СОДЕРЖАНИЕ
Экспериментальные и общетеоретические исследования
Захаров С.Ю., Баранов М.В., Каспранский Р.Р. Влияние общей продолжительности космических полетов на структуру заболеваемости и тяжесть течения болезней у космонавтов-ветеранов по результатам углубленного медицинского обследования
|
|
|
Приведены данные по обследованию летчиков-космонавтов (ЛК), завершивших летную деятельность, в рамках программы «Долголетие». Для сравнения отобраны 12 ЛК, сопоставимых по возрасту, но отличающихся по длительности совершенных космических полетов (КП). Проанализирована возможная взаимосвязь между выявленными во время обследования заболеваниями и общей длительностью совершенных КП. На данный момент отнести выявленную у ЛК патологию к возраст-ассоциированным заболеваниям или заболеваниям, связанным с воздействием неблагоприятных факторов КП, невозможно в связи с малым количеством обследованных лиц.
Ключевые слова: космонавты, обследование, анализ заболеваемости, длительность полетов.
Авиакосмическая и экологическая медицина. 2023. Т. 57. № 6. С. 5-10.
DOI: 10.21687/0233-528X-2023-57-6-5-10
|
|
|
Фомина Е.В., Ганичева А.А., Кокуева М.А., Устюгов В.Н. Прогнозирование физической работоспособности космонавтов – первые эксперименты по выбору математической модели
|
|
|
Переход от орбитальных полетов к освоению дальнего космоса потребует создания автоматической бортовой системы для мониторинга, оптимизации и прогнозирования уровня физической работоспособности космонавтов. В данной работе предложен способ прогнозирования физиологической стоимости работы на основе данных ежедневных физических тренировок экипажа с помощью методов машинного обучения. Построены математические модели для 3 российских космонавтов, выполнявших полугодовые космические полеты. Для прогнозирования использовали линейную регрессию, деревья решений и случайный лес. Для оценки качества модели и выявления переобучения использовали показатель R2 (доля объясненной дисперсии). Наибольшее значение метрики, R2 = 0,61, было получено для случайного леса. Признаком, который вносит наиболее значимый вклад в прогнозируемую величину, оказалось расстояние, пройденное во время бега в пассивном режиме беговой дорожки.
Ключевые слова: космический полет, невесомость, система профилактики, физиологическая стоимость, деревья решений, случайный лес, линейная регрессия.
Авиакосмическая и экологическая медицина. 2023. Т. 57. № 6. С. 11-17.
DOI: 10.21687/0233-528X-2023-57-6-11-17
|
|
|
Савеко А.А., Нетреба А.И., Швед Д.М., Шпаков А.В., Розанов И.А., Гущин В.И., Томиловская Е.С. Оценка функциональных возможностей экипажа при выполнении внекорабельной деятельности после длительной изоляции в наземной модели космической станции
|
|
|
В предстоящих межпланетных экспедициях экипажу необходимо адаптироваться не только к изменениям гравитации, но и длительному нахождению в ограниченном пространстве космического корабля. Ограниченность обитаемого объема сопровождается значительным снижением двигательной активности, изменением границ окружающего пространства, что может влиять на формирование двигательных стереотипов. В рамках дальнейшего планирования наземных и реальных межпланетных миссий представляется целесообразной оценка влияния данных факторов на функциональную работоспособность экипажа, в том числе при моделировании лунной гипогравитации с помощью технологий обезвешивания и виртуальной реальности (ВР). Цель исследования состояла в определении функциональных возможностей 5 членов международного экипажа 240-суточного изоляционного эксперимента SIRIUS-21 при выполнении внекорабельной деятельности (ВКД) после 4 и 6 месяцев пребывания в гермообъекте.
В ходе ВКД экипаж выполнял ряд основных двигательных задач на неровной поверхности при использовании ВР: позиционные пробы, произвольная ходьба, ходьба тандемом, обход и перешагивание препятствий, вертикализация из положения лежа и стоя на одном колене. Сценарий ВКД включал задачи управления ровером при обезвешивании рук, а также перемещение в ВР-среде по скользящей поверхности при лунном обезвешивании тела. Был проведен качественный и количественный анализ данных видеорегистрации, а также качественный анализ электромиографической активности мышц нижних конечностей.
