СОДЕРЖАНИЕ
Обзоры
Шафиркин А.В., Григорьев Ю.Г., Ушаков И.Б., Шуршаков В.А. Биологическая эффективность быстрых нейтронов и ускоренных многозарядных ионов для построения новой зависимости коэффициентов качества космических излучений от линейной передачи энергии
|
|
|
Представлен обзор новых экспериментальных данных по относительной биологической эффективности (ОБЭ) воздействия на организм быстрых нейтронов и ускоренных многозарядных ионов (УМИ) в малых поглощенных дозах 0,01–0,5 Гр, допускаемых современными нормативами по радиационной безопасности за карьеру космонавтов для ограничения риска отдаленных неблагоприятных эффектов.
Согласно новым радиобиологическим данным для малых значений доз и их мощностей в литературе представлены более высокие (в 2–3 раза) максимальные значения коэффициентов ОБЭМ по цитогенетическим нарушениям, сохраняющимся в отдаленном периоде; злокачественной трансформации клеток и риску развития опухолей разных тканей; сокращению продолжительности жизни; нарушениям нейронов в коре головного мозга и поражению отдельных органов; степени помутнения хрусталика и формирования катаракт. На основе проведенного анализа представлена новая зависимость коэффициентов качества от линейной передачи энергии, из которой следует, что существенно возрастут оцениваемые значения эквивалентных доз применительно к воздействию галактических космических лучей и быстрых нейтронов, а также расчетные значения суммарного радиационного риска в течение жизни космонавтов.
Ключевые слова: космические полеты, радиационная безопасность, относительная биологическая эффективность, ускоренные многозарядные ионы, нейтроны быстрых энергий.
Авиакосмическая и экологическая медицина. 2021. Т. 55. № 3. С. 5-15.
DOI: 10.21687/0233-528X-2021-55-3-5-15
|
|
|
Бубеев Ю.А., Усов В.М., Крючков Б.И., Сыркин Л.Д., Михайлюк М.В. Способность оператора к ведению пространственной ориентировки при дистанционном управлении беспилотными аппаратами в виртуальной среде
|
|
|
Функционирование беспилотных аппаратов в экстремальной, плохо структурированной среде часто требует экстренного вмешательства для предотвращения нештатных ситуаций, когда возникают риски столкновений с искусственными и естественными объектами. Изучение и прогноз надежности деятельности человека в затрудненных условиях требует разработки профессионально ориентированных тестов, позволяющих оценить способность оператора сохранять пространственную ориентировку с учетом условий применения беспилотных аппаратов. Одна из доминирующих тенденций в разработке способов дистанционного управления связана с созданием иммерсивного виртуального окружения.
В статье анализируются существующие подходы из области когнитивных наук по мысленной репрезентации человеком 2D- и 3D-виртуальных сцен применительно к изучению психологических особенностей ведения пространственной ориентировки. Психологические модели такой направленности могут быть использованы при отборе и нормировании условий деятельности операторов различных типов беспилотных аппаратов.
Ключевые слова: человек-оператор (ЧО), беспилотный аппарат (БПА), дистанционное управление, пространственная и ситуационная осведомленность (ПСО), пространственная ориентировка, иммерсивные технологии виртуальной и дополненной реальности (VR/AR), надежность деятельности операторов.
Авиакосмическая и экологическая медицина. 2021. Т. 55. № 3. С. 16-27.
DOI: 10.21687/0233-528X-2021-55-3-16-27
|
|
|
Экспериментальные и общетеоретические исследования
Тырина (Голикова) Е.А., Бобылёва П.И., Андреева Е.Р., Буравкова Л.Б. Строма-зависимая экспансия гемопоэтических предшественников при 7-суточном моделировании эффектов микрогравитации
|
|
|
Известно, что длительные космические полеты оказывают влияние на различные миелоидные ростки гемопоэза у человека и животных.
В данном исследовании с помощью оптимизированной модели сокультивирования мезенхимальных стромальных клеток (МСК) и гемопоэтических стволовых и прогениторных клеток (ГСПК) был проведен анализ суспензионной фракции ГСПК после 7-суточного моделирования эффектов микрогравитации. Определяли количество образующихся ГСПК, наличие среди них колониеобразующих единиц (КОЕ) различных гемопоэтических ростков и иммунофенотипический спектр клеток в колониях.
Показано увеличение числа суспензионных ГСПК, снижение количества КОЕ и изменение структуры популяции КОЕ при моделировании эффектов микрогравитации.
