Автореферат и диссертация по медицине (14.00.32) на тему:Динамика внутричерепного давления у животных при моделировании невесомости и в реальном космическом полете

РГ6 од

2 9 МАЯ 1235

На правах рукописи

Трамбовецкнй Евгений Владимирович

ДИНАМИКА ВНУТРИЧЕРЕПНОГО ДАВЛЕНИЯ У ЖИВОТНЫХ ПРИ МОДЕЛИРОВАНИИ НЕВЕСОМОСТИ И В РЕАЛЬНОМ КОСМИЧЕСКОМ ПОЛЕТЕ

14.00.32 - "Авиационная, космическая и морская медицина"

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

Москва - 1995

Работа выполнена в Государственном научном центре Российской Федерации - Институте медико-биологических проблем.

Научный руководитель:

- доктор медицинских наук В.П.Кротов

Официальные оппоненты:

- доктор медицинских наук, профессор Е.А.Коваленко

- доктор биологических наук Е.И.Пальцев

Ведущее учреждение:

- Институт физиологии им. И.ГШавлова РАН

Защита состоится_!_ 1995 г., в_часов.

на заседании диссертационного совета К 074.31.01 по присуждению ученой степени кандидата наук в ГНЦ РФ -Институте медико-биологических проблем (123007, Москва, Хорошевское ш., д. 76а).

С диссертацией молено ознакомиться в библиотеке ГНЦ РФ - Института медико-биологических проблем.

Автореферат разослан _1995 г.

Ученый секретарь диссертационного совета Пономарева

И.П.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ.

Изменения, возникающие в системе кровообращения во »

время космических полетов, поставили ряд вопросов требующих решения. Сейчас не вызывает сомнения факт перераспределения жидких сред организма в краниальном направлении при снятии действия сил гравитации. Об этом свидетельствуют как косвенные данные по изменению регионарного кровообращения (методом реоэнцефалографии, у космонавтов показаны сдвиги в мозговом кровообращении с появлением признаков венозного застоя ( Яруллин XX. и др., 1984)), так и субъективные ощущения космонавтов (О.Г.Газенко, А.И.Григорьев, АД.Егоров, 1990). Возможно это перемещение жидких сред служит причиной космической формы болезни движения (ТJennings, 1990). Объективно оценить значимость этого перемещения жидкости и, соответственно, его влияния на мозговое кровообращение до сих пор не удавалось. Вопрос этот до настоящего времени остается актуальным, так как для решения задач пилотируемых космических полетов необходимо поддержание работоспособности экипажа начиная с первых минут полета. Действенность различных средств профилактики, влияющих на перемещение жидких сред в краниальном направлении, является еще одним косвенным подтверждением значимости этого перемещения в формировании

вестибулярных расстройств и космической формы болезни движения Ю.Ю.Атько», В.С.Беденко, 1989). Проблема обратного перемещения жидкости (в каудальном направлении) возникает при возвращении экипажа на землю и приводит к ортост этической неустойчивости и потере работоспособности. Теоретически такие перемещения жидкости должны

сопровождаться изменениями внутричерепного давления (ВЧД) и в целом мозгового кровообращения.

Для оценки влияния на мозговое кровообращение перераспределения жидкости и возможности его компенсации, целесообразно количественно оценить это перераспределение, используя для этого измерение внутричерепного давления, как параметра, определяемого сдвигом жидких сред организма (Е.Ю.Москаленко и др., 1971; Т-Леппи^Б, 1990).

Цель работы: изучение динамики внутричерепного давления при моделировании невесомости и в реальном космическом полете.

Для конкретного решения были поставлены следующие задачи:

- Выбор метода измерения внутричерепного давления и обоснование выбора;

- Выбор датчиковой системы, обеспечивающей реализацию поставленной задачи;

- Исследование динамики изменения внутричерепного давления при моделировании невесомости по гидростатическому компоненту;

- Оценка влияния изменений центрального кровообращения на внутричерепное давление;

- Оценка влияния моделируемых вестибулярных расстройств на внутричерепное давление;

- Определение динамики ВЧД в реальном космическом полете.

Научная новизна работы: Проведенная работа впервые показала, что при хроническом измерении внутричерепного давления у животных но приведенной ниже методике, отсутствуют различия между давлениями измеренными

эпидурально и субдурально. Эти данные были получены при воздействии на гидродинамическую систему организма посредством постуральных перемещении тела. Показаны преимущества эпидуралъного способа измерения внутричерепного давления.

