СОДЕРЖАНИЕ
Обзоры
Немировская Т.Л., Шарло К.А. Регуляция кальциевого обмена в скелетных мышцах при их функциональной разгрузке
|
|
|
Снижение сократительной активности скелетных мышц или ее полное прекращение приводит к атрофии мышечных волокон и снижению работоспособности. Эти изменения негативно влияют на качество жизни людей, по тем или иным причинам вынужденных столкнуться с ограничением двигательной активности. Одним из ключевых регуляторных событий, приводящих к развитию изменений, вызываемых пониженной активностью мышц (функциональной разгрузкой), является нарушение кальциевого гомеостаза, приводящее к накоплению избыточного количества ионов кальция в миоплазме мышечных волокон. Данный обзор посвящен анализу сведений о причинах нарушения гомеостаза кальция, в том числе связанных с накоплением макроэргических фосфатов, при различных видах функциональной разгрузки мышц. Предлагается гипотеза о механизме регуляции активности SERCA и IP3-рецепторов при функциональной разгрузке мышц и их вкладе в избыточное накопление ионов кальция в миоплазме в данных условиях.
Ключевые слова: SERCA, кальций, скелетные мышцы, функциональная разгрузка скелетных мышц.
Авиакосмическая и экологическая медицина. 2022. Т. 56. № 1. С. 5-14.
DOI: 10.21687/0233-528X-2022-56-1-5-14
|
|
|
Гавришин А.И., Иванов И.В. Факторы потенциальной опасности микроэлементного состава реголита для здоровья будущих колонистов на Луне
|
|
|
В статье представлена количественная и качественная оценка микроэлементного состава лунного грунта, определено его потенциальное влияние на здоровье будущих колонистов на Луне. Проведены анализ химического состава реголитов из 4 районов Луны и сравнение его с кларками земных почв. Объектом исследований выбраны реголиты, доставленные космическими экспедициями «Луна-16», «Луна-24», «Аполлон-11» и «Аполон-12» из «морских» регионов Луны. Установлено, что в реголитах исследованных районов Луны микроэлементы Cr, Ni, Co, Be, Sc, Y, Au, Ag и большинство лантанидов содержатся в концентрациях, значительно превышающих концентрации в земных почвах. Показано негативное потенциальное влияние этих элементов в высоких концентрациях на здоровье колонистов при непосредственном контакте с ними.
Ключевые слова: космические экспедиции, освоение Луны, лунный грунт, реголит, микроэлементы, концентрации микроэлементов в реголите, космонавты, селенавты, скафандры, состояние здоровья.
Авиакосмическая и экологическая медицина. 2022. Т. 56. № 1. С. 14-25.
DOI: 10.21687/0233-528X-2022-56-1-14-25
|
|
|
Капустина Е.А., Титов Е.А., Новиков М.А. Генотоксичность металлсодержащих наночастиц
|
|
|
Наночастицы (НЧ) – частицы, размер которых составляет не более 100 нм, имеют новые механические, электрические, оптические, тепловые, магнитные свойства. Они применяются в биологии, фармакологии, медицине, химии, физике, материаловедении, машиностроении. Наночастицы способны проникать в организм через кожу, желудочно-кишечный тракт и дыхательные пути. Генотоксичность НЧ зависит от их размера, формы, способа воздействия, состава. Выделяют 2 основных механизма генотоксичности НЧ – первичный и вторичный. Первичный реализуется прямым взаимодействием НЧ с геномом, вторичный – через активные формы кислорода. Наночастицы могут воздействовать на эпигеном, изменяя функции генов без прямого изменения самой последовательности ДНК. В настоящее время неисследованными остаются последствия длительного воздействия низких доз НЧ на человека.
Ключевые слова: металлсодержащие наночастицы, генотоксичность, свойства наночастиц, эпигенетика.
Авиакосмическая и экологическая медицина. 2022. Т. 56. № 1. С. 26-31.