Полученные результаты свидетельствуют об удовлетворительном уровне функциональной работоспособности членов экипажа SIRIUS-21 – все задачи сценария ВКД были выполнены экипажем в полном объеме, при этом не было зарегистрировано ни одного случая значимой потери равновесия и признаков выраженных локомоторных и вестибулярных расстройств. В работе освещены некоторые особенности выполнения ВКД экипажем – эффекты сенсомоторного обучения некоторым задачам при повторном опыте ВКД, наиболее частые ошибки и трудности в выполнении задач сценария.
Ключевые слова: оценка функциональных возможностей, виртуальная реальность, внекорабельная деятельность, гравитационная разгрузка, изоляционные эксперименты, моделирование космического полета, HTC Vive.
Авиакосмическая и экологическая медицина. 2023. Т. 57. № 6. С. 18-27.
DOI: 10.21687/0233-528X-2023-57-6-18-27
|
|
|
Ермолаев Е.С., Паршин К.С., Шулагин Ю.А., Зарипов Р.Н., Дьяченко А.И. Влияние 21-суточной «сухой» иммерсии на вентиляционную реакцию системы дыхания на нарастающую гиперкапнию
|
|
|
Проведено исследование влияния 21-суточной «сухой» иммерсии (СИ) на вентиляционную реакцию при нарастающей гиперкапнии, измеренной методом возвратного дыхания. Перед, в течение и после СИ продолжительностью 21 сут исследовали вентиляционную реакцию на СО2 (SVСО2), изменение величины дыхательного объема в ответ на нарастающую гиперкапнию (SVtCO2). В ходе СИ измеряли остаточный объем легких (ООЛ), функциональную остаточную емкость (ФОЕ) и трансфер-коэффициент СО в легких (KCO).
SVСО2 и SVtCO2 исследовали в диапазоне величин парциального давления CO2 в конечной порции выдыхаемого воздуха (PETCO2) от 45 до 60 мм рт. ст. Испытуемые дышали газовой смесью с высоким содержанием кислорода, поэтому SVСО2 определялась только уровнем PETCO2, реакция на гипоксию отсутствовала.
Установили, что величина SVtCO2 на 13-е и 19-е сутки СИ статистически значимо (р < 0,05) больше величины SVtCO2 в фоне (на 0,023 ± 0,019 и 0,018 ± 0,016 л/мм рт. ст. соответственно, здесь и далее представлено среднее по группе отличие индивидуальных сравниваемых величин ± SD), и на 13-е сутки СИ значимо (р < 0,05) больше (на 0,020 ± 0,023 л/мм рт. ст.), чем на 8-е сутки СИ. В течение всей СИ наблюдалась тенденция к увеличению значения «точки апноэ» вентиляционной реакции на CO2, причем значение значимо (р < 0,05) было выше на 13-е сутки СИ по сравнению с 8-ми сутками СИ (на 3,09 ± 4,07 мм рт. ст.). Также обнаружено значимое (р < 0,05) увеличение значения «точки апное» дыхательного объема на 13-е сутки СИ, по сравнению с фоном (на 6,47 ± 7,09 мм рт. ст.) и 8-ми сутками СИ (на 7,27 ± 9,15 мм рт. ст.). Обнаружено значимое (р < 0,05) снижение величины ООЛ на 13-е сутки по сравнению с 8-ми сутками СИ (на 0,14 ± 0,13 л).
Ключевые слова: вентиляционная реакция на СО2, дыхательный объем, нарастающая гиперкапния, «сухая» иммерсия, трансфер-коэффициент, легочные объемы.
Авиакосмическая и экологическая медицина. 2023. Т. 57. № 6. С. 28-34.
