научная статья по теме ИНТЕНСИВНОСТЬ ПЕРЕКИСНОГО ОКИСЛЕНИЯ ЛИПИДОВ И СОСТОЯНИЕ СИСТЕМЫ АНТИОКСИДАНТНОЙ ЗАЩИТЫ В РЕАДАПТАЦИОННОМ ПЕРИОДЕ ПОСЛЕ ДЛИТЕЛЬНЫХ ПОЛЕТОВ НА МЕЖДУНАРОДНОЙ КОСМИЧЕСКОЙ СТАНЦИИ Биология

Текст научной статьи на тему «ИНТЕНСИВНОСТЬ ПЕРЕКИСНОГО ОКИСЛЕНИЯ ЛИПИДОВ И СОСТОЯНИЕ СИСТЕМЫ АНТИОКСИДАНТНОЙ ЗАЩИТЫ В РЕАДАПТАЦИОННОМ ПЕРИОДЕ ПОСЛЕ ДЛИТЕЛЬНЫХ ПОЛЕТОВ НА МЕЖДУНАРОДНОЙ КОСМИЧЕСКОЙ СТАНЦИИ»

ФИЗИОЛОГИЯ ЧЕЛОВЕКА, 2011, том 37, № 3, с. 92-97

УДК 612.821

ИНТЕНСИВНОСТЬ ПЕРЕКИСНОГО ОКИСЛЕНИЯ ЛИПИДОВ И СОСТОЯНИЕ СИСТЕМЫ АНТИОКСИДАНТНОЙ ЗАЩИТЫ В РЕАДАПТАЦИОННОМ ПЕРИОДЕ ПОСЛЕ ДЛИТЕЛЬНЫХ ПОЛЕТОВ НА МЕЖДУНАРОДНОЙ КОСМИЧЕСКОЙ СТАНЦИИ

© 2011 г. О. А. Журавлева, Б. В. Моруков, А. А. Маркин, Л. В. Вострикова, И. В. Заболотская

ГУ РАН ГНЦ РФ — Институт медико-биологических проблем, Москва Поступила в редакцию 03.03.2010 г.

У 17 членов экипажей, участвовавших в 14 орбитальных экспедициях на международной космической станции длительностью от 125 до 217 суток, в предполетном периоде, а также в день посадки, на 7 и 14 сутки периода восстановления (ПВ) в сыворотке крови определяли содержание продуктов перекисного окисления липидов (ПОЛ) — диеновых конъюгатов (ДК), малонового диальдегида (МДА), шиффовых оснований и основного липидного антиоксиданта токоферола (ТФ). В группе из 8 космонавтов, совершивших посадку на космических кораблях "Спейс Шаттл", и в группе из 9 космонавтов, завершивших полет на кораблях "Союз ТМ", отмечалось снижение уровня ДК и МДА при повышении концентрации ТФ в динамике ПВ. Изменения в группе космонавтов, летавших на американских космических кораблях, выражены сильнее. Ингибирование ПОЛ в ПВ расценивается как адекватная реакция на стресс реадаптации к земным условиям. Обсуждаются вероятные механизмы межгрупповых различий в степени ингибирования интенсивности ПОЛ: изменение фазового состояния биомембран под действием перегрузок спуска с орбиты и сила стресс-реакции при посадках на разных типах космических кораблей.

Ключевые слова: пилотируемые космические полеты, перекисное окисление липидов, токоферол.

Показатели перекисного окисления липидов (ПОЛ) и системы антиоксидантной защиты (АОЗ) обладают высокой информативностью о гомеоста-тическом статусе организма и его стрессоустойчи-вости. Способность к контролю за интенсивностью липопероксидации в значительной мере обусловлена адаптивным потенциалом организма. Характеристика процессов ПОЛ может, по всей видимости, отражать степень действия неблагоприятного фактора, а также определять компенсаторные возможности организма по отношению к данному фактору [1].

Считается, что адаптация к невесомости у космонавтов не может быть полной вследствие выполняемого членами экипажа во время полета специально разработанного комплекса физических тренировок. Это, с одной стороны, смягчает трудности периода реадаптации к земным условиям, а с другой, способствует развитию стресс-реакции, вызванной незавершенностью адаптационных перестроек, а, значит, и постоянно поддерживаемой неадекватностью состояния организма требованиям среды [2]. Тот факт, что космонавты испытывают стресс, особенно ярко проявляющийся в начальном и завершающем периодах полета, на современном этапе космических исследований не подвергается сомнению [3].

