Особенности центральной и периферической гемодинамики при моделировании гипогравитации в наземных условиях

Материалы и методы исследования
Исследования проводились с участием 46 мужчин-добровольцев в
возрасте 18-35 лет в условиях стационара. Программы экспериментов, включая
все процедуры и методики исследований, были обсуждены и одобрены
Комиссией по биомедицинской этике при ФГБУ ФНКЦ ФМБА России.
От испытателей, принимавших участие в экспериментах, получено письменное
информированное согласие.
Для решения поставленных задач было проведено две серии
исследований продолжительностью 21 и 14 суток. В первой серии,
посвященной сравнению параметров центральной гемодинамики при
моделировании гипо- и микрогравитации, приняли участие 22 здоровых
мужчин-добровольцев в возрасте 18-35 лет. Все испытатели находились в
условиях АНОГ -6° в течение 5 суток. На 6-е сутки участники эксперимента
были разделены на 2 группы: 1-я группа АНОГ (10 человек), оставалась в
условиях -6° до 21 суток, до конца эксперимента (модель микрогравитации),
2-я группа ОГ (12 человек) в дневное время находилась в условиях
ортостатической гипокинезии +9,6° к горизонту и постоянной опорной
нагрузкой на скелетно-мышечную систему, равную 1/6 веса тела (модель
гипогравитации, моделирование условий пребывания человека в вертикальном
положении на поверхности Луны), а на время ночного сна (с 23:00 до 7:00)
переводилась в горизонтальное положение (Рисунок 1).

Рисунок 1 — Схема 21-дневного эксперимента.
Поскольку группа ОГ в ночное время находилась в горизонтальном
положении, то она подвергалась не только воздействию «пониженной
гравитации», но и изменению положения тела в течение суток. Для оценки
влияния этих изменений на физиологические параметры в условиях
моделирования гипогравитации, была проведена вторая серия исследований,
в которой приняло участие 24 человека, также разделенных на 2 группы.
В группе ОГ16 воздействие заключалось в пребывании испытателей в
ортостатическом положении с углом наклона тела относительно горизонта
+9,6° на дневной период (с 07:00 до 23:00) и горизонтального положения на
ночной период (с 23:00 до 07:00). Во второй группе ОГ24 испытатели
находились в ортостатическом положении с углом наклона тела относительно
горизонта +9,6° на протяжении всего эксперимента (Рисунок 2).

Рисунок 2 — Схема 14-дневного эксперимента.
Инструментальные и лабораторные исследования в объеме ЭХО КГ,
УЗДС, измерения СРПВ, вычисления показателя ФЭ, компьютерной
капилляроскопии, анализа концентрации эндотелина в крови проводили у
испытателей до начала эксперимента, на 6-е сутки и в последний день
гипокинезии(14или21-йдень). Методикунааппарате
спироартериокардиоритмографе (САКР) для оценки ВСР проводили в фоновом
периоде и в последний день гипокинезии.
Статистический анализ проводили с использованием параметрических и
непараметрических методов для показателей с негауссовским распределением.
Для сравнения двух независимых выборок применяли непараметрический
метод Mann-Whitney, для сравнения двух связанных выборок — парный
критерий Wilcoxon. Данные представлены в виде медианных значений (Мd),
первого квартиля (Q1, 25‰) и третьего квартиля (Q3, 75‰). Достоверными
считались различия при р<0,05. Результаты исследования и их обсуждение Особенности центральной гемодинамики у групп испытателей При моделировании микрогравитации в группе АНОГ отмечалось уменьшение центральных объемов сердца к 6-м суткам. Конечный диастолический объем левого желудочка (КДО ЛЖ) уменьшился на 4,5%, конечный систолический объем левого желудочка (КСО ЛЖ) на 14% (р<0,05). К концу эксперимента было отмечено увеличение КДО ЛЖ до фоновых значений, а КСО ЛЖ увеличился к 21-му дню, но был меньше фоновых значений на 3,7% (Рисунок 3). Фон6 сутки21 сутки Объем, мл 150* 103,0*** 5098,595,594,0 103,098,042,0 36,040,538,5 38,0 033,0 АНОГОГАНОГОГ КДО ЛЖКДО ЛЖКСО ЛЖКСО ЛЖ Рисунок 3 — Динамика изменения КДО ЛЖ и КСО ЛЖ в группах АНОГ и ОГ (** – р<0,01, *– р<0,05). КДО ЛЖ в группе ОГ к 6-м суткам уменьшился на 2,6% с сохранением динамики к концу эксперимента – до 4% по сравнению с фоновыми значениями (р<0,05). КСО ЛЖ к 6-м суткам значимо не изменился, а к 21-м суткам отмечено снижение показателя на 14,3% (р<0,01). На 21-е сутки эксперимента выявлено статистически значимое межгрупповое различие по показателю КСО ЛЖ, значения которого в группе ОГ были ниже, чем в группе