СОДЕРЖАНИЕ
Обзоры
Поляков А.В., Ильин Е.А., Усов В.М., Дворников М.В., Кузнецова Т.Е., Косачев В.Е., Крючков Б.И. Инновационные технологии для медицинского обеспечения пострадавших в нештатных и аварийных ситуациях в условиях Арктики
|
|
|
Рассмотрена эффективность комплексного применения инновационных технологий как в интересах расширения объема помощи пострадавшим на месте нештатных и аварийных ситуаций в экстремальных условиях Арктики, так и для подготовки к медицинской эвакуации пострадавших. Отмечена возможность использования при спасании жизни в условиях переохлаждения передовых разработок и медицинских технологий, ранее предложенных ГНЦ РФ – ИМБП РАН для спасения подводников. В числе инновационных решений для всех этапов поисково-спасательных и эвакуационных мероприятий дополнительно к инновационным медицинским технологиям предложено применение современных комплексов робототехники, в частности, беспилотных аппаратов различного базирования, эффективных средств оповещения о происшествии, точного определения места нахождения пострадавших, средств связи и мониторинга тактической обстановки при перемещениях спасательных команд, роботизированных комплексов поддержки жизненно важных функций и выполнения реанимационных мероприятий на месте происшествия и на этапах эвакуации и др.
Ключевые слова: критические состояния организма, переохлаждение, средства защиты организма от холода, оказание неотложной помощи при холодовой травме, беспилотные аппараты, роботизированные биотехнические комплексы.
Авиакосмическая и экологическая медицина. 2020. Т. 54. № 2. С. 5-21.
DOI: 10.21687/0233-528X-2020-54-2-5-21
|
|
|
Марченко Л.Ю., Сигалева Е.Э., Мацнев Э.И., Аникеев Д.А. Современные представления о механизмах действия и возможностях клинического применения ингаляций ксенона в целях нейропротекции
|
|
|
В литературе описаны органопротективные эффекты ксенона, гелия, аргона и криптона, однако биологические механизмы, благодаря которым благородные газы проявляют эти свойства, остаются недостаточно изученными. В данном обзоре обобщены результаты отечественных и зарубежных исследований по изучению механизмов действия благородного газа ксенона на клетки нервной ткани и освещены перспективы его применения в клинической практике для достижения нейропротективного эффекта.
Ключевые слова: ксенон, нейропротекция, инертные газы.
Авиакосмическая и экологическая медицина. 2020. Т. 54. № 2. С. 22-29.
DOI: 10.21687/0233-528X-2020-54-2-22-29
|
|
|
Экспериментальные и общетеоретические исследования
Кудрявцева Н.С., Сорокин А.Е. Сравнительная оценка надежности и расчет затрат при проектировании систем жизнеобеспечения для долговременных межпланетных полетов
|
|
|
Проведены анализ и сравнение различных способов обеспечения высокой надежности систем жизнеобеспечения (СЖО) космических аппаратов для 1000-суточного автономного полета за орбиту Земли и Луны и выполнен предварительный прогноз затрат на их разработку. Надежность СЖО определяется вероятностью потери экипажа, а затраты учитывают стоимость разработки высоконадежных СЖО с вероятностью отказов равной 0,001 на время полета 1000 сут. Рассмотрены 3 типовых варианта физико-химических регенерационных СЖО с различной степенью замкнутости: комбинированная СЖО, частично замкнутая СЖО и максимально замкнутая СЖО.
Показано, что усовершенствование начальных базовых вариантов СЖО и доведение их надежности до требуемого уровня на время 1000 сут нецелесообразно, так как требует чрезмерно больших стоимостных затрат. Общее ненагруженное резервирование базовых вариантов СЖО приводит к значительному увеличению стоимости их разработки и массы: в 4 раза для комбинированной СЖО и в 6 раз для частично и максимально замкнутых СЖО.
Минимальные стоимость разработки и масса достигаются при раздельном способе ненагруженного резервирования подсистем регенерации СЖО. По сравнению с общим резервированием для комбинированной СЖО кратность резервирования снижается на единицу, а для частично и максимально замкнутых СЖО – на две единицы.
Ключевые слова: система жизнеобеспечения, вероятность потери экипажа, стоимостные затраты.