DOI: 10.21687/0233-528X-2022-56-1-26-31
|
|
|
Экспериментальные и общетеоретические исследования
Бубеев Ю.А., Усов В.М., Крючков Б.И., Обознов А.А., Михайлюк М.В., Желонкин В.И. Виртуальное прототипирование «слепой посадки» аппаратов вертолетного типа для изучения принятия космонавтами решения о посадке лунного модуля в ручном режиме
|
|
|
Представлена разработка компьютерного инструментария для моделирования усложненных условий принятия решений космонавтом о переходе из автоматического управления в режим ручного пилотирования и посадки с применением «систем улучшенного видения».
Разработаны дизайн компьютерного эксперимента и инструментарии для воссоздания на моделирующем стенде наблюдаемых космонавтом визуальных сцен при посадке спускаемого лунного модуля на поверхность Луны.
Сформулирована методология виртуального прототипирования посадки спускаемого лунного модуля, которая определяется способами организации визуальной среды в соответствии с информационными потребностями космонавта. Выделен критический с точки зрения безопасности полета этап принятия космонавтом решения о переходе на ручной режим посадки спускаемого лунного модуля. Анализ вертикального взлета и посадки прототипов пилотируемых и беспилотных аппаратов позволил описать особенности пилотирования в условиях нарушения видимости. Обосновано применение систем синтезированного и улучшенного видения на основе синтеза 2D- и 3D-визуальных динамических сцен.
Показана целесообразность применения виртуального прототипирования посадки аппаратов вертолетного типа в условиях плохой видимости для воссоздания на моделирующем стенде условий принятия космонавтом решения о переходе на ручной режим посадки спускаемого лунного модуля на новой площадке.
Ключевые слова: спускаемый лунный модуль, аппараты вертикального взлета и посадки, непредвиденные ситуации, виртуальная среда деятельности, ручной режим управления, системы синтезированного и улучшенного видения.
Авиакосмическая и экологическая медицина. 2022. Т. 56. № 1. С. 32-46.
DOI: 10.21687/0233-528X-2022-56-1-32-46
|
|
|
Ильин Е.А., Ларина И.М., Носовский А.М. Состояние адренокортикальной и симпато-адреналовой систем, субстратов энергетического обмена в крови человека при годичном пребывании в условиях гипобарической гипоксии, гипокинезии и изоляции
|
|
|
Годичная зимовка на научной станции «Восток» в Антарктиде сопровождалась воздействием на организм физиологически значимых факторов: гипобарической гипоксии (Р = 460 мм рт. ст.) в связи с расположением станции на ледниковом куполе Центральной Антарктиды, гипокинезии, обусловленной длительным пребыванием в помещении из-за чрезвычайно низких температур за пределами станции, физической и социальной изоляции от внешнего мира.
В статье сделана попытка выяснить, какие из этих факторов явились определяющими в реакциях стресс-реализующих систем организма и его энергетического обмена. Проведено исследование плазмы венозной крови у 16 полярников станции «Восток» на разных этапах годичного пребывания на станции в 1968 г. (13-я Советская антарктическая экспедиция). Полярники были разделены на 2 группы: экспериментальную, получавшую периодически антиастенический комплекс фармакологических препаратов (витаминно-аминокислотные и психоактивные препараты) с целью профилактики и коррекции астении, и контрольную, получавшую плацебо.
Проведенные исследования показали, что во время годичного пребывания в экстремальных условиях содержание усредненных величин 11-оксикортикостероидов и адренергических соединений было выше, а содержание норадренергических соединений находилось на нижней границе диапазона нормальных значений для данного параметра. Содержание усредненных за год результатов исследований по таким параметрам крови, как глюкоза и общий холестерин, укладывалось в границы нормальных вариаций.
Прием антиастенического комплекса фармакологических препаратов уменьшил выраженность хронического стресса и не повлиял на показатели энергетического обмена.
Ключевые слова: 11-оксикортикостероиды, адренергические и норадренергические соединения, хроническая гипоксия, гипокинезия, изоляция.