АНОГ (р<0,05). В группе АНОГ объем левого предсердия (ЛП) к 6-м суткам уменьшился на 19%, правого предсердия (ПП) – на 17% (р<0,01). К концу эксперимента отмечено дальнейшее снижение объема ЛП до 26,3% по сравнению с фоновыми значениями (р<0,01), а объем ПП несколько увеличился, но сохранялся ниже фоновых значений на 9,2% (Рисунок 4). В группе ОГ отмечалось уменьшение объема ЛП и ПП к 6-м суткам на 31,7% и 29% соответственно (р<0,01). К концу эксперимента динамика уменьшения объема ЛП сохранялась – объем ЛП уменьшился до 34,7% по сравнению с фоновыми значениями (р<0,01). Объем ПП к концу эксперимента увеличился, но был меньше фоновых значений на 15,3% (р<0,05). Фон6 сутки21 сутки Объем, мл ** 60** **** 40**** ** 2035,033,030,5 38,534,529,5 47,550,532,5 27,036,0 25,5 АНОГОГАНОГОГ Объѐм ЛПОбъѐм ЛПОбъѐм ППОбъѐм ПП Рисунок 4 — Динамика изменения объемов правого и левого предсердий в группах АНОГ и ОГ (** – р<0,01, *– р<0,05). В группах ОГ16 и ОГ24 было отмечено уменьшение центральных объемов сердца к концу эксперимента. В группе ОГ16 объем ЛП к 6-м суткам уменьшился на 10%, объем ПП – на 13% (р<0,01). К концу эксперимента отмечено дальнейшее снижение объема ЛП до 15,5%, объема ПП до 19,5% по сравнению с фоновыми значениями (р<0,01). В группе ОГ24 отмечено уменьшение объема ЛП и ПП к 6-м суткам на 14% и 18% соответственно (р<0,01). Данные изменения сохранялись до конца эксперимента (Рисунок 5). На 14-е сутки эксперимента выявлено статистически значимое межгрупповое различие в объеме ПП и ЛП, значения параметров в группе ОГ16 были ниже, чем в группе ОГ24 (р<0,05). 50**Фон6 сутки14 сутки Объем, мл **** 45** 40** **** 35** 2537,5 2030,525,531 36,5 153231,5 27,4 535,542,531,538,5 ОГ16ОГ24ОГ16ОГ24 Объѐм ЛПОбъѐм ЛПОбъѐм ППОбъѐм ПП Рисунок 5 — Динамика изменения объемов правого и левого предсердий в группах ОГ16 и ОГ24 (** – р<0,01, *– р<0,05). В группе ОГ16 КДО ЛЖ к 6-м суткам уменьшился на 7,8% (р<0,01), а к концу эксперимента отмечено уменьшение до 9,5% по сравнению с фоновыми значениями (р<0,05). КСО ЛЖ к 6-м суткам воздействия уменьшился на 12,4% и оставался на этом уровне до конца эксперимента (р<0,01). КДО ЛЖ в группе ОГ24 к 6-м суткам уменьшился на 6,8% (р<0,05), а к 14-м суткам до 12% относительно фоновых значений (р<0,01). КСО ЛЖ к 6-м суткам в группе ОГ24 уменьшился на 28,6%, данные изменения сохранялись до конца воздействия (р<0,01) (Рисунок 6). Фон6 сутки14 сутки Объем, мл *** **** 50106,5 104,5109,5 103,5**** 115,5117,544,5 39,0 38,545,5 32,5 33,5 ОГ16ОГ24ОГ16ОГ24 КДО ЛЖКДО ЛЖКСО ЛЖКСО ЛЖ Рисунок 6 — Динамика изменения КДО ЛЖ и КСО ЛЖ в группах ОГ16 и ОГ24 (** – р<0,01, *– р<0,05). В ходе эксперимента отмечалось увеличение МОК на 7,7% в группе АНОГ к концу эксперимента с 3,6 до 3,9 л. УО сердца в группе АНОГ к концу исследования увеличился на 7,6% с 55 до 59,5 мл, однако значимых изменений выявлено не было. В группе ОГ МОК к концу эксперимента незначительно увеличился с 4,05 л до 4,15 л; УО уменьшился с 59,5 до 58 мл к концу воздействия. В группе ОГ16 к 6-м суткам эксперимента было выявлено уменьшение МОК на 8,6% с 4,65 до 4,28 л (р<0,05) с сохранением динамики к концу эксперимента (4,29 л). УО уменьшился на 11,2 % к концу эксперимента с 75,5 до 67,5 мл. В группе ОГ24 отмечено увеличение МОК на 4% к концу исследования с 4,45 до 4,64 л; УО по сравнению с фоновыми значениями увеличился (70,5 и 71,5 л). При анализе исходных данных испытателей выявлены индивидуальные разнонаправленные изменения УО и МОК. В группе АНОГ частота сердечных сокращений (ЧСС) к 6-м суткам снизилась на 7,2% с 67 до 62,5 уд/мин, на 21-е сутки ЧСС была 64,5 уд/мин. В группе ОГ к 6-м суткам ЧСС снизилась на 24% с 70 до 53 уд/мин, а к концу эксперимента вернулась к фоновым значениям. В группе ОГ16 отмечалось снижение ЧСС к 6-м суткам с 65 до 63 уд/мин, а к концу эксперимента — повышение до 70 уд/мин. В группе ОГ24 к концу эксперимента также отмечено увеличение ЧСС с 60 до 64,5 уд/мин. Снижения фракции выброса (ФВ) ниже нормы (55%) в экспериментах не наблюдалось ни в одной из групп испытателей. Отмечено, что ФВ ЛЖ значимо выше в конце эксперимента в группе ОГ по сравнению с АНОГ (р<0,01) и значимо выше в группе ОГ24 по сравнению с группой ОГ16 (р<0,05). Вероятно, высокий показатель ФВ ЛЖ поддерживается необходимостью компенсации перераспределения крови к нижним конечностям, это наиболее выражено в группе ОГ24 (Рисунок 7). 