DOI: 10.21687/0233-528X-2023-57-6-28-34
|
|
|
Суполкина Н.С., Гущин В.И., Швед Д.М., Юсупова А.К., Савинкина А.О., Чекалина А.И., Котов О.В., Савенко О.А. Особенности стилей общения космонавтов с Центром управления полетами при различном уровне рабочей нагрузки
|
|
|
В космическом эксперименте «Контент» проводилось изучение коммуникации космических экипажей с Центром управления полетами (ЦУП) методом контент-анализа. Установлено, что в дни с более интенсивной нагрузкой объем общения с ЦУП увеличивался, как и частота использования проблемно-ориентированных стратегий совладания со стрессогенными ситуациями (копинг-стратегий). Использованные для интерпретации полученных данных модель коммуникативных стилей и копинг-подход показали свою пригодность для описания взаимодействия космонавтов с ЦУП в периоды со стандартной и интенсивной рабочими нагрузками. При дополнительном напряжении во время космического полета, вызванном высокой рабочей нагрузкой (выход в открытый космос, стыковка и др.) и нештатными ситуациями, профили копинг-стратегий космонавтов оставались относительно стабильными в рамках каждого индивидуального стиля, коррелируя со стилями, определенными в течение дней обычной загруженности, однако возрастала доля негативных эмоций и конфликтной напряженности в общении экипажа. Идентификация этих паттернов в общении космонавтов может быть полезна для раннего выявления активизации психологических защит и определения индивидуализированных методов оказании оперативной психологической поддержки.
Ключевые слова: общение экипажа, контент-анализ, коммуникативные стили, полетная нагрузка, эффективность коммуникации.
Авиакосмическая и экологическая медицина. 2023. Т. 57. № 6. С. 35-43.
DOI: 10.21687/0233-528X-2023-57-6-35-43
|
|
|
Вильчинская Н.А., Туртикова О.В., Мирзоев Т.М., Шенкман Б.С. Дифференцировка миобластов, выделенных из m. soleus крысы после антиортостатического вывешивания, сопровождается дефосфорилированием p27kip1 и усилением апоптоза
|
|
|
Проведено исследование апоптоза и процессов его регуляции при дифференцировке миобластов камбаловидной мышцы, выделенных из m. soleus крысы после 7-суточного антиортостатического вывешивания.
Моделирование гравитационной разгрузки осуществлялось с помощью модели антиортостатического вывешивания крыс по методу Ильина – Новикова в модификации Морей-Холтон. Из камбаловидных мышц крыс была получена первичная культура миобластов, которая подвергалась миогенной дифференцировке для дальнейших исследований. Метод фиксирования двуцепочечных разрывов ДНК – TUNEL был применен для выявления апоптотических клеток при дифференцировке миобластов. Методом вестерн-блоттинга было определено содержание маркеров апоптоза и ряда сигнальных молекул: белка Bax, активированной каспазы-3, фосфо-АМРК (Thr172), фосфо-AKT (Ser 437), фосфо-p27Kip1 (Thr198), фосфо-p27Kip1 (Thr157) при дифференцировке миобластов. С применением ПЦР-анализа был исследован уровень экспрессии проапоптотических маркеров в миобластах при их дифференцировке. Выявлено усиление процессов апоптоза при дифференцировке миобластов, выделенных из m. soleus крысы после 7-суточного антиортостатического вывешивания, которое сопровождается дефосфорилированием АМРК и p27Kip1.
Ключевые слова: камбаловидная мышца, миотубы, гравитационная разгрузка, апоптоз, АМРК, АКТ, p27Kip1.
Авиакосмическая и экологическая медицина. 2023. Т. 57. № 6. С. 44-51.
DOI: 10.21687/0233-528X-2023-57-6-44-51
|
|
|
Комиссарова Д.В., Ильин В.К., Усанова Н.А., Морозова Ю.А., Припутневич Т.В., Муравьева В.В., Байрамова Г.Р., Миханошина Н.В. Состояние микробиоты влагалища и цервикального канала женщин-участниц изоляционных экспериментов различной продолжительности
|
|
|
Проведено комплексное исследование состояния микрофлоры влагалища и цервикального канала у женщин-участниц наземных модельных экспериментов с изоляцией. Эксперименты с изоляцией позволяют смоделировать такие факторы космического полета, как нахождение в гермообъекте в течение длительного времени, психоэмоциональное напряжение, постоянный микробный обмен, изменение режима питания и гигиены. Были проанализированы данные, полученные в 2 изоляционных экспериментах, в которых не использовались средства профилактики дисбиотических состояний. В результате проведенных исследований установлено, что после пребывания в условиях изоляции в гермообъекте происходит ухудшение состояния микрофлоры влагалища и цервикального канала, связанное с увеличением числа условно-патогенных видов микроорганизмов (как факультативно-анаэробных, так и строгих анаэробов) и снижением числа протективных видов. Выявленные нарушения микробиоты нижних отделов репродуктивного тракта свидетельствуют о высоком риске развития дисбиотических нарушений и необходимости разработки профилактических средств, в том числе с использованием пробиотических препаратов на основе аутологичных штаммов вагинальных лактобацилл.
