Автореферат и диссертация по медицине (14.00.32) на тему:Межгормональное взаимодействие и взаимосвязь показателей нейрогуморального и психофизиологического статуса человека при моделировании условий космического полета

На правах рукописи

Васильева Галина Юрьевна

МЕЖГОРМОНАЛЬНОЕ ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ

И ВЗАИМОСВЯЗЬ ПОКАЗАТЕЛЕЙ НЕЙ РОГУ МОРАЛЬНОГО И ПСИХОФИЗИОЛОГИЧЕСКОГО СТАТУСА ЧЕЛОВЕКА ПРИ МОДЕЛИРОВАНИИ УСЛОВИЙ КОСМИЧЕСКОГО ПОЛЕТА

14.00.32 — авиационная, космическая и морская медицина

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата медицинских наук

ООЗ159364

Москва - 2007

003159364

Работа выполнена в Государственном Научном Центре - Институте медико-биологических проблем Российской академии наук

Научный руководитель кандидат медицинских наук

Ничипорук Игорь Александрович

Официальные оппоненты доктор медицинских наук

Степанова Светлана Ивановна

доктор медицинских наук, профессор Тишенина Раиса Степановна

Ведущая организация. Российский государственный научно-исследовательский испытательный Центр подготовки космонавтов имени Ю А. Гагарина

Защита состоится « / » 2007 г в /Р часов на заседании

диссертационного совета Д 002 11101 в Государственном научном центре Российской Федерации — Институте медико-биологических проблем Российской академии наук (ГНЦ РФ - ИМЕЛ РАН) по адресу. 123007, г Москва, Хорошевское шоссе, д 76а

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ГНЦ РФ - ИМБП РАН Автореферат разослан « ¿А бссЛс^лтт.

Ученый секретарь диссертационного совета, доктор медицинских наук, профессор

БуравковаЛ Б.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Экспериментальные работы в области изучения работоспособности и профессиональной деятельности человека при стрессогенных воздействиях ведутся с середины прошлого века (СелъеГ, 1960, Анохин ПК, 1968, Горизонтов ПД, Сиротин НН, 1973, Кассиль ГН, 1978) Выявлено, что при воздействии стрессоров различного генеза отмечается высокая корреляция между базальными и вызванными предъявляемыми воздействиями уровнями секреции гормонов, субстратов и метаболитов энергообмена с психофизиологическими показателями Гормоны и нейропептиды принимают прямое участие в регуляции нейрональных реакций в ЦНС (скорость переработки информации, скорость сенсомоторных реакций, торможение угашения условных рефлексов и др ), а также оказывают существенное влияние на показатели высшей нервной деятельности (ВНД) - мобилизацию внимания, память, ассоциативное мышление, обучаемость и т п (Bentley Р J, 1980, Corder R, Rees L H, 1981, Китаев-СмыкЛА, 1983, ПанинЛЕ, 1983, Wenner R, Braun P, 1983, MacleodRM etat, 1985, Schambach H, G Knappe, W Carol, 1986, БахаревВД, 1989, ГринетчВВ и dp, 2004)

Сложные условия профессиональной деятельности человека в

космическом полете, использование и эксплуатация современных технических средств и оборудования на орбитальных станциях требуют постоянного совершенствования системы медико-психологического контроля за состоянием здоровья членов экипажей и психофизиологической надежностью (Мясников В И идр, 1986, Газенко ОГ и др ,1987,1990, Григорьев АИ и др, 1989, 1990, 2004, Воронин ЛИ и др, 1996, Ушаков И Б, 1986, 1989, 2000, Мясников В И, Степанова СИ, 2000, Богомолов ВВ, Моргун В В, 2001, Почуев В И 2002, 2006) Имеется ряд экспериментальных работ, в которых показаны изменения параметров операторской деятельности и психофизиологического статуса у человека-оператора в условиях модельных экспериментов и реальном космическом полете, а также их связь с показателями нейроэндокринной регуляции (Пономаренко В А идр, 1986, 1991, ЕлкинаЛГ идр, 2006, Сальницкий ВП, Бронников С В и др, 2006) В частности, во время 370-суточной антиортостатической гипокинезии были выявлены связи гормонального статуса с параметрами актуального психического состояния и

работоспособности человека-оператора (Ничипорук И А, Иванов А А, 1999), в эксперименте с 135-суточной изоляцией показана связь психоэмоционального состояния, работоспособности и уровня свободного кортизола В слюне (Быстрицкая АФ и др, 1999, Ларина ИМ, 2000) Однако остается ряд вопросов, связанных с изучением взаимовлияния нейроэндокринного и психофизиологического статуса, которые в экстремальных условиях могут существенно изменять показатели операторской деятельности и работоспособности человека

В связи с изложенным, задача выявления устойчивых корреляционных связей между показателями нейрогуморальной регуляции (гормонов и нейроспецифических белков) и психофизиологического статуса при проведении наземных исследований, моделирующих воздействие ряда факторов космических полетов, важна и актуальна, поскольку ее решение дает возможность раннего прогнозирования изменения профессиональной деятельности и оценки рисков развития психической астенизации космонавтов и возникновения заболеваний Это позволит приблизиться к решению проблемы длительной жизни и работы человека в условиях невесомости. Проведенное исследование также актуально для совершенствования диагностики в клинической медицине Цель работы. Основной целью настоящих исследований являлось изучение межгормонального взаимодействия и взаимосвязи отдельных показателей нейрогуморального и психофизиологического статуса добровольцев в условиях 60- и 120-суточной антиортостатической гипокинезии и «сухой» иммерсии длительностью 7 суток

Задачи исследования. При проведении исследований ставились следующие задачи

• оценить динамику изменений показателей нейроэндокринной системы у человека-оператора в различные периоды модельных исследований,

• оценить динамику психофизиологического состояния добровольцев в различные периоды модельных исследований,

• выявить значимые взаимосвязи показателей психофизиологического состояния и нейроэндокринной регуляции обмена веществ на различных этапах адаптации человека-оператора к условиям модельных исследований (гипокинезии и сухой иммерсии) Отдельной задачей являлась разработка методики для определения концентрации нейроспецифического белка Б-100 в крови и измерение концентрации нейронспецифической енолазы - в качестве дополнительных прогностических и оценочных критериев, характеризующих состояние работоспособности и психоэмоциональный статус

Научная новизна На основании данных, полученных при изучении динамики изменений показателей нейроэндокринной регуляции при моделировании отдельных факторов космического полета, а также результатов психологического обследования и определения параметров операторской деятельности проведен анализ взаимосвязей нейроэндокринного и психофизиологического статуса здоровых добровольцев в процессе адаптации организма к условиям модельных экспериментов Выявлены достоверные различия и корреляционные связи изменений тиреоидных и половых гормонов, гормонов гипофиза, ренин-ангиотензин-альдостероновой системы и нейроспецифических белков, их взаимосвязь и связь с антропометрическими показателями обследуемых Обнаружены достоверные корреляционные связи психофизиологических характеристик и параметров операторской деятельности - быстроты, ошибочности, точности-качества с динамикой гормонального статуса при проведении наземных исследований с участием человека, моделирующих воздействие ряда факторов длительных и кратковременных космических полетов Впервые выявлена значимая связь между концентрацией в крови нейронспецифической енолазы, белка 8-100 и показателями нейроэндокринного и психофизиологического статуса добровольцев в условиях длительной антиортостатической гипокинезии (АНОГ)

Практическая значимость работы. Работа имеет практическую ценность, тк позволяет предложить информативные показатели нейрогуморального статуса и психофизиологического состояния для получения объективной информации о состоянии адаптивных механизмов в различные сроки модельных исследований, а также определить показатели для формирования прогностических критериев в системе медицинского контроля и мониторинга состояния здоровья человека-оператора при стрессогенных воздействиях Результаты работы дают возможность прогнозирования динамики операторской деятельности в зависимости от изменения гормонального статуса организма Проведенные исследования имеют практическое значение для клинической медицины, в частности, разработанная методика определения нейроспецифического белка Б-100 может использоваться для верификации и уточнения диагноза демиелинизирующих заболеваний и черепно-мозговых травм Положения, выносимые на защиту:

1 В условиях АНОГ и сухой иммерсии (СИ) сохраняются физиологические и регуляторные связи между показателями гормонального статуса, которые в ряде случаев носят более выраженный характер по сравнению с привычными условиями среды обитания

