СОДЕРЖАНИЕ
Обзоры
Рюмин О.О., Войтенко А.М., Котов О.В., Баландин В.С. Межпланетная миссия: сохранение профессиональных навыков у космонавтов
|
|
|
В статье рассматриваются вопросы безопасности межпланетных экспедиций с точки зрения сохранения профессиональных навыков космонавтов в процессе всего полета, которые являются функциональной основой деятельности человека-оператора. Рассмотрены причины их возможной деавтоматизации и предложения по профилактике в полете.
Ключевые слова: безопасность профессиональной деятельности, межпланетный полет, профессиональные навыки, деавтоматизация, сенсомоторные реакции, профилактика.
Авиакосмическая и экологическая медицина. 2025. Т. 59. № 6. С. 5-11.
DOI: 10.21687/0233-528X-2025-59-6-5-11
|
|
|
Левинских М.А. Растения как модельные объекты исследований в космической биологии. Часть I. Арабидопсис Таля (ARABIDOPSIS THALIANA (L.) HEYNH)
|
|
|
В серии обзорных статей будут представлены результаты исследований влияния факторов космического полета на онтогенетические и физиологические характеристики основных модельных растений (арабидопсис, короткоцикличное растение брассика рапа, пшеница, горох, листовая культура мизуна), задействованных в качестве объектов при проведении экспериментов в различных оранжерейных устройствах на борту космических аппаратов. В представленной статье приведены данные отечественных и зарубежных ученых о влиянии микрогравитации и иных факторов космического полета на особенности роста, развития, метаболизма, фото- и гравитропические реакции растения арабидопсис (Arabidopsis thaliana (L.) Heynh.).
В обзоре отражено, что это растение активно применялось в качестве модельного при проведении полетных экспериментов на различных летательных аппаратах в течение 40 последних лет. Эксперименты с использованием арабидопсиса впервые показали, что высшие растения в условиях космического полета могут осуществлять не только вегетативные функции, но и нормально проходить все стадии генеративного развития и формировать биологически полноценные семена. Применение современных молекулярно-генетических методов позволило установить, что реакция растений арабидопсиса на условия космического полета является органоспецифической и в целом схожа по своим проявлениям с реакцией растения на разнообразные экологические стрессы в земных условиях.
Ключевые слова: космическая биология растений, космические оранжереи, арабидопсис (Arabidopsis thaliana (L.) Heynh.), онтогенез.
Авиакосмическая и экологическая медицина. 2025. Т. 59. № 6. С. 12-22.
DOI: 10.21687/0233-528X-2025-59-6-12-22
|
|
|
Экспериментальные и общетеоретические исследования
Рукавишников И.В., Шигуева Т.А., Томиловская Е.С. Влияние 5-суточной опорной разгрузки на выраженность протрузий и сколиотических искривлений позвоночника
|
|
|
Статья посвящена результатам исследований выраженности протрузий межпозвонковых дисков и сколиотических искривлений позвоночника методом магнитно-резонансной томографии в условиях глубокой опорной и аксиальной весовой разгрузки – «сухой» иммерсии (СИ).
Исследования с участием 8 здоровых добровольцев мужского пола проводили до начала «сухой» иммерсии, а также на 3-и и 5-е сутки иммерсионного воздействия. Выявлено, что уже после 3 сут иммерсионного воздействия наблюдается достоверное уменьшение величины протрузий межпозвонковых дисков в шейном, грудном и поясничном отделах позвоночника, уменьшение выраженности сколиотических искривлений в шейном отделе. Указанные изменения становились еще более выраженными после 5 сут иммерсионного воздействия. Полученные результаты впервые демонстрируют столь существенный морфометрический эффект в отношении протрузий и сколиотических изменений.
Представленные закономерности открывают новые перспективы для разработки реабилитационных программ при дегенеративных заболеваниях позвоночника, профилактики профессиональных вертеброгенных нарушений и создания новых методов коррекции сколиотических деформаций.
Ключевые слова: «сухая» иммерсия, межпозвонковые протрузии, сколиоз, опорная разгрузка, аксиальная разгрузка.
Авиакосмическая и экологическая медицина. 2025. Т. 59. № 6. С. 23-30.