Впервые разработана (совместно со специалистами НПО "Биофизприбор", Санкт-Петербург) и опробована датчиковая система для хронического измерения ВЧД в условиях автономного космическою полета.

Проведено исследование ВЧД при моделировании невесомости в условиях антиортостаза и ограничения подвижности, в хроническом эксперименте на не наркотизированных животных. Показано повышение ВЧД с последующей тенденцией к его нормализации.

Впервые проведен эксперимент с измерением ВЧД у обезьяны Macaca mulatta в космическом полете на борту биоспутника "Космос-2229". Полученные данные

подтверждают предположение о повышении ВЧД при снятии действия сил гравитации. Уровень ВЧД оставался повышенным в течении всего периода пребывания животного на орбите, хотя с 6-х суток полета наблюдалось тенденция к его нормализации.

Впервые обнаружено возникновение вецтиого застоя в системе мозгового кровообращения при переходе к условиям микрогравитации, признаки которого сохраняются в течение первых 4-5 суток космического полета.

Научно-нрагтнчсское значение: Повышение

внутричерепного давления в космическом полете имеет важное практическое значение, т.к. указывает на один из возможных

механизмов формирования космической формы болезни движения и других вестибулярных расстройств. Связь между повышением ВЧД и вестибулярными расстройствами была предварительно показана в экспериментах с укачиванием на качелях.

Сопоставление данных по измерению ВЧД эпи- и субдурально показали возможность использовать для исследований и по показаниям в клинике, более безопасный эпидуральный метод измерения давления, не теряя в точности измеряемых показателей.

Сравнительное исследование данных ВЧД полученных при моделировании невесомости по гидростатическому компоненту и в реальном космическом полете, позволяют рекомендовать, как адекватную невесомости, модель с нахождением тела обезьяны макака резус (Macaca Mulatta), фиксированной в ложементе полетного кресла, в так называемом "средне-физиологическом положении" (когда голова и голени конечностей находятся на одном горизонтальном уровне).

Основные положения, выносимые на защиту:

1. Метод эпидурального измерения давления адекватно отражает изменения внутричерепного давления, позволяя при этом, избежать осложнений и инфекций. Возможно проведение хронических исследований.

2. Разработанная датчиковая система и методика вживления датчиков позволяют проводить исследования в автономном режиме в космическом полете на боргу биоспутника.

3. По результатам модельных экспериментов показано:

а. при постуральных пробах активную роль играют физиологические механизмы компенсации, которые значительно уменьшают сдвиги давления вызванные действием физических факторов;

б. адаптационные изменения ВЧД продолжаются в течение всей 3-х часовой АНОГ;

в. качание животного на качелях вызывает рост ВЧД. 4. В состоянии реальной микрогравитации

внутричерепное давление возрастает.

Апробация работы: Результаты работы докладывались и обсувдались на Конференции молодых ученых ИМБП (Москва, 1990), Конференции молодых ученых ИМБП (Москва, 1992), Международном симпозиуме "Биоспутники "КОСМОС"" (Москва, 1993), VII Всероссийском симпозиуме "Эколого-физиологические проблемы адаптации" (Москва, 1994), X Конференции по космической биологии и авиакосмической медицине (Москва, 1994) и на Международном симпозиуме COSPAR (Гамбург, 1994).

Публикации: Основные положения диссертации отражены в 12 печатных работах (список работ представлен в конце автореферата).

Объем и структура диссертации: Диссертация изложена на 144 страницах машинописного текста, иллюстрирована 21 рисунком, 8 фотографиями и 4 таблицами, и состоит из введения, обзора литературых данных, методов исследования, 3 глав результатов собственных исследований, заключения, выводов и указателя литературы, охватывающего 193 названия работ отечественных и зарубежных авторов.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ.

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ СОБСТВЕННЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ.

Исследование проведено на 35-и кроликах-самцах породы Шиншилла, весом 2,5 - 3 кг и на 25-ти обезьянах-самцах макака Резус (Macaca mulatta), весом 3-5 кг (Табл. 1). На каждом животном было поставлено от 2 до 12 экспериментов.

Таблица № 1.

Использование лабораторных животных в экспериментах. *

№ № Эксперимент Количество животных.

