Исследование динамики состава тела и распределения жидких
сред организма человека в условиях длительного космического
полета (Спрут-2)
Постановщик(-и): Носков В.Б., д.м.н., Учреждение Российской академии наук Государственный научный центр Российской Федерации - Институт медико-биологических проблем РАН (ГНЦ РФ – ИМБП РАН)
Экспедиции 25, 26, 27, 28, 29, 30, 31, 32, 33, 34 реализуется
Область исследования Космическая физиология
Гравитационный фактор играет важнейшую роль в перестройке многих метаболических параметров, в том числе и в формировании иного гидратационного статуса. Отсутствие гравитации и другие факторы космического полета оказывают специфическое влияние на водно-солевой гомеостаз человека, в частности, на жидкие сектора организма. Кроме того, исследование динамики состава тела и инфраструктуры жидкостных пространств имеет не только научный интерес, но и вполне прикладную цель - целенаправленное и осмысленное использование средств профилактики. Исследование динамики инфраструктуры жидкостных пространств в условиях космических полетов стало возможным при внедрении нового неинвазивного биоимпедансного анализа (БИА) в практику космической медицины и создания специальной бортовой аппаратуры.
|
|
Прибор "Спрут-2".
|
Пояс.
|
|
|
Эквивалент пациента.
|
Кабель пациента.
|
Рисунок 1 - Укладка "СПРУТ-2. Прибор".
|
Космический эксперимент «Спрут-2» направлен на исследование динамики состава тела и распределения жидких сред организма человека в условиях длительного космического полета с целью оценки адаптационных механизмов и усовершенствования мер профилактики неблагоприятного влияния невесомости. Фоновый и послеполетные сеансы (первые и седьмые сутки реабилитационного периода) эксперимента «Спрут-2» проводились в утренние часы суток, натощак. Регистрация импедансометрических параметров при этом осуществлялась в положении «лежа на спине». При этом замерялись антропометрические параметры отдельных участков тела обследуемого. Каждый сеанс эксперимента в ходе полета также проводился в утренние часы суток, натощак. В ходе сеанса эксперимента осуществлялось измеpение массы тела, наложение десяти одноразовых электродов (5 пар) на лоб, запястья и голени, стыковка их с прибором «СПРУТ-2», и регистрация параметров в течение 1 минуты (Рисунок 1). Во время сеанса бортового эксперимента обследуемый космонавт находился в состоянии физического покоя и в стандартной позе – «свободное парение» (Рисунок 2). Принцип действия импедансометра «СПРУТ-2» основан на измерении электрического сопротивления различных участков тела, которое зависит от объемов различных водных секторов организма и частоты измерительного тока. С помощью данного прибора проводилось измерение тощей и жировой массы тела, а также основных жидкостных объемов организма: объем общей жидкости тела, объем внеклеточной жидкости и клеточной жидкости и соотношение различных объемов.
|
|
Рисунок 2 – Российские космонавты Шкаплеров А.Н. и Кондратьев Д.Ю. во время проведения сеанса космического эксперимента «Спрут-2» на борту МКС.
|
Использование результатов эксперимента на Земле
Использование метода полисегментной импедансометрии, кроме оценки гравитационных перемещений жидких сред организма, позволяет существенно уменьшить методические погрешности оценки состава тела, обусловленные различием геометрических параметров и электрических свойств разных регионов тела, а новая схема размещения электродов повышает точность анализа за счет учета антропометрических параметров отдельных участков тела обследуемого.
Использование результатов эксперимента для освоения космоса
Изучение жидкостных пространств организма имеет не только сугубо научный интерес, но и прикладную задачу по коррекции гидратационного статуса космонавтов для повышения послеполетной ортостатической устойчивости. Проведение КЭ «Спрут-2» способствует повышению информативности оперативного медицинского контроля состояния метаболизма космонавтов и их гидратационного статуса непосредственно во время длительных космических полетов. Результаты КЭ позволяют осуществлять прогнозирование и обоснование целенаправленной коррекции уровня гидратации на различных этапах полета с целью повышения работоспособности космонавтов. Результаты исследований позволят осуществлять автономный медицинский контроль во время длительных, в том числе и межпланетных космических экспедиций и целенаправленно корректировать водно-солевой обмен и режим тренировок на различных этапах полета с целью повышения работоспособности экипажей.
-
|
Рисунок 3 – Российский космонавт Е.И. Тарелкин в процессе выполнения
эксперимента «Спрут-2» на борту МКС.
|
Результаты
Использование метода импедансометрии на борту МКС даст возможность изучать механизмы адаптации и перестройки гомеостаза, а также осуществлять контроль за эффективностью проводимых профилактических мероприятий. По окончании каждого сеанса эксперимента формировались электронные файлы, которые содержали пригодные для дальнейшего анализа данные. Объем указанных файлов составлял около 20 МБ. Проведение космического эксперимента «Спрут-2» планируется продолжить у членов последующих экспедиций на МКС.
В результате проведенных сеансов эксперимента выявлено, что содержание общей воды тела, а также объем внеклеточной и клеточной жидкости во время полета снижается у большинства обследованных космонавтов. Дефицит массы тела образуется за счет снижения количества тощей массы тела и уменьшения жировой составляющей. Отчетные материалы по эксперименту в целом будут представлены после проведения полного анализа всех полученных результатов.
Публикации
1. Носков В.Б., Ничипорук И.А., Моруков Б.В., Маленченко Ю.И. Исследование состояния жидких сред организма человека в условиях длительного космического полета//Авиакосмич. и экологич. мед. - 2005, т. 39, № 1, С. 27 - 31.
2. Носков В.Б., Николаев Д.В., С.А. Туйкин, В.И. Кожаринов, В.А. Грачев. Портативный импедансометр для оценки жидкостных пространств организма в условиях космического полета//Медицинская техника, 2007, № 2, С. 45-47.
3. Носков В.Б., Ничипорук И.А., Григорьев А.И. Динамика жидкостных сред и состава тела в условиях длительного космического полета (биоимпедансный анализ)//Авиакосмич. и экологич. мед. - 2007, т. 41, № 3, с. 3-7.
4. Носков В.Б., Ничипорук И.А. Неинвазивное определение жидкостных секторов организма человека в условиях космического полета (эксперимент «Спрут»)//В кн: Международная космическая станция, 2011, М, том 2, стр. 235 - 248.
5. Газенко О.Г., Григорьев А.И., Наточин Ю.В. Водно-солевой гомеостаз и космический полет. М., "Наука", 1986 а, 240 с.
6. Leach Huntoon C.S., Grigoriev A.I., Natochin Yu.V. Fluid and electrolyte regulation in spaceflight. American Astronautical Society Publication, San Diego. USA. 94 : 220.1998.
7. Талавринов В.А., В.Б.Носков, И.В.Алферова, В.И.Лукьянчиков, В.Р.Лямин. Антропометрические исследования. II Ъ кн.: Орбитальная станция "Мир", 2001, М, том 1, стр. 258-267.
8. Григорьев А.И., И.М. Ларина, В.Б. Носков. Влияние космических полетов на состояние и регуляцию водно-электролитного обмена//Российский физиологич. журн. им И.М. Сеченова, 2006. N/92, № 1, С. 5-17.
Достарыңызбен бөлісу: |