СОДЕРЖАНИЕ
Обзоры
Пономарёв С.А., Белаковский М.С., Орлов О.И. Международный эксперимент с длительной изоляцией в гермообъекте с искусственной средой обитания SIRIUS-21
|
|
|
В работе представлен краткий обзор эксперимента с 8-месячной изоляцией в гермообъекте с искусственной средой обитания, с участием гендерно-смешанного экипажа (3 мужчин, 2 женщины), проведенного на базе уникальной научной установки ГНЦ РФ – ИМБП РАН. В статье приводится информация об условиях проведения эксперимента, научной и операционно-технической программах эксперимента, реализованных в интересах биомедицинского обеспечения длительных космических полётов за пределы низкой околоземной орбиты, а также сценарии эксперимента.
Ключевые слова: космический полет, аналоговые исследования, изоляция в гермообъекте.
Авиакосмическая и экологическая медицина. 2024. Т. 58. № 7. С. 5-11.
DOI: 10.21687/0233-528X-2024-58-7-5-11
|
|
|
Швед Д.М., Виноходова А.Г., Кузнецова П.Г., Лебедева С.А., Розанов И.А., Савинкина А.О., Счастливцева Д.В., Бубеев Ю.А. Основные результаты российских психологических и психофизиологических исследований в 8-месячном изоляционном эксперименте SIRIUS-21
|
|
|
В статье подводятся итоги российских психологических и психофизиологических исследований в эксперименте с 240-суточной изоляцией, приведены основные результаты данных исследований. Рассмотрены психоэмоциональные, когнитивные и социально-психологические аспекты адаптации к стрессогенным условиям. Отражено позитивное влияние психофизиологической устойчивости обследуемых на динамику их функционального состояния и сохранность операторских навыков в ходе длительной изоляции. Изучены связи между особенностями внутригруппового взаимодействия (в частности, образованием подгрупп) и эффективностью совместной операторской деятельности. Выявлены отличия в динамике сплоченности и внешней коммуникации малой группы в сравнении с предыдущими изоляционными экспериментами, предположительно связанные с особенностями подготовки экипажа и значимыми событиями в ходе изоляции. Показана значимость новых мер психологической поддержки в изоляции, в том числе основанных на имитации профессиональной деятельности в космическом полете.
Ключевые слова: гермокамерная изоляция, длительная изоляция, SIRIUS-21, психофизиологичекие исследования.
Авиакосмическая и экологическая медицина. 2024. Т. 58. № 7. С. 12-27.
DOI: 10.21687/0233-528X-2024-58-7-12-27
|
|
|
Экспериментальные и общетеоретические исследования
Просвирнин А.В., Ружичко И.А., Орлов А.В., Астафьева С.Н., Дьяченко А.И., Суворов А.В. Изменения показателей сердечно-сосудистой системы по данным спировелоэргометрии у экипажа в условиях 8-месячной изоляции
|
|
|
В статье представлены результаты исследования влияния длительной (8-месячной) изоляции на показатели сердечно-сосудистой системы у гендерно-смешанного экипажа из 6 человек (3 мужчин, 3 женщины) в возрасте 29–43 лет. Цель работы – оценить динамику частоты сердечных сокращений (ЧСС), артериального давления (АД) и толерантности к нагрузкам в условиях ограниченного пространства.
Эксперимент проводился в герметичном объекте Наземного экспериментального комплекса (НЭК) ГНЦ РФ – ИМБП РАН в рамках проекта SIRIUS-21. Для объективизации физических возможностей и состояния кардиореспираторной системы использовалась спировелоэргометрия с возрастающей дозированной нагрузкой, регистрацией электрокардиограммы, пульсоксиметрии и показателей АД. Тестирование проводили до начала изоляции, регулярно в течение 8 мес (в конце каждого месяца) и после завершения эксперимента.
Основные результаты свидетельствуют о снижении ЧСС в покое и при субмаксимальной нагрузке, что указывает на повышение функциональных резервов сердечно-сосудистой системы. Показатели систолического и диастолического АД у большинства участников оставались в пределах возрастной нормы с отдельными эпизодами кратковременного повышения, преимущественно у лиц мужского пола. Анализ динамики ЧСС и АД позволил сделать вывод о позитивном влиянии систематических тренировок на адаптацию организма к условиям длительной изоляции.