Авиакосмическая и экологическая медицина. 2020. Т. 54. № 2. С. 30-37.
DOI: 10.21687/0233-528X-2020-54-2-30-37
|
|
|
Голикова Е.А., Андрианова И.В., Буравкова Л.Б. Методические подходы для изучения эффектов моделируемой микрогравитации при сокультивировании гемопоэтических предшественников и мезенхимальных стромальных клеток
|
|
|
Совместное культивирование мезенхимальных стромальных клеток (МСК) и гемопоэтических стволовых и прогениторных клеток (ГСПК) широко используется для изучения ранних стадий кроветворения, экспансии CD34+-клеток, влияния различных факторов на миелопоэз. Известно, что анемия, наблюдаемая при космических полетах, может быть опосредована изменениями физиологии гемопоэтических предшественников. Для изучения эффектов моделируемой микрогравитации адаптировали модель сокультивирования гемопоэтических предшественников с мезенхимальными стромальными клетками. Для этого проанализировали количество и колониеобразующую активность суспензионных ГСПК, а также фракцию МСК-ассоциированных ГСПК по образованию в культуре областей «булыжной мостовой» при использовании в качестве фидерного подслоя пролиферирующих и митотически неактивных МСК. Показано, что модификация протокола сокультивирования МСК и ГСПК, необходимая для проведения экспериментов по изучению эффектов моделируемой микрогравитации, не повлияла на эффективность экспансии ГСПК при использовании как делящихся, так и митотически неактивных МСК в качестве подслоя.
Ключевые слова: мононуклеарные клетки пуповинной крови, мезенхимальные стромальные клетки, суспензионные гемопоэтические стволовые и прогениторные клетки, МСК-ассоциированные гемопоэтические стволовые и прогениторные клетки, сокультивирование, митомицин-С.
Авиакосмическая и экологическая медицина. 2020. Т. 54. № 2. С. 38-44.
DOI: 10.21687/0233-528X-2020-54-2-38-44.
|
|
|
Лебедева С.А., Швед Д.М., Федяй С.О. Изучение психофизиологического состояния человека в условиях воздействия моделируемой микрогравитации методом анализа акустических характеристик речи
|
|
|
Работа посвящена изучению психофизиологического состояния человека-оператора, находящегося под воздействием моделируемых факторов космического полета. Впервые проведено комплексное исследование функционального состояния человека, пребывающего в течение 21 сут в условиях «сухой» иммерсии, с помощью анализа акустических характеристик речи в сопоставлении с психологическими и психофизиологическими методами и оценки когнитивной и сенсомоторной работоспособности. При изучении динамики речевых и когнитивных показателей на протяжении эксперимента выявлено наличие периодов адаптации обследуемых к иммерсионному воздействию. Установлены значимые связи между отдельными показателями речевого сигнала и результатами выполнения когнитивных и сенсомоторных задач.
Ключевые слова: анализ речи, сенсомоторная координация, когнитивные тесты, функциональное состояние, модельные эксперименты, микрогравитация, «сухая» иммерсия.
Авиакосмическая и экологическая медицина. 2020. Т. 54. № 2. С. 45-51.
DOI: 10.21687/0233-528X-2020-54-2-45-51
|
|
|
Бубеев Ю.А., Усов В.М., Сергеев С.Ф., Крючков Б.И., Михайлюк М.В. Взаимодействие человека с виртуальной моделью лунного мобильного робота в изоляционных экспериментах
|
|
|
В статье рассмотрен примененный в изоляционных экспериментах исследовательский инструментарий для изучения особенностей взаимодействия «человек – мобильные роботы» на поверхности Луны. Предложен многосредовый подход, направленный на выяснение роли человеческого фактора в перспективных проектах пилотируемый космонавтики, дополняющий традиционные методы экспериментальной психологии и психофизиологии труда.
Ключевые слова: космическая психофизиология, человек-оператор, взаимодействие «человек – робот», изоляционные эксперименты, мультисредовый подход к моделированию деятельности космонавта, виртуальная среда моделирования (виртуальные полигоны).
Авиакосмическая и экологическая медицина. 2020. Т. 54. № 2. С. 52-59.