Авиакосмическая и экологическая медицина. 2022. Т. 56. № 1. С. 47-54.
DOI: 10.21687/0233-528X-2022-56-1-47-54
|
|
|
Розанов И.А., Кузнецова П.Г., Савинкина А.О., Швед Д.М., Рюмин О.О., Томиловская Е.С. , Гущин В.И. Психологическая поддержка на основе виртуальной реальности в эксперименте с трехсуточной «сухой» иммерсией
|
|
|
В условиях трехсуточной «сухой» иммерсии с участием испытуемых женского пола проведено исследование применимости и эффективности комплексного метода психологической поддержки (ПП), основанного на технологиях виртуальной реальности.
Результаты исследования свидетельствуют о возможности применения данного метода ПП для коррекции психофизиологических реакций, вызванных периодом острой адаптации к условиям «сухой» иммерсии.
Ключевые слова: психологическая поддержка, виртуальная реальность, психофизиологические эффекты виртуальной реальности, трехсуточная «сухая» иммерсия, иммерсия с участием обследуемых женского пола, эксперимент «Наяда-2020».
Авиакосмическая и экологическая медицина. 2022. Т. 56. № 1. С. 55-61.
DOI: 10.21687/0233-528X-2022-56-1-55-61
|
|
|
Ильин В.К., Комиссарова Д.В., Усанова Н.А., Морозова Ю.А., Старкова Л.В., Хижняк С.В. Исследования микрофлоры профессиональных испытуемых и волонтеров в длительных гермокамерных экспериментах
|
|
|
Проанализированы архивные журналы изоляционных экспериментов, проводимых в ГНЦ РФ – ИМБП РАН в период с 1980 по 1990 г.
Опыт участия испытуемых в экспериментах позволил вычленить группу «профессионалов» или постоянных испытуемых и «новичков». Исследовалось влияние групп посещения на баланс микробиоты основного экипажа. Изучались данные микробиоценоза верхних дыхательных путей (нос, глотка) и кишечника.
По результатам исследования было выявлено, что на 1-м этапе эксперимента в период острой адаптации пребывание 1-й группы посещения вызвало смещение равновесия в микробиоте зева членов основной группы в негативную сторону, в то время как в самой группе посещения негативных изменений было меньше. Однако во время пребывания 2-й группы посещения микробиота основной группы испытуемых уже адаптировалась к условиям гермообъекта. К концу эксперимента микрофлора зева несколько утратила стабильность и число негативных изменений стало преобладать, однако статистически достоверной разницы между 2 группами на последнем этапе эксперимента не наблюдалось.
При анализе динамики эубиотического индекса микрофлоры кишечника постоянных и новых испытуемых было выявлено, что в группе постоянных испытуемых микрофлора более устойчива к стрессовым факторам, чем у группы новых испытуемых. Практически на всех отрезках изоляционного эксперимента эубиотический индекс у постоянных испытуемых был выше. При этом в начале эксперимента во время периода острой адаптации состояние микрофлоры у групп изменялось по-разному. В группе постоянных испытуемых наблюдалось некоторое снижение стабильности микрофлоры кишечника, которое впоследствии восстановилось. В группе новых испытуемых во время острой адаптации наблюдалось небольшое увеличение эубиотического индекса, что свидетельствовало о более быстром приспособлении микрофлоры к стрессовым условиям.
Ключевые слова: микробиология, изоляционные эксперименты, острая адаптация.
Авиакосмическая и экологическая медицина. 2022. Т. 56. № 1. С. 62-67.
DOI: 10.21687/0233-528X-2022-56-1-62-67
|
|
|
Голубкова М.А., Огнева И.В. Влияние моделируемой микрогравитации на содержание мРНК генов, кодирующих цитоскелетные белки, и ацетилирование гистонов в яичниках Drosophila melanogaster
|
|
|
Поддержание репродуктивного здоровья человека актуально в контексте сохранения вида при реализации длительных космических полетов. Изменения экспрессии генов, возникающие в условиях микрогравитации, способны привести к снижению фертильности особей, однако механизм их возникновения до конца не изучен.
