвращения с орбиты на Землю после полетов различной продолжительности
|
|
|
Проведен анализ переносимости перегрузок «грудь – спина» (+Gx) на этапе спуска с орбиты на Землю в космических кораблях «Союз» в 52 космических полетах (КП) различной длительности на российском сегменте Международной космической станции: 7 КП длительностью 121–150 сут, 29 КП – 151–180 сут, 16 КП – 181–200 сут, совершенных в период с 2003 по 2016 г.
Анализ данных, полученных у космонавтов на этапе спуска КК «Союз» с орбиты на Землю после пребывания в невесомости различной продолжительности, свидетельствовал о преимущественно удовлетворительной переносимости перегрузок. При прохождении плотных слоев атмосферы выявлены различия между группами космонавтов при сравнении данных объективной физиологической информации и субъективных реакций. С увеличением длительности пребывания в невесомости у космонавтов возрастала частота нарушений, указывающая на развитие детренированности сердечно-сосудистой системы (ССС): зрительные расстройства (p < 0,05), тенденция к более высоким значениям частоты сердечных сокращений и частоты дыхания (ЧД), нарушения сердечного ритма (p < 0,05), проводимости, изменения конечной части желудочкового комплекса на электрокардиограмме. Частота появления вестибуловегетативных расстройств (ВВР) также возрастала (p < 0,05) с увеличением продолжительности пребывания в невесомости.
После приземления у всех космонавтов были отмечены признаки ортостатической неустойчивости и ВВР различной степени выраженности. Значительные проявления детренированности ССС (вплоть до обморока) были у космонавтов, совершивших КП продолжительностью от 151 до 200 сут.
Данная работа по анализу переносимости космонавтами перегрузок в КП различной продолжительности вносит свой вклад в подготовку человека к межпланетным полетам, особенно в части реализации идеи создания искусственной силы тяжести (ИСТ) на борту космической станции, поскольку предотвращение адаптации к невесомости, по существу, может быть обеспечено созданием на космических кораблях физиологически эффективной величины ИСТ.
Ключевые слова: космонавты, длительные космические полеты, невесомость, перегрузки +Gx, детренированность, вестибуловегетативные расстройства.
Авиакосмическая и экологическая медицина. 2018. Т. 52. № 6. С. 26–32.
DOI: 10.21687/0233-528X-2018-52-6-26–32
|
|
|
Гордиенко К.В., Новиков В.Е., Сервули Е.А., Носовский А.М., Васильева Г.Ю. Детальный анализ данных центральной остеоденситометрии космонавтов участников программ «Мир» и МКС
|
|
|
Проведен анализ результатов остеоденситометрических обследований космонавтов (участников программ «Мир» и МКС), выполненных в лаборатории остеологии ИМБП. Исследован массив данных, включающий 122 предполетных и 74 послеполетных обследований 57 космонавтов в возрасте от 30 до 60 лет. Продолжительность полетов составляла от 73 до 438 сут. Изменения показателей остеоденситометрии рассмотрены селективно по отдельным позвонкам поясничного отдела (L1–L4) и участкам проксимального отдела бедренной кости, отличающимся структурой и метаболической активностью. Впервые проведен анализ вспомогательных и расчетных показателей, таких, как площадь проекции (ПП) исследуемого участка и массовая доля составляющих его элементов. Установлено, что снижение минеральной плотности кости (МПК) в поясничном отделе L1–L4 у космонавтов после длительных полетов происходит в основном за счет нижних позвонков L3–L4, несущих большую функциональную нагрузку в условиях земной гравитации. Потери МПК в проксимальном эпифизе бедра одинаковы в участках, отличающихся по составу костных структур и функции. Не выявлено достоверных различий в пред- и послеполетных (через 7–14 сут) значениях площади проекции поясничного отдела позвоночника, что свидетельствует об отсутствии существенных анатомических изменений. Ожидаемое увеличение высоты поясничного сегмента L–-L4 в условиях невесомости за счет межпозвоночных дисков на 7–14-е сутки после полета не определяется.
Ключевые слова: космический полет, костная минеральная плотность, селективный анализ.
Авиакосмическая и экологическая медицина. 2018. Т. 52. № 6. С. 33–36.