Результаты наших исследований [4] показали возможность использования параметров ПОЛ и системы АОЗ в диагностических и прогностических целях при действии на организм человека комплекса факторов космического полета. Однако рассмотрение этих параметров как показателей стрессоустойчивости организма недостаточно изучено.

Целью настоящего исследования явилось изучение динамики показателей ПОЛ, а также основного липидного антиоксиданта токоферола (ТФ) в крови у космонавтов после полетов на международной космической станции (МКС) продолжительностью от 125 до 217 суток.

МЕТОДИКА

Обследовано 17 членов экипажей в возрасте 38—54 года, участвовавших в 14 орбитальных экспедициях на МКС длительностью от 125 до 217 суток. Все космонавты разделены на две группы. К первой группе отнесены 8 космонавтов, совершивших полеты на МКС продолжительностью от 125 до 196 суток и осуществивших посадку на кораблях типа "Спейс Шаттл", ко второй — 9 членов экипажей, совершивших полеты на МКС длительностью от 162 до 217 суток и осуществивших посадку на кораблях "Союз ТМ".

Таблица 1. Показатели перекисного окисления липидов и системы антиоксидантной защиты до и после полетов продолжительностью от 125 до 196 суток на МКС с посадкой на кораблях типа "Спейс Шаттл" (М ± т)

Сроки обследования (сут) Диеновые конъюгаты (диапазон нормы: 0.52.5 мкэкв/мг липида) Малоновый диальде-гид (диапазон нормы: 1-5 нмоль/мл) Шиффовы основания (диапазон нормы: 8-26 Ед/мг липида) Токоферол (диапазон нормы: 312 мкг/мг липида)

Контроль -30 4.80 ± 0.92 (5) 4.98 ± 0.67 (8) 15.05 ± 1.86 (7) 3.38 ± 0.28 (7)

Период +0 1.50 ± 0.23** (8) 3.41 ± 0.58* (7) 15.92 ± 1.60 (8) 5.33 ± 0.45** (8)

восстановления +7 1.39 ± 0.09** (8) 3.14 ± 0.45** (6) 14.27 ± 0.75 (7) 5.60 ± 0.38** (8)

+ 14 2.41 ± 0.45* (6) 3.15 ± 0.23** (6) 13.58 ± 0.29 (5) 5.91 ± 0.41** (5)

Примечание. Здесь и в табл. 2 достоверность различий с контролем: *р < 0.05; **р < 0.01. В скобках указано количество обследованных.

Взятие крови для анализа осуществлялось за 30 суток до старта (фоновое обследование), в день приземления (0 сутки), на 7 и на 14 сутки периода восстановления (ПВ). В сыворотке крови исследовалось содержание диеновых конъюгатов (ДК), шиффовых оснований (ШО) и ТФ по методу Б.В. Давыдова и П.П. Голикова [5] в нашей модификации [6], а также малонового диальдегида (МДА) методом из работы [7]. Измерения проводились на биохимических анализаторах "Targa BT 3000", Biotechnica Instruments, (Италия) и "Cli-ma-15", RAL, (Испания), спектрофотометре "DU-530", Beckman, (США), спектрофлуоримет-ре "Cary Eclipse + MPR", Varian, (США). Статистическую обработку данных проводили методами вариационной статистики с применением пакета прикладных программ Statistica for Windows (США). Экстремальные значения из генеральной совокупности исключались с помощью критерия Dixon [8].

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

Во время предполетного обследования в сыворотке крови всех космонавтов, совершивших полеты на МКС, концентрация ДК была выше границ физиологической нормы для данного контингента обследованных, а содержание МДА, ШО и ТФ находилось в пределах нормальных значений (табл. 1 и 2). По нашему мнению, увеличение концентрации первичных продуктов ПОЛ (ДК) в предполетном периоде обусловлено интенсивностью физических тренировок и наличием психоэмоционального напряжения на этапе подготовки к полету. Показано, например, что метаболические перестройки в организме спортсменов сопровождаются усилением интенсивности ПОЛ. При этом наиболее активное образование первичных продуктов липопероксидации (ДК) и ацилгидро-

перекисей проявляется при "срочной" адаптации к физической нагрузке и зависит от уровня тренированности [9]. Установлена отрицательная корреляция между концентрацией в крови продуктов ПОЛ и рангом спортивного мастерства у борцов-дзюдоистов тяжелых весовых категорий и гандболистов в период соревнований, при этом оценка параметров перекисного окисления липидов у спортсменов рассматривается как фактор стрессо-устойчивости [10].

