Санкт-Петербургский университетНаука
Границы адаптации
Ученые СПбГУ создали способ выявления у космонавтов предвестников нейродегенеративных изменений в мозге. Это поможет снизить риск ошибок во время космических миссий.
На космическом корабле огромное количество оборудования. Его обслуживание требует хорошей памяти и способности быстро переключаться с одной задачи на другую. Космонавты обладают этими качествами, однако из-за сложных условий труда их когнитивные способности могут ухудшаться.
Исследователи Санкт-Петербургского университета создали способ для оценки такого риска. Это доступный и простой метод, который поможет достоверно определять, годен ли сейчас специалист к космическим полетам, насколько часто он может их выполнять и как надолго способен выходить в открытый космос. А также на начальных этапах выявлять предвестники нейродегенеративных изменений в мозге и проводить профилактику их дальнейшего развития.
Ключевой элемент
В основе разработанного учеными способа лежит определение индекса кумулятивного космического воздействия (ИККВ). Его исследователи создали самостоятельно и сформировали на основе данных космонавтов об общем количестве суток, проведенных в космосе, числе полетов, выходов в открытый космос и сумме проведенного там времени.
«Час за бортом, по нашим расчетам, равен 10 суткам на космическом корабле», — говорит Александр Евгеньевич Коровин, профессор СПбГУ (кафедра патологии). Это значит, что доза радиации всего за 60 минут внекорабельной работы сопоставима с дозой, которую космонавт получит за полторы недели нахождения на борту. Конечно, это большая нагрузка на организм. Притом что во время выполнения космической миссии на человека влияет не только излучение, но и другие условия, к которым он эволюционно не приспособлен: невесомость, специфический состав воздуха на корабле и дефицит физической нагрузки. Разработанный учеными индекс отражает совокупное (то есть кумулятивное) воздействие всех этих факторов одновременно.
Вместе со значением ИККВ исследователи СПбГУ также предложили определять фактор некроза опухоли-альфа (ФНО-α). Это белок, синтезируемый иммунными клетками при воспалительных, онкологических и аутоиммунных процессах (когда иммунитет атакует свой же организм. — Прим. ред.). У здорового человека уровень ФНО-α незначительный. Он может подниматься в том числе при длительном стрессе и истощении.
Разработанный учеными СПбГУ метод предполагает, что сначала рассчитывают ИККВ и анализируют уровень ФНО-α. Затем с помощью специального коэффициента проверяют, есть ли между ними корреляция (взаимозависимость). Если она есть, то строят график и на нем располагают точку, координатами для которой служат уровень ИККВ (вертикальная ось) и значение ФНО-α (горизонтальная ось). Риск развития нейродегенеративных процессов будет считаться высоким, если точка попадет в правый верхний квадрат графика, то есть при значении ИККВ больше 4000, а концентрации ФНО-α — выше 8,1 пг/мл.
Поиск взаимосвязи
Ученые проверили достоверность и эффективность разработанного ими метода в исследовании. Они пригласили восемь космонавтов с общим профессиональным стажем более 20 лет. Специалисты выполняли анализ крови и смотрели такие показатели, как фактор некроза опухоли-альфа (ФНО-α), С-реактивный белок, пролактин, интерлейкины-6 и -8, аутоантитела к альфаенолазе и онконейрональные аутоантигены. То есть маркеры, связанные с воспалительными процессами.
Также ученые делали соскоб буккального (защечного) эпителия для исследования активности белков митохондрий («энергетических станций» клетки. — Прим. ред.). Кроме того, они проводили психофизиологическое тестирование. Испытуемые отвечали на вопросы сокращенного многофакторного опросника для исследования личности, восьмицветового теста Люшера, теста личностной и ситуативной тревожности Спилбергера-Ханина и анкеты опросника для оценки качества жизни. Кроме того, космонавтам провели реовазографию головного мозга (исследование пульсовых колебаний сосудов. — Прим. ред.), УЗИ щитовидной железы и тест на вибрационную и холодовую чувствительность конечностей.