DOI: 10.21687/0233-528X-2025-59-6-23-30
|
|
|
Кокуева М.А., Бахтерева В.Д., Фомина Е.В. Определение эффективности новых подходов к профилактике гиподинамии и изоляции в годовом эксперименте SIRIUS-23
|
|
|
Проведено исследование эффективности индивидуального подхода к профилактике негативного влияния длительной изоляции в эксперименте SIRIUS-23 продолжительностью 12 мес.
Для профилактики негативных влияний сниженного уровня двигательной активности проводились периодические физические тренировки стандартной (30 мин) и укороченной продолжительности (15 мин), подобранные индивидуально для каждого участника эксперимента. В исследовании приняли участие 6 членов экипажа, 2 мужчин и 4 женщины в возрасте от 26 до 38 лет. Уровень физической работоспособности оценивался с использованием максимального нагрузочного теста на беговой дорожке до, во время и после изоляции. Индивидуальные протоколы тренировок были разработаны на основе этого теста и регулярно корректировались в ходе изоляции после каждой тестовой сессии.
Анализ результатов исследования показал эффективность применяемой программы тренировок в противодействии сниженному уровню двигательной активности испытуемых во время изоляции. Чередование периодов тренировок стандартной и укороченной продолжительности привело к достоверному снижению частоты сердечных сокращений на стандартной ступени нагрузочного тестирования относительно фоновых значений в соответствии с принципом волнообразности и вариативности тренировочных нагрузок.
Необходимо дальнейшее исследование эффективности укороченных протоколов тренировок самостоятельно и в сочетании с тренировками стандартной продолжительности в условиях космического полета для применения в ситуациях дефицита времени у экипажа и повышения эффективности профилактики негативных эффектов невесомости.
Ключевые слова: длительная изоляция, гиподинамия, индивидуальные тренировки, беговая дорожка, велоэргометр, физическая работоспособность.
Авиакосмическая и экологическая медицина. 2025. Т. 59. № 6. С. 31-43.
DOI: 10.21687/0233-528X-2025-59-6-31-43
|
|
|
Ратушный А.Ю., Матвеева Д.К., Ездакова М.И. Секретом мультипотентных мезенхимальных стволовых/стромальных клеток пупочного канатика при стресс-индуцированном клеточном старении
|
|
|
В последние годы мультипотентные мезенхимальные стволовые/стромальные клетки пупочного канатика (пкМСК) привлекают внимание как перспективный инструмент регенеративной медицины. Однако их терапевтический потенциал может ограничиваться клеточным старением, сопровождающимся изменением секреторного профиля. В данном исследовании изучены особенности старения пкМСК, индуцированного митомицином С.
Эксперименты показали, что сенесцентные пкМСК (пкМСК, подвергнутые клеточному старению) приобретают характерные черты старения: измененную морфологию, повышенную активность ?-галактозидазы и уровень окислительного стресса. Наиболее значительные изменения наблюдались в секреторном профиле клеток – так называемом SASP (senescence-associated secretory phenotype). Анализ выявил резкое увеличение провоспалительных белков (MIP-1?, G-CSF, GM-CSF, IL-6, IL-8, MCP-1) при одновременном снижении регенеративных молекул SDF-1?. Сходные данные были получены и на уровне экспрессии генов.
Полученные данные подчеркивают, что сенесцентные пкМСК характеризуются выраженным провоспалительным и хемотаксическим секретомом, что, вероятно, может усиливать паракринное старение и хронизацию воспаления в микроокружении. Эти выводы вносят вклад в понимание биологии старения стволовых клеток и важны для разработки безопасных клеточных терапевтических продуктов.
Ключевые слова: мультипотентные мезенхимальные стволовые/стромальные клетки пупочного канатика (пкМСК), клеточное старение (сенесценция), секреторная активность.
Авиакосмическая и экологическая медицина. 2025. Т. 59. № 6. С. 44-49.
DOI: 10.21687/0233-528X-2025-59-6-44-49
|
|
|
Голубкова М.А., Огнева И.В. Влияние симулированной невесомости на факторы, регулирующие пул фолликулярных клеток в яичниках Drosophila Melanogaster
|
|
|
Симулированная невесомость способна влиять на образование фолликулярных клеток, необходимых для формирования яйцевых камер в яичниках плодовой мушки. Ключевым морфогеном этого процесса является гомолог белка Wnt млекопитающих – Wingless (Wg). Поэтому определяли относительное содержание морфогена Wg и α-спектрина в яичниках 5-суточных Drosophila melanogaster, экспонированных на машине случайного позиционирования в течение 79 ч.