DOI: 10.21687/0233-528X-2018-52-6-33–36
|
|
|
Журавлева Т.В., Ничипорук И.А., Бубеев Ю.А., Чистоходова С.А., Логинов В.И. Психологические и метаболические особенности адаптации участников 17-суточного эксперимента «Сириус» к условиям изоляции в гермообъекте
|
|
|
В статье представлены психологические и метаболические особенности адаптации членов международного экипажа 17-суточного эксперимента «Сириус» к условиям изоляции в гермообъекте. За 7 сут до начала экспериментального воздействия и на 2-е сутки после его окончания проводилось психологическое тестирование участников эксперимента с помощью стандартизированных методик: шкалы психологического стресса Н.Е. Водопьяновой, шкалы «Душевная боль» К.А. Чистопольской и Т.В. Журавлевой, многоуровневого личностного опросника «Адаптивность» А.Г. Маклакова и С.В. Чермянина, опросника «Стратегии преодоления стрессовых ситуаций» Н.Е. Водопьяновой и Е.С. Старченковой, симптоматического опросника «Самочувствие в экстремальных условиях» А. Волкова и Н.Е. Водопьяновой и методики «Дифференциальная оценка состояний сниженной работоспособности» А.Б. Леоновой и С.В. Величковской. Одновременно с психологическим тестированием осуществлялось взятие венозной крови для определения биохимических и гормональных показателей. В результате проведенных исследований у участников эксперимента с 17-суточной изоляцией в гермообъекте выявлено умеренное повышение маркеров стресса. Обнаружена достоверная взаимосвязь психологических, биохимических и гормональных маркеров стрессорной реакции. На основе полученных данных сделан вывод, что стресс умеренно выражен и адекватно преодолевается организмом. Личностный адаптивный потенциал каждого из членов экипажа свидетельствует о высоком уровне приспособительных реакций к моделируемым условиям среды обитания с сохранением здоровья, оптимальной работоспособности и навыков эффективных решений поставленных задач.
Ключевые слова: личностный адаптивный потенциал, нервно-психическая устойчивость, работоспособность, психологические, гормональные и биохимические маркеры стресса.
Авиакосмическая и экологическая медицина. 2018. Т. 52. № 6. С. 37–44.
DOI: 10.21687/0233-528X-2018-52-6-37-44
|
|
|
Якубец Д.А., Ратушный А.Ю., Буравкова Л.Б. Экспрессия генов паракринных медиаторов мезенхимальных стромальных клеток на ранних этапах моделирования эффектов микрогравитации
|
|
|
Мультипотентные мезенхимальные стромальные клетки (ММСК) являются одной из популяций стволовых клеток взрослого организма. ММСК секреторно активны и вовлечены в поддержание тканевого гомеостаза. Известно, что данный тип клеток способен изменять свое функциональное состояние под действием механических стимулов, в том числе при снижении гравитационного воздействия в условиях космического полета. В данном исследовании было изучено влияние моделированной микрогравитации на транскрипционную активность генов паракринных медиаторов ММСК на ранних сроках воздействия (до 48 ч). Обнаружена разнонаправленная модификация экспрессии IL-6 и IL-8 при 24-часовой экспозиции с последующей нормализацией транскрипции на вторые сутки воздействия. Содержание мРНК ряда факторов роста (IGF-1, VEGFa, FGF2, ANGPT1) и MCP-1 увеличилось через 48 ч. Значительных изменений экспрессии TGF? и HGF в исследуемый период не обнаружено. На основании полученных данных можно заключить, что уже на ранних этапах моделирования микрогравитации активируются механизмы, модулирующие секреторную активность ММСК.
Ключевые слова: мультипотентные мезенхимальные стромальные клетки, RPM, паракринная активность.
Авиакосмическая и экологическая медицина. 2018. Т. 52. № 6. С. 45–49.