Полученные данные могут быть использованы при проектировании космических миссий, планировании тренировок в герметичных объектах, причем в более широком контексте – для лиц, работающих в удаленных и экстремальных условиях с ограниченными возможностями двигательной активности.
Ключевые слова: велоэргометрия, систолическое и диастолическое артериальное давление, SIRIUS-21, длительная изоляция.
Авиакосмическая и экологическая медицина. 2024. Т. 58. № 7. С. 28-34.
DOI: 10.21687/0233-528X-2024-58-7-28-34
|
|
|
Маркин А.А., Журавлева О.А., Кузичкин Д.С., Ничипорук И.А., Серова А.В., Кочергин А.Ю., Журавлева Т.В., Логинов В.И. Метаболические, гемостатические, психологические и гендерные особенности адаптации участников эксперимента SIRIUS-21 к условиям 240-суточной изоляции в гермообъекте
|
|
|
В эксперименте SIRIUS-21 с 240-суточной изоляцией 3 мужчин и 2 женщин в гермообъекте с искусственно заданными параметрами среды обитания осуществлялась имитация пилотируемого полета к Луне, операторской деятельности на окололунной орбите и работ на поверхности ближайшего спутника Земли.
Изучались особенности обмена веществ, реакций системы гемостаза, взаимовлияние психологических и метаболических аспектов адаптации организма здорового человека к моделируемым условиям. Исследовались гендерные особенности адаптации членов экипажа.
Динамика биохимических показателей в крови участников эксперимента свидетельствовала о том, что их 240-суточное пребывание в гермообъекте сопровождалось стрессорной реакцией со снижением интенсивности процессов гликолиза, стойкой гиперкальциемией, усилением буферной функции креатинкиназной системы, дефицитом макроэргических соединений, магния и эссенциальных микроэлементов. Неблагоприятные изменения метаболических реакций у членов экипажа частично нивелировались физическими тренировками, профилактическое действие которых заключалось в нормализации содержания в крови эссенциальных микроэлементов и подавлении процессов атерогенеза. Однако тренировки имели и негативный эффект, который выражался в формировании симптомокомплекса гипогидратации. Изменения показателей гемостаза отражали замедление свертывания крови по внешнему пути, повышение потенциала внутреннего пути коагуляционного каскада и конечного этапа процесса свертывания, а также снижение интенсивности процессов фибринообразования и фибринолиза, что указывало на адаптивный характер процессов в системе гемостаза, развивающихся в ранние и средние сроки экспериментального воздействия.
Снижение нервно-психической устойчивости, признаки психологического дискомфорта и ослабления энергетического потенциала, выявленные взаимосвязи между психологическими и биохимическими параметрами свидетельствуют о наличии умеренно выраженного стресса у членов международного экипажа в эксперименте SIRIUS-21. Различия антропометрических, психофизиологических показателей и состава тела обследуемых мужчин и женщин в условиях изоляции отражали повышение и большую выраженность тревожности у женщин. При этом у женщин отмечали значительно более высокую скорость обработки цифровой информации по сравнению с мужчинами, что в основном свидетельствовало об их лучшей адаптации к условиям изоляции.
Несмотря на стрессорную реакцию, личностный потенциал и физиологические ресурсы организма позволяли участникам эксперимента эффективно адаптироваться к моделируемым условиям, сохранять оптимальный уровень работоспособности и операторской деятельности.
Ключевые слова: изоляция в гермообъекте, метаболизм, гемостаз, психологическое тестирование, адаптация, гендерные различия.
Авиакосмическая и экологическая медицина. 2024. Т. 58. № 7. С. 35-46.
DOI: 10.21687/0233-528X-2024-58-7-35-46
|
|
|
Тимме Е.А., Кокуева М.А., Фомина Е.В. Метод численного анализа физиологического ответа кардиореспираторной системы человека на интервальную физическую нагрузку в локомоторном тесте на беговой дорожке
|
|
|
Предложен метод оценки физиологического ответа кардиореспираторной системы человека на интервальные физические нагрузки и динамики его изменения в процессе изоляционного эксперимента «Сириус-21» при помощи идентификации передаточной функции по экспериментальным данным и расчета ее параметров.