2 В условиях АНОГ прослеживается устойчивая связь между показателями гормональной регуляции, отражающими состояние гипоталамо-гипофизарно-надпочечниковой (ГГНС) и ренин-ангиотензин-альдостероновой систем (РААС), тиреоидными, половыми гормонами и параметрами психофизиологического статуса, характеризующими актуальное психическое состояние, работоспособность, операторские качества и продуктивность деятельности человека

3 В условиях АНОГ отмечается выраженная связь между концентрацией в крови нейроспецифического белка Б-100, нейронспецифической енолазы и показателями психофизиологического состояния обследуемых Определение уровней циркулирующих в крови

белка S-100 и нейронспецифической енолазы может быть использовано для оценки показателей психофизиологического статуса, характеризующих оперативную память, быстроту реакций и точностно-качественные показатели

4 В условиях СИ наблюдается устойчивая связь динамики тиреоидных гормонов с изменением массы тела и длительностью воздействия, что, вероятно, обусловлено уменьшением интенсивности основного обмена и снижением физической активности организма

Апробация диссертации и публикации. Основные результаты и положения работы доложены и обсуждены на Международном конгрессе "Stress of Life" (Будапешт, Венгрия, 1997), III Российско-американском симпозиуме «Медико-биологические исследования по программе «Наука-НАСА» (Хантсвилл, США,

1997), Конференции «Гипокинезия Медицинские и психологические проблемы» (Москва, 1997), международных конференциях студентов и аспирантов по фундаментальным наукам «Ломоносов-97» (Москва, 1997) и «Ломоносов-98» (Москва, 1998), XIX ежегодной Международной конференции по гравитационной физиологии (Рим, Италия, 1998), Конференции молодых учёных России с международным участием «Фундаментальные науки и прогресс клинической медицины», посвященной 240-летию ММА им И М Сеченова (Москва, 1998), XI Конференции по космической биологии и авиакосмической медицине (Москва,

1998), 18 Съезде физиологического общества им И П Павлова (Казань, 2001), Международной конференции «Медико-биологические аспекты действия физических факторов» (Минск, Беларусь, 2006), VI Европейском конгрессе Международной Ассоциации по геронтологии и гериатрии (С -Петербург, 2007) По теме диссертации опубликовано 16 печатных работ, в том числе 3 статьи в рецензируемых изданиях.

Диссертация апробирована 12 июля 2007г на секции «Космическая физиология и биология» Ученого совета ГНЦ РФ - ИМБП РАН, протокол № 7 Внедрение результатов работы. Разработанная методика определения нейроспецифического белка S-100 в пробах сыворотки крови внедрена в практику медицинской лабораторной диагностики Детского центра

диагностики и лечения им НА Семашко ЗАО «Медицинские услуги» в качестве дополнительного метода для уточнения диагноза демиелинизирующих заболеваний и черепно-мозговых травм Структура и объем диссертации. Диссертация содержит введение, обзор литературы, описание материалов и методов исследования, 4 главы результатов исследований с их обсуждением, заключение, выводы, практические рекомендации и список литературы из 237 источников, в том числе 178 отечественных и 59 зарубежных Диссертация изложена на 115 страницах машинописного текста, содержит 27 таблиц и 11 рисунков

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ ДИССЕРТАЦИИ.

Содержание и общий объем проведенных исследований представлены в таблицах 1 и 2 Всего проведено 90 обследований 21 испытателя-добровольца при моделировании факторов космического полета с помощью антиортостатической гипокинезии (АНОГ) и сухой иммерсии (СИ)

Таблица 1.0бпщй объем проведенных исследований

Условия Длительность Кол-во Кол-во Общее кол-во

воздействия (сутки) обследуемых обследований обследований

1 человека

АНОГ

1 Контрольная 120 6 5 30

группа

2 Группа с 60 7 4 28

профилактикой

Сухая иммерсия 7 8 4 32

Таблица 2. Объем исследований нейрогуморального и психофизиологического статуса

Изучаемые параметры Количество Общий объем измерений

Психофизиологические показатели 19 1602

Гормональные показатели 16 1152

Нейроспецифические белки 2 116

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

Условия исследований в длительной антиортостатической гипокинезии В 60- и 120-суточной АНОГ приняли участие 13 мужчин-добровольцев в возрасте 23-43 года, признанных годными по состоянию здоровья и давших добровольное информированное согласие на участие в эксперименте в соответствии с рекомендациями ВОЗ Добровольцы находились в антиорто статическом положении (-6 градусов) в течение всего периода эксперимента Продолжительность АНОГ у 7 обследуемых (группа профилактики), использовавших в качестве средства профилактики физические упражнения в специальном костюме, составила 60 дней (две группы - 4 и 3 человека в каждой) Добровольцы контрольной группы (6 человек) находились в антиортостатаческом положении 120 сут без применения профилактических средств Исследования проводились индивидуально в одно и то же время суток Водопотребление добровольцев не ограничивалось и составляло 1500-2000 мл жидкости в сутки Суточная калорийность рационов питания составляла в среднем 2500 ккал

Психофизиологическое обследование и взятие венозной крови проводилось до начала гипокинезии, на 7, 55-60 и 105-110 сутки АНОГ, а также на 7-30 сутки восстановительного периода в одно и то же время суток

Условия исследований в сухой иммерсии В эксперименте с 7-суточной сухой иммерсией (СИ) приняли участие 8 мужчин-добровольцев в возрасте 19-32 лет, допущенных к исследованию и давших добровольное информированное согласие Суточная калорийность питания и водопотребление добровольцев нормировались в расчете на 1 кг веса. Потребление пищевых веществ было сбалансировано по белкам, жирам, углеводам, К+ и и зависело от массы тела Исследования

психофизиологического состояния и взятие венозной крови проводились в фоновом периоде до начала СИ, на 3 и 7 сутки воздействия и в период восстановлении (через 7 суток после окончания эксперимента) в утренние часы Во время эксперимента добровольцев обследовали в иммерсионной ванне

Основные методики и методические приемы оценки психофизиологического и нейроэндокринного статуса добровольцев Началу исследований предшествовала серия тренировок и подробный инструктаж с целью выработки у добровольцев привычного и устойчивого навыка работы с компьютеризированными психофизиологическими методиками

Были использованы нижеперечисленные методики оценки психофизиологического состояния, внимания и оперативной памяти, тесты для исследования продуктивности счетно-логической деятельности и умственной работоспособности

- опросники Спилбергера и «САН» для оценки тревожности, самочувствия, активности и настроения,

- компьютеризированные тесты «Центровка» и «Сенсор» для исследования операторских качеств и индивидуальных особенностей зрительно-моторной координации с помощью которых регистрировали и оценивали следующие показатели

- объем ¡фатковременной памяти (ОКП),

- латентный период простой двигательной реакции (ПДР),

- латентный период зрительно-моторной реакции (ЗМР),

- время реакции выбора при предъявлении 2-х зрительных образов (ВРВ),

- центральную задержку при предъявлении световых сигналов (ЦЗ),

- продуктивность (быстроту) операторской деятельности,

- продуктивность счетно-логической деятельности (СДЦ),

- точность и надежность операторской деятельности,

- абсолютную ошибку при распознании зрительных образов (АО)

Для всех показателей рассчитывалось стандартное отклонение При выполнении тестов велась автоматическая запись результатов обследования в режиме "on lme" с последующей обработкой протоколов измерений

Методами радиоиммунологического и иммуноферментяого анализа в пробах плазмы и сыворотки крови определяли концентрацию адренокортикотропного гормона (АКТГ), соматотропного гормона (СТГ), пролактина, альдостерона, ангиотензина-1 (А-1), нейронспецифической енолазы (НСЕ), антидиуретического гормона (АДГ), фолликуяостимулирующего гормона (ФСГ), лютеинизирующего гормона (ЛГ), кортизола, тестостерона, тиреотропного гормона (ЛТ), трийодтиронина (Тз), тироксина (Т4), инсулина и активность ренина плазмы (АРП) фирм CIS - bio international (Франция-Италия) , BIORAD (Израиль, США) CanAg (Швеция) Активность проб измерялась на гамма-счетчике «Wallac» (Финляндия), интенсивность спектра поглощения - на иммуноферментном анализаторе фирмы BIORAD (США), концентрация гормонов рассчитывалась с использованием программы MultiCalc («Wallac», Финляндия)

Определение белка S-100 в пробах сыворотки крови осуществляли по оригинальной методике с использованием реактивов фирмы «SIGMA 1пс» (США) -моноклональных и высокоочищенных антисывороток к белку S-100