DOI: 10.21687/0233-528X-2020-54-2-52-59
|
|
|
Артамонов А.А., Орлов Д.О., Пучкова А.А., Шпаков А.В., Воронов А.В. Вертикальное вывешивание как элемент виртуальной реальности при выполнении локомоций человека
|
|
|
С целью верификации метода вертикального вывешивания человека как элемента виртуальной реальности при выполнении локомоций (ходьбы) в условиях различной гравитационной разгрузки опорно-двигательного аппарата проведены экспериментальные расчеты угловых скоростей в суставах нижней конечности, полученные методом видеоанализа движений. Соотношения угловых скоростей в суставах вычислены экспериментально в условиях гравитационной разгрузки и сопоставлены с соотношениями ускорений свободного падения в различных гравитационных условиях (Земля, Марс, Луна). Дополнительно проанализированы погрешности выполнения локомоций в различных гравитационных условиях по данным амплитуды угловых перемещений в суставах нижней конечности. Выявлена незначительная разница в расчетных и теоретических показателях соотношения угловых скоростей в суставах. Вариативность биомеханических параметров ходьбы изменяется в зависимости от величины гравитационной разгрузки опорно-двигательного аппарата.
Ключевые слова: виртуальная реальность, вертикальное вывешивание, локомоции, гравитационная разгрузка, угловые скорости в суставах.
Авиакосмическая и экологическая медицина. 2020. Т. 54. № 2. С. 60-64.
DOI: 10.21687/0233-528X-2020-54-2-60-64
|
|
|
Шишов А.А., Богомолов А.В. Физиологическое обоснование адекватного выхода из аварийной ситуации в высотном полете
|
|
|
По результатам анализа летных инцидентов в высотных полетах, данных литературы и собственных научных исследований выполнено физиологическое обоснование рациональных путей адекватного выхода летного состава из аварийной ситуации в высотном полете. Показана высокая значимость правильного выбора, подгонки и эксплуатации высотного снаряжения и кислородно-дыхательной аппаратуры, а также реализации психофизиологической подготовки к высотным полетам. Обосновано, что последствия высотной гипоксии устраняются при быстром спуске на высоты 4000 м и менее, а высотные декомпрессионные расстройства в большинстве случаев ослабевают при замедлении или прекращении подъема (спуска), развитие признаков высотной декомпрессионной болезни у летчика в полете требует моментального спуска с высоты с последующим завершением полета. Приоритетным направлением повышения эффективности психофизиологической подготовки к высотным полетам является ее реализация применительно к характеру предстоящего выполняемого полетного задания и в зависимости от типа эксплуатируемого летательного аппарата.
Ключевые слова: высотный полет, гипоксия, высотные декомпрессионные расстройства, гермокабина, высотные средства жизнеобеспечения, декомпрессия, разгерметизация.
Авиакосмическая и экологическая медицина. 2020. Т. 54. № 2. С. 65-71.
DOI: 10.21687/0233-528X-2020-54-2-65-71
|
|
|
Моисеев Ю.Б. Некоторые особенности реакций позвоночного столба человека на ударное воздействие
|
|
|
Эксперименты проводились на биоманекенах, размещенных в кресле в правильной изготовочной позе для катапультирования. Показана достоверная прямая зависимость прироста давления в пульпозном ядре 12-го грудного межпозвонкового диска биоманекена от амплитуды ударной перегрузки «голова – таз».
Выявлены 2 временных диапазона, в которых отношение отклика системы «позвоночник» на ударное воздействие различаются. Длительность реакции позвоночника на ударную перегрузку «голова – таз» временем действия 10 – 30–35 мс превышает длительность возмущения, причем это различие убывает по мере возрастания длительности ударного воздействия. Во втором диапазоне, 35–40 – 160 мс, время реагирования позвоночника на ударную перегрузку «голова – таз» практически совпадает с длительностью возмущения, что, по-видимому, обусловлено частотой собственных колебаний грудопоясничного отдела позвоночного столба.
Ключевые слова: биомеханика, позвоночный столб, ударная перегрузка, межпозвонковый диск, противоударная защита членов экипажа.
Авиакосмическая и экологическая медицина. 2020. Т. 54. № 2. С. 72-76.