Ключевые слова: микробиология, вагинальная микрофлора, пробиотики, космическая медицина, микробиота.
Авиакосмическая и экологическая медицина. 2023. Т. 57. № 6. С. 52-57.
DOI: 10.21687/0233-528X-2023-57-6-52-57
|
|
|
Солдатов П.Э., Медникова Е. И., Гурьева Т.С., Джалилова Д.Ш., Тюрин-Кузьмин А.Ю., Шулагин Ю.А., Морозова Ю.А., Крыченков Д.А., Соловьев А.И. Комплексная оценка состояния животных при моделировании условий содержания в полете космического аппарата «Бион-М2» при различных экспериментальных режимах кормления
|
|
|
Одним из главных методов изучения воздействия условий космического полета на живые системы служат космические эксперименты на животных. В ГНЦ РФ – ИМБП РАН ведутся работы по созданию научной аппаратуры для летных экспериментов на животных на космическом аппарате (КА) «Бион-М2». Из всех факторов содержания животных одним из самых существенных является водно-пищевой режим. На КА «Бион-М1» подопытные лабораторные мыши получали пастообразный корм, что вызывало некоторые нежелательные эффекты. Было решено использовать сухой брикетированный корм в сочетании с водой в виде слабого геля на основе карбокиметилцеллюлозы (1,5 % КМЦ), что существенно упрощает конструкцию поилки.
Практический интерес представляет комплексная оценка состояния животных при различных режимах кормления применительно к ожидаемым условиям в полете КА серии «Бион-М». Испытывались 3 рецептуры брикетированных кормов и ранее разработанный пастообразный корм. Для испытаний и впоследствии для наземного контрольного эксперимента была создана специализированная камера, в которой автоматически поддерживаются условия, максимально приближенные к условиям полета по динамическому составу газовой среды и параметрам микроклимата. Эксперимент проводился на взрослых самцах белых лабораторных мышей линии Balb/c в количестве 75 голов в течение 33 сут.
Разработанная система жизнеобеспечения камеры позволила поддерживать в автоматическом режиме заданные параметры среды обитания в камере. Принципиальных отличий в состоянии подопытных животных при использованных режимах кормления не наблюдалось. Для дальнейших работ предпочтение отдается рецептуре брикетированного корма + гелированная вода с полезной массой 8,8 г/сут на 1 особь. Использовавшийся ранее пастообразный корм имеет в 2 раза больший показатель – 16,6 г/сут на 1 особь. Общая картина микробной обсемененности представляется достаточно спокойной. Настораживающим фактором является небольшое возрастание обсемененности трубопровода для гелированной воды и не исключается ретроградное обсеменение из поилки.
Ключевые слова: космический эксперимент, лабораторные мыши, пищевой режим, гелированная вода, наземный контрольный эксперимент.
Авиакосмическая и экологическая медицина. 2023. Т. 57. № 6. С. 58-67.
DOI: 10.21687/0233-528X-2023-57-6-58-67
|
|
|
Величко В.В., Тихомиров А.А., Ушакова С.А., Барсукова О.В., Хижняк С.В. Повышение продуктивности растений за счет улучшения воздухообмена почвоподобного субстрата применительно к условиям БСЖО
|
|
|
Проведено исследование возможности повышения продуктивности растений редиса (Raphanus sativus L.), сорт «Моховский», выращиваемых на почвоподобном субстрате (ППС), за счет улучшения аэрации корнеобитаемого слоя с помощью инертного разрыхлителя и принудительной аэрации субстрата. Качество аэрации ППС оценивали с использованием метода стекол обрастания. Основным показателем аэрации корнеобитаемого слоя являлось присутствие или отсутствие мицелиальных грибов, не способных к росту в анаэробных условиях. Было показано, что использование разрыхлителя и ППС в объемном соотношении 1:3 повышает воздухопроницаемость субстрата, а совместно с принудительной вентиляцией способствует улучшению азотного питания растений, выращиваемых на ППС с добавлением в него растительной органики, с повышенным соотношением C/N.