и

Обработка результатов Все определяемые показатели собирали в виде массива первичных данных, при их обработке использовали программы статистического анализа Statistica for Windows v 5 1 (StatSoft, Inc ) и SPSS 10 0 (SPSS Inc )

Все переменные были проанализированы с использованием следующих групп методов статистического анализа

- предварительный анализ (вычисление основных статистик, определение вида кривой распределения, анализ резко выделяющихся значений и т д),

- исследование различий между выборками, поиск связей между несколькими переменными (корреляционный и регрессионный анализ с использованием параметрических и непараметрических коэффициентов Пирсона и Спирмена)

Для оценки достоверности различий полученных результатов при нормальном распределении использовался t-критерий Стьюдента, при работе с малыми выборками -непараметрический критерий Колмогорова-Смирнова

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ И ОБСУЖДЕНИЕ

1 Изучение показателей нейроэндокринной регуляции и анализ их взаимосвязи при воздействии длительной АНОГ

В пробах крови, взятых в условиях АНОГ, определяли концентрацию гормонов и нейроспецифических белков Изменения их средних арифметических (М) и средних ошибок (т) представлены в табл 3 и 4, а их взаимосвязь — в табл 5 и 6 При анализе изменения концентрации ТТГ и гормонов щитовидной железы Т4 и Тз во время АНОГ отмечалось сохранение нормальных значений на протяжении всего эксперимента Достоверные различия уровней между группами контроля и профилактики отмечены в фоновом периоде (Т4), на 7-е сут (ТТГ) и на 60-е сут (Т3) Исследование концентрации ТТГ показало, что в контрольной группе значение ТТГ незначительно снижалось на 7-е сут воздействия, далее следовало достоверное повышение концентрации гормона, особенно заметное в период восстановления (табл 4) В группе профилактики также имелась тенденция к снижению концентрации ТТГ к 7-м сут АНОГ и достоверное повышение на 60-е сут АНОГ и в период восстановления по сравнению с 7-ми сут

воздействия (табл4) Отмеченное на 60-е сут снижение уровня Тз в контрольной группе и повышение при этом концентрации ТТГ и Т4 (табл 3) свидетельствует о сохранности механизмов обратной связи системы регуляции оси гипофиз - щитовидная железа

Таблица 3. Динамика концентраций гормонов у обследуемых контрольной группы в условиях 120-сут. АНОГ, п=30

Период АНОГ Фоновый период 7-е сутки 60-е сутки 110-е сутки Восстановление

Показатель, ед измерений М ш М ш М ш М ш М т

Ангиотензин-1, нг/мл 0,32 0,09 0,32 0,12 0,2 0,03 0,43 0,11 0,23 0,10

АРП, нг/мл/час 0,77 0,28 0,46' 0,10 0,60 0,14 1,30 0,58 0,10 0,06

Альдостерон, пг/мл 242.26 59,06 231,97 87,42 436,48 147,55 124,41 17,09 265,59 31,09

АКТГ, пг/мл 62,00 15,62 16,90' 6,62 34,83 4,49 37,36 10,65 23,18' 4,53

Кортизол, нмоль/л 303,30 83,69 347 84 392,12 87,02 348,05 33,97 315 35

ФСГ. МЕ/л 3,26 0,78 2,10 0,74 1,78 0,44 2,03 0,41 2,78 0,38

ЛГ, МЕ/л 2,92 0,67 4,24 1,02 3,71 0,62 3,32 0,86 2,85 0,45

Тестостерон нг/мл 44,79 11,95 13,75' 6,75 32,28 7,31 37,78 6,18 25,24 2,11

Пролакгин, мМЕ/мл 148,91 33,44 65,82'1 29,11 136,25 37,70 109,41 11,99 108,44 19,09

АДГ, пг/мл 7,59 1,88 5,00 2,04 6,21 1,90 4,72 0,95 3,08' 0 65

СТГ, мМЕ/мл 0,44 0,37 0,39 7 0,08 1,00 0,83 0,35 0,26 0,38 0,19

ТТГ, мМЕ/мл 1,02 0,23 0,862 0,34 1,78' 0,22 1,44' 0,14 2,08' 0,35

Тз нг/мл 2,07 0,18 1,9 01 1.631 2 0,06 1,98 0,54 2,1 0,12

Т4 нг/мл 57,841 8,56 74 10,5 90,41' 12,32 96,97' 10,33 88,5 10,5

Инсулин, МЕ/л 11,09 2,89 14,21 1,96 51,86 ^29,44 7,84 1,54 10,99 3,04

НСЕ нг/мл 11.78 2 1,56 0,82' 0,33 3,68' 1,28 2,79' 0.22 1,56' 0,28

8-100, ед/мг белка 1,84 0,26 1,21 2,60 2 0,26 2,30 0,22 2,95 0,87

Глюкоза, ммоль/л 5,65 0,36 5,65 0,5 &64 0,66 5,08 0,35 5,11 0,36

1 - различая с фоном достоверны (р<0,05)

2 - различия с группой профилактики достоверны (р<0,05)

Различие концентрации СТГ между группами наблюдалось на 7-е сут

АНОГ, при этом в группе с профилактикой средняя концентрация гормона

достоверно была ниже, чем в группе контроля, концентрация инсулина у добровольцев в группе с профилактикой в этот момент имела тенденцию к

повышению, а концентрация глюкозы оставалась на прежнем уровне (табл 3

и 4) На 60-е сут. АНОГ отмечалось увеличение концентрации СТГ и инсулина в группе контроля, в дальнейшем уровни этих гормонов (110 сут и период восстановления) приходили к фоновым значениям Полученные

результаты могут служить характеристикой работы систем, определяющих интенсивность обмена углеводов, белков и липидов в условиях АНОГ

Таблица 4. Динамика концентраций гормонов у обследуемых группы с профилактикой в условиях 60-сут АНОГ, п=28

Период АНОГ Фоновый 7-е сутки 60-е сутки Восстановлена

период е

Показатель, ед М ш М т М т М т

измерения

Ангиотензин—1, нг/мл 0,43 0,43 0,34 0,18 0,23 0,02 0,26 0,09

АРП, нг/мл/час 0,63 0,28 0,14 0,01 0,64 0,08 0,40 0,12

Альдостерон, пг/мл 383,38 80,57 318,5 70,5 253,2 58,09 265,59 42,38

АКТГ, пг/мл 28,36 5,44 17,18' 0,71 26,39 5,16 27,62 4,99

Кортизол, нмоль/л 321,54 36,35 311,6 36,4 301,6 38,11 317 35

ФСГ, МЕ/л 3,38 0,81 3,48 1,80 2,51 0,56 3,62 0,63

ЛГ, МЕ/л 6,01 2,46 6,71 1,49 3,69 0,78 3,56 0,64

Тестостерон нг/мл 25,44 2,05 31,93 7,69 31,32 7,08 33,86й 1,31

Пролактин, мМЕ/мл 116,25 15,40 132,1" 1,36 111,0 8,26 86,16 11,24

АДГ, пг/мл 8,52 1,47 4,47 1,78 5,07 2,54 4,73 1,27

СТГ, мМЕ/мл 0,52 0,25 0,03 0,02 0,24 0,12 0,25 0,16

ТТГ, мМЕ/мл 1,45 0,27 0,90 ^ 0,29 1,82 0,23 1,79 0,16

Тз нг/мл 2,24 0,17 2,26 0,16 2,311 0,16 2,12 0,12

Т4 нг/мл 96,401 13,45 99,5 10,4 104,7 7,17 88,6 10,5

Инсулин, МЕ/л 17,61 10,81 52,8 26,8 7,35 0,88 13,00 6,54

НСЕ, нг/мл 1,38" 0,25 1,09 0,14 2,46 0,54 1,95 0,68

Б-100, ед/мг белка 2,18 0,24 2,1 0,18 1,99 2 0,11 5,81 2,13

Глюкоза, ммоль/л 5,47 0,31 5,29 0,25 5,16 0,11 5,1 0,35

- различия с фоном достоверны (р<0,05) 2 - различия с 1руппой контроля достоверны (р<0,05)

На всем протяжении эксперимента не было выявлено достоверных изменений концентраций ангиотензина-1, альдостерона и АРП в обеих группах, однако динамика средних значений свидетельствует о сохранении связей между компонентами РААС в условиях АНОГ У обследуемых группы контроля в реабилитационный период наблюдалось достоверное снижение АРП по сравнению с фоном на 110-е сут АНОГ, при сохранении обычных значений ангиотензина-1 и альдостерона, что могло быть связано с индивидуальной реакцией юкстагломерулярного аппарата у добровольцев и особенностями водо- и солепотребления (табл. 3)

