СОДЕРЖАНИЕ
Обзоры
Шафиркин А.В., Васин А.Л., Татаркин С.В. К обоснованию коэффициентов модификации КМ Б и КМ О радиационного ответа организма в ближайшем и отдаленном периодах за счет комплексного действия стрессовых факторов при длительных орбитальных и межпланетных полетах
|
|
|
На основе рассмотрения большого массива экспериментальных данных по действию радиации и других физических и бытовых факторов в космических полетах проведено обоснование коэффициента модификации ближайшего радиационного ответа организма (КМБ) в отношении риска снижения работоспособности и здоровья космонавтов.
Показано, что значение КМБ находится в диапазоне 0,8–1,3. В связи с очень высокой скоростью восстановления на клеточном уровне радиочувствительных тканей: костного мозга, желудочно-кишечного тракта, эпителия хрусталика и даже нейронов коры головного мозга при протяженном воздействии протонов солнечных космических лучей – значение коэффициента КМБ может в настоящее время быть принято равным 1,0.
Представлено обоснование коэффициента модификации радиационного ответа организма (КМО) применительно к отдаленным неблагоприятным эффектам за счет дополнительного действия на космонавтов в процессе длительных орбитальных и межпланетных полетов химического загрязнения воздушной среды и невесомости. Для установления значения коэффициента КМО использовали расчетные значения обобщенного логарифмического показателя, позволяющего количественно оценивать напряженность работы регуляторных систем, степень снижения функциональных резервов организма при длительном действии стрессовых факторов.
Показано, что значение (КМО) при наличии в воздушной среде пилотируемого космического аппарата (ПКА) паров ацетона, ацетальдегида и этанола на уровне предельно допустимых концентраций (ПДКПКА) может составить значение 1,5. С учетом представленных материалов о синергизме в действии невесомости и тяжелых ядер галактического космического излучения в отношении скорости снижения функциональных резервов организма, повышенного риска морфологических и функциональных нарушений в центральной нервной системе, повреждения сосудов, риска кардиоваскулярных заболеваний в отдаленном периоде значение КМО следует принять равным 2,0.
Ключевые слова: космические полеты, радиационная опасность, химическое загрязнение воздуха внутри ПКА, невесомость, сочетанное длительное действие факторов, состояние систем организма в ближайшем и отдаленном периодах, сокращение продолжительности жизни.
Авиакосмическая и экологическая медицина. 2022. Т. 56. № 4. С. 5-20.
DOI: 10.21687/0233-528X-2022-56-4-5-20
|
|
|
Митрикас В.Г. Эффективные дозы российских участников основных экспедиций на МКС
|
|
|
Рассмотрены результаты расчетного моделирования радиационного воздействия на различные органы и ткани космонавтов, проведена оценка эффективной дозы за период эксплуатации Международной космической станции (МКС) с 2001 по 2021 г. в условиях пребывания космонавтов в различных отсеках МКС. Представлены результаты сравнения расчетных и измеренных поглощенных доз в коже космонавтов. Даны объяснения возможным причинам расхождений в полученных результатах.
Ключевые слова: космическая ионизирующая радиация, эффективные дозы, поглощенная доза в коже.
Авиакосмическая и экологическая медицина. 2022. Т. 56. № 4. С. 21-26.
DOI: 10.21687/0233-528X-2022-56-4-21-26
|
|
|
Ильин Л.А., Васин М.В., Ушаков И.Б. Переносимость препарата Б-190 (индралина), влияние на элементы профессиональной деятельности летчиков и их устойчивость к экстремальным факторам полета
|
|
|
Проведен анализ переносимости препарата Б-190 (индралина), входящего в состав ряда аптечек в качестве радиопротектора экстренного действия, на тренажерах, имитирующих реальные условия профессиональной деятельности летного состава и воздействие на него экстремальных факторов полета с участием 147 испытуемых и летного персонала. Индралин вызывает прямой α 1(В)-адреномиметический вазопрессорный эффект с ростом периферического сопротивления и ограничением регионального кровотока, что сопровождается повышением диастолического и систолического артериального давления и рефлекторным снижением частоты сердечных сокращений с продолжительностью до 1 ч.