В исследовании использовались результаты 9 локомоторных тестов одного из участников эксперимента. Данные скорости движения испытуемого на беговой дорожке рассматривались как вход модели, а данные потребления кислорода – как выход модели. Была найдена оптимальная структура передаточной функции, описывающая данные эксперимента и определены ее 5 параметров для каждого теста. Динамика параметров свидетельствовала о снижении «физиологической стоимости» локомоторного теста к концу изоляционного эксперимента, что показывает эффективность кардиореспираторной адаптации организма к интервальным нагрузкам умеренной интенсивности, которые применялись в тренировочной программе в условиях изоляции.
Предложенный метод оценивает эффективность физиологического ответа организма на интервальные физические нагрузки и может быть использован в автоматизированных системах поддержки принятия решений для профилактики негативных последствий воздействия невесомости на человека.
Ключевые слова: интервальная физическая нагрузка, передаточная функция, потребление кислорода, идентификация системы.
Авиакосмическая и экологическая медицина. 2024. Т. 58. № 7. С. 47-52.
DOI: 10.21687/0233-528X-2024-58-7-47-52
|
|
|
Власова Д.Д., Садова А.А., Рыкова М.П., Антропова Е.Н., Кутько О.В., Шульгина С.М., Орлова К.Д., Шмаров В.А., Уткин К.В., Пономарёв С.А. Влияние длительной изоляции человека в замкнутом гермообъекте на экспрессию генов системы NOD-подобных рецепторов врожденного иммунитета человека
|
|
|
В представленной работе проведено исследование экспрессии генов системы NOD-подобных рецепторов (NLR) врожденного иммунитета 6 практически здоровых добровольцев-испытуемых в возрасте от 28 до 44 лет в рамках 240-суточного изоляционного эксперимента SIRIUS-21.
Работоспособность NLR-системы врожденного иммунитета оценивалась на основании изменений в экспрессии генов, кодирующих NLR-рецепторы, белки их сигнальных каскадов, белки-участники NF-?B, AP-1, MAPK-путей.
При анализе полученных результатов выявлено разнонаправленное влияние факторов длительной изоляции на экспрессию генов данной системы рецепторов. Длительная изоляция инициировала образование белкового комплекса инфламмасомы, что приводит в последующем к развитию воспалительной реакции.
Ключевые слова: NOD-подобные рецепторы, образ-распознающие рецепторы, врожденный иммунитет, космический полет, космическая биология, экспрессия генов.
Авиакосмическая и экологическая медицина. 2024. Т. 58. № 7. С. 53-61.
DOI: 10.21687/0233-528X-2024-58-7-53-61
|
|
|
Ильин В.К., Соловьева З.О., Комиссарова Д.В., Морозова Ю.А., Шеблаева А.С., Усанова Н.А., Кривоногов И.А., Скедина М.А. Микробиологические исследования в эксперименте SIRIUS-21
|
|
|
Работа посвящена изучению состояния микрофлоры кишечника, верхних дыхательных путей, кожных покровов, зубочелюстной системы и влагалища участниц 8-месячного изоляционного эксперимента SIRIUS-21, использовавших пероральный аутопробиотический препарат на основе Lactobacillus spp., аутопробиотический препарат на основе S. salivarius на различных этапах изоляции для коррекции микрофлоры различных биотопов.
Были обследованы 5 испытуемых, участвовавших в 240–суточном изоляционном эксперименте SIRIUS-21. Исследовалась микрофлора следующих биотопов: кишечник, верхние дыхательные пути (ВДП), ушные раковины, влагосодержащие участки кожи, микробиота зева и зубочелюстной системы, микрофлора волосистой части головы. У участниц также исследовалась микрофлора влагалища и цервикального канала.