В фоновом периоде и в условиях АНОГ показатели концентрации половых гормонов находились в пределах физиологической нормы (табл 3 и 4) У обследуемых группы контроля на 7-е сут АНОГ отмечалось резкое снижение концентрации пролактина и тестостерона в крови (табл 3). Через 2 месяца пребывания в условиях АНОГ у обследуемых группы контроля появилась тенденция к снижению концентрации ФСГ в крови, особенно выраженная на 55-60 и 108-110 сут исследований, а в группе с профилактикой на 55-60 сут наблюдалась тенденция к уменьшению концентрации в крови ЛГ и ФСГ на фоне повышения концентрации тестостерона Необходимо отметить, что у всех обследуемых прослеживалась тенденция к снижению концентрации пролактина в крови, особенно выраженная в группе с профилактикой, что косвенно отражало рост активности дофаминергической системы организма в исследуемый период Следует указать, что обнаруженные изменения носили преходящий характер и нормализовались через месяц после окончания АНОГ

Анализ взаимосвязи исследуемых переменных показал наличие достоверных корреляций между гонадотропными гормонами (ЛГ-ФСГ, пролактин - ЛГ, пролактин - ФСГ г=0 687, р=0 007, г=0 763, р=0 001, г=0 640, р=0,003 соответственно), что свидетельствовало о сохранности гипофизарных механизмов регуляции половых гормонов в условиях АНОГ

Таблица 5. Взаимосвязь показателей нейроэндокринной регуляции в условиях АНОГ (по Пирсону), п=30

Показатель г Р

Альдостерон-пролактин 0,7407 0 000

Альдостерон-кортизол 0,5768 0 001

Кортизол - пролактин 0,5475 0 001

АРП-ангиотензин-1 0,5368 0 002

ФСГ-возраст 0,502 0,004

2 Изучение психофизиологических показателей в АНОГ и анализ их

взаимосвязей

Существенных изменений между фоновым периодом и результатами обследований в течение начального периода АНОГ не отмечалось

Значительные изменения психофизиологического состояния стали наблюдаться после второго месяца и в конце периода постельного режима 55-60 сутки исследования явились переломным моментом в психофизиологическом состоянии добровольцев контрольной группы Это проявилось в усилении тревожности в обеих группах обследуемых по мере увеличения срока АНОГ Кроме того, с увеличением срока гипокинезии имелась тенденция к нарастанию утомления, ухудшению самочувствия и настроения обследуемых, что могло быть обусловлено влиянием монотонности, относительной изоляции и позно-двигательных ограничений

Состояние тревожности сопровождалось увеличением времени ответных реакций и снижением объема кратковременной памяти к 60 сут АНОГ, но к концу периода гипокинезии в группе контроля (110 сут) эти показатели практически не отличались от исходных значений Вероятно, это указывало на сформировавшееся к концу периода АНОГ состояние относительной адаптации сенсорных систем к новой среде обитания, подтверждением чего может служить динамика аккуратности-качества операторской деятельности и ее ошибочности, которые следовали паттерну изменений ЗМР и ОКП (см рис 1)

В группе контроля анализ взаимосвязи психофизиологических параметров показал достоверные корреляции между актуальным психическим состоянием обследуемых, ошибочностью и качественно-точностными характеристиками операторской деятельности (табл 6) В этой группе обследуемых улучшение операторских качеств отмечалось при высоких значениях показателя настроения теста САН и выражалось в снижении времени ПДР

Существенной особенностью обследуемых контрольной группы являлось то, что в период АНОГ уменьшение ВРВ сопровождалось повышением качественных характеристик, и ОКП отрицательно коррелировал с продуктивностью СЛД Вероятно, такие изменения были обусловлены индивидуальными особенностями и большей концентрацией

внимания на выполнении тестов, в отличие от обследуемых группы с профилактикой (табл 6)

Таблица 6. Взаимосвязь психофизиологических показателей в контрольной группе (II, по Спирмену), п=28-30

ПОКАЗАТЕЛЬ 1 R t(n-2) Р

КОНТРОЛЬНАЯ ГРУППА

АОСТОТКЛ -ТРЕВОЖНОСТЬ -0,736 -3,071 0,015

ПДР - ТРЕВОЖНОСТЬ 0,924 6,823 0,000

ПРОДУКТИВНОСТЬ СЛД - ОКП -0,814 -3,962 0,004

АКТИВНОСТЬ -НАСТРОЕНИЕ 0,892 7,884 0,000

АО-ВРВ 0,770 3,410 0,009

АО-НАДЕЖНОСТЬ -0,954 -9,018 0,000

НАДЕЖНОСТЬ-ВРВ -0,740 -3,113 0,014

НАДЕЖНОСТЬ - ТОЧНОСТЬ-КАЧЕСТВО 0,908 6,130 0 000

НАСТРОЕНИЕ - АО СТ ОТКЛ 0,790 3,648 0,007

НАСТРОЕНИЕ-ПДР -0,637 -2,338 0,048

САМОЧУВСТВИЕ - АКТИВНОСТЬ 0,834 6,039 0,000

ТОЧНОСТЬ-КАЧЕСТВО - АО -0,912 -6,283 0,000

ТОЧНОСТЬ-КАЧЕСТВО -ВРВ -0,790 -3,648 0,007

ТРЕВОЖНОСТЬ - НАСТРОЕНИЕ -0,759 -4,660 0,000

ГРУППА С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ПРОФИЛАКТИКИ

АКТИВНОСТЬ - АО 0,855 3,681 0,0143

АКТИВНОСТЬ - НАДЕЖНОСТЬ -0,782 -2,805 0,0378

АКТИВНОСТЬ - НАСТРОЕНИЕ 0,775 4,063 0,0019

АКТИВНОСТЬ - ТОЧНОСТЬ-КАЧЕСТВО -0,800 -2,983 0,0307

АО-НАДЕЖНОСТЬ -0,857 -3,721 0,0137

ВРВ - ТРЕВОЖНОСТЬ -0,964 -8,141 0,0005

НАДЕЖНОСТЬ - НАСТРОЕНИЕ -0,800 -2,983 0,0307

НАДЕЖНОСТЬ - ТОЧНОСТЬ-КАЧЕСТВО 0,929 5,594 0,0025

НАСТРОЕНИЕ - АО 0,982 11,619 0,0001

НАСТРОЕНИЕ - САМОЧУВСТВИЕ 0,769 3,990 0,0021

НАСТРОЕНИЕ - ТОЧНОСТЬ-КАЧЕСТВО -0,946 -6,500 0,0013

ОКП-ПДР -0,844 -3,524 0,0168

ПДР-ЗМР 0,786 2,840 0,0362

ТОЧНОСТЬ-КАЧЕСТВО - АО -0,964 -8,141 0,0005

ЦЗ-ЗМР 0,964 8,141 0,0005

Примечание: ОКП - объем кратковременной памяти, ПДР - латентный период простой двигательной реакции, ЗМР- латентный период зрительно-моторной реакции, ВРВ- время реакции выбора, ЦЗ- центральная задержка, АО- абсолютная ошибка

В группе с профилактикой наблюдалось ухудшение операторских качеств при высоких значениях теста САН, что могло быть обусловлено снижением концентрации внимания на выполнении тестов, поскольку при повышенной активности и хорошем настроении сфера интересов и

количество ответов на внешние раздражители («отвлекаемость») обследуемых существенно расширялись

3 Сравнительная динамика и анализ связи показателей психофизиологического статуса и показателей нейроэндокринной регуляции В условиях АНОГ выявленные корреляционные связи половых гормонов и кортизола с психофизиологическими характеристиками обследуемых (табл 7) были в ряде случаев положительными (кортизол -точность-качество, тестостерон - ВРВ) или - отрицательными (кортизол -ЗМР, ЦЗ, пролактин - ОКП, тестостерон - ЗМР, ЦЗ, ФСГ - ПДР),

Таблица 7. Взаимосвязь гормональных и психофизиологических показателей в условиях 60- и 120-сут. АНОГ (И, по Спирмену), п=32