Индралин не снижал переносимость человеком перегрузок «голова – таз» до +5 ед., продолжительностью до 30 с, гипобарической гипоксии в барокамере при подъеме на высоту 5 км и пребыванием на ней в течение 30 мин, вестибулярной стимуляции в пробе НКУК (непрерывная кумуляция действия ускорения Кориолиса), гипертермии при температуре +35 °С и относительной влажности 55 % и физической нагрузки в течение 1 ч при мощности 50 Вт в защитном морском комплекте и изолирующем противогазе. В этих условиях индралин не снижал физическую выносливость и работоспособность человека, оцениваемую по сдвигам в деятельности нейромоторного аппарата (способность к динамической работе, статическая выносливость, тремор покоя и движения, сенсомоторная реакция). Исследования влияния индралина на психофизиологические характеристики и работоспособность оператора свидетельствуют о том, что радиопротектор существенно не изменял качество выполняемой работы и резервы внимания оператора, качество пилотирования на тренажере, не влиял на зрительные и моторные функции во время полета при сохранении полной адекватности субъективной оценки пилотирования.
Проведенное исследование влияния индралина на качество выполнения летным составом транспортной авиации полетных заданий с имитацией аварийной ситуации на тренажере не выявило существенного влияния препарата на качество выполнения профессиональной деятельности летным составом при сохранении фармакологической активности и субъективных ощущений, связанных с его действием.
Ключевые слова: Б-190 (индралин), перегрузка «голова – таз», гипобарическая гипоксия, гипертермия, психофизиологические тесты, работоспособность оператора.
Авиакосмическая и экологическая медицина. 2022. Т. 56. № 4. С. 27-34.
DOI: 10.21687/0233-528X-2022-56-4-27-34
|
|
|
Яснецов Вик.В., Каурова Д.Е. Применение в экстремальных условиях лекарственных средств на основе никотиновой кислоты и ее производных
|
|
|
В обзоре представлены данные экспериментальных и клинических исследований отечественных лекарственных средств никотиноила гамма-аминомасляной кислоты (пикамилон) и гидроксиникотиноилглутамата кальция (ампассе), комбинированного лекарственного препарата цитофлавина, созданных на основе никотиновой кислоты, а также ее производных в разнообразных экстремальных условиях.
На основе детального анализа данных литературы показано, что указанные лекарственные средства и производные никотиновой кислоты оказывают существенное защитное действие при острой и хронической гипоксии различного генеза, гипо- и гипертермии, гипокинезии и др. С целью создания высокоэффективных и безопасных лекарственных средств для коррекции нарушений, возникающих при воздействии экстремальных факторов, перспективным представляется продолжение целенаправленного поиска новых веществ в ряду производных никотиновой кислоты.
Ключевые слова: экстремальные условия, никотиновая кислота, пикамилон, ампассе, цитофлавин, производные никотиновой кислоты.
Авиакосмическая и экологическая медицина. 2022. Т. 56. № 4. С. 35-43.
DOI: 10.21687/0233-528X-2022-56-4-35-43
|
|
|
Экспериментальные и общетеоретические исследования
Рожков С.В., Шарло К.А., Шенкман Б.С., Мирзоев Т.М. Вклад mTORC1 и GSK-3 в регуляцию биогенеза рибосом в постуральной мышце крысы в условиях моделируемой микрогравитации
|
|
|
Проведено исследование с целью выявления потенциального вклада механозависимой мишени рапамицина (mTORC1) и киназы гликогенсинтазы-3 (GSK-3) в регуляцию биогенеза рибосом и синтеза белка в камбаловидной мышце (m. soleus) крысы на фоне моделируемой гравитационной разгрузки.
Крысы линии Вистар подверглись 7-суточному антиортостатическому вывешиванию на фоне введения рапамицина (ингибитор mTORC1) или AR-A014418 (ингибитор GSK-3). Интенсивность белкового синтеза оценивалась методом SUnSET. Фосфорилирование гликогенсинтазы-1 (GS-1) и рибосомального белка S6 (rpS6) оценивалось методом вестерн-блоттинга. Содержание 28S и 18S рРНК измерялось методом горизонтального электрофореза в агарозном геле. Экспрессия 47S пре-рРНК и с-Myc оценивалась методом ОТ-ПЦР.
