Значимые результаты и публикации 2005 года

Специалистами Института успешно выполнен необходимый объем работ по медицинскому и санитарно-гигиеническому обеспечению экипажей 10-й (194 суток) и 11-й (179 суток) основных экспедиций и двух экспедиций посещения и реализации национальной программы медико-биологических исследований и экспериментов на российском сегменте Международной космической станции (МКС). Разработанный в Институте комплекс профилактических мероприятий способствовал поддержанию здоровья и работоспособности космонавтов и выполнению полетной программы в запланированном объеме, включая выходы в открытый космос. При реализации Программы медико-биологических исследований и экспериментов на российском сегменте МКС получены новые результаты, необходимые для решения фундаментальных проблем космической биологии и медицины и дальнейшего совершенствования медицинского обеспечения пилотируемых полетов.

Впервые в условиях космического полета на борту МКС получено четыре последовательных поколения семян генетически маркированной линии гороха (Pisum Sativum). Показано, что характеристики роста и развития растений гороха различных линий при выращивании в течение полного цикла онтогенеза в космической оранжерее "Лада" также существенным образом не изменяются по сравнению с наземным контролем. С использованием метода RAPD - праймеров по 10 маркерам и анализа хромосомных аберраций впервые показано, что у растений, прошедших три полных цикла развития в условиях космического полета, не выявлен генетический полиморфизм, что позволяет говорить об отсутствии влияния факторов космического полета на генетический аппарат растений в первом-третьем "космическом" поколениях. Анализ результатов по выращиванию четырех последовательных генераций гороха линии 131 свидетельствует о том, что растения могут длительное время (до двух лет) выращиваться в условиях космического полета без потери репродуктивных функций и формировать при этом жизнеспособные семена (д.б.н. Сычев В.Н., д.б.н. Левинских М.А., совместно с биологическим факультетом МГУ и Университетом штата Юта, США).

Впервые в процессе длительного (в течение 204 суток) экспонирования на внешней поверхности Международной космической станции систем "микроорганизмы - искусственные субстраты" установлена возможность сохранения жизнеспособности споровых форм бактерий рода Bacillus и микроскопических грибов рода Aspergillus и Penicillium в условиях открытого космического пространства (д.б.н. Новикова Н.Д.).

Выявлено достоверное снижение точностных и скоростных характеристик и увеличение временных параметров реакции зрительного слежения у космонавтов в ходе и после длительных полетов. В условиях моделирования эффектов микрогравитации (7-суточная иммерсия) у человека впервые установлен факт кардинального изменения функциональной организации произвольных окуломоторных реакций при относительной неизменности характеристик глазо-двигательных реакций - саккад и антисаккад: предшествующие ответу изменения активности ЭЭГ, локализованные до иммерсии в левом полушарии головного мозга (контралатеральном ведущему глазу), перемещаются в правое полушарие (до иммерсии неактивное), что свидетельствует об изменении стратегии программирования двигательного ответа. Разработан метод компьютерной тренировки фиксационного рефлекса и удержания взора на видимых и воображаемых мишенях, существенно расширяющий диагностические возможности исследования точности и надежности зрительного слежения (член-корр. РАН, д.м.н. Козловская И.Б., д.м.н. Корнилова. Л.Н.).

Обнаружено, что новый отечественный лекарственный препарат мексидол обладает противоукачивающими свойствами у человека и животных. Он способен прямо влиять на большую часть нейронов медиального вестибулярного ядра; при этом угнетающее влияние препарата на клетки в более чем половине случаев реализуется через ГАМК-рецепторы. В 42% нейронов мексидол ослабляет вызванные ответы на адекватное раздражение вестибулярного аппарата. Этот феномен может лежать в основе механизма противоукачивающего действия препарата (акад. РАМН, д.м.н. Шашков В.С., д.м.н. Яснецов В.В.).

Исследование функции почек у здоровых добровольцев показало, что пероральный прием синтетического аналога вазопрессина в условиях антиортостаза способствует закономерной задержке жидкости организмом и поддержанию объема циркулирующей плазмы. При этом не выявлено активации ренин-альдостероновой системы. Прием препарата приводил к меньшему снижению постуральной устойчивости обследуемых по сравнению с контрольной группой. В большей степени этот эффект был обусловлен перераспределением внеклеточной жидкости (д.м.н. Ларина И.М.).