ПОКАЗАТЕЛЬ я 1(п-2) Р

АКТГ-ПРОДУКТИВНОСТЬ СЛД 0,632 3,161 0,006

АЛЬДОСТЕРОН - ПРОДУКТИВНОСТЬ СЛД 0,518 2,183 0,048

АНГИОТЕНЗИН—ПДР 0,596 2,876 0,012

АНГИОТЕНЗИН-1 -ЦЗ -0,501 -2,242 0,041

АРП — АО СТ ОТКЛ -0,526 -2,396 0,030

ВОЗРАСТ - ТРЕВОЖНОСТЬ -0,555 -3,533 0,001

КОРТИЗОЛ - ЗМР -0,586 -2,802 0,013

КОРТИЗОЛ - ТОЧНОСТЬ-КАЧЕСТВО 0,495 2,205 0,043

КОРТИЗОЛ-ЦЗ -0.657 -3,374 0,004

ЛГ- ОКП -0,575 -2,722 0,016

ПРОЛАКТИН-ОКП -0,487 -2,161 0,047

ПРОЛАКТИН - ПДР СТ ОТКЛ 0,526 2,397 0,030

СТГ - ТОЧНОСТЬ-КАЧЕСТВО 0,550 2,548 0,022

Тз-ПДР СТ ОТКЛ -0,555 -2,581 0,021

ТЕСТОСТЕРОН - ВРВ СТ ОТКЛ 0,676 3,557 0,003

ТЕСТОСТЕРОН - ЗМР -0,863 -6,624 0,0001

ТЕСТОСТЕРОН - ЗМР СТ ОТКЛ -0,537 -2,464 0,026

ТЕСТОСТЕРОН-ЦЗ -0,804 -5,235 0,0001

ТТГ- ВРВ СТ ОТКЛ -0,500 -2,236 0,041

ФСГ-ПДР -0,816 -5,466 0,0001

Примечание: сокращения см табл 6

Зрительно-моторная реакция

вршдаммж)

250 -

~Г-80

—1—

ш

Период АНОГ (сутт) Оценка кратковременной памяти

СТЕ0Ы 6

5-

20 « 60 80 100 120 141 Период АНОГ (фжц}

Аккуратность-качество деятельности

20 40 60 00 100 130 140 Период АНОГ{суши)

Ошибочность деятельности

КОЛ-ВО ОШИБОК

3

2 -

0 20 40 60 80 Период АНОГ (сутки)

100 120

140

Рисунок 1 Динамика оценки психофизиологических и операторских показателей в условиях АНОГ (средние по группам)

что в большинстве случаев характеризовало более качественную и быструю

деятельность при выполнении тестов

Относительно влияния тиреоидных гормонов и СТГ, преимущественно

регулирующих состояние основного обмена, следует отметить, что в обеих

группах повышение их концентрации сопровождалось улучшением

психофизиологических характеристик (табл 8) Различия между группами

обследуемых выражались в характеристиках их деятельности и

самочувствии, описанных выше

Анализ взаимосвязи исследуемых переменных в течение всего периода

АНОГ в группе контроля и группе профилактики показал наличие

достоверных корреляций между гормонами РААС и показателями

продуктивности СЛД, ПДР и ЦЗ, что, вероятно, было связано с влиянием

гормонов этой группы на ЦНС, опосредованное повышением активности

ангиотензина II, который кроме вазоактивного и дипсогенного эффектов

способствует высвобождению АДГ ГГНС, а также оказывает прямое

воздействие на нейрональную активность При этом меньшей концентрации

гормонов соответствовали более качественные характеристики деятельности

Таблица 8. Взаимосвязь концентрации нейроспецифических белков НСБ и 8-100 с другими определяемыми показателями (по Спирмену), п=30

Показатель И «п-2) Р

НСЕ—группа -0,519 -3,270 0,003

НСЕ-Т4 -0,424 -2,520 0,017

НСЕ—ВРВ 0,511 2,854 0,036

НСЕ — Ст откл ВРВ 0,720 3,11 0,001

НСЕ —ЦЗ -0,756 3,08 0,003

Б-МО-ФСГ -0,520 -2,856 0,009

в-ЮО-ОКП -0,6126 -2,89 0,026

Примечание: сокращения см табл 6

В условиях АНОГ были выявлены достоверные корреляционные связи между концентрацией в крови НСЕ и белка Б-100 с групповой принадлежностью обследуемых, тироксином, ВРВ, ЦЗ, ОКП, ФСГ (табл 8),

что свидетельствовало о вовлечении этих белков в процессы регуляции операторской деятельности и о влиянии профилактических мероприятий

4 Исследования показателей нейроэндокринной регуляции, психофизиологического статуса и анализ их взаимосвязи в сухой иммерсии Изучение динамики концентрации гормонов в СИ показало наличие

незначительных изменений тиреоидных гормонов (тенденция к снижению Т3

на 3-й сут и к повышению Т4 на 7-е сут ) и пролактина (повышение на 7-е

сут) на фоне достоверного увеличения латентного периода ЗМР (табл 9 и

10) Остальные изучаемые показатели практически не менялись

Анализ исследуемых показателей выявил существенную

корреляционную связь динамики тиреоидных гормонов с изменением массы

тела и длительностью воздействия (ТТГ-Т4 г=-0,518, р=0,0024, Т4-сутки СИ

г=0,713, р=0,00001, Т4-масса тела г=0,6471, р=0,0002), что, вероятно, было

обусловлено уменьшением интенсивности основного обмена вследствие

снижения уровня физической активности и энерготрат организма в условиях

СИ

Таблица 9. Динамика гормональных и психофизиологических показателей в СИ (п=32)

Показатель Фон 3 сутки 7 сутки Восст.

М т М ш М ш М т

ОКП, ед 7,26 0,47 6,65 0,26 6,95 0,48 6,59 0,29

ПДР, сек 0,14 0,01 0,15 0,01 0,14 0,00 0,15 0,01

ЗМР, сек 0,27 0,01 0,30 0,02 0,3 1 0,01 0,29 0,01

ЦЗ, сек 0,13 0,01 0,16 0,02 0,17 1 0,01 0,14 0,02

Ст откл ЦЗ, сек 0,02 0,00 0,03 0,00 0,02 0,00 0,02 0,00

ВРВ, сек 1,44] 0,27 1,28 0,21 1,15 0,21 1,03 0,26

АО, пиксел 1,54 0,53 0,96 0,42 0,56 0,49 0,17 0,58

ТЗ, нг/мл 0,61 0,03 0,50 2 0,04 0,55 0,05 0,63 0,05

Т4, нг/мл 7,35 0,94 7,49 0,67 9,65 2 0,78 8,48 0,89

Пролактин, мМЕ/мл 23,4 2,32 28,65 3,07 35,9 2 4,58 22,78 2,37

Примечание- сокращения см табл 6, 1 - различия с фоном достоверны (р< 0 05) 2- различия с фоном (тенденция, р< 0 1)

При этом на фоне достоверного снижения скорости ЗМР, обусловленного увеличением времени ЦЗ, показатели операторской

деятельности существенным образом не изменялись (изменения ВРВ и АО только на уровне тенденций), что указывало на адекватную компенсацию сниженных функций «включением» внутренних резервов, о чем дополнительно свидетельствуют значимые коэффициенты корреляции психофизиологических показателей

Таблица 10. Взаимосвязи психофизиологических и гормональных показателей в СИ

Показатели К Р

Т4-ВРВ -0,5861 -3,83 0,0007

Сутки -ВРВ -0,6376 -4,38 0,0002

ПДР-ЦЗ -0,5621 -3,60 0,0012

ЗМР-ЦЗ 0,9003 10,95 0,00001

Ст откл ЦЗ-Ст откл ПДР 0,5235 3,25 0,0030

Ст откл ЦЗ - Ст откл ЗМР 0,8683 9,26 0,00001

ВРВ - Ст откл ВРВ 0,9418 14,83 0,00001

Ст откл АО - Ст откл ПДР -0,5223 -3,24 0,0031

Ст откл АО - Ст откл ВРВ -0,5051 -3,10 0,0044

Примечание: сокращения см табл 6

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В ходе исследования было выявлено, что динамика напряженности изучаемых систем нейроэндокринной регуляции укладывается в современные представления об этапности адаптационного процесса в условиях моделирования кратковременных и длительных космических полетов (Григорьев АИ 1980, 1997, Моруков Б В, 2000, ЛаринаИМ, 2000)

При проведении наземных исследований с участием человека, моделирующих воздействие ряда факторов длительных (АНОГ) и кратковременных (СИ) космических полетов были установлены корреляционные связи психофизиологических характеристик и параметров операторской деятельности - быстроты, ошибочности, точности-качества с динамикой гормонального статуса В условиях длительной антиортостатической гипокинезии показана сохранность механизмов обратной связи системы регуляции оси гипофиз - щитовидная железа,