DOI: 10.21687/0233-528X-2020-54-2-72-76
|
|
|
Шибанов В.Ю., Моисеев Ю.Б., Наумов В.А., Рыженков С.П. Использование антропоморфного манекена типа Hybrid-III при оценке ударного воздействия на голову
|
|
|
В статье рассмотрены особенности учета результатов испытаний средств противоударной защиты головы членов экипажа транспортных средств. Объектом исследования была голова антропоморфного манекена типа Hybrid-III как испытательное и измерительное средство. Изучены реакции головы манекена на удар со скоростями 2,5; 3; 3,5 и 4 м/с в лобную, затылочную и височную области. Удар моделировался сбросом головы на жесткую поверхность со скоростями 2,5; 3; 3,5 и 4 м/с. Скорость соударения рассчитывалась по данным скоростной киносъемки. Регистрировались составляющие перегрузки горизонтального, вертикального и бокового направлений (в координатах головы манекена) с расположением датчиков в голове манекена. Рассчитывались величины импульса скорости и критерия травмирования головы – HIC (Head Injury Criteria). Показано, что при одной и той же силе соударения удар в продольном направлении (лоб – затылок и затылок – лоб) вызывает более выраженную реакцию, чем удар в поперечном направлении (висок – висок). Для адекватной оценки результатов испытаний проведено их сопоставление с особенностями устойчивости человека к повреждениям, в качестве которых использовались данные литературы изучения реальных исходов травм головы. Одинаковому биологическому эффекту (степени повреждения головы) соответствуют следующие соотношения показателей, зарегистрированных в ходе испытаний (или рассчитанных по результатам испытаний) при ударе соответственно в лобную, затылочную и височную области: для импульса 1,43:1,33:1 м/с; для перегрузки 1,62:1,62: 1 ед.; для показателя повреждения головы – HIC 2,09:2,17:1 ед. Знание выявленных особенностей в сочетании с данными научной литературы о травмоопасности для человека соударения разными отделами головы позволят более точно интерпретировать результаты испытаний средств противоударной защиты. Кроме того, полученные в работе результаты могут послужить основой для выработки критериев оценки травмобезопасности при ударах головой в ходе экспериментов с антропоморфным манекеном типа Hybrid.
Авиакосмическая и экологическая медицина. 2020. Т. 54. № 2. С. 77-83.
DOI: 10.21687/0233-528X-2020-54-2-77-83
|
|
|
Яснецов Вик.В., Иванов Ю.В., Карсанова С.К., Яснецов В.В. Действие комбинаций мелатонина с производными 3-гидроксипиридина на нейроны теменной ассоциативной коры большого мозга у животных
|
|
|
В экспериментах на кошках установлено, что новые производные 3-гидроксипиридина ИБХФ-27 и СК-119, лекарственные препараты мелатонин и мексидол, а также комбинации мелатонина с ИБХФ-27, СК-119 и мексидолом оказывали прямое влияние на 84,4; 54,3; 68,8; 75,8; 98; 87 и 89,4 % нейронов поля 5 теменной ассоциативной коры, при этом угнетающий эффект у ИБХФ-27 наблюдался в 1,7 и 1,4 раза чаще, чем у СК-119 и мексидола. У комбинаций мелатонина с ИБХФ-27, СК-119 и мексидолом угнетающий эффект на нейроны отмечался чаще, чем у их компонентов в отдельности, а прямое влияние у комбинации мелатонина с ИБХФ-27 – чаще, чем у ее компонентов. Более того, у комбинации мелатонина с ИБХФ-27 угнетающий эффект наблюдался чаще, чем у 2 других комбинаций – мелатонина с СК-119 и мексидолом, а прямое влияние на нейроны – чаще, чем у комбинации мелатонина с СК-119. Следовательно, поле 5 теменной ассоциативной коры играет важную роль в реализации центрального действия указанных комбинаций веществ.
Ключевые слова: новые производные 3-гидроксипиридина, мелатонин, мексидол, комбинация, поле 5 теменной ассоциативной коры, кошки.