После анализа всех полученных данных ученые выявили, что уровень индекса кумулятивного космического воздействия не противоречит результатам клинико-лабораторных и инструментальных исследований. Так, высокий ИККВ имели только те космонавты, результаты анализов которых свидетельствовали о переутомлении.
Лучше со всех сторон
Разработанный учеными СПбГУ способ не предназначен для диагностики у же начавшего развиваться заболевания. Он н ужен, чтобы выявить предвестники только зарождающихся нарушений, когда еще возможно вернуть адаптационные резервы организма и прежнее состояние здоровья.
«Предложенный нами способ основан на расчете специального индекса. Оценивая его, а также индивидуальный профессиональный опыт, мы можем судить о степени сохранности „защитной подушки“ у еще здорового специалиста, — подчеркивает Леонид Павлович Чурилов, заместитель руководителя лаборатории мозаики аутоиммунитета и лаборатории микроангиопатических механизмов атерогенеза СПбГУ, заведующий кафедрой патологии Университета. — Это важно при принятии решения о распределении нагрузки между космонавтами с минимальным риском для их состояния. В частности, чтобы выбрать для выполнения задания специалиста, имеющего на данный момент больший резерв устойчивости к неблагоприятным профессиональным факторам». Что даст возможность избежать ошибок во время миссии и сохранить человеческий ресурс.
Сегодня существует несколько аналогов методики исследователей Университета. Однако их разработка наиболее простая, универсальная и, что важно, максимально учитывает кумулятивное воздействие космической среды. Также она выгодно отличается от существующих способов тем, что может на самых ранних этапах помочь определить возможные нарушения и как можно раньше принять превентивные меры, чтобы не допустить усугубления ситуации. Кроме того, разработка исследователей СПбГУ имеет высокую точность и достоверность, а также широкую сферу использования. Метод применим для оценки риска как при длительных полетах, так и при непродолжительных, как во время корабельной, так и во время внекорабельной деятельности в открытом космосе.
У кого запас больше
Новый способ уже готов к внедрению в практику. «Так, например, если на космической станции возникнет поломка и трем специалистам с равными профессиональными компетенциями предложат ее устранить, можно рассчитать для каждого индекс кумулятивного космического воздействия, выбрать того, у кого он наименьший, и доверить ему миссию, — отмечает Александр Коровин. — А космонавта с ИККВ выше допустимой нормы отправить на реабилитацию — восстанавливать адаптационный запас».
Исследователи СПбГУ предполагают, что предложенный ими метод поможет врачам составлять индивидуальный профиль конкретного обследуемого космического специалиста, формировать сравнительно однородные по оценке группы риска, использовать полученные данные для проведения профилактических обследований и для создания индивидуальных оздоровительных программ, а также планировать эффективные превентивные и реабилитационные мероприятия на этапе, когда клинических проявлений нейродегенерации еще нет.
Разработка ученых Университета пригодится медицинским отделениям Центра подготовки космонавтов и будет способствовать длительному сохранению трудоспособности и улучшению качества жизни космических специалистов и ветеранов космических полетов. Это также положительно скажется на социальной и экономической сферах.
СПбГУ в Деле
Как разработка исследователей может быть полезна бизнесу — читайте в материале «Ученые СПбГУ увеличат выносливость космонавтов во время космических миссий» на сайте «СПбГУ в деле». «СПбГУ в деле» — о фициальный портал старейшего университета России об изобретениях экспертов, ученых, студентов и выпускников СПбГУ в области самых интенсивно развивающихся отраслей экономики.
Здесь можно найти новые идеи и продукты д л я развития бизнеса — как его коммерческой составляющей, так и общественно значимой.
Узнать о том, способен ли человек облететь Землю без вреда для здоровья, можно на сайте «СПбГУ в деле».
Хочешь стать одним из более 100 000 пользователей, кто регулярно использует kiozk для получения новых знаний?
Не упусти главного с нашим telegram-каналом: https://kiozk.ru/s/voyrl