прямых и обратных регуляторных связей между компонентами РААС и гипофизарных механизмов регуляции половых гормонов

Анализ взаимосвязи исследуемых показателей в течение всего периода АНОГ выявил наличие достоверных корреляций между гормонами РААС и параметрами продуктивности СЛД, ПДР и ЦЗ, причем меньшей концентрации гормонов соответствовали более качественные характеристики деятельности В условиях АНОГ обнаружена достоверная связь между концентрацией в крови нейронспецифической енолазы, белка Б-100 и показателями нейроэндокринного и психофизиологического статуса добровольцев

В условиях СИ не отмечалось достоверных изменений определяемых показателей гормонального статуса, и прослеживалась умеренная корреляция динамики тиреоидных гормонов с изменением массы тела и длительностью воздействия. При этом на фоне достоверного увеличения ЗМР и ЦЗ показатели операторской деятельности существенным образом не изменялись, что указывало на адекватную компенсацию «гаженных функций, вероятно за счет активации внутренних резервов организма

Продолжение исследований в этой области открывает перспективу создания прогнозирующих и корригирующих экспертных систем оценки психофизиологической и социальной комфортности и работоспособности человека в условиях космического полета

ВЫВОДЫ

1 В условиях антиортостатической гипокинезии и сухой иммерсии сохраняются физиологические и регуляторные связи между показателями гормональной регуляции, которые в ряде случаев носят более выраженный характер по сравнению с привычными условиями среды обитания

2 В условиях антиортостатической гипокинезии прослеживается устойчивая связь показателей гормональной регуляции, отражающих состояние 11 НС и РААС, тиреоидных и половых гормонов с параметрами

психофизиологического статуса, характеризующими актуальное психическое состояние, работоспособность, операторские качества и продуктивность деятельности человека

3 В условиях антиортостатической гипокинезии отмечается выраженная связь между концентрацией в крови нейроспецифического белка Б-100, нейронспецифической енолазы и показателями психофизиологического состояния обследуемых, отражающими состояние операторской деятельности (ОКП, ЦЗ, ВРВ)

4 Определение уровней циркулирующих в крови нейроспецифического белка Б-100 и нейронспецифической енолазы может быть использовано для оценки отдельных показателей психофизиологического статуса

5 В условиях сухой иммерсии наблюдается устойчивая связь динамики тиреоидных гормонов с изменением массы тела и длительностью воздействия, что, вероятно, обусловлено уменьшением интенсивности основного обмена вследствие снижения уровня физической активности и энерготрат организма

6 В условиях сухой иммерсии возможно ухудшение психофизиологических параметров и их компенсация за счет мобилизации адаптивных резервов организма

ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ

1 Для получения объективной информации о состоянии адаптивных механизмов в различные сроки модельных исследований целесообразно проводить оценку психофизиологического состояния с параллельным определением показателей нейрогуморального статуса

2 В качестве прогностических критериев для мониторинга работоспособности человека-оператора в модельных исследованиях и в практике медицинского обеспечения космических полетов можно

использовать показатели нейрогуморальной регуляции, отражающие

состояние ГГНС, РААС, тиреоидные и половые гормоны

3. Разработанная методика определения нейроспецифического белка S-

100 может использоваться для верификации и уточнения диагноза

демиелинизирующих заболеваний и черепно-мозговых травм

СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1 Psychophysiological and neuroendocrine interrelationships in stressful non-habitual environment (bed rest) //Abstracts of Intern Congress of Stress "Stress of Life", Budapest, Hungary, 1997, P-138 (co-authors Nichiporuk IA, Ivanov A A, Pozdnjakov S V)

2 Состояние гистогематических барьеров ЦНС при моделировании некоторых факторов космического полета//Авиакосмическая и экологическая медицина, 1997, №6, с 77

3 Диагностика индивидуальной психофизиологической и социальной комфортности человека при выполнении профессиональной деятельности во время моделирования длительных орбитальных экспедиций (Diagnostics of individual psychophysiological and social comfort of the person at fulfillment of professional activity during modeling of long-term orbital expeditions) //Тез докл III Российско-американского симпозиума «Медико-биологические исследования по программе «Наука-НАС А», Хантсвилл, США, 1997, с 70 (с 156) (соавторы Ничипорук И А, Иванов А А, Поздняков С В)

4 Нейроэндокринная регуляция и психофизиологический статус в условиях гипокинезии //Тез докл конф «Гипокинезия Медицинские и психологические проблемы», М, 1997, с 57 (соавторы Ничипорук И А, Иванов А А, Поздняков С В )

5 Взаимосвязь динамики нейронспецифической енолазы, показателей гормонального и психофизиологического статуса в условиях гипокинезии// Тез докл Междунар конф студентов и аспирантов по фундаментальным наукам «Ломоносов-98», М, 1998, с 9

6 Male reproductive system ш conditions of bed-rest m ahead-down tilt // J Gravit Physiol 1998 5 101-102 (co-authors Nichiporuk I, Evdokimov V, Erasova V, Smirnov O, Goncharova A, Vorobiev D )

7 Psychophysiological and neuroendocrine interrelations ш conditions of antiorthostatic hypokinesia //J Gravit Physiol Л998 Jul, 5(1) PI05-6

8 Psychophysiological and neuroendocrine interrelations m conditions of antiorthostatic hypokinesia // Abstr of 19 Ann Meet on Gravitat Physiology, 1998, Rome, Italy, p 70 (coauthors Nichiporuk IA, Ivanov, A A, Poadnyakov, S V)

9 Male reproductive system in conditions of bed-rest m a head-down tilt //Abstr of 19 Ann Meet on Gravitat Physiology, 1998, Rome, Italy, p 67 (co-authors Nichiporuk IA, Evdokimov V V , Erasova VI, Smirnov О A, Goncharova A G, Vorobiev D V)

10 Влияние антиортостатической гипокинезии на психофизиологические и нейроэндокринные показатели //Сб матер Конф молодых учёных России с междунар участием «Фундаментальные науки и прогресс клинической медицины», посвященной 240-летию ММА им И М Сеченова, М, 1998, с 335

11 Состояние репродуктивной системы у мужчин в условиях гипокинезии//Тез докл 11 конф по космической биологии и авиакосмической медицине, М, 1998, с 85-87 (соавторы Ничипорук И А, Евдокимов В В , Ерасова В И, Смирнов О А , Гончарова АГ, Воробьев ДВ)

12 Состояние репродуктивной системы у мужчин в условиях антиортостатической гипокинезии//Проблемы репродукции, Т 5, №5, 1999, с 35-37 (соавторы Ничипорук И А, Евдокимов В В , Гончарова А Г, Ерасова В И, Смирнов О А, Воробьев Д В )

13 Нейрогуморальные изменения у макак резусов при воздействии 30-суточной гипокинезии//Тез докл 18 съезда физиологического об-ва им ИП Павлова, Казань, 2001 С 557 (соавтор НичшгорукИА)

14 Особенности нейроэндокринной системы и психофизиологического статуса в условиях антиортостатической гипокинезии//Тез докл Международной конференции «Медико-биологические аспекты действия физических факторов», Минск, Беларусь, 2006, с 250 (соавтор Ничипорук И А )

15 Изменения жидкостных сред и водно-солевого обмена в условиях антиортостатической гипокинезии и пассивных постуральных проб при разных уровнях гидратации организма// Тез докл Междунар конф «Медико-биологические аспекты действия физических факторов», Минск, Беларусь, 2006 С 247 (соавторы Ничипорук И А, Ларина И М, Носков В Б, Моруков Б В , Пастушкова JIX)

16 Mental performance and sensomotonc coordination as markers of bioage sexsual differences, nonlinear effects, psychophysiological correlations // Advances of gerontolodgy (Успехи геронтологии), Abstract book of the Sixth European Congress of the International Association of Gerontology and Geriatrics, St Petersburg, Russia, July, 2007/ V 20, №3/ P49 (co-authors VN Krutko, TM Smirnova, I M Larina)

Подписано в печать 25 09 2007 г Исполнено 26 09 2007 г г Печать трафаретная

Заказ № 768 Тираж 100 экз

Типография «11-й ФОРМАТ» ИНН 7726330900 115230, Москва, Варшавское ш, 36 (495) 975-78-56 www autoreferat ru

Профессиональная деятельность человека в космическом полете проходит в необычных условиях. Использование и эксплуатация современных технических средств и сложного оборудования на орбитальных станциях вызывает необходимость повышения надежности медико-психологического контроля за состоянием членов экипажей и применения адекватных мер поддержки и коррекции их психического состояния, работоспособности и операторских навыков в ходе полета [24,26,40,43,56,94,120,198,201,212].

