CC BY
46
• уменьшение роста или замедление темпов инфляции;
• совершенствование законодательства в сфере электронной торговли;
• развитие логистики;
• развитие онлайн-платформ.
Использованные источники:
1. АКИТ. Аналитика [Электронный ресурс]. - Электрон. дан. - Режим доступа: http: //www. akit. ru/cate gory/analytics/
2. Золотова Л.В., Лаптева Е.В., Портнова Л.В. Статистический анализ доходов, расходов и сбережений как показателей уровня жизни населения России // Финансовая экономика. 2018. № 5. С. 55-60.
3. Коган К.Е. Электронная коммерция в России: проблемы и перспективы // Современные наукоемкие технологии, 2004. -№ 4 - С. 101-104.
4. Лаптева Е.В., Золотова Л.В. Статистические методы исследования в экономике: учебн. пособие / Е.В. Лаптева, Л.В. Золотова. - Оренбург: ООО «ИПК Университет», 2013. - 171 с.
5. Лаптева Е.В., Портнова Л.В. Практикум по статистике: теория статистики и экономическая статистика. - Оренбург: ООО «ИПК Университет», 2016. -227 с.
6. Росстат [Электронный ресурс]. - Электрон. дан. - Режим доступа: http://www.gks.ru. (дата обращения 09.01.2019).
УДК 57.045
Михайлова П.А. Шикульский А. С. Нестеренко Т.С. Григорьев Д.
Амурская государственная медицинская академия
Россия, г. Благовещенск ВЛИЯНИЕ НЕВЕСОМОСТИ НА ВОЗНИКНОВЕНИЕ КОМПЕНСАТОРНО-ПРИСПОСОБИТЕЛЬНЫХ РЕАКЦИЙ РАЗЛИЧНЫХ ФУНКЦИОНАЛЬНЫХ СИСТЕМ ОРГАНИЗМА
КОСМОНАВТА
Ключевые слова: невесомость, космос, скелетная мускулатура, мочеполовая система, сердечно-сосудистая система, дыхательная система.
Резюме: Традиционно «отцом космонавтики» был признан К. Э. Циолковский, ведь им были проведены первые научно-теоретические разработки вопросов, связанных с оценкой возможного влияния на организм человека отсутствия силы тяжести. В настоящее время у нас в стране широко развернута экспериментальная работа с лабораторным моделированием невесомости (погружение в воду, пребывание в горизонтальном положении, ограничение подвижности). В этих экспериментах анализируется отсутствие гравитации на медицинские показатели космонавтов, завершивших летную деятельность, в ходе
которых, выявляются факты и закономерности, касающиеся патологического состояния различных функциональных систем их организма. Особое внимание уделяется исследованиям скелетной мускулатуры, сердечно-сосудистой, мочеполовой и дыхательной систем. Дальнейшее исследование механизмов изменения физиологических функций в невесомости позволит нам минимизировать ее отрицательное воздействие на организм человека и сделать более успешными миссии на околоземной орбите.
INFLUENCE OF HEIGHTLESS ON THE EMERGENCE OF COMPENSATIVE-ADAPTIVE REACTIONS OF DIFFERENT FUNCTIONAL SYSTEMS OF THE COSMONAUTE ORGANISM.
Summary: traditionally, K.E. Tsiolkovsky was recognized as the "father of cosmonautics", because he conducted the first scientific and theoretical development of questions connected with the assessment of the possible impact on the human body of the absence of gravity. At present, experimental work with laboratory modeling of weightlessness (immersion in water, staying in a horizontal position, limiting mobility) is widely deployed in our country. In these experiments, the absence of gravity on the medical indices of cosmonauts who completed their flight activity is analyzed, during which facts and regularities concerning the pathological state of various functional systems of their organisms were revealed. Particular attention is paid to the studies of skeletal muscles, cardiovascular, genitourinary and respiratory systems. Further study of the mechanisms of changing physiological functions in weightlessness will allow us to minimize its negative impact on the human body and make missions in a near-earth orbit more successful.
Key words: weightlessness, space, skeletal musculature, genitourinary system, cardiovascular system, respiratory system.