Ключевые слова: мононуклеарные клетки пуповинной крови (пкМНК), ГСПК, МСК, сокультивирование, моделирование микрогравитации.
Авиакосмическая и экологическая медицина. 2021. Т. 55. № 3. С. 28-35.
DOI: 10.21687/0233-528X-2021-55-3-28-35
|
|
|
Цетлин В.В., Берсенев Е.Ю., Степанова Г.П., Дегтеренкова Н.В., Аникеев Д.А. Мониторинг факторов влияния изоляции на основе физиологических функций человека в рамках программы SIRIUS-19
|
|
|
Представлены результаты обследований 6 добровольцев-испытателей (3 мужчин и 3 женщин) участвовавших в эксперименте со 120-суточной изоляцией, воспроизводящем ряд характеристик космического полета на Луну и пребывание на лунной базе.
Научная программа эксперимента включала исследования гелиогеомагнитного фона и воздействия электромагнитного излучения (ЭМИ) окружающей среды. В качестве мониторируемых показателей полей электромагнитного излучения был выбран способ потенциометрического измерения активности ионов водорода с определением водородного параметра (pH) и окислительно-восстановительных потенциалов (ОВП) водной среды, измеряемых лабораторными иономерами. Для физиологической оценки изменений функционального состояния добровольцев исследовали суточные колебания показателей вегетативной регуляции сердечного ритма (ВСР) для определения возможных взаимосвязанных биотропных эффектов.
Выявлен индивидуальный биоритмологический суточный профиль для каждого испытателя, воспроизводимый при каждом 24-часовом обследовании, при этом отмечались отличия и особенности автономной регуляции сердечного ритма между женщинами и мужчинами. У испытателей-мужчин в большей степени обнаруживались тенденции к снижению среднесуточных значений частоты сердечных сокращений при каждом последующем измерении, указывающие на усиление парасимпатических влияний при снижении общего объема двигательной активности. У женщин эти тенденции были выражены слабее. Выявлены идентичные изменения суточных ритмов сердечных сокращении при регистрации их с кратностью в 10–12 суток. В выходные дни утренний прирост частоты пульса, соответствующий времени пробуждения, смещался на 1–1,5 часа. Максимальная активация симпатического и парасимпатического отделов вегетативной регуляции сердечно-сосудистой системы были зарегистрированы в дни с максимально высоким уровнем возмущения ионосферы, как регуляторный ответ организма на эти возмущения.
Ключевые слова: воздействие электромагнитного излучения, окружающая среда, ионосферная плазма, окислительно-восстановительные свойства воды, водородный параметр рН, циркадный индекс, вариабельность сердечного ритма.
Авиакосмическая и экологическая медицина. 2021. Т. 55. № 3. С. 36-44.
DOI: 10.21687/0233-528X-2021-55-3-36-44
|
|
|
Счастливцева Д.В., Кальманов А.С., Котровская Т.И., Бубеев Ю.А. Индивидуально-типологические особенности ЭЭГ-реакций операторов на измененный распорядок сна – бодрствования
|
|
|
Проведено исследование взаимосвязи индивидуально-типологических особенностей ЭЭГ-паттернов добровольцев с динамикой ЭЭГ-показателей операторов при изменении распорядка труда и отдыха во время 21-суточной изоляции в гермообъекте.
Результаты показали, что динамика относительного значения мощности (ОЗМ) альфа-диапазона определялась исключительно индивидуально-типологическими нейрофизиологическими особенностями добровольцев. Изменения ОЗМ тета-диапазона отражали влияние воздействующих факторов, а именно профессиональной деятельности в вахтовых условиях в течение 21-суточной изоляции в гермообъекте. Эти условия сформировали специфическое функциональное состояние центральной нервной системы, обеспечивающее максимальные сдвиги именно в тета-диапазоне ЭЭГ-спектра. Однозначной зависимости ОЗМ дельта-диапазона как от индивидуально-типологических особенностей ЭЭГ-паттерна добровольцев, так и от условий эксперимента выявить не удалось.
Ключевые слова: индивидуально-типологические особенности, организованный во времени и пространстве ЭЭГ-паттерн, десинхронный ЭЭГ-паттерн, вахтовая профессиональная деятельность, гермообъект.
Авиакосмическая и экологическая медицина. 2021. Т. 55. № 3. С. 45-50.