Кролик» Обезьяш

1. Постуральные пробы 24 18

2. Длительный антиортостаз 12 -

3. Гипокинезия - 6

4. Центрифуга - 4

5. Острый опыт - 5

6. Полетный эксперимент (с предполетными обследов-шием) _ 12

7. Отработка методов установки датчиков, испытание новых датчи-

ковых систем 9 6

Для измерения ВЧД использовали: тснзодатчик фирмы "Königsberg" (США), диаметр которого составлял 4,5 мм, кондуктометрический датчик ИД-1 (Воронеж), катетерный тензодатчик производства ГДР и три различных системы для измерения ВЧД, производства "Биофизприбор" (Санкт-Петербург).

Вопрос соответствия значений ВЧД, измеренного эпи- и субдурально, решался с помощью съёмного датчика. Для крепления датчика кролику, под нембуталовым наркозом (25-30 мг/кг в/в), вживлялась плексигласовая пробка, вворачиваемая по резьбе и фиксируемая в костях черепа самотвердеющсй зубной пластмассой акрилоксид. Датчик в плексигласовой оправе на резьбе крепился в пробке таким образом, чтобы его чувствительная поверхность находилась на уровне внутренней поверхности кости. Первое измерение проводили не раньше, чем через сутки после операции. В начале датчик ставили эпидурально и проводили исследования с использованием постуралькых проб, затем его вывинчивали и, после удаления твердой мозговой оболочки, вновь устанавливали на тоже место; функциональные пробы повторяли.

При всех последующих исследованиях датчик ВЧД устанавливали только эпидурально.

Артериальное давление измеряли с помощью катетера вводимого через бедренную артерию в брюшную аорту или датчиком фирмы Königsberg, имплантируемым с помощью манжеты вокруг сосуда.

Электрокардиограмму (ЭКГ) регистрировали в 3-х стандартных отведениях с помощью Mingograf-8I и кардиоэнцефалоскопа.

Для исследований динамики ВЧД применяли постуральные нагрузочные пробы. Кролика помещали в фиксирующее устройство, закрепленное на ортостоле. Голова животного фиксировалась (Рац.предл.Ы 3743, ИМБГ1) таким образом, чтобы желудочки головного мозга находились на уровне каудального конца спинального канала.

Функциональную пробу проводили по схеме: горизонталь (0°) -антиортостаз (-30°) - ортостаз (+75°) - горизонталь (0°) -ортостаз (+75°) - антиортостаз (-30°) - горизонталь (0°), т.е. во время эксперимента орто- и антиортопроба проводилась еще и в "усиленном" варианте, без остановки в 0°. В каждом положении животное находилось в течении 10 мин., для установления стабильного уровня ВЧД.

Обезьян при проведении постуральных проб закрепляли в ложементе полетного кресла, голова животного фиксировалась специальным приспособлением. Постуральные пробы на обезьянах проводили по сходной схеме, используя в ортостазе угол+75°, а в антиортостазе угол-75°.

В остром опьгге на обезьянах измерялось внутричерепное давление в боковых желудочках мозга и артериальное давление в бедренной артерии. Животные под сочетанным калипсол-фентаниловым наркозом фиксировались на ортостоле в положении лежа на спине. Постуральные пробы проводили по приведенной схеме. Также исследовали динамику ВЧД на фоне артериальной гипертензии, вызванной внутривенным введением фенилэфрина в дозе 0.12 мг/кг/мин. На фоне гипертензии проводили антиортопробу.

Оценку состояния ВЧД в условиях моделируемой невесомости проводили, используя для кроликов антиортостатическую модель -15° и -30° с длительностью эксперимента 3-й часа и для обезьян антиортостатическую гипокинезию в течении 14 суток и углом наклона -10°.

Полетный эксперимент на биоспутнике "Бион-10" проводили по следующей схеме. Датчики ВЧД вживляли полетной группе животных (12 макак - самцов, весом 3,5 - 5

кг.) за четыре месяца до полета. В биоспутнике располагались две капсулы "Биос-Примат" в которых помещалось по обезьяне, фиксированной в полетном ложементе. Предполетная фоновая запись проводилась во время 20-и часового нахождения ракетоносителя на стартовой позиции, семь записей по пять минут с интервалами два часа. Биоспутник экспонировался на околоземной орбите в течении 12 суток. Регистрацию ВЧД проводили круглосуточно, записывая по 5 минут каждые два часа. Сразу после взлета провели 2-х часовую запись острого периода адаптации ВЧД к состоянию невесомости. Для более полной оценки последствий перемещения жидких сред организма в невесомости, до и после полета были проведены ортопробы по приведенной выше схеме. До полета ортопробы были проведены у всей полетной группы животных.