В рамках исследования " Протеом", проводилось сравнение состава конечной мочи космонавтов до полета, на 1,7 сутки после приземления, обнаружение и идентификация постоянных почечных белков, а также белков, не найденных до полета. Данный метод вполне оправдывает себя, так как в результате опыта ученые не только получили подробный протеомный состав мочи при обычных физиологических условиях и при их отклонении, но и установили критерий отбора: наличие/отсутствие белка. В результате, после космического полета, в моче космонавтов было отмечено повышение концентрации афамина, аминопептидазы А и аквапорина2. А как известно их содержание увеличивается при угрозе окислительного стресса, гипоксии или гиперкальцеурии. Следовательно, колебания экскреции белков с мочой являются маркерами расстройств водносолевого обмена. Этот может стать диагностическим критерием.[5,7,12] Полученные данные указывают нам на активацию компенсаторного механизма связанного с увеличением общего объема крови и как следствие полиурии, где вспомогательным механизмом
является открытие аквапориновых каналов.
Также известно, что уровень экскреции кальция почками возрастает в первые дни полета на 60-70 % и сохраняется на высоком уровне в течение всего полета, а это существенно увеличивает риск возникновения у космонавтов мочекаменной болезни. Причинами нарушения пуринового обмена могут являться как микрогравитация, так и влияние ионизирующей радиации. Нельзя забывать о нарушениях репродуктивной системы, вероятнее всего связанных с первичным перераспределением крови в краниальном направлении и ее дефиците в каудальном. В связи с недостаточным кровоснабжением, у исследуемых регистрировалось временное бесплодие, продолжающееся в первые месяцы после полета.[4,5]
При изучении воздействия невесомости на сердечно-сосудистую систему было выявлено отсутствие влияния гидростатического фактора кровообращения, которое в условиях действия силы тяжести затрудняет возврат крови от вен нижних конечностей до вен, располагающихся на уровне сердца. Ортостатическая проба, используемая в качестве одного из методов врачебной диагностики летного состава, отражает ответ организма на изменение воздействия гидростатического фактора. Ведь известно, что у 20% людей, считающихся здоровыми, при резкой перемене положения на опрокидывающемся столе наблюдаются изменения частоты сердечных сокращений и даже обмороки.
Как оказалось, особую опасность для организма представляет снижение тонуса венозной системы, которое приводит к ортостатическому коллапсу (обморочному состоянию) вследствие скопления крови в венах. Снижение артериального давления у космонавтов в полете объясняется ортостатическими нарушениями. Первые данные об изменении артериального и венозного давления в условиях невесомости были получены американцами во время запусков баллистических ракет. Изучение динамики артериального давления в суточном полете было осуществлено советскими исследователями на собаке Стрелке, в результате чего выявилось отчетливое снижение давления в первые 4-6 часов невесомости.
Причины ортостатической гипотонии, по мнению многих ученых, состоят в нарушении рефлекторной регуляции со стороны рецепторов, расположенных в стенках вен. Так как в невесомости в результате отсутствия гидростатического фактора существенно уменьшается периферическое сопротивление сосудистой сети, то это ведет к увеличению оттока крови в венозную систему. Вероятнее всего данные механизмы компенсации приведут к сердечной недостаточности, венозному застою и ортостатической непереносимости.[1,5]
Регистрация изменений происходящих в сердечно-сосудистой системе космонавтов может быть представлена в виде электрокардиограммы, на которой были обнаружены: ранние преждевременные желудочковые сокращения, предсердная бигеминия, множественные желудочковые эктопические удары во время физических нагрузок, атриовентрикулярный
ритм(водитель ритма-атриовентрикулярный узел), желудочковая тахикардия. Их этиология до сих пор остается неясной. Например, причиной могут стать условия космического полета: 1) гиперкапния - атмосферного СО 2 в десять раз больше, чем на Земле 2)физический и эмоциональный стресс, который может увеличить концентрацию катехоламинов и других гормонов стресса; 3) плохое питание, которое может изменить концентрацию электролитов в крови; 4) хронический атеросклероз или с другие причины, вызывающие плохое кровоснабжение; 5) прием лекарственных препаратов. В любом случае ухудшения состояния или производительности во время любого из этих аритмии не наблюдалось.[8,13]