80ОГАНОГ100ОГ24ОГ16 ФВ, % ФВ, % 5060 3040 1062,0 60,063,0 68,064,0 66,5 58,5 60,062,5 60,561,0 64,0 Фон6 сутки21 суткиФон6 сутки14 сутки Рисунок 7 — Динамика изменения ФВ в группах испытателей. Особенности вегетативной регуляции сердечно-сосудистой системы При анализе изменений параметров ВСР в группе АНОГ во время проведения функциональных проб (с дополнительным мертвым пространством в маске и фиксированным темпом дыхания (ФТД-10)) отмечается снижение общей мощности спектра (ТР). Выявлено статистически значимое снижение ТР в 2,5 раза и в пробе с маской (р<0,05) и в пробе с ФТД-10 (р<0,01) (Рисунок 8). 25000 допосле ТР, мс2 20000 15000 10000** * 500013431,5 3147,01321,81710,65028,5 4285,9 покоймаскаФТД-10 Рисунок 8 — Уровень ТР в группе АНОГ (** – р<0,01, *– р<0,05). В АНОГ было отмечено сокращение доли быстрых волн (HF) в структуре спектра почти в 2 раза с 68 до 37% при увеличении доли медленных волн (LF) с 32 до 63%, что свидетельствует о сокращении роли парасимпатического влияния в регуляции сердечной деятельности. Об увеличении симпатического влияния в группе АНОГ указывал рост индекса вегетативного баланса (ИВБ) как в покое, в 2,4 раза, так и при функциональных пробах — при пробе с ФТД-10 в 3 раза (р<0,05). В ходе эксперимента в группе ОГ наблюдалось снижение ТР в 3 раза в пробе с маской и выявлялось значимое уменьшение прироста ТР при пробе с ФТД-10 (р<0,05) (Рисунок 9). 15000допосле ТР, мс2 10000 5000* 1429,4 1469,2878,24332,59542,83079,3 покоймаскаФТД-10 Рисунок 9 — Уровень ТР в группе ОГ (*– р<0,05). Отмечены значимые межгрупповые различия в конце эксперимента, ТР в группе АНОГ была выше, чем в группе ОГ в ходе пробы с ФТД-10 (р<0,05). Соотношение быстрых и медленных волн в группе ОГ в покое до и после воздействия практически не изменилось. Доля HF в структуре спектра до воздействия составила 41%, после воздействия – 37%. Доля LF до гипокинезии была 59%, после – 63%. ИВБ увеличился в покое в 1,5 раза, в пробе с маской в 2,4 раза (р<0,05). Также выявлены значимые межгрупповые различия в пробе с маской, ИВБ в группе ОГ был выше, чем в группе АНОГ (р<0,01). В группе ОГ16 отмечено статистически значимое снижение ТР в пробе с маской (р<0,01) и в пробе с ФТД-10 (р<0,01) (Рисунок 10). 30000допосле 25000 ТР, мс2 20000 ** 15000 ** 10000 5000 3217,12267,8203018375 7037,82566,7 покоймаскаФТД-10 Рисунок 10 — Уровень ТР в группе ОГ16 (** – р<0,01, *– р<0,05). После воздействия ортостатической гипокинезии в группе ОГ16 отмечено ослабление парасимпатического влияния — доля LF в спектре возросла в 1,5 раза с 40 до 64%, доля НF уменьшилась почти в 2 раза с 60 до 36%. ИВБ в покое незначительно возрос, а в ответ на пробу с ФТД-10 было отмечено статистически значимое увеличение показателя в 2 раза (р<0,01). Минимальные изменения изучаемых параметров наблюдались в группе ОГ24. Значимых различий в значениях показателя ТР в ответ на пробу с маской и с ФТД-10 выявлено не было (Рисунок 11). 20000допосле ТР, мс2 15000 10000 5000 1324,21457,12987,21968,14760,8 010727,5 покоймаскаФТД-10 Рисунок 11 — Уровень ТР в группе ОГ24. И в покое, и при проведении функциональных проб в группе ОГ24 значимых изменений в соотношении компонентов спектра отмечено не было. ИВБ в покое в группе ОГ24 увеличился, однако, значимых различий в ответ на пробу с маской и с ФТД-10 выявлено не было. В ответ на гипокинезию в состоянии покоя изменения были больше выражены в группе ОГ16, чем в ОГ24, которая исходно демонстрировала бо́льшую долю быстрых волн в спектре. Особенности кровотока в сосудах верхней и нижней половины тела В результате проведенного эксперимента в группе АНОГ выявлено статистически значимое уменьшение диаметра общих бедренных артерий (ОБА) и подколенных артерий (ПоА). Диаметры ОБА в группе АНОГ слева и справа уменьшились, соответственно, на 14,6% и 11,5% к концу эксперимента (р<0,01), также уменьшились диаметры ПоА – на 23,8% слева и на 20,6% справа (р<0,01) (Рисунок 12). 