В проводимом исследовании определяли содержание мРНК основных цитоскелетных белков, а также анализировали уровни метилирования и ацетилирования гистонов в яичниках Drosophila melanogaster на фоне 79-часовой экспозиции в условиях моделируемой микрогравитации на машине случайного позиционирования, и при введении per os эссенциальных фосфолипидов.
Результаты свидетельствуют о том, что экспонирование мух в течение полного цикла оогенеза в условиях, воспроизводящих микрогравитацию, приводит к увеличению содержания мРНК генов, кодирующих белки цитоскелета в ооцитах плодовой мушки, и это, вероятно, может быть обусловлено увеличением ацетилирования сайтов Lys9 и Lys27 гистона H3. Введение эссенциальных фосфолипидов предупреждает увеличение и/или инициирует снижение содержания мРНК большинства элементов цитоскелета в группе моделируемой микрогравитации, однако содержание тубулин-связывающего белка и ламина B возрастает в соответствующих группах контроля. Эссенциальные фосфолипиды нивелируют увеличение ацетилирования сайта Lys9 гистона H3 в группе моделируемой микрогравитации, но способствуют увеличению ацетилирования Lys27 в соответствующей контрольной группе.
Ключевые слова: микрогравитация, оогенез, цитоскелет, посттрансляционные модификации гистонов, ацетилирование, Drosophila melanogaster.
Авиакосмическая и экологическая медицина. 2022. Т. 56. № 1. С. 68-75.
DOI: 10.21687/0233-528X-2022-56-1-68-75
|
|
|
Харин С.А., Дешевая Е.А., Фиалкина С.В., Гуридов А.А., Полянская А.Б., Дымова А.А., Осипова П.Д., Поддубко С.В. Исследование чувствительности «земных» и «космических» штаммов Bacillus licheniformis к экстремальным факторам космического полета
|
|
|
В данной работе представлены результаты исследования чувствительности спор «земных» и «космических» штаммов Bacillus licheniformis к воздействию антимикробных препаратов, УФ-излучению и радиации.
Установлено, что чувствительность «земных» штаммов к действию перечисленных экстремальных факторов заметно выше, чем у «космических». Наиболее вероятной причиной дополнительной резистентности у спор «космических» штаммов B. licheniformis являются генетические изменения, направленные на активацию внутриклеточных адаптационных механизмов, которые сохраняются и у последующих их поколений. Показано, что пребывание спор штамма B. licheniformis 24, выделенного из среды обитания МКС, в космическом пространстве в рамках экспозиционного эксперимента EXPOSE-R2 снизило устойчивость к антимикробным препаратам штаммов его последующих поколений. Некоторые «космические» штаммы B. licheniformis были способны выдерживать воздействие высоких доз (1 кДж/м2) импульсного УФ- и высоких доз (20 кГр) радиации.
Ключевые слова: космический полет, спорообразующие бактерии, Bacillus, чувствительность спор, антимикробные препараты, УФ-излучение, радиация.
Авиакосмическая и экологическая медицина. 2022. Т. 56. № 1. С. 76-85.
DOI: 10.21687/0233-528X-2022-56-1-76-85
|
|
|
Малютин Е.В., Сиксин В.В., Щеголев И.Ю. Исследование полимерных материалов, модифицированных с использованием карбидом бора B 4C, для радиационной защиты
|
|
|
Проведена оценка защитных свойств нового защитного материала «Тиваробор». Данный материал сконструирован на основе сверхвысокомолекулярного полиэтилена (СВМПЭ), модифицированного с использованием наночастиц карбида бора B4C, что позволяет удовлетворительно ослаблять нейтроны и ?-кванты.