Датчики ВЧД калибровали до вживления и сразу после окончания эксперимента. К сожалению, в связи с нарушениями в работе записывающей аппаратуры, данные были получены только от одной обезьяны - № 27906 Крош.

Обработку результатов измерений проводили с привлечением аппарата математической статистики (Statgraf, LT Notebook и др.) и специальных программных средств разработанных на ВЦ ИМБП (рук.гр. Емельянова JI.A.) на IBM РС-286, IBM FC-386 и на ЕС4018 (Radio Shack).

РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ Выбор методического подхода.

Для решения вопроса о методе регистрации внутричерепного давления, сопоставляли значения ВЧД, измеренные эпи- и субдуральным способами. О характеристиках

каждого способа измерения судили по выраженности реакции ВЧД на дозированную функциональную нагрузку при проведении постуральных проб. На рис. 1 приведена диаграмма показывающая, что средний уровень изменений ВЧДэ в ответ на постуральные перемещения тепа несколько выше, чем ВЧДс, однако ни при одном из углов наклона, различия между эпидуральным и субдуральным методами измерения, не были достоверными (1=0,4-1,2; р»0,05; г=0,99).

1ВО

§ 1г°

1 100

В во

и во

го

ш

о

Рва. 2. Днииши ВЧД при пядямаяд щш вигипкх У7771 СМотмып» ВЧД ' ' Зшциатпппи ВЧД

Не обнаружены различия в способе измерения ВЧД также при ступенчатом изменении расположения тела животного, когда угол наклона каждый раз изменялся всего на 5°(г=0,99). Следовательно, упруго-эластические свойства твердой мозговой оболочки не повлияли на абсолютные значения ВЧД даже при незначительных его сдвигах.

После окончания экспериментов и эутаназиИ проводилось морфологическое исследование твердой мозговой оболочки, которое не показало существенных изменений последней (максимальный исследованный срок - 2,5 года).

Учитывая, что эпидуральный способ измерения ВЧД менее травматичен, не нарушает целостности твердой мозговой

¿Я

4*1

Фь

§

¡Л

73» -30»

0° -00

и

оболочки и ее иннервационного аппарата, снижает опасность возникновения воспалительных процессов, а по чувствительности и выраженности сдвигов ВЧД практически не отличается от субдурального, он был нами выбран для проведения дальнейших исследований, и рекомендован для использования на животных в автономном космическом полете.

Отбор и разработка датчиковой системы.

В ходе проведенных исследований было опробированно б различных датчиковых систем. По результатам анализа, как наиболее перспективная, была выбрана измерительная система производства СКТБ "Биофизприбор" (Санкт-Петербург). Дальнейшая совместная разработка этой системы позволила рекомендовать ее для эксперимента на борту биоспутника.

Для проведения полетного эксперимента быйа разработана наименее травматичная методика хронического вживления датчика обезьянам.

ВЧД при проведении проб с opto- и антиортостатическими воздействиями.

Механизм воздействия функциональных проб с изменением положения тела в пространстве, основан на изменении гидростатического давления жидких сред организма, особенно выраженного в полярных регионах тела. В связи с этим, даже при небольших углах наклона тела ВЧД достоверно меняется.

В наших исследованиях у бодрствующих кроликов в антиортостазе -30° ВЧД возрастало на 51-66%, а в ортостазе +75° снижалось на 37-41%. Во время острых опытов у обезьян

под наркозом мы наблюдали повышение внутричерепного давления при антиортостазе -75° на 60-65%, а при ортостазе +75° - снижение на 50-65%. А у бодрствующих обезьян ВЧД при аналогичных пробах, соответственно увеличивалось на 200-220% в антиортостазе и уменьшалось в ортостазе на 5565%.

Примечательно отличие пробы, проведенной с остановкой и без остановки в горизонтальном положении. На физической модели конечные значения ВЧД не зависят от исходного состояния системы и определяются только гидростатическими силами, т.е. антиортостаз (0° - -30°) и "усиленный" антиортостаз (+75° - -30°) вызывают одинаковые изменения давления. Различия между пробами в реальном эксперименте, указывают на работу механизмов компенсации.

