ФИЗИОЛОГИЯ ЧЕЛОВЕКА, 2013, том 39, № 5, с. 62-70
УДК 612.821
АНАЛИЗ ВОЗМОЖНЫХ ПРИЧИН АКТИВАЦИИ ЭКСКРЕТОРНОЙ И ИНКРЕТОРНОЙ ФУНКЦИИ ЖЕЛУДКА И ПОДЖЕЛУДОЧНОЙ ЖЕЛЕЗЫ ПОСЛЕ ЗАВЕРШЕНИЯ ПОЛЕТОВ НА МЕЖДУНАРОДНОЙ
КОСМИЧЕСКОЙ СТАНЦИИ
© 2013 г. Б. В. Афонин
ФГБУНГНЦРФ — Институт медико-биологических проблем РАН, Москва Поступила в редакцию 27.02.2013 г.
Проведен сравнительный анализ результатов исследований экскреторной и инкреторной активности желудка и поджелудочной железы у космонавтов в раннем периоде реадаптации после космических полетов (КП) различной продолжительности. Подтверждено отмеченное после КП повышение натощак активности в крови и моче ферментов желудка, поджелудочной железы и содержания в крови гормонов (инсулина и С-пептида), отражающее повышенную секреторную и инкреторную активность органов гастродуоденальной зоны в невесомости. Отсутствие в космических экипажах инфицированных пилорическим хеликобактером, исключало участие этого микроорганизма в механизме повышения секреторной активности желудка. Не выявлено взаимосвязи между повышением секреторной активности органов гастродуоденальной зоны и продолжительностью КП, что позволило исключить связанный с длительностью пребывания в невесомости гипокинетический механизм. Сделано заключение, что основной механизм выявленных изменений функционального состояния пищеварительной системы в КП может определяться перестройкой венозной гемодинамики органов брюшной полости, не связанной с длительностью пребывания в невесомости. Аналогичные изменения секреторной и инкреторной активности органов гастродуоденальной зоны имеют место в наземных экспериментах, моделировавших характерную для невесомости гемодинами-ческую перестройку в венозной системе брюшной полости. Показано, что после завершения КП и в экспериментах, моделировавших гемодинамическую перестройку в невесомости, увеличение ба-зальной экскреторной активности органов гастродуоденальной зоны не связано с гастрином и происходит на фоне увеличения секреции инсулина, который рассматривается в качестве возможного гормонального звена гемодинамического механизма.
Ключевые слова: космический полет, невесомость, желудок, поджелудочная железа, ферменты, экскреция, гормоны, инкреция, инсулин, С-пептид, гастрин, механизм, пилорический хеликобактер, гипокинетический механизм, гемодинамическая перестройка.
Б01: 10.7868/80131164613050020
Воздействие на организм невесомости — основного фактора космического полета (КП), характеризуется увеличением натощак базальной секреции в желудке как соляной кислоты, так и пепсина, что обозначается как "гиперсекреторное состояние желудка" [1]. После завершения космических полетов на орбитальную станцию МИР это повышение секреторной активности слизистой желудка находило свое отражение в повышении в крови и моче активности пепсиногена (профермента пепсина) [2—4]. Одновременно с пепсиноге-ном увеличивалась активность в крови ферментов поджелудочной железы (амилазы, липазы, трипсина и химотрипсина). Это увеличение К.В. Смирнов связывал с "феноменом уклонения в кровь" ферментов поджелудочной железы, характерным
для пребывания в невесомости [1, 4, 5]. Повышенная активность ферментов желудка и поджелудочной железы сохраняется в раннем периоде после возвращения космонавтов на Землю, что позволяет использовать их определение после завершения орбитальных экспедиций на Международную космическую станцию (МКС) для оценки изменений секреторной активности желудка и поджелудочной железы, произошедших в условиях КП, и анализа возможных причин. Признаки увеличения секреторной активности желудка и поджелудочной железы, возникающие в условиях космического полета, рассматриваются как проявление особенностей функционального состояния органов пищеварительной системы в невесомости [1, 3, 6, 7]. В экспериментах, моделирующих эффекты
невесомости в организме человека, показано, что увеличение секреции слизистой желудка, аналогичное возникающему в КП, само по себе может являться пусковым звеном, вызывающим активацию нижележащих отделов желудочно-кишечного тракта и, в частности, секреции поджелудочной железы [8, 9]. В качестве возможной причины развития гиперсекреторного состояния желудка в условиях орбитальной станции (ОС) рассматривалась роль пилорического хеликобактера (Нр) — бактерии, вызывающей повышенную секрецию соляной кислоты слизистой желудка [10, 11]. Определение Нр у экипажей ОС МИР не проводилось и гиперсекреторное состояние желудка, после завершения космических полетов, могло быть связано с активацией этого микроорганизма в условиях невесомости.