В результате проведенного исследования было установлено, что профилактический прием аутопробиотического напитка на основе лактобацилл для коррекции микрофлоры кишечника в период острой адаптации (0–14-е сутки изоляции) и в конце эксперимента (перед выходом экипажа из гермообъекта) оказывал стабилизирующий благоприятный эффект на микрофлору данного биотопа. При анализе данных из носовой полости выявлено, что количество условно-патогенного Staphylococcus spp. в носовой полости имело 2 пика на протяжении изоляции: в начале (к 30-м суткам эксперимента) и в конце (на 180-е и 210-е сутки изоляции). Достоверные различия отмечены по количеству Staphylococcus spp. на волосистой части головы у участников изоляционного эксперимента. При этом количество стафилококков на волосистой части головы имело 2 пика за весь эксперимента: на входе (0-е сутки) и на 180-е сутки изоляции. Анализ данных по биотопам «ушная раковина» и «влагосодержащие участки кожи» не обнаружил достоверных различий по количеству микроорганизмов в течение изоляции. Результаты анализа вагинальной микрофлоры и микрофлоры цервикального канала показали, что длительная изоляция является фактором риска возникновения хронических воспалительных заболеваний влагалища, связанного с увеличением количества анаэробных и факультативных анаэробных условно-патогенных видов, снижением количества протективных Lactobacillus spp. после изоляции. Наибольшую эффективность аутопробиотический препарат на основе S. salivarius, нацеленный на поддержание микробиоты зубочелюстной системы, оказывал на показатели слюны.
Ключевые слова: микрофлора, изоляционные эксперименты, кишечник, влагалищная флора, пробиотики, аутопробиотики.
Авиакосмическая и экологическая медицина. 2024. Т. 58. № 7. С. 62-71.
DOI: 10.21687/0233-528X-2024-58-7-62-71
|
|
|
Шотаро Доки, Д. Счастливцева, Дайсуке Хори, Цукаса Такаши, Норишиге Канаи, Вакако Мигаки, Акари Фуджии, Мами Ишицука, Асако Мацуура, Хотака Цукада, Сатоши Учида, Тошиа Хаяшида, Соума Нишимура, Реем Аль Ассаад, Марал Соронзонбольд, Ичиё Мацузаки, Шин-ичиро Сасахара. Оценка активности мозга во время когнитивных тестов в эксперименте SIRIUS-21
|
|
|
Цель: Длительное нахождение в изоляции в ограниченном пространстве в условиях лунной базы или полета на Марс в сочетании с недостаточным общением и небольшими возможностями возвращения в случае критической ситуации могут привести к сильному нервно-психическому стрессу вследствие постоянных межличностных взаимодействий и изоляции от Земли. Психологический стресс может оказывать негативное влияние на ход экспедиции, успешность которой будет в значительной степени зависеть от способности экипажа справляться с трудностями. Для измерения уровня мозговой активности в исследовании использовали функциональную близкую к инфракрасной спектроскопию (fNIRS) в качестве метода обнаружения нервно-психического стресса. Цель состояла в оценке изменений мозговой активности у членов экипажа, принимавших участие в международном научном исследовании на базе уникального наземного комплекса в рамках проекта SIRIUS-21.
Метод: Исследования методом fNIRS проводили одновременно с выполнением когнитивных тестов шестью участниками экипажа SIRIUS-21. Исследования повторяли шесть раз: до входа в гермокамеру, 4 раза в течение периода изоляции и после выхода из гермокамеры. С помощью двухканального аппарата fNIRS измеряли абсорбцию оксигемоглобина во фронтальном отделе на фоне выполнения когнитивного теста.
Результаты: Вследствие нескольких неточностей измерений более двух валидных точек было получено только у 3 членов экипажа. Изменения величины средних концентраций оксигемоглобина до, во время и после выполнения когнитивных тестов до изоляции не были обнаружены. Однако в период изоляции были отмечены повышения средних концентраций оксигемоглобина во время когнитивных тестов.
Вывод: По техническим причинам данные 3 членов экипажа, полученные в двух точках исследования, были включены в процесс обработки. При сравнении концентраций оксигемоглобина до и во время изоляции нами обнаружено, что мозговая активность была более высокой во время изоляции, чем до нее. Это наблюдение может указывать на то, что длительная изоляция в ограниченном пространстве может вызывать различия в активации мозга.
Ключевые слова: ограниченное пространство, fNIRS (функциональная близкая к инфракрасной спектроскопия), SIRIUS-21, моделирование, психологический стресс.
Авиакосмическая и экологическая медицина. 2024. Т. 58. № 7. С. 72-78.
DOI: 10.21687/0233-528X-2024-58-7-72-78
|
|
|
|