Определены коэффициенты ослабления ортогональных «мгновенных» нейтронов и ?-квантов при измерении амбиентной дозы детекторами частиц. Установленные коэффициенты ослабления сопоставлены с теоретическими расчетами. Показана работа цифрового детектора получения изображений (ЦДПИ), который применялся для правильного наведения пучка электронов на водный фантом ЦДПИ. Подтверждено совпадение результатов коэффициентов ослабления в «Тивароборе» на 2 ускорителях. Обсуждается новая технология приготовления компонентов композитного материала перед созданием «Тиваробора».
Рассмотрены возможности применения «Тиваробора» для конструирования защитных устройств в медицинских целях на ускорителях и космических аппаратах.
Ключевые слова: сверхвысокомолекулярный полиэтилен, карбид бора B4C, водный фантом, цифровой детектор получения изображения, композитный защитный материал, коэффициент ослабления, мощность амбиентного эквивалента дозы.
Авиакосмическая и экологическая медицина. 2022. Т. 56. № 1. С. 86-92.
DOI: 10.21687/0233-528X-2022-56-1-86-92
|
|
|
Хроника и информация
Орлов О.И., Белаковский М.С., Левинских М.А., Куссмауль А.Р., Лекай Л.Л., Волошин О.В., Сахарова А.Б. Опыт просветительской деятельности и популяризации достижений отечественной космической биологии и медицины в ГНЦ РФ – ИМБП РАН
|
|
|
Объективно оценивая вклад просветительской деятельности и популяризации научных достижений в развитие современного общества, Институт медико-биологических проблем (ИМБП) на протяжении многих лет ведет активную работу в данном направлении. Реализуется эффективное взаимодействие Института с российскими и зарубежными средствами массовой информации. Большое внимание уделяется ведению Интернет-ресурсов и страниц в социальных сетях. Публикационная активность (подготовка и печать информационных статей, буклетов, книг и т.д.) позволяет познакомить широкий круг читателей с достижениями космической биологии и медицины. Значительный объем работ выполняется по организации выставок (как инновационных технологий, так и музейно-образовательных). Много внимания Институтом уделяется формированию образовательного контента и лекционной деятельности. Важным направлением является развитие сотрудничества с общественными организациями в области космонавтики. В своей работе Институт широко использует не только традиционные и привычные методы, но также разрабатывает и применяет новые подходы, технологические и методологические приемы.
Ключевые слова: популяризация научной деятельности, выставочная деятельность, просветительская деятельность, взаимодействие со СМИ.
Авиакосмическая и экологическая медицина. 2022. Т. 56. № 1. С. 93-106.
DOI: 10.21687/0233-528X-2022-56-1-93-106
|
|
|
Галичий В.А., Степанова С.И. К.Э. Циолковский и А.Л. Чижевский – пионеры и энтузиасты космобиологических исследований
|
|
|
Концепция единства космоса, биосферы и человека в сравнительно недавнее время стала предметом серьезных научных исследований. Разработка этой концепции связана с именами отечественных ученых и мыслителей, в ряду которых почетное место занимают К.Э. Циолковский и А.Л. Чижевский. Обоих исследователей интересовали вопросы соотношения космоса и его величайшего творения – жизни, рассматриваемой в масштабе Вселенной. Их научные труды во многом были посвящены теоретическому и экспериментальному изучению этих вопросов. Каждый из них признавал широкую распространенность в космическом пространстве внеземных форм жизни и тесную зависимость глобальной экосистемы Земли (биосферы) от космических влияний.
Сегодня есть все основания утверждать, что идеи отечественных исследователей А.Л. Чижевского и К.Э. Циолковского сыграли основополагающую роль в становлении новой науки ? космической биологии.
Ключевые слова: космос, жизнь, биосфера, космический полет, космическая радиация, аэроионы, космическая биология.
Авиакосмическая и экологическая медицина. 2022. Т. 56. № 1. С. 107-116.
DOI: 10.21687/0233-528X-2022-56-1-107-116
|
|
|
Орлов О.И., Баранов В.М. К 75-летию Марка Самуиловича Белаковского
стр. 117
|