DOI: 10.21687/0233-528X-2018-52-6-45-49
|
|
|
Благинин А.А., Синельников С.Н., Дзанкисов Р.А., Чичиков А.А. Динамика физической работоспособности человека в условиях гипобарической гипоксии с учетом его индивидуальных психологических особенностей
|
|
|
Статья посвящена изучению влияния факторов полета, в частности гипобарической гипоксии, на физическую работоспособность с учетом индивидуальных психологических особенностей личности. Объектом исследования являлась физическая работоспособность человека в условиях гипоксии и индивидуальные психологические особенности личности. Цель исследования: выявление зависимости между переносимостью факторов полета и индивидуальными психологическими особенностями личности. Оценку физической работоспособности проводили с помощью пробы Руфье в 3 этапа: фоновое исследование, в процессе барокамерного подъема на высоту 5000 м, после барокамерного подъема. Полученные данные анализировали с учетом индивидуальных психологических особенностей, таких, как нейротизм, экстраверсия и личностная тревожность. Степень нейротизма и экстраверсии оценивали с помощью опросника Айзенка, личностную тревожность – с использованием методики Спилбергера – Ханина.
Установлено, что у испытуемых с высоким уровнем нейротизма по сравнению с лицами с низким его уровнем отмечается более выраженное снижение работоспособности миокарда на 17,3 % (p < 0,05) на 30-й минуте и на 23,4 % (р < 0,01) на 60-й минуте барокамерного подъема.
При сравнении индекса Руфье было выявлено, что у лиц с низким уровнем личностной тревожности при изначально более низком индексе Руфье на 28 % (р < 0,05) в сравнении с лицами с высоким уровнем личностной тревожности данный индекс в процессе барокамерного подъема увеличивался в 2,16 раза (р < 0,01) к 30-й минуте и в 2,25 раза (р < 0,01) к 60-й минуте по сравнению с исходными значениями.
При сравнении показателей физической работоспособности миокарда в процессе подъема выявлены что в группе интровертов к 30-й минуте пребывания в барокамере на 20,0 % (p < 0,05) снизилась физическая работоспособность сердца по сравнению с группой экстравертов, а к 60-й минуте разница составила 17,8 % (р < 0,01).
Таким образом, было показано, что при оценке переносимости умеренных степеней гипоксии необходимо учитывать зависимость физической работоспособности миокарда от индивидуальных психологических особенностей.
Ключевые слова: гипоксия, индивидуальные психологические особенности, нейротизм, личностная тревожность, экстраверсия, физическая работоспособность, индекс Руфье.
Авиакосмическая и экологическая медицина. 2018. Т. 52. № 6. С. 50–53.
DOI: 10.21687/0233-528X-2018-52-6-50-53
|
|
|
Мирзоев Т.М., Тыганов С.А., Петрова И.О., Вико Л., Шенкман Б.С. Влияние хронической гипергравитации на скорость синтеза белка и маркеры анаболических сигнальных путей в скелетных мышцах мыши
|
|
|
Известно, что воздействие микрогравитации приводит к уменьшению скорости синтеза белка и мышечной массы в постуральных мышцах млекопитающих вследствие сниженной активности анаболических сигнальных путей и увеличения протеолиза. Однако сигнальные пути, регулирующие синтез белка в скелетных мышцах животных в условиях хронической гипергравитации, являются малоизученными. Поэтому цель данного исследования состояла в выявлении молекулярных механизмов регуляции синтеза белка в скелетных мышцах мышей после воздействия хронического вращения на центрифуге с ускорением +2 g. С помощью пуромицинового мечения и Вестерн-блоттинга были определены скорость синтеза белка и уровень фосфорилирования ключевых маркеров анаболических сигнальных путей. Хроническое вращение с ускорением +2 g вызвало достоверное увеличение скорости синтеза белка в передней большеберцовой мышце мышей. Согласно полученным данным, интенсификация белкового синтеза могла быть обусловлена как повышенным фосфорилированием рибосомальной киназы p70s6k и дезактивацией киназы гликогенсинтазы 3? (GSK-3?), так и пониженным фосфорилированием фактора элонгации eEF2. Хроническое вращение (+2 g) также привело к увеличению интенсивности синтеза белка в m. longissimus dorsi. Однако подобных изменений в камбаловидной мышце отмечено не было. Таким образом, длительное воздействие ускорений +2 g может приводить к различным анаболическим реакциям в разных скелетных мышцах мыши.
Ключевые слова: камбаловидная мышца, передняя большеберцовая мышца, гипергравитация, центрифуга, синтез белка, AKT, p70s6k, GSK-3?, eEF2.