Повышение активности пищеварительных ферментов, отмеченное после завершения КП на ОС МИР, дополняет параллельное увеличение (в пределах границ нормы) концентрации в крови га-стрина и инсулина, указывающее на активацию инкреторной функции желудка и поджелудочной железы [2, 4, 5, 12, 13]. Увеличение содержания га-стрина, специфического гормона внутриорганной регуляции желудочной секреции, могло быть конечным звеном механизма непосредственного увеличения секреторной активности желудка в невесомости [2, 4, 6, 7, 13]. Параллелизм изменений концентраций пепсиногена и гастрина, выявленный в раннем периоде реадаптации после полетов на орбитальную станцию МИР, подтверждал участие внутрижелудочного гастринового механизма в активации секреции желудка [2, 13]. Отмечающееся после завершения длительных КП на ОС МИР повышение содержания инсулина также могло быть проявлением гормонального (инсули-нового) механизма активации внутрижелудочной секреции [2, 12, 13]. Сопоставление динамики показателей секреторной и инкреторной активности органов гастродуоденальной зоны после КП на МКС позволяет проследить роль гормональных механизмов в развитии гиперсекреторного состояния желудка.
Установлено, что основной причиной, вызывающей в КП изменения функционального состояния пищеварительной системы, является невесомость [3, 6, 7]. В качестве ведущих факторов невесомости, определяющих функциональное состояние пищеварительной системы, рассматриваются гипокинезия [1, 14] и гемодинамическая перестройка [15]. В соответствии с причинно-следственными связями считается, что развивающаяся в КП гипокинезия лежит в основе гипокинетического механизма [1, 3, 5, 6], а изменения венозной гемодинамики в брюшной полости, вызванные перераспределением жидкостных сред организма
в невесомости, — в основе гемодинамического механизма [2, 9, 13, 15—17].
Более длительное пребывание на МКС предполагает прогрессирование гипокинетических изменений и большую выраженность проявлений увеличения секреторной активности желудка и поджелудочной железы, как это показано в экспериментах с длительной антиортостатической гипокинезией (АНОГ) [14, 17, 18]. Наличие взаимосвязи между степенью повышения активности пищеварительных ферментов и продолжительностью КП должно указывать на гипокинетический механизм. Гемодинамические изменения в КП возникают в течение короткого времени, поэтому связанная с ними выраженность увеличения секреторной активности желудка и поджелудочной железы не должна существенно отличаться после завершения как длительных, так и кратковременных КП. Отсутствие взаимосвязи между увеличением ферментной активности и продолжительностью КП должно указывать на гемодинамический механизм. Роль гемодинамического механизма может быть прослежена при сопоставлении результатов, полученных после завершения КП, с результатами, воспроизводящими изменения органов гастродуоденальной зоны при экспериментальном моделирования характерной для невесомости гемодинамической перестройки в антиор-тостатическом положении (АОП), где эффекты гипокинезии сведены до минимума [8, 16—18].
Целью настоящей работы являлось исследование активности ферментов желудка, поджелудочной железы в венозной крови и моче, концентрации гастрина, инсулина и С-пептида крови, и анализ возможных причин активации экскреторной и инкреторной функций желудка и поджелудочной железы у космонавтов после завершения космических полетов различной продолжительности.
МЕТОДИКА
Материалом исследований служила венозная кровь и моча 44 космонавтов, совершивших длительные (больше 4 месяцев) орбитальные полеты на МКС, и 23 участников кратковременных (до 2 недель) экспедиций посещения. Исследования активности пищеварительных ферментов крови проводились за один месяц перед полетом на МКС. После завершения длительных КП исследования проводились на 1, 7, 14-19-е сутки, а после завершения кратковременных экспедиций посещения — на 1-е сутки. Определение активности пищеварительных ферментов в моче проводилось параллельно исследованиям крови. Пепсиноген определяли общим абсорбционно-колориметрическим методом в крови и моче [19, 20]. Активность амилазы изучали фотоколориметрическим методом [5], активность липазы
исследовали методом И.Л. Медковой [21]. Инсулин, С-пептид определялись ультрачувствительными иммуноферментными наборами фирмы Mercodia (Швеция), гастрин — радиоиммунными наборами CIS (Франция).
С целью предотвращения возможного попадания на орбитальную станцию лиц, инфицированных пилорическим хеликобактером (Нр), у всех участников экспедиций в период подготовки к полету проводилось тестирование на наличие в желудке этого микроорганизма. Определение проводилось с использованием стандартной международной методики — 13С-уреазного дыхательного теста (13С-УДТ) в модификации А.М. Зякуна [10, 11] с использованием сертифицированной 13С-мо-чевины фирмы "TSD ISOTOPES Ltd" (РФ). Детекция изотопного состава углерода в пробах воздуха выполнялась на инфракрасном газовом анализаторе IRIS фирмы Vagner (Германия). Во всех случаях, когда был выявлен Нр, в предполетном периоде проводилась эрадикация микроорганизма с использованием стандартных схем антибактериальной терапии [11, 22]. Повторное контрольное тестирование на Нр выполнялось через 4 недели после окончания эрадикации [22]. В случае повторного обнаружения использовалась антибактериальная схема более высокого порядка, чем предыдущая, с обязательным повторным проведением 13С-УДТ через 4 недели после окончания эрадикации [11, 22]
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.