Согласно полученным результатам, воздействие симулированной невесомости в течение 79 ч привело к снижению относительного содержания морфогена Wg на 16 % относительно контрольных значений. Причем содержание α-спектрина не претерпело изменений и было на уровне контроля.
Результаты, полученные в данной работе, могут иметь значение для понимания механизмов гравитационного ответа клеток, участвующих в оогенезе Drosophila melanogaster.
Ключевые слова: оогенез, цитоскелет, симулированная невесомость, Drosophila melanogaster.
Авиакосмическая и экологическая медицина. 2025. Т. 59. № 6. С. 50-54.
DOI: 10.21687/0233-528X-2025-59-6-50-54
|
|
|
Печкова М.Г., Кирюхина О.О., Кондаков И.П., Тарасова О.С. Исследование изменений сократительной активности портальной вены мыши при перевязке общего желчного протока
|
|
|
Патологические изменения ткани печени при различных заболеваниях, включая обструктивный холестаз, часто приводят к повышению давления в портальной вене – развитию портальной гипертензии. Сходные изменения ткани печени и портального кровообращения наблюдаются у людей и лабораторных грызунов в условиях гравитационной разгрузки. Цель данной работы – исследование изменений сократительной активности кольцевого мышечного слоя стенки портальной вены мыши при портальной гипертензии, вызванной перевязкой общего желчного протока.
Через 14 дней после перевязки протока у мышей наблюдались активация процессов фиброгенеза в печени и повышение содержания биохимических маркеров печеночного повреждения в крови, а также увеличение массы селезенки, что указывает на развитие портальной гипертензии. Изолированные кольцевые препараты портальной вены мышей с перевязкой желчного протока демонстрировали повышение максимальной сократимости на фенилэфрин при одновременном снижении чувствительности к этому агонисту. Также у мышей с перевязкой протока наблюдалось ослабление эндотелий-зависимого расслабления вены на ацетилхолин в результате уменьшения компонента реакции, обусловленного действием NO, несмотря на компенсаторное увеличение чувствительности гладкой мышцы к NO.
Полученные результаты свидетельствуют о развитии выраженных функциональных нарушений в портальной вене при повреждении печени и могут быть полезными для понимания механизмов изменений портального кровообращения в условиях микрогравитации.
Ключевые слова: портальная вена, мышь, обструктивный холестаз, микрогравитация, адренорецепторы, эндотелий, оксид азота
Авиакосмическая и экологическая медицина. 2025. Т. 59. № 6. С. 55-62.
DOI: 10.21687/0233-528X-2025-59-6-55-62
|
|
|
Арокина Н.К., Беляков А.В., Семенов Д.Г. Гипоксическое прекондиционирование способствует поддержанию кардиореспираторных функций крыс при глубокой гипотермии in vivo
|
|
|
Тяжелая гипоксия и глубокая гипотермия вызывают повреждение клеток и нарушение функций организма. Известно, что умеренный превентивный стресс (прекондиционирование) одной природы может защитить клетки от последующего пагубного воздействия иной природы.
Эксперименты осуществлены на наркотизированных крысах-самцах линии Wistar. Цель работы – исследование возможного протективного влияния прекондиционирующей умеренной гипобарической гипоксии (УГГ) на динамику угнетения кардиореспираторных функций крыс в ходе охлаждения в воде до остановки дыхания. Одна группа животных подвергалась умеренной гипобарической гипоксии (УГГ), другая служила контролем. УГГ создавали в барокамере с разрежением воздуха, соответствующим высоте 5000 м; длительность процедуры составляла 2 ч, проводилась 1 раз в день, в течение 3 суток. На 4-е сутки все крысы подвергались наркозу и охлаждению до остановки дыхания в воде при температуре 9,2 ± 0,5 °С. Измеряли частоту дыхания и сердечных сокращений, температуру в прямой кишке и в пищеводе, степень сатурации гемоглобина артериальной крови кислородом.