1,2Фон6 сутки21 сутки Диаметр, см 1**** 0,8**** 0,60,760,77 0,40,770,80,48 0,520,54 0,5 0,2 0,890,870,630,63 АНОГАНОГАНОГАНОГ Диаметр ОБА слеваДиаметр ОБА справаДиаметр ПоА слеваДиаметр ПоА справа Рисунок 12 — Изменение диаметра общих бедренных и подколенных артерий у испытателей группы АНОГ (** – р<0,01, *– р<0,05). В группе АНОГ средняя по времени линейная скорость кровотока (ТАМХ, см/с) в ОБА увеличивалась к концу эксперимента слева на 23% с 12,65 до 16,55 см/с, справа на 21% с 12,8 до 16,2 см/с (р<0,05), схожие изменения наблюдались и в ПоА. Перераспределение крови из нижней половины туловища в условиях антиортостатической гипокинезии нашло подтверждение в статистически значимом уменьшении диаметра вен нижних конечностей (бедренных вен (БВ), больших подкожных вен (БПВ) и подколенных вен (ПВ)). Диаметр БВ слева в группе АНОГ уменьшился на 19,4% и справа на 26% к концу эксперимента (р<0,01). Диаметры БПВ слева и справа уменьшились на 54% и 50% соответственно (р<0,01); диаметры ПВ уменьшились на 34% слева и на 37% справа (р<0,01) к 21-м суткам (Рисунок 13). В то же время диаметр внутренних яремных вен (ВЯВ) в группе АНОГ увеличился слева на 23% с 1,0 до 1,3 см, справа на 16,3% с 1,38 до 1,65 см (р<0,05). 1,4Фон6 сутки21 сутки Диаметр, см 1,2** ** 0,8**** 0,87 0,60,79 **** 0,40,890,84 0,160,160,580,57 0,20,5 1,081,070,32 0,190,760,780,49 0,35 0,18 АНОГАНОГАНОГАНОГАНОГАНОГ Диаметр БВДиаметр БВДиаметр БПВДиаметр БПВДиаметр ПВДиаметр ПВ слевасправаслевасправаслевасправа Рисунок 13 — Изменение диаметра бедренных, больших подкожных, подколенных вен у испытателей группы АНОГ (** – р<0,01, *– р<0,05). В условиях моделирования микрогравитации происходило уменьшение диаметра артерий верхней половины туловища человека. Так, диаметр внутренних сонных артерий (ВСА) справа незначительно уменьшился с 0,52 до 0,49 см, слева с 0,57 до 0,49 см, схожие изменения фиксировались в диаметрах позвоночных артерий (ПА). Индекс резистентности (РИ) в ПА увеличился к 6-м суткам на 7,3% слева и на 5,8% справа соответственно (р<0,05). Исследование диаметров ОБА слева и справа в группе ОГ показало уменьшение на 10% и 6% соответственно к концу эксперимента (р<0,01). Аналогично в группе ОГ уменьшились в ходе эксперимента диаметры ПоА – на 5% слева и на 14 % справа (р<0,01) (Рисунок 14). 1,2 ****Фон6 сутки21 сутки 1,0 0,8**** Диаметр, см 0,60,800,82 0,40,820,830,580,55 0,560,57 0,20,890,870,610,64 0,0 ОГОГОГОГ Диаметр ОБА слеваДиаметр ОБА справаДиаметр ПоА слеваДиаметр ПоА справа Рисунок 14 — Изменение диаметра общих бедренных и подколенных артерий у испытателей группы ОГ (** – р<0,01, *– р<0,05). В группе ОГ отмечалось увеличение ТАМХ в ОБА и ПоА, а также РИ ПоА к концу эксперимента без достижения уровня статистической значимости. Значимых изменений диаметров ВСА, ПА в группе ОГ не выявлено. В группе ОГ в ходе эксперимента в венах нижних конечностей наблюдалась следующая динамика: диаметры вен статистически значимо (р<0,01) уменьшались к 6-м суткам (соответствовалоусловиям микрогравитации согласно модели эксперимента), далее, при переходе к условиям гипогравитации, они увеличивались к концу эксперимента до исходных значений или даже превышали их. С 6-х суток при переходе к условиям моделирования гипогравитации выявлялось значимое увеличение (р<0,01) следующих параметров: диаметр БВ слева и справа на 47%, БПВ слева на 60% и справа на 94%, ПВ слева на 32% и справа на 23% (Рисунок 15). 1,6 **Фон6 сутки21 сутки Диаметр, см 1,4** **** 1,2 **** 1** 1,19 0,8 0,61,18**** **0,86 0,40,80,80,20,83 0,650,67 0,21,21,10,290,30,18 0,350,860,7 0,32 ОГОГОГОГОГОГ Диаметр БВДиаметр БВДиаметр БПВДиаметр БПВДиаметр ПВДиаметр ПВ слевасправаслевасправаслевасправа Рисунок 15 — Изменение диаметра бедренных, больших подкожных, подколенных вен у испытателей группы ОГ (** – р<0,01). В группе ОГ16 отмечалось уменьшение диаметра ОБА слева на 7,4%, справа на 7% и диаметра ПоА слева на 7,3% и справа на 3% и к концу эксперимента (р<0,05) (Рисунок 16). 12Фон6 сутки14 сутки 10** * Диаметр, мм 88,17,97,956,16,15 28,758,556,55 6,756,35 6,6 ОГ16ОГ16ОГ16ОГ16 Диаметр ОБА слеваДиаметр ОБА справаДиаметр ПоА слеваДиаметр ПоА справа Рисунок 16 — Изменение диаметра общих бедренных и подколенных артерий у испытателей группы ОГ16 (*– р<0,05). ТАМХ в ПоА в группе ОГ16 значимо снижалась к 14-м суткам гипогравитации (р<0,05), ТАМХ в ОБА значимо не изменялась. В группе ОГ16 наблюдалось увеличение диаметра БВ слева и справа на 5%; БПВ слева на 17% и справа на 30% (р<0,01); ПВ слева на 14% (р<0,05) и справа на 8% (р<0,01) (Рисунок 17). Было выявлено статистически значимое уменьшение диаметра ВЯВ слева на 14% с 1,05 до 0,9 см и справа на 18% с 0,98 до 0,8 см (р<0,05). 