Обнаружены новые аспекты работы сигнального механизма кальцинейрин/NFAT, управляющего экспрессией миозиновых генов при гравитационной разгрузке. Показано, что хроническя блокада медленных кальциевых каналов с помощью нифедипина предотвращает физиологически значимое повышение концентрации ионов кальция в мышечном волокне скелетных мышц крыс при вывешивании. Установлено, что нифедипин позволяет снизить степень атрофии и сохранить синтез медленного миозина в мышечных волокнах в этих условиях. Выявленные эффекты связаны с предотвращением перехода из цитоплазмы в мышечное ядро кальций-зависимого фактора транскрипции генов тяжелых цепей миозина NFAT (д.б.н. Шенкман Б.С.).

На модели культивируемых мезенхимальных стволовых клеток (МСК) из костного мозга человека показано, что длительная (7 суток) рандомизация вектора гравитации приводит к угнетению пролиферативной активности клеток-предшественников и перестройке архитектоники фибриллярного актина, начиная со 2-4 часа воздействия. Модификация цитоскелета в ответ на изменение гравитационной стимуляции сопровождалась изменением формы МСК и экспрессии некоторых клеточных маркеров (CD105, HLA class 1). Полученные данные, а также повышение продукции интерлейкина-6 при клиностатировании, подтверждают предположение о чувствительности адгезивных клеток-предшественников к изменению гравитационного фактора, и открывают новые перспективы в исследовании потенциала дифференцировки и направления коммитирования стволовых клеток человека в условиях микрогравитации (д.м.н. Буравкова Л.Б.).

В экспериментах на крысах доказана безопасность применения воздушно-ксеноновой и воздушно-криптоновой сред для организма лабораторных животных при экспозиции в течение 24 ч под давлением 0,3 кГс/см2. Определена анестетическая концентрация ксенона для крыс - 20 объемных процентов при давлении в барокамере 4,0 кГс/см2. Впервые показано, что воздушно-криптоновая нормоксическая среда при давлении 3,0 кГс/см2 (в анестетической концентрации) не оказывает блокирующего воздействия на полный цикл развития яиц японского перепела при экспозиции до 17 суток (д.м.н. Павлов Б.Н.).

Разработан и изготовлен макетный образец системы регенерации газовой среды гермообъекта, обеспечивающий возможность преобразования энергии химических реакций регенеративных процессов в электрическую энергию. Проведен сравнительный анализ различных систем охлаждения термоэлектрических модулей и обоснован выбор системы с конвективной циркуляцией жидкости в газо-водяном теплообменнике с прямоточной схемой движения. Экспериментальным путем получены оптимальные соотношения производимой электрической мощности в зависимости от входной нагрузки и перепада температур на горячем и холодном спаях термоэлектрических модулей (к.т.н. Смирнов И.А.).

Разработан метод дисперсионного картирования ЭКГ (ДК ЭКГ), позволяющий выявлять начальные метаболические и коронарные изменения в миокарде, недоступные при традиционной электрокардиографической оценке. Сравнительные исследования здоровых лиц и пациентов с острым инфарктом миокарда методом ДК ЭКГ выявили существенные изменения дисперсионных характеристик миокарда у больных лиц (д.м.н. Баевский Р.М.).

Создана методология разработки новых тренажерных устройств и методик тренировки для развития заданных физических качеств человека, базирующаяся на комплексной методике тестирования состояния организма при физической работе, а также на программно-аппаратном комплексе регистрации биомеханических параметров тренировочного движения. Разработаны и созданы макетные образцы тренажерного устройства для скоростно-силовых тренировок и многофункционального велотренажера, предназначенные для работы как в концентрическом, так и в эксцентрическом режимах. Разработана методика эксцентрических тренировок в "щадящем" режиме. Созданные тренажерные устройства и методики тренировок и тестирования внедрены в практику подготовки высококвалифицированных спортсменов (д.м.н. Виноградова О.Л.).

В полном объеме введена в действие автоматическая система радиационного контроля на МКС, обеспечивающая космический экипаж количественной информацией о текущих и прогнозируемых радиационных условиях на рабочих местах, предупредительной сигнализацией об опасности и возможных защитных мероприятиях. В космическом эксперименте "Матрешка-Р" впервые получены данные о распределении доз по поверхности и глубине тканеэквивалентного шарового фантома. Обнаружен значительный перепад доз по поверхности фантома в зависимости от положения детекторов (к.ф-м.н Петров В.М., к.ф.-м.н. Шуршаков В.А.).

Опубликовано 191 статья, в том числе 57 - в зарубежных изданиях.