Известно, что комплекс факторов полёта, таких как невесомость, космическое излучение, нервно-эмоциональное напряжение, искусственная среда обитания, гипергравитация при старте, вызывает функциональные сдвиги в организме, направленные на приспособление организма к новой среде обитания и сохранение гемодинамического гомеостаза [41-43,97,142,202]. Ранее проведённые многочисленные исследования дают основание считать, что такие факторы космического полёта как относительная изоляция, позно-двигательные ограничения, гипокинезия, монотонность окружения и деятельности [23,77,116-121], могут вызывать снижение психической продуктивности и ухудшение психоэмоционального состояния космонавтов в условиях длительных космических экспедиций [120].

Исследования последнего времени в различных областях медицины дают все более полное представление о тесном взаимодействии нейроэндокринной системы с высшими психическими функциями человека [8,15,128,153]. Генетически и филогенетически детерминированные уровни функциональной активности нейроэндокринной системы в значительной мере определяют психофизиологическое состояние человека [164]. Так, многочисленными исследованиями показано, что при воздействии стрессоров различного генеза отмечалась высокая корреляция между базальными и вызванными предъявляемыми воздействиями уровнями секреции гормонов, субстратов и метаболитов энергообмена с психофизиологическими показателями [219,222,223,228,230,233].

В последние десятилетия выявлено, что нейропептиды и гормоны гипоталамо-гипофизарной системы, в частности адренокортикотропный гормон (АКТГ) и антидиуретический гормон (АДГ) принимают прямое участие в регуляции нейрональных реакций в центральной нервной системе (скорость переработки информации, скорость сенсомоторных реакций, торможение угашения условных рефлексов и др.), а также оказывают существенное влияние на показатели высшей нервной деятельности - мобилизацию внимания, память, ассоциативное мышление, обучаемость и т.п. [15,17,65,228,234,235]. Известно, что гормоны коры надпочечников оказывают влияние на метаболические процессы, обеспечивая нормальное функционирование всего организма [64,146,204,228]. Имеются клинические данные и экспериментальные работы, показывающие значительное влияние, которое оказывают половые, а также тиреоидные гормоны и СТГ на метаболизм, психофизиологическое состояние и работоспособность человека, как в условиях нормальной их секреции, так и в условиях патологии [52,65, 121,146].

Многообразие деятельности космонавта в полёте диктует необходимость целенаправленного поиска показателей гомеостаза (в частности показателей гормонального статуса), оказывающих существенное влияние на психофизиологическое состояние и работоспособность человека-оператора в условиях реального космического полета, а также при моделировании условий полета в наземных экспериментах.

Имеется ряд экспериментальных работ, в которых показаны изменения параметров операторской деятельности и психофизиологического статуса у человека-оператора в условиях модельных экспериментов и реальном космическом полете [23,24,33,71,72,124-126,221-223,233], а также их связь с показателями нейроэндокринной регуляции [116-119,139,140]. В частности, во время 370-суточной антиортостатической гипокинезии были выявлены связи параметров актуального психического состояния и работоспособности человека-оператора с гормональным статусом [126], в эксперименте со 135-суточной изоляцией показана связь психоэмоционального состояния, работоспособности и уровня свободного кортизолав слюне [97,98].

Однако публикаций, освещающих взаимосвязь психофизиологических параметров операторской деятельности и нейроэндокринного статуса человека при моделировании факторов космического полёта крайне мало. Поэтому остается ряд вопросов, связанных с изучением взаимовлияния нейроэндокринного и психофизиологического статуса, которые в экстремальных условиях полета могут существенно изменять показатели операторской деятельности и работоспособности космонавта.

В связи с вышеизложенным, крайне важна и актуальна задача выявления устойчивых корреляционных связей между показателями нейрогуморальной регуляции (гормонов и нейроспецифических белков) и психофизиологического статуса при проведении наземных исследований, моделирующих воздействие ряда факторов космических полетов, поскольку решение данной задачи дает возможность раннего прогнозирования изменения профессиональной деятельности и оценки рисков развития психической астенизации космонавтов. Превентивная диагностика позволит приблизиться к решению проблемы длительной, жизни и работы, человека в условиях невесомости. В связи с увеличением распространенности гиподинамии как социального явления, с которым сталкиваются врачи всех специальностей, особенно при лечении больных, находящихся в условиях длительного постельного режима, проведенное' исследование имеет также принципиальное значение и актуально для совершенствования диагностики и лечения в клинической медицине.

Основной целью настоящей работы было изучение межгормонального взаимодействия и взаимосвязи отдельных показателей нейрогуморального и психофизиологического статуса добровольцев при наземном моделировании условий космического полёта. Для этого были использованы две модели - антиортостатическая гипокинезия (АНОГ) длительностью 60- и 120 суток и «сухая» иммерсия (СИ) в течение 7-ми суток [59,87,88,112,115,174].

При проведении исследований для достижения поставленной цели решались следующие задачи:

• оценить динамику изменений показателей нейроэндокринной системы у человека-оператора в различные периоды модельных исследований;

• оценить динамику психофизиологического состояния добровольцев в различные периоды модельных исследований;

• выявить значимые взаимосвязи показателей психофизиологического состояния и нейроэндокринной регуляции обмена веществ на различных этапах адаптации человека-оператора, к условиям модельных исследований (гипокинезии и сухой иммерсии). Отдельной задачей являлась разработка методики для определения концентрации нейроспецифического белка Б-100 в крови и измерение концентрации нейронспецифической енолазы - в качестве дополнительных прогностических и оценочных критериев, характеризующих состояние работоспособности и психоэмоциональный статус человека-оператора в изменённых условиях среды, а также возможные изменения проницаемости, гематоэнцефалического барьера.

Исследование состояния нейроэндокринной регуляции методами биохимического, иммуноферментного и радиоиммунологического анализа проб плазмы и сыворотки венозной крови "in vitro", психофизиологические и персональные характеристики, полученные в результате тестирования и измерения различных психомоторных реакций, были использованы для формирования массива первичных экспериментальных данных с последующим анализом взаимовлияния и взаимосвязей показателей' гормонального статуса с динамикой и структурой психофизиологического состояния здоровых мужчин-добровольцев, принимавших участие в 7-суточной сухой иммерсии; 60- и 120-суточной AHOF.

Научная новизна исследования состоит в том, что на основании данных, полученных при изучении динамики изменений показателей нейроэндокринной регуляции, а также результатов психологического обследования и определения' параметров операторской- деятельности при моделировании отдельных факторов космического полёта проведен анализ взаимосвязей нейроэндокринного и психофизиологического статуса здоровых добровольцев в процессе адаптации, организма к условиям модельных экспериментов. Впервые выявлены достоверные различия и корреляционные связи изменений тиреоидных и половых гормонов, гормонов гипофиза, ренин-ангиотензин-альдостероновой системы и нейроспецифических белков, их взаимосвязь и связь с антропометрическими показателями обследуемых в условиях антиортостатической гипокинезии и сухой иммерсии. На основании полученных данных обнаружены достоверные корреляционные связи психофизиологических характеристик и параметров- операторской деятельности - быстроты, ошибочности, точности-качества - с динамикой гормонального статуса при проведении наземных исследований с участием человека, моделирующих воздействие ряда факторов длительных и кратковременных космических полетов. Впервые выявлена значимая-,связь между концентрацией в крови нейронспецифической енолазы (НСЕ), белка S-100 и показателями нейроэндокринного и психофизиологического статуса добровольцев в условиях длительной антиортостатической гипокинезии.

Проведённое исследование имеет практическую ценность, так как позволяет предложить наиболее информативные показатели нейрогуморального и психофизиологического статуса для получения объективной информации о состоянии адаптивных механизмов организма в различные сроки модельных исследований, а также определить показатели для формирования прогностических критериев в системе медицинского контроля и мониторинга состояния здоровья человека-оператора при стрессогенных воздействиях.

Кроме того, результаты работы дают возможность прогнозирования динамики операторской деятельности в зависимости от изменения гормонального статуса организма.