DOI: 10.21687/0233-528X-2021-55-3-45-50
|
|
|
Митрикас В.Г. Отдельные аспекты радиационного воздействия на космонавтов при пересечении магнитосферы Земли
|
|
|
Рассмотрены дозовые нагрузки на представительные органы космонавтов при различных условиях старта с опорной орбиты на пилотируемых транспортных кораблях (ПТК) различных конструкций. Расчеты проводились для периода нахождения ПТК в пределах магнитосферы Земли. Оценивался вклад в эквивалентную дозу от протонов и электронов радиационных поясов Земли (РПЗ) и галактических космических лучей (ГКЛ). Результаты показали, что при использовании любого типа ПТК эквивалентная доза в период минимума и на фазе роста солнечной активности не превышает установленного предела для однократного радиационного воздействия в 150 мЗв. При этом в зависимости от траектории пролета ПТК через магнитосферу Земли доза радиационного воздействия на космонавта может различаться в несколько раз.
Ключевые слова: космическая ионизирующая радиации, поглощенные и тканеэквивалентные дозы, магнитосфера Земли.
Авиакосмическая и экологическая медицина. 2021. Т. 55. № 3. С. 51-56.
DOI: 10.21687/0233-528X-2021-55-3-51-56
|
|
|
Ильин В.К., Комиссарова Д.В., Усанова Н.А., Морозова Ю.А. Исследования микрофлоры профессиональных испытуемых и волонтеров в гермокамерных экспериментах продолжительностью до 20 суток
|
|
|
В 7 изоляционных экспериментах продолжительностью от 8 до 20 сут было проведено исследование микробиоценоза верхних дыхательных путей и кишечника у постоянных испытателей, которые потенциально могли быстрее адаптироваться к стрессовой ситуации, и новых испытателей, для которых пребывание в замкнутом гермообъекте являлось новым стрессорным опытом. Для оценки позитивных и негативных сдвигов в микробиоте использовали эубиотический индекс.
Микрофлора кишечника постоянных испытателей оказалась более пластичной и гораздо быстрее адаптировалась к измененным условиям среды (к которым относится пребывание в гермообъекте), чем микрофлора новых испытателей. В обеих группах наблюдалось некоторое ухудшение состояния микробиоты к концу периода острой адаптации с последующей стабилизацией состояния.
Ключевые слова: микробиология, изоляционные эксперименты, пробиотики.
Авиакосмическая и экологическая медицина. 2021. Т. 55. № 3. С. 57-61.
DOI: 10.21687/0233-528X-2021-55-3-57-61
|
|
|
Моисеев Ю.Б. К вопросу испытаний амортизационных кресел членов экипажей вертолетов
|
|
|
По результатам изучения антропометрических характеристик современных российских летчиков, а также анализа пространственного положения вертолетов в момент аварийной посадки обосновываются предложения по совершенствованию динамических испытаний амортизационных кресел членов экипажей вертолетов. Предлагается дополнить существующий перечень случаев нагружения 2 дополнительными испытаниями, в которых вектор ударной перегрузки будет направлен перпендикулярно к горизонтальной плоскости платформы стенда, на которой закреплено кресло. В одном из этих испытаний следует использовать легкий испытательный антропоморфный манекен типа Hybrid-III, соответствующий 5-перцентильной женщине, в другом – тяжелый, типа Hybrid-III, соответствующий 95-перцентильному мужчине. В испытаниях на горизонтальный удар вместо манекена типа Hybrid-III, соответствующего 50-перцентильному мужчине, использовать манекен типа Hybrid-III, соответствующий 95-перцентильному мужчине.
Ключевые слова: авиационные правила, амортизационное кресло, антропоморфный манекен, вертолеты, динамические испытания, летный состав, травмобезопасность, ударная перегрузка.
Авиакосмическая и экологическая медицина. 2021. Т. 55. № 3. С. 62-65.
DOI: 10.21687/0233-528X-2021-55-3-62-65
|
|
|
Пащенко П.С., Сухотерин А.Ф., Шаповалов П.А. Структурно-функциональные проявления острого и хронического гравитационного стресса в надпочечнике
|
|
|
С помощью светооптических, количественных цитохимических, морфометрических и электронно-микроскопической методик исследовали структурно-функциональные преобразования в сосудистом русле и кортикостероцитах коркового, а также клеток мозгового вещества надпочечника в условиях моделирования острого и хронического гравитационного стресса (ОГС и ХГС соответственно).