Авиакосмическая и экологическая медицина. 2018. Т. 52. № 6. С. 54–60.
DOI: 10.21687/0233-528X-2018-52-6-54-60
|
|
|
Лебедева-Георгиевская К.Б., Шуртакова А.К., Кохан В.С., Базян А.С., Кудрин В.С., Перевезенцев А.А., Штемберг А.С. Влияние антиортостатического вывешивания и перегрузки на адаптацию к новой среде, двигательную активность, исследовательское поведение и обмен моноаминов в мозге мышей
|
|
|
Исследовали влияние 30-суточного антиортостатического вывешивания (АнОВ) и комбинированного воздействия АнОВ и перегрузки 8 g на ориентировочно-исследовательскую активность, адаптивное поведение животных в новой среде, а также на обмен моноаминов в структурах мозга после предпринятых воздействий. Тестирование животных в «открытом поле» показало, что в результате воздействия АнОВ происходит сдвиг эмоционально-мотивационной основы поведения мышей в сторону возрастания тревожности и пассивно-оборонительного поведения. Изучение двигательной активности мышей, адаптации к новой обстановке и пространственной ориентации в экспериментальной установке IntelliCage выявило достоверное снижение ориентировочно-исследовательской активности и возрастание стереотипного поведения, что позволяет говорить о снижении пластичности нервных процессов у животных в результате воздействия АнОВ. Анализ обмена моноаминов в исследованных структурах мозга (префронтальной коре, гипоталамусе, стриатуме и гиппокампе) показал, что наибольшие изменения затрагивают серотонинергическую систему. Выявлен антагонистический характер взаимодействия изучаемых факторов при их комбинированном воздействии.
Ключевые слова: поведение, мыши, адаптация, антиортостатическое вывешивание, перегрузки, IntelliCage.
Авиакосмическая и экологическая медицина. 2018. Т. 52. № 6. С. 61–69.
DOI: 10.21687/0233-528X-2018-52-6-61-69
|
|
|
Яснецов В.В., Карсанова С.К., Яснецов Вик. В. ГАМК-ергический компонент в действии вестибулопротекторов на уровне гиппокампа крыс
|
|
|
В экспериментах на крысах установлено, что ГАМК-негативные вещества – специфический антагонист ГАМКА-рецепторов бикукуллин и блокатор хлорионофорной части ГАМКА-бензодиазепин-рецепторного комплекса пикротоксин в дозе 2,5 мг/кг – вызывали усиление выраженности болезни движения, уменьшая потребление пищи после вращения в 1,5 и 1,4 раза соответственно. На переживающих срезах гиппокампа крыс мексидол и новые производные 3-гидроксипиридина в концентрации 5 мМ в разной степени подавляли ортодромные популяционные ответы в поле СА1. Наиболее выражено действовал ИБХФ-27 (угнетение на 97 ? 3 %), мексидол и 2-этил-6-метил-3-гидроксипиридина L-аспарагинат давали почти равный эффект (на 85 ? 4 и 79 ? 4 % соответственно), а СК-119 действовал в меньшей степени (на 68 ? 3 %). На основе анализа действия ГАМК-негативных веществ бикукуллина и пикротоксина (в концентрации 20 мкМ) в отношении угнетения популяционных ответов на уровне гиппокампа можно заключить, что ГАМКА-бензодиазепин-рецепторный комплекс участвует в реализации действия как мексидола, так и всех испытанных новых производных 3-гидроксипиридина. По степени участия указанного комплекса их условно можно расположить в следующий ряд: СК-119 > мексидол > 2-этил-6-метил-3-гидроксипиридина L-аспарагинат > ИБХФ-27.
Ключевые слова: мексидол, новые производные 3-гидроксипиридина, ГАМК-негативные вещества, бикукуллин, пикротоксин, гиппокамп, крысы.
Авиакосмическая и экологическая медицина. 2018. Т. 52. № 6. С. 70–75.