Ключевые слова: почвоподобный субстрат, аэрация, стекла обрастания, система жизнеобеспечения.
Авиакосмическая и экологическая медицина. 2023. Т. 57. № 6. С. 68-76.
DOI: 10.21687/0233-528X-2023-57-6-68-76
|
|
|
Бондаренко В.А., Дробышев С.Г., Лишневский А.Э., Митрикас В.Г., Хорошева Е.Г. Измерения мощности поглощенной дозы в различных модулях МКС дозиметрами Пилле
|
|
|
Рассмотрены результаты измерений среднесуточной мощности поглощенной дозы в различных отсеках Международной космической станции (МКС) за период эксплуатации дозиметров «Пилле-МКС» с ноября
2003 г. по настоящее время. Представлен анализ динамики поглощенной дозы в сравнении с динамикой основных космофизических индексов и средней высоты орбиты МКС. Показан убывающий эффект дополнительной защиты каюты правого борта. Сравнение мощности поглощенной дозы в каютах российских модулей с мощностью поглощенной дозы в каюте американского модуля свидетельствует о необходимости увеличения защищенности российских кают.
Ключевые слова: космическая ионизирующая радиация, поглощенная доза.
Авиакосмическая и экологическая медицина. 2023. Т. 57. № 6. С. 77-83.
DOI: 10.21687/0233-528X-2023-57-6-77-83
|
|
|
Лашуков П.В., Плотников А.Д., Пахомова А.А., Озеров Д.С., Баранцева М.Ю., Иватюненко Л.В., Мухамедиева Л.Н. Исследование летучих органических соединений полимерных композиционных материалов при моделировании термодеструкции
|
|
|
Методом хромато-масс-спектрометрии исследована динамика летучих органических соединений в составе газовыделения 6 углепластиков на основе углеродной ткани с эпоксидным связующим, планируемых к использованию в конструкциях гермозамкнутых обитаемых отсеков космической техники. Установлено, что повышение экспозиционной температуры выше 90 °С сопровождается увеличением миграции и расширением спектра летучих органических соединений, в основном гигиенически значимых альдегидов, что характерно для радикально-цепного процесса автокаталитического характера с образованием летучих соединений с невысокой молекулярной массой, кинетика выделения которых может быть использована для характеристики деструкции эпоксидной основы полимерных композиционных материалов (ПКМ). Показано, что основными продуктами термоокислительной деструкции ПКМ на основе эпоксидных смол являются альдегиды и кетоны, концентрации которых при температуре 150 и 180 °С в воздухе гермокамеры увеличились до максимальных значений и составили 98 % в суммарном газовыделении.
Ключевые слова: газовыделение, полимерные композиционные материалы, термодеструкция, термоокислительная деструкция, хромато-масс-спектрометрия, эпоксидное связующее.
Авиакосмическая и экологическая медицина. 2023. Т. 57. № 6. С. 84-93.
DOI: 10.21687/0233-528X-2023-57-6-84-93
|
|
|
Яснецов Вик.В., Иванов Ю.В., Карсанова С.К., Яснецов В.В. Исследование противоукачивающей активности новых производных никотиновой кислоты
|
|
|
В экспериментах на крысах установлено, что 2 новых производных никотиновой кислоты – ЛХТ 8-20 и ЛХТ 9-20 в дозе 50 мг/кг в равной степени обладали выраженной противоукачивающей активностью, повышая потребление пищи животными после вращения по отношению к контролю в 2 раза. При этом по выраженности вестибулопротекторного действия они превосходили препарат сравнения мексикор (этилметилгидроксипиридина сукцинат) в аналогичной дозе в 1,5 и 1,4 раза соответственно.
Ключевые слова: болезнь движения, новые производные никотиновой кислоты, противоукачивающая активность, крысы.
Авиакосмическая и экологическая медицина. 2023. Т. 57. № 6. С. 94-97.
DOI: 10.21687/0233-528X-2023-57-6-94-97
|
|
|
Хроника и информация
Ильин Е.А., Ушаков И.Б., Атякшин Д.А. К 100-летию со дня рождения Всеволода Васильевича Антипова – одного из основоположников космической биомедицины и радиобиологии
стр. 98
|