12Фон6 сутки14 сутки **** Диаметр, мм *** 68,358,5**** 8,76,56,95 49,5 7,37,5 23,6 3,43,7 7,958,12,92,853,055,76,45 ОГ16ОГ16ОГ16ОГ16ОГ16ОГ16 Диаметр БВДиаметр БВДиаметр БПВДиаметр БПВДиаметр ПВДиаметр ПВ слевасправаслевасправаслевасправа Рисунок 17 — Изменение диаметра бедренных, больших подкожных и подколенных вен у испытателей группы ОГ16 (** – р<0,01, *– р<0,05). В сосудистом бассейне верхней половины туловища в группе ОГ16 было отмечено статистически значимое снижение диаметра ВСА слева на 5,5% с 0,57 до 0,54 см и справа на 3,5% с 0,59 до 0,57 см (р<0,05). Индекс резистентности ПА увеличился слева на 12% и на 6,3% справа (р<0,05). В артериях нижних конечностей в группе ОГ24 была отмечена вазоконстрикция, которая сопровождалась уменьшением диаметра артерий к концу эксперимента: диаметр ОБА справа и слева уменьшился на 8% (р<0,05), диаметр ПоА слева уменьшился на 13%, справа на 8% (р<0,05) (Рисунок 18). ТАМХ в ОБА значимо увеличилась слева на 29% с 11 до 14,25 см/с и справа на 38% с 13,6 до 18,8 см/с к концу эксперимента, в ПоА — слева на 39% с 6,15 до 8,54 см/с и справа на 68% с 6,1 до 10,3 см/с (р<0,05). 12Фон6 сутки14 сутки Диаметр, мм 10** 8** 8,38,45 48,358,356,25 65,656,3 299,26,656,75 ОГ24ОГ24ОГ24ОГ24 Диаметр ОБА слеваДиаметр ОБА справаДиаметр ПоА слеваДиаметр ПоА справа Рисунок 18 — Изменение диаметра общих бедренных и подколенных артерий у испытателей группы ОГ24 в течение времени (*– р<0,05). Было выявлено увеличение диаметров вен в группе ОГ24 к концу эксперимента: диаметра БВ слева на 19% и справа на 5%, БПВ слева на 17% и справа на 21% (р<0,05), диаметра ПВ слева на 14% и справа на 22% (р<0,05) (Рисунок 19). На 14-е сутки эксперимента выявлено значимое межгрупповое различие в диаметрах БПВ и ПВ, при этом в группе ОГ16 эти значения ниже, чем в группе ОГ24, что свидетельствует о меньшей дилатации вен нижних конечностей в группе с переменным углом, чем у испытателей группы с постоянным углом наклона туловища. 14** 12Фон6 сутки14 сутки * Диаметр, мм 10,911 *8,48,25 610,75* 10,05 48,58,25 4,44,25 29,110,553,75 3,653,5 3,67,356,75 ОГ24ОГ24ОГ24ОГ24ОГ24ОГ24 Диаметр БВДиаметр БВДиаметр БПВДиаметр БПВДиаметр ПВДиаметр ПВ слевасправаслевасправаслевасправа Рисунок 19 — Изменение диаметра бедренных, больших подкожных и подколенных вен у испытателей группы ОГ24 (*– р<0,05). В группе ОГ24 наблюдалось уменьшение диаметра ВЯВ слева и справа на 17,6% и 13% соответственно (р<0,05). Также выявлена тенденция к уменьшению диаметра ВСА к концу эксперимента, диаметр ПА значимо не изменялся, но отмечено уменьшение РИ ПА слева и справа на 16%. Особенности микроциркуляции По данным компьютерной капилляроскопии на 6-е сутки в группах АНОГ и ОГ была отмечено снижение диаметра артериального отдела (АО) капилляра на 5%. К 21-м суткам в группе ОГ отмечалось увеличение диаметра АО на 9% по сравнению с исходными значениями, а в группе АНОГ диаметр АО капилляра уменьшился на 20%. К 21 дню эксперимента выявлены значимые различия: в группе АНОГ показатель АО капилляра был меньше, чем в группе ОГ (p<0,01). В группе АНОГ линейная скорость кровотока увеличилась на 34% по сравнению с фоновыми значениями, а в группе ОГ она значимо снизилась на 16% по сравнению с исходными данными (р<0,05). (Рисунок 20). На 21 день воздействия выявлено статистически значимое различие в группах, скорость кровотока в группе АНОГ была выше, чем в группе ОГ (p<0,05). 12,0ОГАНОГ500ОГАНОГ Скорость, мкм/с 10,0 Диаметр, мкм 8,0 6,0* 4,0 100220,3233,1 2,0184,8 10,0 8,89,5 8,48,0 9,6213,5258,5287,0 0,00 Фон6 сутки21 суткиФон6 сутки21 сутки Рисунок 20 — Динамика изменений показателей в капиллярах в группах АНОГ и ОГ: слева — диаметр АО капилляра, справа — ТАМХ АО капилляра. Диаметр венозного отдела капилляра (ВО) в группе АНОГ уменьшился на 30% с 13,3 до 9,3 мкм, а в группе ОГ увеличился на 11% к концу эксперимента по сравнению с исходными значениями с 11,7 до 13,0 мкм. Размеры периваскулярной зоны (ПЗ), характеризующие проницаемость сосудистой стенки, имели тенденцию к увеличению в группах АНОГ и ОГ, однако уровня статистической значимости изменения параметров не достигали. В ходе второй серии эксперимента в группе ОГ24 получены данные, свидетельствующие о вазодилатации АО капилляра со снижением ТАМХ. Было отмечено значимое увеличение АО капилляра к концу эксперимента на 28% по сравнению с исходными значениями (p<0,05) и постепенное снижение линейной скорости кровотока к концу воздействия на 31% (Рисунок 21). В группе ОГ16 отмечено увеличение АО капилляра к концу эксперимента выше фоновых значений на 6%. ТАМХ на 6-е сутки эксперимента увеличивалась с последующим снижением до исходных значений. 