Для ОГС были характерны полнокровие органа, гипертрофия пучковой зоны, повышение активности ферментов митохондриального и внемитохондриального окисления, выведение нерастворенных гранул катехоламинов в капиллярное русло мозгового вещества.
При ХГС отмечали депрессию процессов митохондриального окисления, активацию гликолиза, деструктивные изменения кортикостероцитов, появление капель липидов низкой электронной плотности в просвете капилляров органа. Капли жира с током крови из капиллярного русла коры распространялись в просвет синусоидов мозгового вещества, где вместе с форменными элементами крови (преимущественно с эритроцитами) депонировались, образуя микроэмболы, нарушающие гемомикроциркуляцию.
Обосновано предположение, что источником капельных форм липидов в крови при развитом гравитационном стрессе являются промежуточные продукты синтеза кортикоидов в условиях деструкции части митохондрий и нарушения процессов митохондриального метаболизма в клетках, преимущественно пучковой и клубочковой зон коры надпочечника.
Ключевые слова: надпочечник, кортикостероциты, хромаффинная клетка мозгового вещества, стресс, адаптация, гипергравитация, гемомикроциркуляция, синусоиды.
Авиакосмическая и экологическая медицина. 2021. Т. 55. № 3. С. 66-73.
DOI: 10.21687/0233-528X-2021-55-3-66-73
|
|
|
Солдатов П.Э., Шулагин Ю.А., Тюрин-Кузьмин А.Ю., Дьяченко А.И. Устойчивость к гипоксической гипоксии после предварительного воздействия нормоксических дыхательных смесей, содержащих аргон или криптон
|
|
|
Изучалась возможность повышения переносимости гипоксической гипоксии организмом млекопитающих при прекондиционировании нормоксическими аргон- и криптонсодержащими дыхательными газовыми смесями (ДГС) в экспериментах на животных.
При проведении гипоксического теста с начальной концентрацией О2 20,8 % через 1–2 ч после прекондиционирования криптонсодержащей ДГС отмечали повышение устойчивости к кислородному голоданию. Эффект отсутствовал для аргонсодержащей ДГС. Сразу после гипоксического теста, как в опыте, так и в контроле у части животных наблюдали быстро проходящий генерализованный тремор, причем его выраженность возрастала в ряду использованных газов N2 – Ar – Kr, что совпадает с рядом их наркотической активности. Этот эффект можно связать с модификацией аргоном и криптоном гуморальных и нейронных реакций физиологического тремора вследствие гипоксического стресса.
При последующем изучении эффектов прекондиционирования криптонсодержащей ДГС при проведении гипоксического теста с начальной концентрации О2 14,6 ± 0,40 % также было отмечено снижение минимально переносимой концентрации О2, однако не столь выраженное, как в предыдущем случае.
Проявления эффектов криптонсодержащей нормоксической ДГС зависит от промежутка времени между прекондиционированием и гипоксическим тестом.
Ключевые слова: инертные газы, прекондиционирование, устойчивость к гипоксической гипоксии.
Авиакосмическая и экологическая медицина. 2021. Т. 55. № 3. С. 74-80.
DOI: 10.21687/0233-528X-2021-55-3-74-80
|
|
|
Яснецов Вик.В., Иванов Ю.В., Карсанова С.К., Яснецов В.В. Действие комбинаций мелатонина с производными 3-гидроксипиридина на нейроны I вестибулярной зоны коры большого мозга у животных
|
|
|
В экспериментах на кошках установлено, что новое производное 3-гидроксипиридина ИБХФ-27, лекарственные препараты мексидол и мелатонин, а также комбинации мелатонина с ИБХФ-27 и мексидолом оказывали прямое влияние на 84,8; 67,8; 77,4; 97,9 и 88,1 % нейронов I вестибулярной зоны коры большого мозга соответственно, при этом угнетающий эффект у ИБХФ-27 наблюдался в 1,4 раза чаще, чем у мексидола. У комбинаций мелатонина с ИБХФ-27 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. Также у комбинации мелатонина с ИБХФ-27 угнетающий эффект встречался чаще, чем у другой комбинации – мелатонина с мексидолом. На фоне действия сочетания специфического неконкурентного антагониста NMDA-рецепторного комплекса МК-801 и специфического антагониста мелатониновых MT1- и MT2-рецепторов лузиндола (подведение до пневмомикроинъекции комбинаций) прямое влияние комбинаций мелатонина с ИБХФ-27 и мексидолом на спонтанную активность у 95,3 и 88,2 % нейронов полностью предотвращалось или существенно ослаблялось. Следовательно, I вестибулярная зона коры большого мозга играет важную роль в осуществлении центрального действия указанных комбинаций веществ, которое реализуется практически полностью или преимущественно через NMDA-рецепторный комплекс и мелатониновые MT1-, MT2-рецепторы.
