ИСТИНА

Исследование посвящено изучению клеточных и мембранных процессов в эритроцитах человека, а также способности гемоглобина связывать и отдавать кислород, при воздействии факторов длительного космического полета (на орбитальном комплексе МКС) и наземного эксперимента, имитирующего некоторые факторы, сопровождающие полет на Марс, (эксперимент <<МАРС-500>>). Полученные в настоящем исследовании результаты характеризуют первичные механизмы формирования клеточной гипоксии у человека при изучаемых воздействиях (изменение формы и объема клетки, а также вязкости плазматической мембраны и способности гемоглобина переносить кислород). Клеточные и мембранные изменения эритроцитов приводят к нарушению микроциркуляции крови в сосудах и эффективности переноса кислорода и оксида азота. Проект включает изучение изменений формы и объема клетки, вязкости плазматической мембраны, конформации гемопорфирина и сродства гемоглобина к О2, СО2, NO, а также процессы, регулирующие внутриклеточный ионный гомеостаз (рСа и рН) и метаболизм (содержание липидов, АТФ и т.д.) эритроцитов человека. Впервые получены данные, характеризующие общие и локальные изменения вязкости плазматической мембраны эритроцитов, сродства гемоглобина к кислороду, внутриклеточного гомеостаза в условиях длительного наземного эксперимента <<МАРС-500>>, имитирующего влияние на человека таких факторов как длительная строгая изоляция, ограничение пространства, искусственная атмосфера, воздействие внештатных ситуаций и др. В проекте проводилась разработка основных принципов диагностики функционального состояния эритроцитов человека при действии изучаемых экстремальных факторов с помощью современных методов - спектроскопия комбинационного рассеяния , ЭПР-спектроскопия, динамическая фазовая и сканирующая электронная микроскопия, тонкослойная хроматография.

Фундаментальная задача, выполняемая в рамках данного проекта 2009-2010г.г. заключалась в проведении комплекса, биохимических и биофизических исследований, характеризующих клеточные, мембранные и молекулярные изменения в эритроцитах у космонавтов после длительных космических полетов (ДКП) у испытателей – добровольцев, пребывающих в условиях эксперимента со 105-ти суточной изоляцией и начавшегося эксперимента <<Марс -520>>, имитирующего некоторые особенности экспедиции на Марс (автономность существования, изоляция в ограниченном объеме, невозможность пополнения основных жизненных ресурсов путем доставки грузов, особенности коммуникации, обусловленные задержкой прохождения сигнала, особый режим труда и отдыха, воздействие искусственной среды обитания). Впервые проведено комплексное исследование морфологии, состояния клеточного гомеостаза, плазматической мембраны и уровня перекисного окисления (ПОЛ), активности антиоксидантной системы в эритроцитах человека после ДКП. Показано, что у большинства космонавтов не наблюдали активации процессов липопереокисления, в тоже время у некоторых экспедиций отмечали повышение интенсивности процессов ПОЛ с одновременным расбалансированием активности ферментов антиоксидантной защиты. После ДКП у космонавтов было обнаружено снижение содержания оксигемоглобина и сродства гемоглобина к кислороду, что может свидетельствовать об ухудшении снабжения тканей организма кислородом, при этом снижение сродства гемоглобина к кислороду можно рассматривать как компенсаторную реакцию организма, приводящую к более эффективной отдаче кислорода в тканях организма. Анализ полученных результатов показал, что как после КП, так и после длительной 105-ти суточной изоляции, при возвращении в привычные условия жизни, организм человека подвергается стрессовому воздействию, которое сопровождается развитием адаптационных процессов. В тоже время после ДКП и 105-ти суточной изоляции были выявлены как однонаправленные изменения в изучаемых показателях (морфологическая картина красной крови, эритропоэтическая активность и содержание железа, увеличение микровязкости плазматической мембраны), так и разнонаправленные (эффективность кислородотранспортной функции гемоглобина в эритроцитах). Выявленные изменения в изучаемых показателях, полученные в 105-ти суточной изоляции коррелируют со сдвигами, отмеченными на 60-е и 120-е сутки у испытателей в длительном эксперименте <<Марс -520>>. Отсутствие существенных изменений в состоянии эритроцитов на 170-е сутки в эксперименте <<Марс -520>> свидетельствует о возможной адаптации организма к условиям эксперимента.