14ОГ24ОГ16700ОГ24ОГ16 12600 Диаметр, мкм 10Скорость, мкм/с 8400 6300 4200 297,0266,5 2100203,0 8,5 7,08,0 8,59,0 9,0192,0202,0191,0 Фон6 сутки14 суткиФон6 сутки14 сутки Рисунок 21 — Динамика изменений показателей в капиллярах в группах ОГ16 и ОГ24: слева — диаметр АО капилляра, справа — ТАМХ АО капилляра. Значимых изменений со стороны венозного сегмента капиллярного русла в группах ОГ16 и ОГ24 не выявлено. В ходе проведенных экспериментов к 6-м суткам в группе ОГ16 размер ПЗ значимо не изменился, к 14-м суткам отмечено снижение на 7% по сравнению с фоновыми значениями со 102 до 95 мкм. В группе ОГ24 к 6-м суткам отмечалось увеличение ПЗ на 26% с 75 до 95 мкм с дальнейшим снижением до исходных значений к концу эксперимента. Особенности эндотелиальной функции Исследование состояния функции эндотелия на САКР В данном исследовании оценивалась ФЭ плечевой аpтеpии как изменение амплитуды пульcовыx волн до и после пробы с реактивной гиперемией (проба с ишемией). Физиологический cмыcл пробы: в уcловияx гиперемии моноокид азота высвобождается из клеток эндотелия, что приводит к поcледующему pаcшиpению плечевой аpтеpии (Гурфинкель Ю.И., 2009). К 21-м суткам в группе АНОГ отмечалось уменьшение СРПВ на 5,3% по сравнению с фоновыми значениями, а в группе ОГ — увеличение СРПВ на 8%. Были выявлены значимые различия между группами АНОГ и ОГ в конце эксперимента: СРПВ в группе ОГ была выше (8,5 м/с), чем в группе АНОГ (7,1 м/с) (p<0,01). Значение показателя ФЭ в группе АНОГ к 21-м суткам уменьшилось на 42%, а группе ОГ — на 9,4% по сравнению с исходными данными. На 21 день эксперимента выявлены значимые различия между группами АНОГ и ОГ, при этом показатели ФЭ в группе ОГ были выше (62,0%), чем в группе АНОГ (37,4%) (p<0,05). В группе ОГ16 отмечалось снижение ФЭ на 16,2% к концу эксперимента, а в группе ОГ24 — на 14,3% относительно фоновых значений. В группе ОГ16 наблюдалось увеличение СРПВ к концу эксперимента на 14%, а в группе ОГ24 СРПВ этот параметр значимо не изменился к 14-м суткам по сравнению с фоновыми значениями. Таблица 1 — Сравнительная характеристика ФЭ, СРПВ, концентрации эндотелина в плазме крови в группах испытателей Наименование21-е сутки / Фон6-е сутки параметра,14-е сутки* ед. измерениямедиана 75‰ 25‰ медиана 75‰ 25‰ медиана 75‰ 25‰ АНОГ СРПВ, м/с7,57,96,77,78,57,07,17,47,0 ФЭ, %64,3 70,558,256,862,7 51,437,433,844,7 Эндотелин, 0,28 0,730,190,932,06 0,230,702,170,30 фмоль/мл ОГ СРПВ, м/с7,89,27,98,29,57,68,59,78,4 ФЭ, %68,4 72,855,987,693,6 84,562,066,357,7 Эндотелин, 0,55 2,080,180,290,54 0,180,190,500,12 фмоль/мл ОГ16 СРПВ, м/с7,37,87,07,99,07,38,310,57,6 ФЭ, %65,3 80,855,168,776,1 51,854,762,946,5 Эндотелин, 0,39 0,710,250,280,73 0,140,300,880,13 фмоль/мл ОГ24 СРПВ, м/с7,78,97,28,08,47,67,68,17,2 ФЭ, %60,3 72,456,553,674,4 44,451,761,843,0 Эндотелин, 0,85 1,130,400,590,99 0,130,460,860,24 фмоль/мл * Примечание: для АНОГ и ОГ — 21-е сутки; для ОГ16 и ОГ24 — 14-е сутки. Измерение концентрации эндотелина в плазме крови В группе АНОГ на 6-е сутки наблюдалось увеличение концентрации эндотелина (Et-1) в 2,3 раза. К концу эксперимента уровень Et-1 снизился (0,7 фмоль/мл), но все равно превышал фоновые значения в 1,5 раза (0,28 фмоль/мл). В группе ОГ концентрация Et-1 к 6-м суткам снизилась почти в 2 раза, а к концу эксперимента определялось почти 3-кратное снижение (0,19 фмоль/мл) по сравнению с исходными значениями (0,55 фмоль/мл). На 21 день воздействия выявлены статистически значимые различия между группами АНОГ и ОГ (p<0,05), концентрация Et-1 в группе АНОГ была выше (0,7 фмоль/мл), чем в группе ОГ (0,19 фмоль/мл). В группе ОГ16 к 6-м суткам наблюдалось снижение концентрации Et-1 в 1,4 раза, которое сохранялось до конца эксперимента. К 6-м суткам в группе ОГ24 отмечалось снижение уровня Et-1 в 1,4 раза, к 14-м суткам — дальнейшее снижение в 1,8 раз по сравнению с фоновыми значениями (p<0,05). Заключение Перспективы лунных экспедиций ставят перед специалистами в области космической медицины новые задачи. В первую очередь, пребывание и работа на поверхности спутника Земли потребуют адаптации существующих схем физической профилактики неблагоприятного действия невесомости к использованию на Луне. Во-вторых, система оказания медицинской помощи