Этаминал-натриевый наркоз, в дозе 25-30 мг/кг в/в, оказывает двухфазное действие на уровень ВЧД: в 1- ую фазу, продолжительностью до 10-15 минут после инъекции, ВЧД снижалось на 10-40 мм водн.ст.; во 2-ой фазе оно увеличивалось со скоростью до 8-15 мм водн.ст./мин., достигая через 30-40 минут 300-400 мм водн.ст., т.е. превышало фоновый уровень в 2 - 2,5 раза. Аналогичную реакцию ВЧД на наркоз наблюдали на кошках Шурин В.Р., 1958) и в клинике (Ыака1ати 8. е1 а!, 1982). Поэтому нам кажется целесообразным с осторожностью относиться к рекомендациям ради авторов (ПНеу 8. е1 а1. 1982: 1,ашаь К. с1 а1, 1982), использовать барбитураты в клинике для снижения ВЧД.

Проведение под нембуталовым наркозом функциональных проб с ностуральными воздействиями показало, что и в этом случае сохраняются индивидуальные различия в

компенсаторных реакциях ВЧД на измене:-';*: лояо'хгнил тгла. Диапазон колебаний уровня ВЧД у кроликов под наркозом на пробу был выше, чем у бодрствующих ,х:-;вотных (Р;:с. 2), а средний

Животное пая наркозоы. [Т^ТВЧД УЯУЯ ОдшДта среднего

БаЛ}К7Пуюшсе эодаатттае. | г 1 ВЧД ваа ОпрДка среднего |

Рис. 2. ВЧД у кроликов во время постуральных проб под наркозом и без наркоза (приведены I и 10 минуты нахождения в данном положении).

уровень ВЧД (горизонтальное положение) повышался. Это свидетельствует о том, что величина колебании ВЧД определяется не только гидростатическим воздействием жидких

сред организма, но и эффективностью нейро-эндокршшой регуляции. Прослеживается закономерность: чем глубже наркоз, тем слабее воздействие механизмов регуляции на ВЧД и, следовательно, тем выше уровень изменений давления на пробу.

Моделирование действия Факторов космического полета.

Динамика ВЧД, при перемещении жидких сред организма в краниальном направлении, была исследована на кроликах, находящихся в антиортостатическом положении под углом -30 и -15° в течении 3-х часов. При переводе кролика из горизонтального положения в антиортостаз, ВЧД возрастало на 70,8 ± 4,8 мм водн.ст. при угле -30° и на 53,0 ± 3,7 мм водн.ст. при угле -15°. В дальнейшем давление снижалось. Причем компенсаторное уменьшение давления во время первой пятиминутки было наиболее значительно (32,4% при угле -30° и 23,2% при угле-15°, от изменения ВЧД за 3 часа; р<0,05), что, по-видимому, связано не только с физиологическими, но и с биофизическими механизмами адаптации (Рис. 3). Общая направленность процесса адаптации может быть описана уравнениями регрессии У=138,6-0,15Х (г=-0,935) и У=130,6-0,07Х (г=-0,912) при углах -30 и-15° соответственно. Возвращение в горизонтальное положение приводило к падению давления на 50,8 ± 9,9 мм водн.ст. при угле -30° и на 34,0 ±013,5 мм водн.ст. при угле -15°, что ниже исходного фона на 22,9 и 22,6% соответственно. Полная нормализация ВЧД наблюдалась лишь через 25-45 минут после перевода в исходное положение.

В полете биоспутников "Космос-1514 и 1667" было отмечено разнонаправленное изменение артериального

давления и кровотока в сонной артерии у обезьян в первые часы пребывания в невесомости (В.П. Кротов и др., 1987, 1988). Для оценки роли артериального притока в формировании уровня ВЧД нами был проведен эксперимент с внутривенным введением фенилэфрина в дозе 0.12 мг/кг/мин. На фоне действия препарата

я

1М

1« а»

ЯГ

Э* 7« 118

Ашарпсш -15 "

и « ЭВ 7* 111 15В 18» ^

Авгтртостаэ -ЭФ*

Рис. 3. Динамика ВЧД у кроликов во время 3-х часового антиортостаза.