Впервые отмечено, что у гипоксически прекондиционированных крыс холодовая остановка дыхания происходила при более низкой температуре тела и на больших сроках гипотермической экспозиции. Причем время охлаждения крыс группы УГГ увеличилось за счет последней стадии охлаждения, когда частота дыхания и сердечных сокращений поддерживались на низком уровне. Результат указывает на возможность использования нейропротективного гипоксического прекондиционирования для поддержания кардиореспираторных функций гомойотермного организма в условиях глубокого охлаждения.
Ключевые слова: гипоксическое прекондиционирование, гипотермия, кардиореспираторные функции, крысы.
Авиакосмическая и экологическая медицина. 2025. Т. 59. № 6. С. 63-70.
DOI: 10.21687/0233-528X-2025-59-6-63-70
|
|
|
Тихомирова Н.А., Ушакова С.А., Трифонов С.В., Анищенко О.В., Тихомиров А.А. Влияние интенсивности ФАР в разные периоды вегетации на фотосинтетическую продуктивность пшеницы, культивируемой для условий БТСЖО на растворах минерализованных экзометаболитов человека
|
|
|
Исследовано влияние интенсивности фотосинтетически активной радиации (ФАР) в разные периоды вегетации на фотосинтетическую продуктивность растений пшеницы при выращивании на несменяемых растворах, приготовленных на основе жидких продуктов минерализации экзометаболитов человека, применительно к биолого-техническим системам жизнеобеспечения (БТСЖО). Объектом исследования была мягкая пшеница Triticum aestivum L. линии 232 селекции Г.М. Лисовского, выведенная специально для выращивания в БТСЖО. Растения выращивали в герметизируемой вегетационной камере методом гидропоники с использованием гранул из кремнекислого циркония диаметром 0,8 см при круглосуточном освещении. Интенсивность света на уровне верхних листьев растений составляла 700, 1100 или 1500 мкмоль/(м2·с) ФАР.
Реакцию ценозов растений пшеницы на интенсивность ФАР в разные периоды вегетации оценивали по структуре и биомассе растений, их минеральному составу, CO2 газообмену и скорости поглощения макроэлементов из раствора. Показано, что на протяжении активного периода роста в возрасте от 8 до 50 сут видимое поглощение CO2 растениями пшеницы было максимальным при интенсивности ФАР 1100 мкмоль/(м2·с). При интенсивности ФАР 1500 мкмоль/(м2·с) у растений пшеницы нарушался механизм ионного гомеостатирования в период роста 19–26 сут, в результате в клетках растений в большом количестве накапливались ионы натрия. Это приводило к снижению количества побегов растений в возрасте 26 сут, а после 40 сут вегетации происходило ингибирование ростовых процессов, видимый фотосинтез резко уменьшался, к 57-м суткам падал практически до 0, наступало преждевременное старение растений. Представлена целесообразность управления фотосинтетической продуктивностью растений пшеницы за счет изменения интенсивности ФАР в течение вегетации.
Ключевые слова: интенсивность ФАР, Triticum aestivum L., утилизация экзометаболитов человека, биолого-техническая система жизнеобеспечения, рост растений, минеральное питание растений.
Авиакосмическая и экологическая медицина. 2025. Т. 59. № 6. С. 71-81.
DOI: 10.21687/0233-528X-2025-59-6-71-81
|
|
|
Мейгал А.Ю., Пескова А.Е., Герасимова-Мейгал Л.И. Влияние факторов «вертикальность», «устойчивость» и «опоры тела» на феномен Конштамма в дельтовидных мышцах человека
|
|
|
Феномен Конштамма, или постактивационный эффект (ПАЭ), сравнивался в дельтовидных мышцах человека в нескольких позициях: «стоя» (1), «стоя на носочках» (2), «стоя на податливом основании» (3), «сидя» (4), «сидя со свисающими ногами» (5) и «сидя с опорой на спинку стула» (6) посредством интерференционной электромиографии (иЭМГ). Эти позиции характеризуются комбинацией таких факторов, как «вертикальность», «опора на стопы» и «устойчивость».
