СОДЕРЖАНИЕ
Обзоры
Степанова С.И., Королёва М.В., Галичий В.А., Карпова О.И. Взаимосвязь базовых составляющих цикла сон – бодрствование и режим труда и отдыха космонавтов
|
|
|
Работа посвящена рассмотрению проблемы единства 2 основных составляющих суточного цикла жизнедеятельности организма человека – сна и бодрствования. В многочисленных экспериментальных исследованиях установлены факты, указывающие на единство сна и бодрствования: плохой сон снижает качество бодрствования (в частности, ухудшает качество когнитивной деятельности), а плохое бодрствование (испытывающее влияние эмоционального напряжения, рабочих перегрузок с сопутствующим утомлением и переутомлением) приводит к ухудшению сна.
Полетная документация, принятая в отечественной космонавтике, учитывает единство обеих составляющих суточного цикла, предусматривая ограничение длительности рабочего дня космонавтов (6,5 ч) и обеспечивая достаточную продолжительность ночного сна (8,5 ч). В реальности происходят отступления от этих требований в виде нарушений штатного распорядка ночного сна и систематических избыточных (сверхнормативных) рабочих нагрузок. И то и другое провоцирует риск ухудшения здоровья и падения работоспособности членов экипажей, что следует учитывать не только в современных орбитальных, но и в предстоящих межпланетных космических полетах.
Ключевые слова: сон, бодрствование, когнитивные функции, стресс, переутомление, режим труда и отдыха космонавтов.
Авиакосмическая и экологическая медицина. 2023. Т. 57. № 3. С. 5-17.
DOI: 10.21687/0233-528X-2023-57-3-5-17
|
|
|
Климарев С.И., Дьяченко А.И. Ретроспектива СВЧ-устройств для обеззараживания и нагрева водных сред системы жизнеобеспечения
|
|
|
В обзоре приводится последовательный анализ совершенствования СВЧ-устройств для взаимодействия электромагнитного поля малой мощности (до 1 кВт) с обрабатываемой водной средой, охватывающий период с конца 70-х гг. прошлого столетия и по настоящее время. Обзор включает в основном собственные экспериментальные исследования и технические решения для обеззараживания и нагрева водных сред системы жизнеобеспечения.
Ключевые слова: электромагнитное поле, сверхвысокая частота, система жизнеобеспечения, конденсат атмосферной влаги, прямоугольный волновод, коаксиальный волновод, обеззараживание; стерилизация.
Авиакосмическая и экологическая медицина. 2023. Т. 57. № 3. С. 18-28.
DOI: 10.21687/0233-528X-2023-57-3-18-28
|
|
|
Экспериментальные и общетеоретические исследования
Белова С.П., Зарипова К.А., Тыганов С.А., Туртикова О.В., Шенкман Б.С. Экспрессия E3-убиквитинлигаз MuRF-1 и MAFbx в постуральной и локомоторной мышцах человека при антиортостатической гипокинезии
|
|
|
Функциональная разгрузка скелетных мышц приводит к усилению протеасомной деградации, и ключевую роль в этом процессе выполняют Е3-лигазы атрогин-1/MAFbx и MuRF-1. Их экспрессия начинает увеличиваться в 1-е сутки функциональной разгрузки. Экспрессия убиквитинлигаз в условиях «сухой» иммерсии или гипокинезии практически не описана в литературе. Цель данной работы – исследование экспрессии MuRF-1 и MAFbx и особенностей их регуляции в постуральной (m. soleus) и локомоторной (m. vastus lateralis) мышцах при 21-суточной антиортостатической гипокинезии. В проведенном эксперименте наблюдали снижение площади поперечного сечения медленных мышечных волокон в m. soleus и m. vastus lateralis. Эти изменения сопровождались активацией MuRF-1 и MAFbx в m. soleus, и MAFbx в m. vastus lateralis. Исследование сигнальных регуляторов E3-лигаз показало увеличение экспрессии миогенина и рецепторов IL-6 при гипокинезии в обеих мышцах, в то время как транскрипционная активация FoxO3 наблюдалась только в m. soleus.
Полученные результаты свидетельствуют о повышении экспрессии основных мышечных Е3-убиквитинлигаз MuRF-1 и MAFbx в m. soleus и MAFbx в m. vastus lateralis, а также их основных сигнальных регуляторов у человека в условиях антиортостатической гипокинезии, что опровергает изложенные ранее представления об отсутствии влияния распада белка на атрофию скелетных мышц в условиях гипокинезии.
Ключевые слова: MuRF-1, MAFbx, мышечная атрофия, гипокинезия.
Авиакосмическая и экологическая медицина. 2023. Т. 57. № 3. С. 29-36.