наблюдалось значительное повышение артериального давления, причем рост наблюдался не только уровня давления, но и амплитуды пульсовых колебании. Полученная при этом значительная гипертензия (повышение артериального давления

приблизительно на 40%) в раде случаев не вызывала рост ВЧД. Механизм этого явления объясняется тем, что повышение АД, достигаемое констрикцией периферических сосудов, не приводило к передаче повышенного внутрисосудистого давления в полость черепа, из-за высокого тонуса сосудистой стенки и из-за небольшого объемного приращения. В тоже время на фоне внутричерепной гипертезии в антиортостатическом положении повышение артериального Давления сопровождалось ростом ВЧД. Это объясняется тем, что одинаковое приращение объема вызывает значительно большее приращение ВЧД при исходно более высоком его уровне (Е. Шевчиковский и др., 1980). Следовательно уровень ВЧД в большей степени зависит от состояния оттока (венозного и лшсворного), чем от артериального притока. Артериальный приток - система высокою давления, имеет хорошо развитые механизмы компенсации и поэтому оказьшает меньшее влияние на формирование ВЧД.

.Пгашц^ Т. (1990) гипотетически предположил возможность наличия связи мехеду возникновением болезни движения и ростом ВЧД. Поэтому было решено изучить динамику ВЧД в процессе укачивания, в экспериментах с качанием на качелях (с амплитудой качания 1 м и периодом колебаний 3 сскуцды). В фоновом периоде ВЧД у бодрствующих кроликов колебалось в диапазоне от 4 до 10 мм рт. ст., составляя в среднем 7.6 ± 3.8 мм рт. ст.. Постепенное повышение ВЧД наблюдалось уже с первых минут эксперимента, и к 20-40 минуте эксперимента уровень ВЧД возрастал в среднем на 15.0 ± 4.2 мм рт. ст. (Рис. 4), тогда как объективные признаки укачивания (вынужденная поза и скованность) наблюдались

лишь через 10-15 мии.. Рост давления определяет связь между возникновением симптомокомплекса болезни движения и величиной давления внутри черепа. Параллельное исследование тонуса поверхностных мозговых сосудов, путем

фотографирования через плексигласовое окно в затылочной и теменной области, не выявило корреляции между дилятацией мозговых сосудов и

кнНв

Pic. 4. Измекпе ВЧД api jKtmiin Et niera.

повышением ВЧД (Дрозд Ю.В., Трамбовецкий Е.В., 1990). Возможно, что увеличение ВЧД обусловлено повышением проницаемости гемато-энцефалического барьера. Внутривенное введение кроликам 1-3 мл лазикса за 15 минут до начала эксперимента, уменьшало прирост ВЧД до 7.0 ± 0.7 мм рт. ст. После прекращения качания ВЧД нормализовывалось через 2030 минут.

Динамика ВЧД во время космического полета. У обезьяны во время 20-часового пребывания в ракете на стартовой позиции, уровень ВЧД варинровал от 8.5 до 12.1

мм рт. ст., равняясь в среднем 10.2 ± 0.12 мм рт. ст., причем ночью он был ниже, чем днем.

Уже в первом 5-минутном сеансе после выведения биоспутника на орбиту, величина ВЧД составляла 13.7 ± 0.12 мм рт. ст. и продолжала нарастать, достигая 17.1 ± 0.14 мм рт. ст. (Рис. 5). После пикообразного подъема (в 1,5 раза) и возникновения в связи с этим двигательной реакции, ВЧД понизилось и к концу 2,5 часового периода пребывания в условиях микрогравитации составляло 120-125% к фону.

В первые пять суток полета уровень ВЧД колебался около 13-14 мм рт ст, однако оставаясь в диапазоне физиологической "нормы" (Рис. 6) (Принято считать, что верхний предел "нормы" для ВЧД составляет около 200 мм вод ст или 15 мм рт ст.).

С 19

<В В В.4 е.9 1.2 1.6 2 2.4

Врем* (часы)

Рхс. 5. Изнекеие ВЧД I верные 2.5 ш кпетчесыгв пожен.

яреме полета бвотахухинхж ЕММ Суга НОВ Нт I » Даь

Начиная с 6-х суток и до конца регистрации (9-е сутки) прослеживается тенденция к нормализации ВЧД, точнее сокращения отличий от фона. Почти вдвое сузился диапазон его суточных колебаний и появилась иная зависимость в суточной периодике. Так если на 6-е и 7-е сутки полета ВЧД было выше днем, чем ночью, то на 8-е и 9-е сутки полета суточный ритм ВЧД был инвертирован - его уровень ночью был выше дневного. Последнее скорее всего связано с нарушением у обезьяны режима "сон-бодрствование''.