Роль дыхательной системы в компенсаторных реакциях также велика. Баранов в своей работе делает акцент на взаимосвязь гемодинамики и биомеханики дыхания. Основное влияние на гемодинамику оказывает ВГД, которое в свою очередь сопровождается циклическими изменениями, связанными со сменами дыхательных фаз, т.е вдох происходит активно при снижении ВГД, а пассивный выдох с повышением ВГД. Нужно учитывать, что грудная клетка в невесомости приобретает конфигурацию между таковой в положении лежа и стоя на Земле, что было подтверждено результатами проведенными на механической модели. В таком положении ВГД и ЦВД будет снижаться за счет возрастания эластической тяги легких. Кровь перемещается в торакальные сосуды и увеличивается объем сердечного выброса.[3,5,9] За этим следуют и другие компенсаторные приспособительные механизмы: максимальный объем выдоха изменился в результате влияния начальной сосудистой нагрузки, а затем вернулся в норму. Пик выдоха снизился на 12% за первые 4 дня полета, прежде чем вернуться к исходному значению. Остаточный объем легких снизился. И всё же жизненная ёмкость легких, функциональная остаточная емкость легких, форсированная жизненная емкость и объем форсированного выдоха существенно не изменяются. На Земле вентиляция и кровоток неравномерны из-за гидростатического градиента при артериальном давлении и деформации легочной ткани под действием силы тяжести. В самой верхней части легких легочная давление артерии ниже, чем альвеолярное давление, и, следовательно, низкая скорость кровотока, несмотря на наличие адекватной вентиляции; в нижней части легкого легочное артериальное давление выше, чем альвеолярное давление и скорость кровотока выше, чем вентиляция. В отсутствии гравитации вентиляция и кровоток однородны во всем легком. Это говорит о том, что на Земле гравитация обеспечивает степень соответствия между вентиляцией и кровотоком и что в условиях микрогравитации степень соответствия обеспечивают регионарные вариации упругих свойств легкого.[5,9,13]
Исследователями выявлено улучшение качества сна: существует 55% снижение апноэ, индекса гипопноэ и почти полное уничтожение храпа. Все эти параметры возвращаются в исходное состояние после возвращения на Землю. [11]
Под влиянием 30-дневной моделированной невесомости -антиортостатического вывешивания, ученные выявили ухудшение поверхностно-активных свойств сурфактанта. [6] Это может быть связано с высокой лабильностью ферментных систем, участвующих в синтезе и деградации фосфолипидов сурфактанта, что необходимо для оптимизации биомеханики дыхания в условиях изменяющихся гравитационных влияний на организм.
В основе патологических изменений в мышцах, по-видимому, лежат процессы нарушения синтеза белка. У космонавтов, выполнивших орбитальные полеты продолжительностью от 96 до 185 сут., отмечалось уменьшение объема голени и бедра. Длительное воздействие невесомости провоцирует преобладание активации процессов катаболизма над анаболизмом. К тому же существенную роль в развитии атрофических и дистрофических процессов играют и нарушения углеводного обмена. Сроки восстановления мышечной массы и ее сократительной способности, составляли у большинства обследуемых около 1,5— 2 месяцев. Отметим, что мышечная работа зависит не только от состояния самих мышц, но и от качества их кровоснабжения.[2,5,10,13]
Нами было создана камера, позволяющая моделировать условия гипогравитации, с целью изучения компенсаторных изменений, происходящих при отсутствии действия силы тяжести на организм космонавтов. Сущность изобретения заключается в том, что камера для ортостатического вывешивания представляет собой пластиковую камеру 60х40х40. Сверху камеры закреплена рамка размерами 61х41х1,5 на которой расположены две направляющие параллельно друг другу длиной 32 см. По направляющим с помощью двух кареток с подшипниками передвигается балка длиной 33 см, балка вращается вокруг своей оси. С балки свешено кольцо, на котором закреплена цепь с карабином, кольцо вращается вокруг своей оси и свободно передвигается по балке. В карабин пристегивается каудальная часть костюма с крысой. В дно камеры вмонтирована надувная подушка нижняя часть, которой перфорирована, подушка подкачивается портативным компрессором, который соединен с клапаном подушки шлангом. Компрессор подключается в розетку 220У через реле-времени. Реле времени программируется на подачу питания каждый час на 1 минуту в течение суток, данная программа работает в течение недели, обеспечивая постоянную подкачку подушки и выход из нее воздуха через перфорированную поверхность, тем самым моделируется отсутствие постоянной точки опоры.
Изобретение поясняется чертежами, где на фиг.1 и фиг.2 показан общий вид изделия, которая состоит из пластиковой камеры (1), рамки (2), каретки с подшипниками (3), подвижной балки с кольцом и цепью с карабином (4), параллельных направляющих (5), надувной подушки с перфорированной нижней поверхностью (6), клапана подушки (7), шланга (8), портативного компрессора (9), реле-времени (10), розетки 220V (11).