DOI: 10.21687/0233-528X-2023-57-3-29-36
|
|
|
Благинин А.А., Лапшина Т.А., Данг К.Г. Динамика показателей ультразвуковой доплерографии артерий нижних конечностей и головного мозга во время выполнения статоэргометрической пробы
|
|
|
В работе проанализирована динамика показателей ультразвуковой доплерографии (УЗ-доплерографии) артерий нижних конечностей и головного мозга во время выполнения статоэргометрической пробы на стенде-тренажере «Статоэргометр». В исследовании приняли участие 52 летчика мужского пола Социалистической Республики Вьетнам и 15 летчиков мужского пола Российской Федерации. Возраст испытуемых – 19–27 лет. Оценивались пиковая систолическая скорость кровотока (Vps) и индекс периферического сопротивления (RI) подколенной, поверхностной бедренной артерий правой нижней конечности и общей сонной артерий до, во время и после статоэргометрической пробы.
В результате исследования выявлено, что статическое напряжение мышц нижних конечностей, создаваемое во время статоэргометрической пробы, приводит к сужению артерий нижних конечностей дистальнее поверхностной бедренной артерии, что подтверждается снижением Vps и возрастанием RI в поверхностной бедренной артерии и возрастанием Vps с сохраняющимся на прежнем уровне RI в подколенной артерии. Статическое напряжение мышц нижних конечностей будет препятствовать депонированию крови в сосудах нижних конечностей при воздействии перегрузки в направлении голова – таз. В сонных артериях возникающее снижение Vps и RI при статическом напряжении мышц нижних конечностей, вероятно, вызванное расширением сосудов головного мозга, будет способствовать перераспределению крови в пользу головного мозга в момент действия перегрузки. Достоверно значимых различий между вьетнамскими и российскими испытуемыми по показателям УЗ-доплерографии выявлено не было.
Ключевые слова: летчики, статоэргометрическая проба, пиковая систолическая скорость кровотока, индекс периферического сопротивления, пилотажные перегрузки.
Авиакосмическая и экологическая медицина. 2023. Т. 57. № 3. С. 37-41.
DOI: 10.21687/0233-528X-2023-57-3-37-41
|
|
|
Ковров Г.В., Швед Д.М., Исаева О.Н., Лебедева С.А, Черникова А.Г., Гущин В.И. Среднесрочное прогнозирование скорости простой зрительно-моторной реакции по параметрам артериального давления и вариабельности сердечного ритма
|
|
|
Одним из признаков развития в космическом полете процесса астенизации являются снижение умственной работоспособности, памяти и внимания. Существует потребность прогнозирования качества этих психических явлений простыми неинвазивными методами.
Была предложена гипотеза, предполагающая, что артериальное давление (АД) и вариабельность сердечного ритма, измеренные в утреннее время, могут прогнозировать психомоторную реакцию не только на момент исследования, но и в течение последующего дня (среднесрочной перспективе).
В исследовании участвовали 6 добровольцев в возрасте 29–44 лет – участников наземного модельного эксперимента со 120-суточной изоляцией. Методы исследования включали регистрацию ЭКГ в течение 5 мин и измерение артериального давления в утреннее время после пробуждения с оценкой вариабельности сердечного ритма. Для оценки психической работоспособности в этот же день применялся классический тест «Простая зрительно-моторная реакция (ПЗМР)», выполняемый дважды в сутки – в первую и вторую половину дня.
После проведения регрессионного анализа для прогнозирования времени и устойчивости реакции в первую и вторую половину дня было выявлено, что время ПЗМР связано с гомеостатическими параметрами (ЧСС, АД), а устойчивость времени ПЗМР с гоместатическими параметрами и параметрами, характеризующими различные регуляторные влияния на сердечный ритм. Повышение диастолического давления в утреннее время коррелировало с увеличением времени реакции, вне зависимости от времени суток (в первую или во вторую половину дня). Повышение диастолического давления и смещение вегетативного баланса в сторону усиления симпатических влияний в утреннее время коррелировало со снижением стабильности ПЗМР вне зависимости от времени дня.
Ключевые слова: вариабельность сердечного ритма, артериальное давление, скорость психомоторной реакции, дневная активность.
Авиакосмическая и экологическая медицина. 2023. Т. 57. № 3. С. 42-49.