Разделение участников 14 орбитальных экспедиций на МКС продолжительностью от 125 до 217 суток на две группы обусловлено разными техническими характеристиками космических кораблей (КК) многоразового использования типа "Спейс Шаттл" и "Союз ТМ", а также существенно различающимися графиками перегрузок при спуске с околоземной орбиты на указанных видах КК.

У космонавтов первой группы (табл. 1) в динамике реадаптационного периода наблюдались достоверные изменения показателей ПОЛ и ТФ по сравнению с фоновыми величинами, причем это прослеживалось во все сроки послеполетного обследования. В день приземления концентрация ДК достоверно снизилась на 68.8% относительно предполетных величин, на 7 сутки она уменьшилась до уровня 71%. На 14 сутки периода восстановления (ПВ) уровень первичных продуктов ПОЛ был достоверно сниженным на 49.8% по сравнению с фоновым. Содержание МДА также достоверно снижалось во время всех послеполетных сроков обследования: на 31.5% на 0 сутки, на 36.9 % на 7 сутки и на 36.8% на 14 сутки. Концентрация в сыворотке крови ШО практически не менялась. Отмечались ее разнонаправленные колебания в пределах 5—8% по сравнению с фоновыми значениями. При этом содержание ТФ прогрессивно и достоверно увеличивалось на 57.7% в день

Таблица 2. Показатели перекисного окисления липидов и системы антиоксидантной защиты до и после полетов продолжительностью от 162 до 217 суток на МКС с посадкой на кораблях "Союз-ТМ" (М ± т)

Сроки обследования (сут) Диеновые конъюгаты (диапазон нормы: 0.52.5 мкэкв/мг липида) Малоновый диальде-гид (диапазон нормы: 1-5 нмоль/мл) Шиффовы основания (диапазон нормы: 826 Ед/мг липида) Токоферол (диапазон нормы: 312 мкг/мг липида)

Контроль -30 4.49 ± 0.37 (6) 4.91 ± 0.70 (7) 16.37 ± 1.47 (8) 4.81 ± 0.49 (8)

Период +0 4.15 ± 0.93 (6) 4.41 ± 0.69 (7) 17.36 ± 1.25 (6) 6.10 ± 0.50* (8)

восстановления

+7 3.16 ± 0. 73* (8) 2.97 ± 0. 15* (8) 15.81 ± 1.88 (9) 5.82 ± 0.28* (6)

+ 14 3.51 ± 0. 94 (4) 3.86 ± 0. 04 (5) 15.72 ± 1.88 (4) 5.46 ± 0.25 (4)

приземления, на 65.7% на 7 сутки и до 74.8% на 14 сутки ПВ. Таким образом, у космонавтов первых пяти экспедиций на МКС в послеполетном периоде происходило значительное угнетение процессов ПОЛ на фоне резкого увеличения концентрации в крови основного липидного антиок-сиданта ТФ.

У космонавтов второй группы (табл. 2) направленность изменений показателей ПОЛ и состояния системы АОЗ была такой же.

Концентрация ДК в крови незначительно снижалась в день посадки относительно предполетных величин. На 7 сутки ПВ снижение становилось достоверным и составляло 29.6%, оставаясь пониженным на 21.8% к 14 суткам периода восстановления. Концентрация МДА также имела тенденцию к снижению на 0 сутки, достоверно уменьшалась на 39.5% к 7 суткам и оставалась на 21.4% ниже фоновых величин на 14 сутки ПВ. Как и у космонавтов первой группы, содержание в крови ШО колебалось незначительно, в пределах 3—8% относительно предполетного уровня. Концентрация ТФ стабильно достоверно повышалась в течение первых двух сроков обследования (на 26.8% в нулевые сутки и на 21.0% к 7-м суткам ПВ), а на 14 сутки послеполетного периода имела тенденцию к нормализации, превышая фоновые значен

Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.

Показать целиком