DOI: 10.21687/0233-528X-2018-52-6-70-75
|
|
|
Солдатов П.Э., Тюрин-Кузьмин А.Ю., Шулагин Ю.А., Гурьева Т.С., Медникова О.И., Дадашева О.А., Крыченков Д.А., Смоленская Т.С., Ильин В.К., Морозова Ю.А., Носовский А.М., Смирнов И.А. Исследования гидрогеля на основе карбоксиметилцеллюлозы и специализированного брикетированного корма для содержания мышей применительно к условиям на борту космического аппарата серии «Бион-М»
|
|
|
В полете космического аппарата (КА) «Бион-М1» (2013) подопытные животные получали воду и еду одновременно в виде пастообразного корма влажностью 68–72 %, что создавало значительную нагрузку на водный обмен. Чтобы приблизить пищевой режим к естественному, был разработан сухой брикетированный корм. В качестве источника воды предложено использовать более густой гидрогель на основе карбоксиметилцеллюлозы (балластная субстанция).
Целью работы явилась сравнительная оценка показателей жизнедеятельности животных (мыши C57BL/6) с использованием разработанного корма при поении водой или 2%-ным гидрогелем в условиях, имитирующих среду обитания в космическом полете. Оценивались расход корма, воды или гидрогеля, динамика потребления О2 и выделения СО2, масса тела, микробная обсемененность корма и камеры, общее состояние животных.
Создана автоматизированная экспериментальная установка для содержания животных в условиях, близких к полетным. Проведено два 30-суточных эксперимента.
Показано, что по динамике массы тела и состоянию животных разницы между экспериментом с поением водой и гидрогелем не отмечено. Расход корма при поении водой был выше на 6 %, чем при поении гидрогелем, а расход гидрогеля был выше на 31 % или на 25 % в пересчете на воду. Выделение СО2 и дыхательный коэффициент при поении водой был достоверно выше, чем при поении гидрогелем. Потребление О2 не различалось.
При использовании как воды, так и гидрогеля показатели уровня общей микробной обсемененности кормовых брикетов соответствуют нормативам.
С учетом уменьшения выраженности изменений во внутренних органах с уменьшением концентрации КМЦ 2%-ный гидрогель рекомендуется заменить на 1,5 %.
Ключевые слова: космический эксперимент, млекопитающие, пищевой режим, гидрогель.
Авиакосмическая и экологическая медицина. 2018. Т. 52. № 6. С. 76–85.
DOI: 10.21687/0233-528X-2018-52-6-76-85
|
|
|
Беркович Ю.А., Очков О.А., Переведенцев О.В. Обоснование метода адаптивной оптимизации светодиодного освещения растений для витаминной оранжереи в составе системы жизнеобеспечения космических экипажей
|
|
|
Предложен метод адаптивной оптимизации светодиодного освещения растений для космической оранжереи. Метод основан на непрерывном автоматическом поиске оптимальных параметров освещения, соответствующих максимуму текущего значения произведения видимого фотосинтеза посева на коэффициент использования световой энергии на фотосинтез. С помощью инфракрасного газоанализатора СО2 была измерена длительность переходных процессов видимого фотосинтеза посева после переключений с синего света (440 нм) на красный (660 нм) и наоборот при одинаковых значениях плотности потока фотонов (ППФ): 500 мкмоль/(м2•с) или 900 мкмоль/(м2•с). Смена длины волны излучения приводила к существенным, но неодинаковым изменениям видимого фотосинтеза, что свидетельствовало о различных коэффициентах абсорбции света посевами. Установлено, что длительность световых переходных процессов фотосинтеза посевов при всех исследованных вариантах скачков параметров светодиодного излучения в обоих возрастах посева не превышала 90 с. С увеличением возраста растений от 15 до 25 сут, а листового индекса от 3,5 до 12,8 видимый фотосинтез посева возрастал приблизительно на 50 %, как при синем, так и при красном свете. В целом метод адаптивной оптимизации светодиодного освещения растений в космической оранжерее позволяет выявить динамический режим освещения, потребляющий наименьшее количество бортовых ресурсов на единицу получаемой съедобной биомассы.
Ключевые слова: космическая оранжерея, адаптивная оптимизация освещения посева, светоизлучающие диоды, спектральный состав света, переходный процесс, видимый фотосинтез.
Авиакосмическая и экологическая медицина. 2018. Т. 52. № 6. С. 86–94.
DOI: 10.21687/0233-528X-2018-526-6-86-94
|
|
|
|