DOI: 10.21687/0233-528X-2023-57-3-42-49
|
|
|
Годило-Годлевский В.А., Яковлева Е.В., Вовкодав В.С., Аникеев Д.А., Воронков Ю.И. Особенности клинико-экспертного сопровождения авиационных специалистов с хроническими вирусными гепатитами
|
|
|
В статье рассмотрены результаты клинико-функционального обследования и лечения лиц летного состава государственной авиации России с хроническими вирусными гепатитами (ХВГ) В и С. Современные схемы лечения ХВГ В и С не оказывали отрицательного влияния на профессиональную деятельность летного состава, что явилось доказательством безопасности их применения. Появление новых схем лечения обусловило сокращение периода отстранения от летной работы. Продемонстрировано отсутствие влияния факторов летного труда на переносимость нагрузочных проб лицами с ХВГ. Фактическое излечение лиц с ХВГ С и длительный контроль за ХВГ В позволили обосновать отказ от медицинской дисквалификации данной категории пациентов. Рассмотрены предложения по оптимизации клинико-экспертного наблюдения за авиационными специалистами с ХВГ.
Ключевые слова: вирусные гепатиты, стендовые исследования, врачебно-летная экспертиза, государственная авиация.
Авиакосмическая и экологическая медицина. 2023. Т. 57. № 3. С. 50-56
DOI: 10.21687/0233-528X-2023-57-3-50-56
|
|
|
Штемберг А.С., Лебедева-Георгиевская К.Б., Перевезенцев А.А., Кудрин В.С. Долгосрочные изменения в поведении и нейрохимических особенностях работы головного мозга крыс после комбинированного воздействия гипогравитации и ионизирующих излучений, моделируемых в наземном эксперименте
|
|
|
Исследовано влияние комбинированного воздействия гипогравитации и ионизирующих излучений на нейрохимические процессы в ключевых структурах головного мозга крыс, отражающиеся на долгосрочных изменениях в их поведении.
Воздействие моделировано по авторской методике синхронным сочетанием хронического антиортостатического вывешивания, ?-облучения и воздействия ионов 12С в условиях лабораторного наземного эксперимента с целью экстраполяции полученных результатов на реальные космические условия (марсианскую миссию).
В результате модельных воздействий обнаружены существенные различия в поведении и показателях обмена нейромедиаторов у подопытных животных, причем эти различия сохранялись на протяжении нескольких месяцев (что составляет порядка четверти жизни животного). Поведенческий анализ (лабиринт Морриса) дает основания для предположения о длительных существенных нарушениях пространственной памяти и ориентации. Данные нейрохимического анализа демонстрируют длительно сохраняющиеся сдвиги в метаболизме дофамина.
Ключевые слова: облучение, тяжелые ионы, гипогравитация, антиортостатическое вывешивание, нейрохимия, поведение.
Авиакосмическая и экологическая медицина. 2023. Т. 57. № 3. С. 57-64.
DOI: 10.21687/0233-528X-2023-57-3-57-64
|
|
|
Дешевая Е.А., Беляев В.С., Бычков В.Б., Пеклевский А.В., Поддубко С.В., Шубралова Е.В. , Рабаев И.Б. Опыт использования в условиях МКС технических средств научной аппаратуры «Бар». Средства контроля климатических факторов в интересах обеспечения герметичности модулей
|
|
|
Представлено описание 4 приборов комплекта научной аппаратуры «Бар» и опыт их применения для контроля климатических факторов внутренней среды российского сегмента Международной космической станции (РС МКС) по программе космического эксперимента «Бар». Значительная часть результатов измерений температуры, влажности, параметров воздушных потоков, а также видеорегистрации участков обечайки, подверженных коррозионным процессам, публикуется впервые. Анализируется присутствие контаминаций микроорганизмов, их связь с климатическими параметрами. Рассматривается обстановка в переходной камере в связи с выявленными в 2020 г. дефектами обечайки.
Установлено наличие коррозионных процессов гермокорпуса и колоний бактерий и грибов не только в зонах возможного выпадения конденсата, где температура поверхности ниже точки росы, но и в зонах с более высокой температурой, где это явление не прогнозировалось. Указывается на необходимость мониторинга динамики отмеченных областей коррозионных проявлений и возможность связи возникшей утечки с потерей герметичности уплотнений иллюминаторов.
Ключевые слова: модуль российского сегмента, космический эксперимент (КЭ) «Бар», микроорганизмы, КЭ «Эксперт», акустические колебания, иллюминатор, коррозионные процессы.
Авиакосмическая и экологическая медицина. 2023. Т. 57. № 3. С. 65-76.
