Перемещение жидкостей до, после и во время длительного космического полёта и связь данного феномена с внутричерепным давлением и нарушением зрения. (Перемещение жидкостей)
Постановщики: Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Государственный научный центр Российской Федерации - Институт медико-биологических проблем Российской академии наук, НАСА.
Эксперимент выполняется в рамках российской национальной программы ("Долгосрочная программа НПИ, версия 2012 г.") и является совместным. По эксперименту проводится обмен данными с НАСА на основании двухстороннего соглашения.
Научный руководитель от РФ: , д. м.н.,
ГНЦ РФ ИМБП РАН
Экспедиции: МКС-43/46; КЭ продолжается.
Область исследования: Космическая медицина.
Краткое описание эксперимента.
Цель эксперимента:
Изучение механизмов регуляции распределения жидких сред в организме, и их влияние на изменения внутричерепного давления и функции зрительного анализатора в условиях длительного космического полёта и при воздействии отрицательного давления на нижнюю часть тела (ОДНТ).
Задачи эксперимента в годовом полёте:
- Сбор полётных данных, характеризующих индивидуальные реакции организма при распределения жидких сред организма (венозного, артериального и ликворного компонентов), и их влияние на состояние внутричерепного давления и функции зрительного анализатора.
- Определение взаимосвязи между изменениями строения глаза в полёте, состоянием его кровеносных сосудов и зрения и перемещением жидкостей к голове, размерами кровеносных сосудов и типами кровотока.
- Определение системных факторов и офтальмологических факторов индивидуальной предрасположенности к повышенному внутричерепному давлению (ВЧД) и/или нарушениям зрения.
Эксперимент выполняют российский космонавт () и американский астронавт (С. Келли). Оба члена годовой экспедиции в течение полёта должны выполнить по 3 сеанса эксперимента каждый в качестве обследуемого.
Операции в первые шесть дней проводятся на американском сегменте, а затем на российском сегменте МКС.
Сбор данных осуществляется до полета, во время полета, через 10 дней после посадки, а также на 30 и 180 день после посадки для отслеживания процесса восстановления. Полетные ультразвуковые исследования проводятся дистанционно с Земли сертифицированными специалистами. Пред - и послеполетные обследования проводятся в положениях сидя в вертикальном положении, лежа на спине и в антиортостатическом положении при отрицательном угле наклона тела в 25?.
Использование результатов эксперимента на Земле
Знания, полученные в ходе данного исследования, предполагается использовать при лечении больных, страдающих внутричерепной гипертензией – тяжелым заболеванием, некоторые характеристики которого схожи с тем, с чем сталкиваются астронавты.
Использование результатов эксперимента для освоения космоса
В результате проведения КЭ будут получены материалы, которые помогут объективно охарактеризовать изменения в распределении жидкости, включая внутри/внеклеточные и внутри/внесосудистые перераспределения жидкости, применяя передовые неинвазивные технологии оценки до, во время и после длительных космических полетов.
Будет предпринята попытка описать связь между типом и величиной перераспределения жидкости с любым влиянием на морфологию глаза и нарушение зрения, внутриглазное давление, а также на величину внутричерепного давления. Кроме того, предполагается определить, возможно ли предсказать величину перераспределения жидкости во время космического полета, а также вышеуказанные последствия этих перераспределений на основании исходных данных и реакций членов экипажа на кратковременные антиортостатические тесты, выполненные перед запуском. Особое внимание будет уделено описанию влияния ОДНТ на указанные выше параметры.
Это исследование впервые позволит определить, во-первых, являются ли хорошо известное перемещение жидких сред и сердечно-сосудистая адаптация в условиях микрогравитации основными факторами, способствующими развитию нарушений зрения и предполагаемому росту внутричерепного давления, и, во-вторых, можно ли временно парировать эти явления за счет изменения направления этого перемещения жидких сред на противоположное. Эта информация поможет определить направления разработки профилактических мер и/или схем лечения.
Рисунок (слева направо): Падалка, и астронавт НАС поводят эксперимент «Перемещение жидкостей» на российском сегменте МКС.
Публикации
1. Parazynski SE, AR Hargens, B Tucker, M Aratow, J Styf and A Crenshaw. Transcapillary fluid shifts in tissues of the head and neck during and after simulated microgravity. Journal of Applied Physiology 71:2469-2475, 1991.
2. Hargens AR and Richardson S. Cardiovascular adaptations, fluid shifts, and countermeasures related to space flight. Respiratory Physiology and Neurobiology 169, Suppl 1: S30-33, 2009.
3. Zhang LF and Hargens AR. Intraocular/Intracranial pressure mismatch hypothesis for visual impairment syndrome in space. Aviation Space Environmental Medicine 85(1): 78-80, 2014.