Гравитационная разгрузка привела к увеличению фосфорилирования GS-1 (маркер активности GSK-3) и снижению фосфорилирования rpS6 (маркер активности mTORC1), экспрессии маркеров биогенеза рибосом (общая РНК, 28S и 18S рРНК, 47S пре-рРНК, с-Myc) и интенсивности белкового синтеза в m. soleus крысы. Введение ингибитора GSK-3 на фоне гравитационной разгрузки предотвратило увеличение фосфорилирования GS-1, сопровождаемое частичным предотвращением снижения маркеров биогенеза рибосом и синтеза белка. Введение ингибитора mTORC1 на фоне гравитационной разгрузки усилило снижение фосфо-rpS6, но не оказало существенного влияния на параметры трансляционной емкости и синтез белка.
Таким образом, в отличие от mTORC1, повышенная киназная активность GSK-3 может вносить вклад в снижение биогенеза рибосом и синтеза белка в m. soleus крысы в условиях 7-суточной гравитационной разгрузки.
Ключевые слова: камбаловидная мышца, антиортостатическое вывешивание, биогенез рибосом, синтез белка, mTORC1, рапамицин, GSK-3.
Авиакосмическая и экологическая медицина. 2022. Т. 56. № 4. С. 44-52.
DOI: 10.21687/0233-528X-2022-56-4-44-52
|
|
|
Счастливцева Д.В., Котровская Т.И., Колотева М.И., Глебова Т.М. Динамика биопотенциалов головного мозга у добровольцев при моделировании перегрузок на центрифуге короткого радиуса в направлении «голова-таз» (+GZ)
|
|
|
Для разработки бортового варианта центрифуги короткого радиуса (ЦКР) в интересах создания искусственной силы тяжести на борту пилотируемых космических аппаратов на базе ГНЦ РФ – ИМБП РАН с помощью ЦКР проведены исследование по моделированию перегрузок в направлении «голова – таз» (+Gz). Эксперимент проходил в 3 этапа: при максимальных перегрузках 2,1 ед., 2,41 ед. и 2,92 ед., с участием 9 добровольцев-мужчин. Во время вращения на ЦКР осуществляли мониторирование электроэнцефалограммы (ЭЭГ).
Классический визуальный анализ ЭЭГ позволил выявить специфические изменения биоэлектрической активности головного мозга, которые проявились в ЭЭГ-записи характерным и специфичным паттерном для каждого добровольца. Метод спектрального анализа обеспечил получение информации о динамике относительных значений мощности (ОЗМ) частотных составляющих: дельта-2- (2–4 Гц), тета- (4–8 Гц), альфа- (8–13 Гц) и бета-1- (13–24 Гц) спектра ЭЭГ суммарно для всех 19 отведений.
Результаты показали, что совокупность изменений ОЗМ дельта-2-, тета-, альфа- и бета-1- диапазонов ЭЭГ-спектра суммарно для всех отведений позволяет проследить динамику функционального состояния мозга добровольцев при различных режимах моделирования перегрузки на ЦКР. Выявленное наибольшее снижение ОЗМ тета- до 15,5 % при одновременном повышении ОЗМ бета-диапазонов до 8,4 % при максимальной нагрузке свидетельствовало об активации коры больших полушарий вследствие уменьшения тормозного влияния на нее со стороны неспецифической системы мозга. Нейрофизиологические индивидуально-типологические особенности, а также отсутствие изменений ОЗМ альфа-диапазона в ЭЭГ-паттернах у группы добровольцев в целом свидетельствовали о достаточно успешной адаптации ЦНС к перегрузкам во всех вращениях на ЦКР.
Ключевые слова: биопотенциалы головного мозга, электроэнцефалограмма, функциональное состояние мозга, центрифуга короткого радиуса действия.
Авиакосмическая и экологическая медицина. 2022. Т. 56. № 4. С. 53-58.
DOI: 10.21687/0233-528X-2022-56-4-53-58
|
|
|
Кочергин А.Ю., Маркин А.А., Журавлева О.А., Вострикова Л.В., Заболотская И.В., Кузичкин Д.С., Журавлева Т.В., Смирнова Т.А., Воронцов А.Л. Влияние 21-суточной антиортостатической гипокинезии на систему гемостаза здорового человека
|
|
|
В эксперименте с антиортостатической гипокинезией приняли участие 6 здоровых мужчин в возрасте от 24 до 41 года. Испытуемые находились в лежачем положении в течение 21 сут, угол наклона в краниальном направлении составлял -6о. В цитратной плазме крови на 2, 5, 8, 21-е сутки воздействия, а также спустя 7 сут после его окончания, определяли следующие показатели гемостаза: тромбиновое время, протромбиновое время, активированное частичное тромбопластиновое время, концентрации фибриногена и D-димера, а также активность протеина С.