DOI: 10.21687/0233-528X-2023-57-3-65-76
|
|
|
Смолянина С.О., Коршунов Д.В., Морозова Ю.А., Беркович Ю.А., Иванова А.А., Ерохин А.Н., Ильин В.К. Динамика показателей микробиологического сообщества в корнеобитаемой зоне китайской капусты при выращивании растений на гидрофильных пористых мембранах в сочетании с волокнистым ионообменным почвозаменителем
|
|
|
Перспективным методом корневого снабжения растений в условиях микрогравитации является применение волокнистого ионообменного соленасыщенного почвозаменителя в качестве источника нутриентов в корнеобитаемой зоне в сочетании с регулированием водного потенциала в корневом модуле космической оранжереи по показаниям тензиометра из пористых металлов. В ходе 5 экспериментов с растениями китайской капусты, выращиваемыми на ионитном почвозаменителе «БИОНА-В3», уложенном на титановых пористых мембранах, были получены данные по динамике численности и качественного состава микробного сообщества в корнеобитаемой зоне и на поверхности корней в процессе вегетации растений.
Показано, что у здоровых растений как в корнеобитаемой зоне, так и на поверхности корней обитали бактерии семейств Bacillaceae и Pseudomonadaceae, а также микромицеты рода Mucor sp. Анализ количественных показателей численности выявленных групп микроорганизмов в корнеобитаемой зоне показал, что рост численности микромицетов шел параллельно с уменьшением численности Pseudomonadaceae, и наоборот.
Полученные данные указывают на существование конкурентных и/или антагонистических отношений между этими группами микроорганизмов. В экспериментах не выявлено строгой зависимости между численностью 2 семейств бактерий – Bacillaceae и Pseudomonadaceae, что свидетельствует об отсутствии негативного влияния представителей этих семейств друг на друга в корнеобитаемой зоне.
Ключевые слова: волокнистый почвозаменитель, ризосферные микроорганизмы, Bacillaceae, Pseudomonadaceae, Mucor sp.
Авиакосмическая и экологическая медицина. 2023. Т. 57. № 3. С. 77-84.
DOI: 10.21687/0233-528X-2023-57-3-77-84
|
|
|
Шуршаков В.А., Белов Е.В., Ильин Е.А., Иноземцев К.О., Молодцова Д.В., Константинова Н.А., Артамонов А.А. Исследование электромагнитного фона на антарктической станции «Восток»
|
|
|
Проведено измерение фона электромагнитного излучения в жилых помещениях на станции «Восток», расположенной на Антарктическом плато, в большом удалении от потенциальных источников электромагнитного излучения техногенного происхождения. Измерение уровня электромагнитного излучения проводили с помощью интегрального дозиметра «Мера» в диапазоне частот от 0,8 до 8 ГГц.
В результате длительных и непрерывных (от 1 до 4 мес) измерений электромагнитного фона в различных помещениях станции «Восток» было определено среднее значение плотности потока электромагнитного излучения – 1,5 ± 0,8 нВт/см2, что примерно в 7 тыс раз меньше, чем допустимый уровень для населения, принятый в РФ.
Антарктическая станция «Восток» может рассматриваться как одно из возможных мест для проведения медико-биологических исследований в условиях пониженного значения потока электромагнитного излучения.
Ключевые слова: электромагнитное излучение, плотность потока электромагнитной энергии, антарктическая станция «Восток».
Авиакосмическая и экологическая медицина. 2023. Т. 57. № 3. С. 85-88.
DOI: 10.21687/0233-528X-2023-57-3-85-88
|
|
|
Саяпин С.Н. Симбиотический самоперемещающийся массажный робот «Октаэдральный додекапод»: концепция и перспективы использования на борту пилотируемой космической станции
|
|
|
В статье приведена возможность применения симбиотического самоперемещающегося массажного робота «Октаэдральный додекапод» для автоматизации проведения массажа верхних и нижних конечностей космонавтов на борту пилотируемой космической станции.
Отмечено, что массажный робот «Октаэдральный додекапод» способен проводить массажные манипуляции на двигающемся теле независимо от его пространственной ориентации. Эти особенности массажного робота «Октаэдральный додекапод» позволят космонавтам проводить массаж верхних или нижних конечностей автономно, без привлечения второго космонавта и без какой-либо точки опоры.
Представлена полномасштабная кинематическая модель активной части прототипа массажного робота «Октаэдральный додекапод», демонстрирующая его заявленные возможности.
Ключевые слова: симбиотические массажные роботы, параллельные механизмы, массаж на борту космической станции, космическая робототехника.
Авиакосмическая и экологическая медицина. 2023. Т. 57. № 3. С. 89-97.
DOI: 10.21687/0233-528X-2023-57-3-89-97
|
|
|
Хроника и информация
Белаковский М.С. «Человек без стресса жить не может» (к 100-летию со дня рождения В.Г. Воловича) (20.08.1923 – 05.09.2013)
Ушаков И.Б., Бухтияров И.В., Хоменко М.Н. Истоки космической биологии и медицины. К 110-летию В.И. Яздовского – одного из основоположников нового направления в науке
|