Работа с устройством осуществляется следующим образом. Крыса в костюме для ортостатического вывешивания закрепляется за каудальный конец костюма с помощью карабина соединенного с подвижной балкой посредством цепи и кольца из пластмассы, так чтобы между полом камеры и телом крысы образовался угол в 15 градусов. Реле времени программируется на подачу питания каждый час на 1 минуту в течение суток, данная программа работает в течение недели, обеспечивая постоянную подкачку подушки и выход из нее воздуха через перфорированную поверхность, тем самым моделируется отсутствие постоянной точки опоры.
Таким образом, проведённая оценка последствий воздействия невесомости на состояние организма космонавтов показала, что зарегистрированные изменения физиологических систем направлены на сохранение постоянства и целостности организма в отсутствие гравитации. И проведенные учеными исследования, раскрыли общие механизмы этих процессов. У исследуемых обнаружен ряд осложнений возникающий во время или после космического полета: аритмии, высокий риск инфаркта миокарда, декомпрессионная болезнь, ортостатическая непереносимость, расстройства водно-солевого обмена, временное бесплодие, мышечная дистрофия. Но нельзя забывать и о положительном влиянии гипогравитации: улучшение качества сна, т.к. существует 55% снижение апноэ, индекса гипопноэ и почти полное уничтожение храпа. Для человеческого организма, сформировавшегося под действием гравитации на Земле, невесомость - это стресс, который он стремится преодолеть.
4> 1ёг
1 40
ФИГ1
ФИГ 2
Использованные источники:
1. Адо А. А. и Ишимова Л. М. Патологическая физиология. // 2-е изд., перераб. и доп. М.: Медицина. 1980. С 520.
2. Афанасьев М. А., Кузнецов С. Л. Эффекты реальной и моделируемой микрогравитации на некоторые структурнометаболические параметры скелетных мышц. // Вестник Российской академии медицинских наук. 2013. С. 47-51.
3. Баранов В. М., Донина Ж. А. Моделирование соотношений биомеханики дыхания и гемодинамики в условиях нормальной гравитации и в невесомости. // Ульяновский медико-биологический журнал. 2015. С. 144-149.
4. Баранов М. В., Захаров С. Ю., Новикова О. Н. и др. Программа медицинского обследования космонавтов, завершивших летную деятельность. // Медицина экстремальных ситуаций. 2016. С. 19-24.
5. Бриль Г. Е., Моррисон В. В., Понукалина Е. В. Патологическая физиология. // Под ред. проф. В. В. Моррисона, проф. Н. П. Чесноковой, Изд. Саратовского медицинского университета. 2008. С. 679
6. Брындина И. Г., Васильева Н. Н., Казарин Д. Д. и др. Липидомные
механизмы в невесомости: влияние космического полета и моделированной гипогравитации на легочный сурфактант и сфинголипидный сигналлинг в скелетных мышцах экспериментальных животных. // Здоровье, демография, экология Финно-Угорских народов. 2015. C. 15-17.
7. Гоженко А. И., Билецкий С. В. Показатели кардиогемодинамики, почечных функций и гуморальной регуляции водно-солевого обмена у здоровых лиц при моделировании невесомости в антиортостазе. // Актуальные проблемы транспортной медицины. 2005. C. 41-46.
8. Липина Т. В., Шорникова М. В., Ченцов Ю. С. Морфометрический анализ кардиомиоцитов левого желудочка крыс при моделировании эффектов невесомости. // Известия российской академии наук. 2003. C. 271-273.
9. Малаева В. В., Коренбаум В. И., Почекутова И. А., и др. Акустическая оценка вентиляционной функции легких у человека при моделировании физиологических эффектов невесомости и лунной гравитации. // Медицина экстремальных ситуаций. 2016. С. 40-49.
10.Морозов Г. А., Сафиуллин Р. С., Еремеев А. А., и др. Функционирование скелетных мышц крысы в условиях моделирования невесомости. // Известия Самарского научного центра. 2010. С. 717-718.
11.Парин В. В., Космолинский Ф. П., Душков Б. А. Космическая биология и медицина. Пособие для учителей. // Под ред. акад. А. И. Берга. Изд. 2-е. М.: Просвещение. 1975. C. 223.
12.Пастушкова Л. Х., Киреев К. С., Кононихин А. С. и др. Обнаружение белков тканей почек и мочевыводящей системы в моче человека после космического полета. // Физиология человека. 2013. C. 99-104.
13.Nicogossian A. E., Williams R. S., Huntoon C. L., et al. Space Physiology and Medicine // Springer. 2016. C. 509.