Установлено, что наибольшее влияние оказал фактор «вертикальность», так как в позициях «стоя» (1–3) длительность ПАЭ была больше (46,5 ± 27,3 против 31,9 ± 21,0 с, p < 0,001), а латентный период короче (3,7 ± 2,3 против 4,9 ± 3,4 с, p < 0,01) по сравнению с позициями «сидя» (4–6). Фактор «опора на стопы» повлиял на длительность ПАЭ, так как в положениях 1, 2 и 4 («с опорой на стопы») длительность была больше (44,7 ± 26,2 против 24,7 ± 24,2, p < 0,05) по сравнению с положением 6 («с опорой на спинку стула»). Фактор «устойчивость» не повлиял на характеристики ПАЭ.
Оптимальной для индукции ПАЭ оказалась позиция «стоя», которая формируется за счет вертикального положения и опоры на стопы на твердом основании, что подтверждает участие гравитационного поля в формировании ПАЭ. Также латентность выглядит перспективным параметром, характеризующим ПАЭ.
Ключевые слова: феномен Конштамма, постактивационный эффект, интерференционная электромиограмма, «вертикальность», «опора на стопы», «устойчивость», позиция.
Авиакосмическая и экологическая медицина. 2025. Т. 59. № 6. С. 82-88.
DOI: 10.21687/0233-528X-2025-59-6-82-88
|
|
|
Азаркин М.Ю., Теркулов А.Р., Толочек Р.В., Шуршаков В.А. Моделирование дополнительной защиты от ионизирующего космического излучения при орбитальном полете
|
|
|
В работе представлено исследование эффективности защиты из композитного материала от ионизирующего космического излучения (ИКИ) при моделировании по методу Монте-Карло в программном пакете Geant4, учитывающем широкий круг физических процессов, включая развитие адронных ливней. Моделирование было проведено на примере модели служебного модуля (СМ) Международной космической станции (МКС).
Были рассчитаны поглощенные и эквивалентные дозы внутри защитного контейнера в зависимости от толщины его стенки и его расположения в местах СМ с разной степенью защищенности. Увеличение толщины корпуса и защитного контейнера приводят к значительному уменьшению дозы внутри защитного контейнера, однако темп спада доз замедляется с ростом защищенности, что связано с нарастающим абсолютным вкладом от галактических космических лучей. Сравнение расчетных значений факторов защиты с имеющимися экспериментальными данными, в частности с экспериментом «Защитный композит», демонстрирует удовлетворительное согласие.
Ключевые слова: космическая радиация, расчеты Geant4, Международная космическая станция, радиационная защита.
Авиакосмическая и экологическая медицина. 2025. Т. 59. № 6. С. 89-95.
DOI: 10.21687/0233-528X-2025-59-6-89-95
|
|
|
Методики
Мызников И.Л., Лесова Е.М., Рогованов Д.Ю., Набоков Н.Л. Применение структурного анализа в электроэнцефалографии
|
|
|
Для оценки уровня ортостатической устойчивости организма человека предложен и использован количественный показатель, рассчитываемый как отношение величины систолического артериального давления (САД) к частоте Применение новых математических подходов к анализу электроэнцефалограммы (ЭЭГ) повышает ее диагностические возможности и позволяет выявить «переходные» состояния по ЭЭГ-сигналу.
В данной работе рассмотрен подход, который ранее был адаптирован И.Л. Мызниковым к медико-биологическим исследованиям на основе индекса Рябцева как наиболее разработанной в оценочном плане методики.
В статье продемонстрированы возможности применения структурного анализа в исследовании активности мозга на основе записи ЭЭГ-сигнала у практически здоровых людей.
Запись ЭЭГ проводилась по схеме «10–20», монтаж монополярный с объединенным ушным электродом. Анализировалась структура волновой активности в отведениях: фронтальных, центральных, темпоральных, окципитальных в 10-секундных эпохах. Выделялись: γ-ритм, α-ритм, β 1- и β 2-ритмы, Δ-ритм, θ-ритм. По доли в общей мощности частотных диапазонов этих ритмов оценивался вклад каждого из них в процентах. По динамике этой структуры ритмов оценивалась эволюция спектра при записи ЭЭГ.
Ключевые слова: морская медицина, физиология труда, нейрофизиология, структурный анализ, переходные состояния, функциональная асимметрия мозга, электроэнцефалограмма.
Авиакосмическая и экологическая медицина. 2025. Т. 59. № 6. С. 96-100.
DOI: 10.21687/0233-528X-2025-59-6-96-100
|
|
|
|