Ключевые слова: новое производное 3-гидроксипиридина, мелатонин, мексидол, комбинация, I вестибулярная зона, кошки.
Авиакосмическая и экологическая медицина. 2021. Т. 55. № 3. С. 81-86.
DOI: 10.21687/0233-528X-2021-55-3-81-86
|
|
|
Методики
Квасовец С.В., Иванов А.В., Бубеев Ю.А. Использование методики сопряженной идеомоторики для психофизиологической диагностики и коррекции с помощью смартфона
|
|
|
В работе описаны принципы и практическая реализация психофизиологической методики сопряженной идеомоторики. Программно-аппаратная основа методики базируется на распределенной системе «клиент – сервер», в которой для предъявления информации и регистрации показателей используются имеющиеся практически у каждого человека средства коммуникаторы – смартфоны, а для обработки данных – централизованный сервер, содержащий соответствующие алгоритмы обработки и базу данных. Такая структура позволяет, с одной стороны, без использования какого-либо специального оборудования проводить регистрацию и анализ психофизиологических показателей, а с другой – обеспечивает массовость получения в удаленном режиме данных в отношении любых контингентов.
Рассмотрены вопросы автоматизации и стандартизации проведения обследований в условиях удаленного доступа. Приведены возможные сферы применения, методические модели, которые определяются логикой построения процедуры, содержанием стимульной информации и алгоритмами обработки.
Проведено сравнение результатов обследования групп респондентов с помощью метода анкетирования и разработанной методики. Методика сопряженной идеомоторики показала ряд преимуществ: она более работоспособна в условиях малых выборок и позволяет оценить такие характеристики, которые не проявляются при обычном анкетировании.
Ключевые слова: микродвижения рук, сопряженная моторная реакция, психодиагностика, смартфон
Авиакосмическая и экологическая медицина. 2021. Т. 55. № 3. С. 87-98.
DOI: 10.21687/0233-528X-2021-55-3-87-98
|
|
|
Хроника и информация
Орлов О.И., Фомина Е.В., Пономарев С.А., Куссмауль А.Р., Белаковский М.С. Международный симпозиум «Человек в космосе» к юбилею первого полета человека в космос
|
|
|
XXIII Международный симпозиум «Человек в космосе», посвященный 60-летнему юбилею первого полета человека в космос, был организован Международной академией астронавтики и Госкорпорацией «Роскосмос» при участии Министерства науки и высшего образования Российской Федерации и Российской академии наук по инициативе и при организационном обеспечении ГНЦ РФ – ИМБП РАН (далее Институт). Симпозиум прошел в Москве с 5 по 8 апреля 2021 г. в гибридном формате – присутствовало более 160 участников, около 400 делегатов подключались онлайн. На базе платформы Zoom Webinar был создан единый онлайн-ресурс с предоставлением доступа в личный кабинет, позволяющий принять участие в пленарных и параллельных секционных заседаниях. За 5 дней было проведено 8 пленарных сессий (прочитано 27 пленарных докладов), четыре круглых стола по актуальным вопросам освоения космоса, работали 25 сессий по различным аспектам космической медицины и биологии. Всего было заслушано более 240 докладов и около 50 коротких сообщений (специалистов из 23 стран, в том числе России, США, Германии, Франции, Бельгии, Китая и др.). Институтом был получен новый опыт организации мероприятий в таком формате, предоставляющем уникальную возможность расширения контактов и сети взаимодействия специалистов из разных стран, различных отраслей науки и техники в интересах дальнейшего развития космической биологии и медицины. Такое взаимодействие является необходимой основой для подготовки и реализации дальнейших шагов по освоению дальнего космоса.
Ключевые слова: космическая медицина и биология, медико-биологическое обеспечение космических полетов, международная кооперация, юбилей первого полета человека в космос
Авиакосмическая и экологическая медицина. 2021. Т. 55. № 3. С. 99-110.
DOI: 10.21687/0233-528X-2021-55-3-99-110
|
|
|
|