Относительно фона наблюдалось незначительное удлинение протромбинового времени на 2-е и 5-е сутки эксперимента, а также на 7-е сутки восстановительного периода, незначительное укорочение тромбинового времени на 8-е и 21-е сутки эксперимента и 7-е сутки восстановительного периода, умеренное удлинение активированного частичного тромбопластинового времени на 5-е и 21-е сутки. Концентрация D-димера была достоверно снижена относительно фона во все сроки обследования, кроме 21-х суток, приближаясь к фоновым значениям на 7-е сутки после окончания воздействия. Активность протеина С статистически значимо не изменялась в ходе всего эксперимента и стала достоверно ниже фоновых значений лишь на 7-е сутки после окончания эксперимента. Концентрация фибриногена во все сроки обследования статистически значимо не изменялась.
Результаты исследования указывают на незначительные изменения параметров плазменного компонента системы регуляции агрегатного состояния крови, свидетельствующие о снижении прокоагулянтного потенциала в ранние сроки воздействия и повышение его в более поздние сроки гипокинезии и в периоде восстановления.
Ключевые слова: гемостаз, свертывание крови, антиортостатическая гипокинезия, адаптация.
Авиакосмическая и экологическая медицина. 2022. Т. 56. № 4. С. 59-63.
DOI: 10.21687/0233-528X-2022-56-4-59-63
|
|
|
Ратушный А.Ю., Буравкова Л.Б. Потенциал к дифференцировке мезенхимальных стромальных клеток при репликативном старении
|
|
|
Мезенхимальные стромальные/стволовые клетки (МСК) способны к мультилинейной дифференцировке и участвуют в поддержании тканевого гомеостаза, включая процессы ремоделирования и репарации. С возрастом эти клетки все чаще могут переходить в так называемое сенесцентное состояние (клеточное старение), которое изменяет функции клеток и влияет на их микроокружение, что может быть причиной возникновения и развития возрастных патологий. Одной из важных черт сенесцентных МСК считают снижение мультипотентности, что может ограничивать их репаративные функции в тканях.
В работе представлено исследование потенциала МСК к дифференцировке в остеогенном и адипогенном направлениях при репликативном старении. Показано уменьшение адипогенного потенциала МСК, сопровождающееся снижением экспрессии ключевого транскрипционного регулятора PPARG. Отмечены признаки, указывающие на реципрокное повышение остеогенного потенциала, несмотря на снижение экспрессии некоторых позитивных регуляторов остеобластного пути (BMP2, BMP6, IGF1, IL1B). При этом увеличивалась выраженность кальцификации матрикса при дифференцировке и концентрация остеопротегерина, что может быть важно в контексте кальцификации атеросклеротических бляшек у пожилых людей. Экспрессия ключевого регулятора остеогенеза (RUNX2) и ряда исследуемых маркеров (SPARC, SPP1, COL1A1, BGLAP) при репликативном старении МСК оставалась стабильной.
Ключевые слова: мезенхимальные стромальные клетки, репликативное старение, дифференцировка.
Авиакосмическая и экологическая медицина. 2022. Т. 56. № 4. С. 64-69.
DOI: 10.21687/0233-528X-2022-56-4-64-69
|
|
|
Белова С.П., Тыганов С.А., Шенкман Б.С. Изменения механических свойств и миозинового фенотипа постуральной и локомоторной мышц после 21-суточного ограничения подвижности
|
|
|
Проведено исследование влияния 21-суточного ограничения подвижности крыс с помощью тесных клеток на активные механические свойства постуральной и локомоторной мышц.
Исследования проводились на крысах линии Вистар, у которых после 21-суточного ограничения подвижности забирались 2 мышцы: m. soleus и m. EDL. Мышцы с правой ноги шли на механические тесты ex vivo, из мышц левой ноги выделялась РНК для определения содержания миозинов разного типа.