заболевшим или пострадавшим космонавтам в ходе лунных миссий так же должна учитывать физиологические особенности влияния на организм космонавтов пониженной гравитации. Значимых изменений в рамках проведенных экспериментов со стороны МОК, УО, ЧСС отмечено не было ни в группе АНОГ, ни в группе ОГ. Выявлено значимое снижение объемов предсердий в обеих группах, что, вероятнее всего, связано с некоторым снижением объема циркулирующей крови (ОЦК), вызванным увеличением диуреза и потерей жидкости на фоне перераспределения крови в верхнюю половину туловища. Из других изменений сердечной гемодинамики можно отметить более выраженное увеличение ФВ ЛЖ в группах ортостатической гипокинезии на 6-10%. Во всех группах ФВ находилась в пределах физиологической нормы. УЗДС магистральных артериальных и венозных сосудов выявило значительное влияние моделируемой микро- и гипогравитации как на артериальную, так и на венозную периферическую гемодинамику. Однако результаты значительно отличались для областей, расположенных выше и ниже уровня сердца. Диаметр венозных сосудов изменялся ожидаемо в условиях АНОГ: вены нижних конечностей уменьшались, а в верхней половине туловища — увеличивались. Это свидетельствует о существенном перемещении жидкости в краниальном направлении в используемой модели микрогравитации. Изменения вен в группе ОГ носят противоположный характер, что связано с двумя факторами. Во-первых, перераспределение в краниальном направлении в модели гипогравитации выражено существенно слабее, а, во-вторых, регистрацию показателей в фоне производили в положении лежа, а на 21-е сутки в положении «стоя на лунной поверхности», что и обусловило увеличение диаметра вен нижних конечностей. В обеих группах отмечалось уменьшение диаметра артериальных сосудов. Различие в группах АНОГ и ОГ в большей выраженности вазоконстрикции в модели микрогравитации (невесомости). В АНОГ артериальные сосуды были значимо сужены как в верхней (на 5-15%), так и в нижней половине туловища (на 10-20%), а в ОГ диаметры артерий верхней половины туловища не изменялись, в то время как в нижней — уменьшились на 5-15%. Уменьшение диаметра артерий нижних конечностей в группе АНОГ, вероятнее всего, связано с преобладанием активности симпатического звена вегетативной нервной системы и в меньшей степени зависит от гидростатического градиента. Изменения в магистральных сосудах при проведении эксперимента позволяют с одной стороны подтвердить перераспределение крови в краниальном направлении в обеих группах, с другой стороны отметить существенно меньшую выраженность этого механизма в группе ОГ. В микроциркуляторном русле в АНОГ наблюдалась вазоконстрикция: АО капилляра уменьшился в диаметре на 20% в отличие от ОГ, где значимых изменений не было, но имелась тенденция к увеличению артериального отдела на 9%. Уменьшение ВО капилляра в группе АНОГ на 30%, подтверждает более выраженное перераспределение крови в краниальном направлении и, возможно, более значительное снижение ОЦК. Существенного изменения проницаемости капиллярной стенки не отмечено ни в одной из групп. Значимые изменения и отличия ТАМХ в группах коррелируют с диаметром АО капилляров: в группе АНОГ скорость возрастает на 34% по сравнению с фоновыми показателями, а в группе ОГ снижается на 16%. В ходе эксперимента не выявлено эндотелиальной дисфункции ни в одной из групп. ФЭ в группе АНОГ снижалась на 42%, а в группе ОГ имела тенденцию к снижению на 10%. Различия между группами по этому показателю являются статистически значимыми. Концентрация Et-1 в плазме крови, также характеризующая ФЭ, в группе АНОГ значимо возрастала в 1,5 раза, в ОГ концентрация Et-1 снижалась и к концу воздействия статистически значимо отличалась от группы АНОГ. Все эти изменения: уменьшение АО капилляров, увеличение ТАМХ, возрастание концентрации Et-1 и снижение ФЭ в группе АНОГ свидетельствуют о существенном влиянии модели невесомости на микроциркуляторное русло, выражающееся в сосудистом спазме и снижении физиологических возможностей регуляции кровотока на местном уровне. Таких выраженных изменений в условиях модели гипогравитации не отмечалось. При оценке вегетативной регуляции деятельности сердечно-сосудистой системы с помощью спектрального анализа, отмечено, что любая гипокинезия, как анти-, так и ортостатическая приводят к существенному снижению общей мощности спектра в 2,5-3 раза и в покое, и на фоне