Пульсовые колебания ВЧД во время пребывания обезьяны на стартовой позиции имели четко выраженную стандартную форму с амплитудой около 1,5 мм рт. ст.. Паттерн пульсовой кривой ВЧД оказался резко изменен после выведения биоспутника на орбиту. Это выразилось в значительном уменьшении вклада артериальной компоненты и появлении высокоамплитудной венозной составляющей при снижении общей амплитуды пульсовой волны до 1 мм рт. ст.. Подобное соотношение пульсовых составляющих сохранялось в течение 4 суток полета. Начиная с 5-х суток и до конца периода

регистрации (9-е сутки) прослеживается выраженная тенденция к нормализации амплитуды пульсовой волны, и ее формы.

О влиянии факторов космического полета, и в первую очередь микрогравитации, на состояние гидродинамической системы организма и на динамику ВЧД, можно судить по выраженности изменений последнего при перемене положения тела. Функциональные пробы с орто- и антиортостатическим воздействием, проведенные до полета и в различные сроки по его завершению, показали, что даже спустя месяц после полета сохранялись различия в выраженности реакции ВЧД на изменения положения тела. Меньше всего эти сдвиги отличались от фоновых при антиортостазе, особенно "усиленном", когда при переводе животного из ортостатичсского положения имело место максимальное воздействие на гидродинамические системы (артериальную, венозную, ликворную). Выраженность изменения ВЧД при ортостазе была меньше, чем в антиортостазе, но именно при данном виде воздействия, сохранялись различия от степени его уменьшения перед полетом.

Во время проведения функциональных проб, при переводе обезьян из ортоположения в "средне-физиологическое" (обезьяна в ложементе полетного кресла, в положении на спине, когда голени находятся на уровне головы) имели место сдвиги ВЧД сопоставимые с таковыми в полете - в этом случае прирост ВЧД составлял 4-5 мм рт. ст..

Мохсст быть для изучения влияния эффекта микрогравитации по гидростатическому компоненту на ряд систем организма, в частности, кровообращение, водно-солевой обмен, уровень гормональной регуляции более

адекватным является пребывание обезьяны в "средне-физиологическом" положении. Прирост ВЧД у обезьяны в условиях микрогравитации оказался также сопоставимым с таковым у обезьян в условиях погружения в иммерсионную среду. Так, по данным Keil et. al. (1992), при иммерсии в вертикальном положении по шею ВЧД у наркотизированных обезьян возрастало на 3,5 мм рт. ст. и сохранялось на этом уровне в течение всего получасового периода пребывания в воде.

Таким образом, анализ полученных данных свидетельствует о том, что у обезьяны в. условиях микрогравитации ВЧД имело четкую суточную периодику; в первые 5 дней космического полета среднесуточные значения ВЧД превышали фоновые на 4 мм рт ст и колебались на уровне 14 мм рт. ст., затем они постепенно уменьшались, составляя 11.9 ± 0,6 мм рт. ст. на 9-е сутки полета. При этом увеличение в полете ВЧД нельзя рассматривать как внутричерепную гипертензию, ибо его значения не выходили за верхний уровень принятой "нормы". Хотя при этом нельзя исключить возможности реагирования высших вегетативных центров на колебания ВЧД в так называемом "физиологическом" диапазоне, так как изменения паттерна пульсовых колебаний ВЧД в первую неделю полета свидетельствуют о развитии б этот период времени значительных сдвигов в системе внутричерепной гемоликвородинамики.

ВЫВОДЫ:

1. Внутричерепное давление, измеряемое эпидурально, практически равно субдуральному, разница между ними не превышает ошибки метода.

2. Разработанный датчик для измерения ВЧД позволяет решить задачу измерения ВЧД на борту биоспутника в автономном космическом пол&ге. Находясь в тканях животного до года, он сохраняет работоспособность и не вызывает осложнений.

3. ВЧД у бодрствующих животных и у животных, находящихся под наркозом, всегда повышалось при переводе в антиортостатическое положение. При длительном (многочасовом) пребывании животных в этом положении прослежена тенденция к нормализации ВЧД, направленность которой описывается уравнением регрессии, с коэффициентами зависящими от угла наклона тела.

4. Наркоз ослабляет действие нейрорегуляторных механизмов, поддерживающих гомеостаз организма. При постуральных пробах как увеличение, так и уменьшение ВЧД происходит на 10-20% выраженное, чем у бодрствующих животных.

5. Отсутствует параллелизм между повышением артериального давления (при внутривенном введении фенилэфрина) и изменением значений ВЧД. ВЧД в большей степени зависит от объемных приращений в полости черепа.