Основные публикации

Книги

  • Беркович Ю.А., Кривобок Н.М., Смолянина С.О., Ерохин А.Н. Космические оранжереи: настоящее и будущее. М.: Фирма "Слово", 2005. 368 с.
  • Ильин В.К., Воложин А.И., Виха Г.В. Колонизационная резистентность организма в измененных условиях обитания. М.: Наука, 2005. 325 с.
  • Смолин В.В., Соколов Г.М., Павлов Б.Н., Демчишин М.Д. Глубоководные водолазные спуски и их медицинское обеспечение. М.: Фирма "Слово", 2005. Т. 3.

    Статьи

    • Александрова Н.П., Баранов В.М., Тихонов М.А., Колесников В.И., Котов А.Н., Кочанов В.С. Влияние ортостатической гипокинезии на функциональное состояние диафрагмы крыс. //Рос. физиол. журн. им. И.М. Сеченова т.91 №11 с.1312-1319.
    • Виноградова О.Л., Зайцева В.В., Сонькин В.Д. Сравнительный анализ результатов ступенчатого бегового теста, выполняемого при вертикальном и горизонтальном положении тела. //Физиол. чел. 2005. Т. 31. № 6. С. 1-8.
    • Ворожцова С.В., Раков Д.В. Цитогенетические изменения в клетках млекопитающих после облучения протонами с энергией 1000 МэВ и гамма-лучами 137 cs. //Авиакосм. экол. мед. 2005. №3. С. 38-41.
    • Григорьев А.И. Ларина И.М. Доброхотов И.В. Буравкова Л.Б. Роль ренин-альдостероновой системы в реакции осморегуляции здоровых добровольцев на десмопрессин. //Физиол. чел. 2005. Т. 31. № 5. С. 110-116.
    • Ильина-Какуева Е.И. Динамика восстановления камбаловидной мышцы крыс после атрофии, вызванной вывешиванием. //Авиакосм. эколог. мед. 2005, Т. 39, № 2, С. 38-42.
    • Корнилова Л.Н., Алехина М.И., Темникова В.В., Reschke M., Васин А.В., Сагалович С.В., Малахов С.В., Наумов И.А., Козловская И.Б. Влияние длительного пребывания в условиях микрогравитации на вестибулярную и следящую функцию глаз. //Физиол. чел. 2005 . Т. 31. № 6. С. 45-
    • Котовская А.Р., Виль-Вильямс И.Ф., Фомина Г.А. Взаимосвязь физиологических реакций космонавтов при действии перегрузок +Gz на участке спуска с орбиты на Землю с гемодинамическими перестройками в условиях кратковременной невесомости. //Авиакосм. экол. мед. 2005. №2. С. 9-15.
    • Левинских М.А., Сычев В.Н, Дерендяева Т.А., Сигналова О.Б., Подольский И.Г., Гостимский С.А., Бингхем Г. Характеристика роста, развития и генетического статуса растений гороха при выращивании в космической оранжерее "Лада". //Авиакосм. экол. мед. 2005. Т. 39. № 6. С. 38-43
    • Мацнев Э.И., Сигалева Е.Э. Оценка эффективности препарата "Бетасерк" при экспериментальной болезни движения. //Вестн. оторинолар. 2005. № 6. С. 47-49.
    • Моруков Б.В., Ничипорук И.А., Третьяков В.С., Ларина И.М. Биохимические маркеры обмена костной ткани у космонавтов после продолжительного космического полета. //Физиол. чел. 2005. Т. 31. № 6. С. 1-6.
    • Немировская Т.Л., Шенкман Б.С., Краснов И.Б. Влияние длительной гипергравитации на скелетно-мышечную ткань крыс. //Росс. физиол. журн. им. И.М. Сеченова. 2005. Т. 91. №2. С.115-121.
    • Оганов В.С., Бакулин А.В., Новиков В.Е. Мурашко Л.М., Кабицкая О.Е. Изменения костной ткани человека в космическом полете. О возможных механизмах остеопении. //Остеопороз и остеопатии. 2005. №2. С. 2-5.
    • Серова Л.В. Приспособление к новым факторам среды: невесомость. //Усп. физиол. наук. 2005. Т. 36. № 2. С. 3-21.
    • Солдатов П.Э., Дадашева О.А., Гурьева Т.С., Лысенко Л.А., Ремизова С.Е. Воздействие аргонсодержащих гипоксических газовых сред на развитие эмбрионов японского перепела. //Авиакосм. экол. мед. 2005. №2. С. 25-28.