После 21-суточного ограничения подвижности наблюдали достоверное снижение активных механических свойств (максимальная сила тетанического сокращения и удельная максимальная сила) изолированной m. soleus и m. EDL, достоверное незначительное снижение массы обеих мышц. Увеличение экспрессии миозинов типа IIa, IIb и IId/x наблюдалось только в m. soleus.
Ограничение подвижности в течение 21 сут приводило к изменению функциональных свойств как быстрых, так и медленных мышц. Предполагается, что дальнейшие исследования позволят выяснить молекулярные механизмы, через которые реализуется снижения активности скелетных мышц.
Ключевые слова: ограничение подвижности, анаболический сигналинг, синтез белка, камбаловидная мышца.
Авиакосмическая и экологическая медицина. 2022. Т. 56. № 4. С. 70-76.
DOI: 10.21687/0233-528X-2022-56-4-70-76
|
|
|
Бычкова Т.М., Никитенко О.В., Утина Д.М., Иванов А.А. Влияние длительного фракционированного γ-облучения на продолжительность жизни мышей
|
|
|
Проведена оценка биологического эффекта длительного фракционированного γ-облучения низкой суммарной дозы радиации при использовании таких показатели, как продолжительность жизни и скорость смертности в различные периоды жизненного цикла.
Эксперимент выполнен на 40 самках мышей ICR (CD-1). Фракционированное облучение животных γ-квантами 60Co проводили в течение 33 нед в суммарной дозе 1,65 Гр. Установлено сокращение средней продолжительности жизни мышей-самок ICR (CD-1) более чем на 150 сут после длительного фракционированного γ-облучения (50 мГр × 33 нед) в суммарной дозе 1,65 Гр, приближенной к допустимой для космонавтов за весь период профессиональной деятельности. Получены данные об ускорении смертности облученных мышей по сравнению с контрольными животными как в ранний, так и в терминальный период. Масса тела облученных животных на протяжении почти всего периода наблюдения превышала таковую у необлученных животных.
Полученные данные необходимо учитывать при оценке риска хронического облучения, следует обратить внимание на здоровье космонавтов, совершающих длительные межпланетные полеты, в частности, касательно онкологических и сердечно-сосудистых заболеваний.
Ключевые слова: фракционированное облучение, мыши, продолжительность жизни, γ-кванты.
Авиакосмическая и экологическая медицина. 2022. Т. 56. № 4. С. 77-82.
DOI: 10.21687/0233-528X-2022-56-4-77-82
|
|
|
Бухтияров И.В., Зибарев Е.В., Бетц К.В. Эпидемиологическое исследование по анализу смертности пилотов воздушных судов гражданской авиации в Российской Федерации
|
|
|
В статье представлены первые результаты нового эпидемиологического исследования (2021) по анализу смертности пилотов гражданской авиации (ГА) в РФ. Объектом исследования явилась когорта лиц, сформированная на основании базы данных Системы персонифицированного учета (СПУ) Пенсионного фонда РФ (ПФР) из пилотов-мужчин, завершивших летную деятельность и получающих (получавших) доплаты к пенсии за выслугу лет с 1991 г. Лица, включенные в когорту, имели общий налет более 6000 ч и вышли на пенсию не ранее 35 лет. Анализировалась смертность пилотов, умерших с 2015 по 2019 г. СПУ ПФР не содержала информацию о причинах смерти, поэтому показатели смертности рассчитывали от всех причин в совокупности. Всего в исследование вошли 18 254 пилота, оставивших работу, из которых на 31.12.2019 г. умерли 1381 человек (7,6 %), живы 16 873 человек (92,4 %), получено 78 453,7 человеко-лет наблюдения.
Установлено, что за период с 2015 по 2019 г. стандартизованный по возрасту коэффициент смертности для пилотов составил 164,8 на 10 тыс., что на 31,3 % ниже по сравнению с мужским населением России (238,9 на 10 тыс.), p < 0,05. Риск умереть от всех причин в совокупности в профессиональной группе пилотов воздушных судов ГА, оставивших летную деятельность, достоверно ниже по сравнению с мужским населением России: OR (odds ratio) составило 0,68 при 95 %-ном доверительном интервале 0,56–0,83.