6. Качание на качелях вызывает рост ВЧД, частично компенсируемый предварительным введением лазнкса.

7. Внутричерепное давление у обезьян и условиях микро1*равитации повышается, но не выходит за диапазон общепринятой "физиологической" нормы.

8. Во время космического полета имеет место тенденция к нормализации ВЧД, одншео до конца 9-ых суток полета ВЧД остается выше фонового уровня.

9. Паттерн пульсовой волны ВЧД свидетельствует о развитии в первые 5-6 суток полета значительных застойных явлений в венозной системе мозгового кровообращекич. Постепенное его возвращение к исходной форме, указывает ка адаптацию системы внутричерепной гемоликвородинамики к новым условиям функционирования.

Практические рекомендации:

Сопоставление данных измерения ВЧД эпн- и субдурально, показали возможность использовать для исследований и по показаниям в клинике, более безопасный эпидуральный метод измерения давления, не теряя в точности измеряемых показателей.

Рекомендуем использовать, приведенные в работе, методические приемы для дальнейшего изучения механизмов формирования внутричерепного давления в автономных космических полетах.

Для изучения влияния эффектов микрогравигации по гидростатическому компоненту на динамику ВЧД у обезьян, рекометтдуем использовать пребывание животных з иммерсионной среде или в "средне-физиологическом" положении в ложементе полетного кресла.

Результаты полетного эксперимента могут быть использованы пр'' разработке средств профилактики неблагоприятного воздействия невесомости на организм.

СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ.

1. Внутричерепное давление и гемодинамика мозга кроликов при моделировании вестибуло-ве! етативных расстройств. Сб.: Система микроцирк, и гемокоагуляции в экстрем, условиях. Фрунзе, Илим, 1990, с. 109-110. (Дрозд Ю.В0-

2. Динамика внутричерепного давления при моделировании невесомости. Тез. докл. XI Всесоюзн. конференции по косм. биол. и авиакосм, мед., Калуга, 1990, с.112-113. (Кротов В.П., Назин А.Н.).

3. Компенсаторные реакции внутричерепного давления при постуральных воздействиях. Тез. докл. XI Всесоюзн. конференции по косм. биол. и авиакосм, мед., Калуга, 1990, с. 193-194. (Иванов А.Н., Симонов Л.Г.).

4. Эпидуральная и субдуральная регистрация внутричерепного давления при постуральных пробах, ж. Косм, биол. и авиакосм, мед., 1990, № 4, с. 53. (Кротов В.П., Симонов Л.Г.).

5. Внутричерепное давление кроликов при моделировании вестибуло - вегетативных расстройств. Материалы XXI Гагаринских научных чтений по авиации и космонавтике. Москва, 1991, с. 72-73. (Кротов В.П., Дрозд Ю.В.).

6. Динамика внутричерепного давления в покое и при перемене положения тела. Физиол. журнал СССР, 77, 1991, №1, с. 68-75. (Кротов В.П., Назин А.Н.).

7. Внутричерепное давление у обезьяны "Крош" в космическом полете. Материалы VII всероссийского симпозиума "Эколого-физиологичсские проблемы адаптации", Москва, 1994, с. 280. (Кротов В.П.).

8. Влияние микрогравитации л а показатели внутричерепного давления обезьяны. Материалы X конференции по космической биологии и авиакосмической медицине. Москва, 1994, с. 216-217. (Кротов В.П.).

9. Intracranial pressure dynamics in the monkey during space flight. 30-th COSPAR Scientific Assembly, Hamburg, Germany, 1994, p. 291. (Krotov V.P.).

10. Внутричерепное давление у обезьяны, в условиях микрогравитации. Физиологический журнал им.Сеченова И.М., 80, 1994, № ю, с. 1-8. (Кротов В.П., Корольков В.И.).

11. Intracranial pressure in the monkey flown aboard the "Cosmos-2229" biosatellite. J. Applied Physiology. (Krotov Y.P., Korolkov V.I.) в печати.

12. Внутричерепное давление у обезьяны в полете на биоспутнике "Космос-2229". ж. Авиакосмическая и экологическая медицина, (Кротов В.П., Корольков В.И.) в печати.

Подписано к печати 20.04.95 г. Формат 60x84/16 Объем 1,0 п.а. Тираж 100 экз. Зак. 2509

Отпечатано в РИЦ ГОСНИТИ