функциональных проб. При анализе данных ВСР в первой серии эксперимента выявлена существенная разница между АНОГ и ОГ в покое. Выявлено сокращение доли быстрых волн в структуре спектра к концу эксперимента почти в 2 раза, что свидетельствует о сокращении роли парасимпатического влияния в регуляции сердечной деятельности. Соотношение быстрых и медленных волн в группе ОГ в покое практически не изменилось по сравнению с фоновыми значениями. В группе ОГ, несмотря на отсутствие изменений в покое, отмечено усиление симпатического влияния после гипокинезии, при дыхании в произвольном темпе с дыхательной маской. Общим для групп АНОГ и ОГ является увеличение ИВБ, свидетельствующее об усилении симпатического влияния. Выявлены значимые межгрупповые различия в пробе с маской, ИВБ в группе ОГ был выше, чем в группе АНОГ. Динамика соотношения парасимпатического и симпатического влияния на сердечно-сосудистую систему в группах ОГ16 и ОГ24 схожа. Однако, в ответ на гипокинезию в состоянии покоя изменения больше выражены в группе ОГ16, которая исходно демонстрировала бо́ льшую долю быстрых волн в спектре. После воздействия ортостатической гипокинезии в этой группе отмечено более существенное ослабление парасимпатического влияния. Несмотря на изменения в обеих группах этой серии, статистически значимых отличий между ними выявлено не было. При анализе полученных данных отмечено, что группы АНОГ и ОГ16 схожи по доли парасимпатического влияния на общую структуру спектра. В обеих группах исходная доля быстрых волн в покое около 60%, а после гипокинезии (как ортостатической, так и антиортостатической) она снижается до 36-37%. Группы ОГ и ОГ24 с более сбалансированным типом вегетативной регуляции такого значительного снижения не демонстрируют. Изменение положения тела испытателя в течение суток (переход из вертикального в горизонтальное положение на время ночного сна) в условиях моделирования гипогравитации длительностью до 2 недель не оказывает влияния на вегетативную систему. Ключевым фактором в динамике вегетативного баланса является исходный тип вегетативной регуляции. В наибольшей степени на динамику показателей ВСР оказывает влияние не основной экспериментальный фактор — гипокинезия, а исходный тип вегетативной регуляции характерный для отдельных групп. ВЫВОДЫ 1. В условиях моделирования гипогравитации отсутствуют признаки увеличения кровенаполнения цервикоцефалического региона. При этом наблюдается менее выраженная вазоконстрикция сосудов нижних конечностей по сравнению с моделируемой невесомостью. 2. Динамика микроциркуляторных изменений в верхних конечностях в условияхмоделируемыхмикро-игипогравитацииносит разнонаправленный характер. Вазоконстрикция, характерная для микрогравитации, в гипогравитации сменяется вазодилатацией с замедлением скорости кровотока в капиллярах. 3. Моделируемая гипогравитация, по сравнению с горизонтальным положением приводит к достоверному снижению объемов камер сердца и увеличению фракции выброса левого желудочка. 4. По результатам пробы с ишемией в условиях моделируемой гипогравитации функция эндотелия не изменялась и снижалась почти в 2 раза в условиях моделируемой микрогравитации. При этом концентрация эндотелина в плазме крови в условиях микрогравитации увеличивалась, а при гипогравитации снижалась. 5. Моделируемая гипогравитация, в отличие от моделируемой микрогравитации, в значительно меньшей степени оказывает влияние на вегетативную регуляцию сердечного ритма. Динамика вегетативного баланса в значительной степени определяется исходным типом вегетативной регуляции человека. ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ 1. Результаты исследования сердечно-сосудистой системы при моделировании физиологических эффектов гипогравитации могут быть рекомендованы для разработки комплекса мероприятий по оценке функционального состояния космонавтов и созданию средств профилактики неблагоприятного влияния пребывания на лунной поверхности. 2. Исходные показатели вегетативной регуляции сердечно-сосудистой системы могут быть использованы в качестве прогностического критерия еѐ ответа на изменение гравитационного воздействия. 3. Непрямой метод оценки эндотелиальной функции коррелирует с прямым методом (определение концентрации эндотелина в плазме крови) и может быть рекомендован для оценки функции эндотелия у космонавтов в условиях космического полета и гипогравитации.