    • Фомина Г.А., Котовская А.Р., Почуев В.И., Жернавков А.Ф. Изменения гемодинамических механизмов, обеспечивающих ортостатическую устойчивость человека в длительных космических полетах. //Авиакосм. экол. мед. 2005. № 6. С. 9-16.
    • Цетлин В.В., Митрикас В.Г., Акатов Ю.А., Архангельский В.В., Тельцов М.В. Некоторые результаты мониторинга радиационных условий на борту РС МКС (2000-2003 гг.) //Косм. иссл. 2005. Т. 43. № 5. С. 1-5.
    • Шенкман Б.С., Немировская Т.Л., Мухина А.М., Подлубная З.А., Вихлянцев. А.В., Ардабьевская, Козловская И.Б., Григорьев А.И. Влияние инактивации мышц-антагонистов на атрофические процессы в m. soleus крысы в условиях гравитационной разгрузки. //Докл. акад. наук. 2005. Т. 400. №6. С. 840-843
    • Яснецов В.В., Смирнов Л.Д. Исследование противогипоксических и антиамнестических свойств новых производных 3-гидроксипиридина. //Вестн. нов. мед. технол. 2005. Т. 12. № 3-4. С. 100-101
    • Benghin V.V., Petrov V.M., Kireeva S.A., Markov A.V., Volkov A.N., Aleksandrin A.P., Panasjuk M.I., Kutuzov J.V., Morozov O.V., Teltsov M.V. Analysis of radiation dose increases caused by solar cosmic ray events observed by the radiation monitoring system on the russian segment of the international space station. //Adv. Space Res. 2005. V. 36. Р.1749-1752.
    • Berkovich Yu.A., Smolyanina S.O., Krivobok N.M., Erokhin A.N., Ivanov V.B. Impact of the altered light vector relative to gravity vector on plant growth and development. //Adv. Space Res. 2005. 36/7. Р.1319-1328.
    • Borovik A., Golubinskaya V., Tarasova O., Aalkjaer C., Nilsson H. Phase resetting of arterial vasomotion by burst stimulation of perivascular nerves //J. Vasc. Res. 2005. V.42. P.165-173.
    • Buravkova L.B., Romanov Yu.A., Rykova M.P., Grigorieva O.Yu., Cell-to-cell interactions in changed gravity: ground-based and flight research. //Acta Actronautica. 2005. № 57. Р. 67-74.
    • Gontcharov I.B., Kovachevich I.V., Pool S.L., Navinkov O.L., Barratt, Bogomolov V.V., House N. In-flight medical incidents in the NASA-Mir Program. //Aviat. Space Environ. Med. 2005. V.76. N 7. P.692-697.
    • Ilyin V.K. Microbiological status of cosmonauts during orbital spaceflights on Saljut and Mir orbital stations. //Acta Astronautica. 2005. N56. P. 839-850.
    • Petrov V.M. Problems of radiation norms development for manned Mars mission. //Adv. Space Research. 2005. v. 36. P.1737-1741.
    • Romanov Yu.A. Darevskaya A.N., Merzlikina N.V., Buravkova L.B. Mesenchymal stem cells from human bone marrow and adipose tissue: isolation. characterization and differentiation potentialities. //Cell. Technol. Biol. Med. 2005. N 3. Р. 138-143.
    • Smith S.M., Wastney M.E., O'Brien K.O., Morukov B.V., Larina I.M., Abrams S.A., DavisStreet J.E., Oganov V.S., Shackelford L.C. Bone markers calcium metabolism. and kinetics during extended duration space flight on the Mir space station. //J. Bone Min. Res. 2005. V.20. N2. Р.208-218.
    • Sayenko I. T., Miller I.B., Kozlovskaya I.B. Effect of artificial stimulation of foot support zones under support withdrawal conditions on characteristics of m. soleus H-reflex. //J. Gravit. Physiol. 2005. V.12. №1. P.89-90
    • Shenkman B.S., Moukhina A.M., Litvinov K.S., Nemirovskaya T.L. Non-uniform shifts in MHC and SERCA isoform patterns in unloaded rat soleus. Effects of Ca-binding agent. //J. Gravit. Physiol. 2005. V.12. N 1. P.119-120.
    • Thomsen J.S., Morukov B.V., Vico L., Alexander C., Saparin P.I., Gowin W. Cancellous bone structure of iliac crest biopsies following 370 days of head-down bed rest. //Aviat. Space Environ. Med. 2005. V.76. № 10. P. 915-922.