Более низкие риски смерти у пилотов объясняются эффектом «здорового работника», более тщательным профессиональным отбором, высоким уровней медицинского и социально-экономического обеспечения, способствующих сохранению здоровья на протяжении жизни. Однако наличие неустранимого канцерогенного риска для большинства авиационных полетов обусловливает потребность в дальнейших проспективных исследованиях смертности пилотов ГА, в которых особое внимание необходимо уделить смертности от злокачественных новообразований.
Ключевые слова: пилоты воздушных судов гражданской авиации, факторы летного труда, смертность, злокачественные новообразования, эффект «здорового работника».
Авиакосмическая и экологическая медицина. 2022. Т. 56. № 4. С. 83-88.
DOI: 10.21687/0233-528X-2022-56-4-83-88
|
|
|
Лишневский А.Э., Иванова О.А., Иноземцев К.О., Hirn A., Apathy I., Zabori B., Csoke A., Deme S., Pazmandi T., Szanto P., Карташов Д.А., Толочек Р.В., Карцев И.С., Шуршаков В.А. Мониторинг радиационных нагрузок и коэффициента качества ионизирующего космического излучения в служебном модуле МКС с использованием научной аппаратуры «Тритель»
|
|
|
Представлены результаты измерения поглощенных доз и коэффициентов качества ионизирующего космического излучения в служебном модуле Международной космической станции (МКС) в период с июня по октябрь 2020 г. дозиметром «Тритель» в рамках космического эксперимента «Матрешка-Р». Средняя за период наблюдения мощность поглощенной дозы составила 0,38 ± 0,03 мГр/сут. Полученные экспериментальные данные о динамике мощности дозы позволяют выделить вклад радиационных поясов Земли и галактического космического излучения в полную суточную дозу облучения. Среднесуточные коэффициенты качества составили: 3,05 ± 0,16 для полной дозы, 1,6 ± 0,1 для радиационных поясов Земли и 5,1 ± 0,3 для галактического космического излучения.
Ключевые слова: космический эксперимент «Матрешка-Р», радиационная безопасность, телескоп детекторов, коэффициент качества.
Авиакосмическая и экологическая медицина. 2022. Т. 56. № 4. С. 89-94.
DOI: 10.21687/0233-528X-2022-56-4-89-94
|
|
|
Кудрявцева Н.С., Сорокин А.Е. Предварительный многокритериальный анализ структуры физико-химической системы жизнеобеспечения космического аппарата для полета в дальний космос
|
|
|
Проведен предварительный многокритериальный анализ структуры физико-химической системы жизнеобеспечения (СЖО) космического аппарата (КА) для 1000-суточного полета 4 членов экипажа с орбиты Земли до орбиты Марса и обратно по показателям надежности, суммарной эквивалентной массы, установочных массы и объема и комбинированных затрат на разработку и испытания на надежность СЖО. Рассмотрены 4 типовые альтернативные варианта СЖО: СЖО на основе запасов веществ, комбинированная СЖО, частично замкнутая и максимально замкнутая СЖО для 2 случаев: все отказы в СЖО являются независимыми отказами и с учетом отказов по общим причинам.
Первоначально предлагается обеспечить требуемый уровень надежности комплексным подходом, включающим введение запасов веществ, конструкторско-производственную доработку агрегатов и элементов систем и раздельное ненагруженное резервирование жизненно важных подсистем регенерации. Затем проводится неформальный анализ альтернативных вариантов СЖО при рациональных значениях 4 других показателей качества.
Установлено, что для межпланетных полетов продолжительностью 1000 сут не выгодны простые, надежные и дешевые СЖО на основе запасов веществ и комбинированная СЖО, так как их установочные массы превышают допустимый уровень в 5 и 2 раза соответственно. Также невыгодной является максимально замкнутая СЖО, комбинированные затраты на разработку и испытания на надежность которой имеют неприемлемо высокие значения. В итоге предпочтение по 5 показателям качества отдается частично замкнутой СЖО, но с требованием увеличить удельную массу, отводимую под СЖО на КА, с 0,15 до 0,28.
Ключевые слова: система жизнеобеспечения, вероятность потери экипажа, суммарная эквивалентная масса, установочные масса и объем, комбинированные затраты, отказы по общей причине.
Авиакосмическая и экологическая медицина. 2022. Т. 56. № 2. С. 95-101.
DOI: 10.21687/0233-528X-2022-56-2-95-101
|
|
|
|