Проведенные исследования имеют практическое значение для клинической медицины, в частности, разработанная методика определения нейроспецифического белка S-100 в пробах сыворотки крови внедрена в практику медицинской лабораторной диагностики Детского центра диагностики и лечения им. H.A. Семашко ЗАО «Медицинские услуги» и может использоваться в качестве дополнительного метода для верификации и уточнения диагноза демиелинизирующих заболеваний и черепно-мозговых травм. и

ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

Изучение нейрогуморального и психофизиологического статуса здорового человека в условиях реального космического полёта и его моделировании

Предложенная в начале XX века Гансом Селье концепция стресса и его «триада» - синдром ответа на повреждение как таковое - открыла дорогу широким исследованиям в области адаптационных возможностей организма в экстремальных условиях. Академик В.В. Парин писал: «Концепция Селье во многом изменила принципы лечения и профилактики целого ряда заболеваний; взгляды его, встреченные вначале не без возражений, нашли сейчас самое широкое распространение. В целом учение известного канадского учёного можно считать одним из самых фундаментальных, главное, плодотворных для развития науки теоретических построений современной медицины» [129].

В» данном обзоре мы остановимся на рассмотрении происходящих в организме космонавтов и здоровых добровольцев изменений некоторых параметров нейрогуморальной регуляции, а также психофизиологических характеристик под воздействием факторов космического полёта и при наземном моделировании основных эффектов микрогравитации.

выводы

1. В условиях антиортостатической гипокинезии и сухой иммерсии сохраняются физиологические и регуляторные связи между показателями гормональной регуляции, которые в ряде случаев носят более выраженный характер по сравнению с привычными условиями среды обитания.

2. В условиях антиортостатической гипокинезии прослеживается устойчивая связь показателей гормональной регуляции, отражающих состояние ГГНС и РААС, тиреоидных и половых гормонов с параметрами психофизиологического статуса, характеризующими актуальное психическое состояние, работоспособность, операторские качества и продуктивность деятельности человека.

3. В условиях антиортостатической гипокинезии отмечается выраженная связь между концентрацией в крови нейроспецифического белка 8-100, нейронспецифической енолазы и показателями психофизиологического состояния обследуемых, отражающими состояние операторской деятельности (ОКП, ЦЗ, ВРВ).

4. Определение уровней циркулирующих в крови нейроспецифического белка 8-100 и нейронспецифической енолазы может быть использовано для оценки отдельных показателей психофизиологического статуса.

5. В условиях сухой иммерсии наблюдается устойчивая связь динамики тиреоидных гормонов с изменением массы тела и длительностью воздействия, что, вероятно, обусловлено уменьшением интенсивности основного обмена вследствие снижения уровня физической активности и энерготрат организма.

6. В условиях сухой иммерсии возможно ухудшение психофизиологических параметров и их компенсация за счет мобилизации адаптивных резервов организма.

ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ

1. Для получения объективной информации о состоянии адаптивных механизмов в различные сроки модельных исследований целесообразно проводить оценку психофизиологического состояния с параллельным определением показателей нейрогуморального статуса

2. В качестве прогностических критериев для мониторинга работоспособности человека-оператора в модельных исследованиях и в практике медицинского обеспечения космических полетов можно использовать показатели нейрогуморальной регуляции, отражающие состояние ГГНС, РААС, тиреоидные и половые гормоны.

3. Разработанная методика определения нейроспецифического белка 8-100 может использоваться для верификации и уточнения диагноза демиелинизирующих заболеваний и черепно-мозговых травм.

СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Psychophysiological and neuroendocrine interrelationships in stressful non-habitual environment (bed rest) //Abstracts of Intern. Congress of Stress "Stress of Life", Budapest, Hungary, 1997, P-138. (co-authors: Nichiporuk I.A., Ivanov A.A., Pozdnjakov S.V.).

2. Состояние гистогематических барьеров ЦНС при моделировании некоторых факторов космического полета//Авиакосмическая и экологическая медицина, 1997, №6, с. 77.

3. Диагностика индивидуальной психофизиологической и социальной комфортности человека при выполнении профессиональной деятельности во время моделирования длительных орбитальных экспедиций (Diagnostics of individual psychophysiological and social comfort of the person at fulfillment of professional activity during modeling of long-term orbital expeditions) //Тез. докл. Ill Российско-американского симпозиума «Медико-биологические исследования по программе «Наука-НАСА», Хантсвилл, США, 1997, с.70 (с. 156) (соавторы Ничипорук И.А., Иванов А.А., Поздняков С.В.).

4. Нейроэндокринная регуляция и психофизиологический статус в условиях гипокинезии. //Тез. докл. конф. «Гипокинезия. Медицинские и психологические проблемы», М., 1997, с.57 (соавторы: Ничипорук И.А., Иванов А.А., Поздняков С.В.).

5. Взаимосвязь динамики нейронспецифической енолазы, показателей гормонального и психофизиологического статуса в условиях гипокинезии// Тез. докл. Междунар. конф. студентов и аспирантов по фундаментальным наукам «Ломоносов-98», М., 1998, с.9.

6. Male reproductive system in conditions of bed-rest in a head-down tilt. // J. Gravit. Physiol. 1998. 5:101102 (co-authors: Nichiporuk I., Evdokimov V., Erasova V., Smirnov O., Goncharova A., Vorobiev D.).

7. Psychophysiological and neuroendocrine interrelations in conditions of antiorthostatic hypokinesia. // J. Gravit. Physiol.11998 Jul; 5(1):P105-106. (co-authors: Nichiporuk I.A., Ivanov, A.A., Pozdnyakov, S.V.).

8. Psychophysiological and neuroendocrine interrelations in conditions of antiorthostatic hypokinesia. // Abstr. of 19 Ann. Meet, on Gravitat. Physiology, 1998, Rome, Italy, p.70 (co-authors: Nichiporuk I.A., Ivanov, A.A., Pozdnyakov, S.V.).

9. Male reproductive system in conditions of bed-rest in a head-down tilt. //Abstr. of 19 Ann. Meet, on Gravitat. Physiology, 1998, Rome, Italy, p.67 (co-authors: Nichiporuk I.A., Evdokimov V.V., Erasova V.I., Smirnov O.A., Goncharova A.G., Vorobiev D.V.).

10. Влияние антиортостатической гипокинезии на психофизиологические и нейроэндокринные показатели.//Сб. матер. Конф. молодых учёных России с междунар. участием «Фундаментальные науки и прогресс клинической медицины», посвященной 240-летию MMA им. И.М. Сеченова, М., 1998, с. 335.

11. Состояние репродуктивной системы у мужчин в условиях гипокинезии//Тез. докл. 11 конф. по космической биологии и авиакосмической медицине, М., 1998, с. 85-87 (соавторы: Ничипорук И.А., Евдокимов В.В., Ерасова В.И., Смирнов О.А., Гончарова А.Г., Воробьев Д.В.).

12. Состояние репродуктивной системы у мужчин в условиях антиортостатической гипокинезии. //Проблемы репродукции, Т.5, №5, 1999, с. 35-37 (соавторы: Ничипорук И.А., Евдокимов В.В., Гончарова А.Г., Ерасова В.И., Смирнов О.А., Воробьев Д.В.).

13. Нейрогуморальные изменения у макак резусов при воздействии 30-суточной гипокинезии //Тез. докл. 18 съезда физиологического об-ва им. И.П. Павлова, Казань, 2001. С.557 (соавтор: Ничипорук И.А.).

14. Особенности нейроэндокринной системы и психофизиологического статуса в условиях антиортостатической гипокинезии//Тез. докл. Международной конференции «Медико-биологические аспекты действия физических факторов», Минск, Беларусь, 2006, с.250 (соавтор: Ничипорук И.А.).

15. Изменения жидкостных сред и водно-солевого обмена в условиях антиортостатической гипокинезии и пассивных постуральных проб при разных уровнях гидратации организма// Тез. докл. Междунар. конф. «Медико-биологические аспекты действия физических факторов», Минск, Беларусь, 2006. С. 247 (соавторы: Ничипорук И.А., Ларина .M., Носков В.Б., Моруков Б.В., Пастушкова Л.Х.).

16. Mental performance and sensomotoric coordination as markers of bioage: sexsual differences, nonlinear effects, psychophysiological correlations // Advances of gerontolodgy (Успехи геронтологии), Abstract book of the Sixth European Congress of the International Association of Gerontology and Geriatrics, St. Petersburg, Russia, July, 2007/ V.20, №3/ P.49 (co-authors: V.N. Krutko, T.M. Smirnova, I. M. Larina).