Авиакосмическая и экологическая медицина. 2020. Т. 54. № 2. С. 84-88
DOI: 10.21687/0233-528X-2020-54-2-84-88
|
|
|
Борзых А.А., Кузьмин И.В., Кирюхина О.О., Селиванова Е.К., Швецова А.А., Лазаренко В.С., Лос Аркос Уварова С., Нестеренко А.М., Тарасова О.С. Произвольная беговая активность самок крыс во время беременности: характеристика экспериментальной модели
|
|
|
Цель данной работы – оценить динамику показателей бега в колесе беременных самок (БС) крыс и влияние такой тренировки на показатели системной гемодинамики, гормональные и биохимические показатели крови (18-е сутки беременности), а также на исход беременности. Сходные исследования были проведены для небеременных самок (НС). БС проявляли беговую активность в течение всей беременности (3 нед). Суточный пробег не различался у НС и БС в течение первых 12 дней тренировки, но затем снижался у БС; скорость в интервалах бега не различалась между группами. В обеих группах (НС и БС) бег в колесе не оказывал влияния на массу тела и частоту сердечных сокращений, однако уровень систолического артериального давления у тренированных БС был несколько выше, чем у контрольных БС. В отсутствие регулярной физической нагрузки в крови БС по сравнению с НС были выявлены повышение содержания прогестерона, метаболитов NO и мочевины, но снижение содержания тироксина (Т4) и трийодтиронина (Т3). Тренировка при беременности потенцировала прирост прогестерона и оказывала стабилизирующее влияние на состояние тиреоидной оси. Средняя масса крысят в пометах тренированных и нетренированных БС не различалась, хотя после тренировки количество крысят в пометах было больше. Таким образом, бег в колесе сопровождается развитием в организме самок крыс изменений, благоприятных для протекания беременности. Разработанная методика может быть использована для профилактики или коррекции состояния организма самок в экспериментальных моделях патологии беременности.
Ключевые слова: крысы, беременность, физическая тренировка, произвольный бег, гормональный статус, биохимия крови, артериальное давление.
Авиакосмическая и экологическая медицина. 2020. Т. 54. № 2. С. 89-95.
DOI: 10.21687/0233-528X-2020-54-2-89-95
|
|
|
Белишева Н.К., Цетлин В.В., Мартынова А.А., Соловьевская Н.Л., Завадская Т.С., Пряничников С.В., Мегорский В.В. Вода как индикатор космофизических воздействий на организм человека в условиях архипелага Шпицберген
|
|
|
Проведена оценка степени сопряженности между флуктуациями свойств воды, вариациями космофизических агентов и динамикой психофизиологических показателей состояния организма для выявления свойств воды как индикатора воздействия внешней среды на организм человека. Психофизиологическая оценка функционального состояния организма человека проводилась на группе добровольцев (43 человека), в п. Баренцбург, архипелага Шпицберген, в период с 30 июля по 18 августа 2018 г. на основе ежесуточной регистрации интегральных показателей состояния организма с применением метода газоразрядной визуализации, оценки состояния сердечно-сосудистой системы, свертываемости крови, психоэмоционального состояния. Свойства воды как индикатора интегрального воздействия физико-химических процессов в окружающей среде оценивали на основе окислительно-восстановительного потенциала (ОВП, мВ) воды с применением иономера типа И-160МИ. Показано, что флуктуации ОВП воды в условиях архипелага Шпицберген связаны с характеристиками солнечного ветра и потоков солнечного радиоизлучения на длине волны 10,7 см, а также с психофизиологическими показателями состояния организма. Выявлена возможность, на основании показателей ОВП воды вне организма, прогнозировать состояние организма. Исследования показали, что вода представляет собой индикатор, чувствительный к воздействию космофизических агентов. Колебания значений ОВП воды отражаются в синхронных колебаниях функционального состояния биологических систем, что позволяет считать такой детектор моделью, имитирующей состояние водной среды в организме. Предлагается использовать индикаторные свойства воды для изучения интегрального воздействия среды на организм человека в обитаемых космических аппаратах.
Ключевые слова: вода, окислительно-восстановительный потенциал, космофизические агенты, организм.
Авиакосмическая и экологическая медицина. 2020. Т. 54. № 2. С. 96-104.
DOI: 10.21687/0233-528X-2020-54-2-96-104
|
|
|
Некролог
Котовская Адиля Равгатовна
|