Искусственный гипобиоз как способ увеличения безопасной продолжительности динамических перегрузок

Динамические перегрузки являются экстремальным фактором рабочего процесса для ряда профессий. Важным негативным последствием динамических перегрузок является нарушение адекватного функционирования центральной нервной системы, возникающее вследствие кислородного голодания тканей из-за гемодинамических нарушений. Известные способы защиты от перегрузок направлены на увеличение максимального значения краткосрочной переносимой перегрузки, но не безопасной её продолжительности. В ряде работ для увеличения максимального значения переносимой перегрузки лабораторных животных переводили в состояние искусственного гипобиоза, отмечено снижение летальности при увеличении перегрузки. Но вопросы о проявлениях нарушений центральной нервной системы и времени восстановления после обнаруженных нарушений, а также изменении безопасной продолжительности динамических перегрузок остаются без ответа.

Цель исследования — оценить изменение безопасной продолжительности динамических перегрузок при использовании искусственного гипобиоза.

В исследовании использовались сирийские хомяки самцы, массой 95,5±0,5 г (M±m). Животные разделены на группы — опытная и контрольная. Для индукции искусственного гипобиоза животным опытной группы осуществляли внутримышечные инъекции суспензии препарата α-метилдопа. Контрольная группа получала инъекции 0,9% NaCl. Моделирование динамических перегрузок проводили с использованием центрифуги (r=0,62 м). Животные обеих групп были в сознании, активный вектор перегрузки — голова-таз. В течение 10 секунд (с) осуществляли увеличение скорости вращения центрифуги до заданного расчётного значения величины перегрузки, G: 30 (угловая скорость (ω) = 21,79 рад/с), 40 (ω=25,16 рад/с) или 70 (ω=33,28 рад/с). Экспозиция при заданной величине перегрузки в течение установленного времени, с: 20, 50, 80, 110 или 140. После полной остановки в течение 10 с оценивали общее состояние животных, наличие травм, кровоизлияний, наличие дыхательных движений, сердечных сокращений. Проводили наблюдение за выжившими животными, оценивали наличие сознания, определяли нарушение координации по следующим критериям: положение животного, наличие продуктивного движения, шаткость походки, движение по окружности, запрокидывание на бок; определяли время восстановления координации. Животных наблюдали в течение последующих суток для оценки суточной выживаемости. Погибшим животным проводили некропсию.

Выживаемость в контрольной группе: 30 G: 80 с — 5/6; 40 G: 20 с — 6/6, 50 с — 6/6, 80 с — 3/6; 70 G: 20 с — 6/6, 50 с — 4/6, 80 с — 0/10. Выживаемость в опытной группе: 70 G: 50 с — 6/6, 80 с — 10/10, 110 с — 10/10, 140 с — 2/6.

После перегрузки 70 G 50 с у животных опытной группы нарушения координации слабо выражены, время восстановления координации 1,8±0,3 с, у животных контрольной группы нарушения оценивались как значительные, время восстановления — 4,5±0,3 с, что в 2,5 раза (p<0,01) больше.

На следующие сутки у 3 животных контрольной группы 40 G 80 с сохранялся тремор. У остальных животных всех групп каких-либо нарушений координации или особенностей не обнаружено.

Ни у одного животного не наблюдалось внешних повреждений. При некропсии повреждений органов или скелета не обнаружено. По результатам гистологического исследования нарушения целостности тканей не выявлено.

Доказано увеличение в 5,5 раза времени безопасного пребывания животных в состоянии искусственного гипобиоза при динамических перегрузках. Отмечено снижение времени восстановления координации у животных в состоянии искусственного гипобиоза в 2,5 раза.

Этика. Исследования с участием лабораторных животных проходили с соблюдением необходимых нормативных актов (Хельсинкской декларации 2000 г. о гуманном отношении к животным и «Правилами проведения работ с использованием экспериментальных животных» (Приказ Минздрава СССР № 755 от 12.08.1977 г.)). Протокол исследования был одобрен этическим комитетом ФГБНУ «Научно-исследовательский институт медицины труда имени академика Н.Ф. Измерова».

Участие авторов:
Макаров А.Ф. — концепция и дизайн исследования, сбор и обработка данных, написание текста;
Ткачук Ю.В. — сбор и обработка данных;
Шишков А.Ю. — разработка и обеспечение работы экспериментального стенда;
Тоньшин А.А. — редактирование.

Финансирование. Исследование не имело спонсорской поддержки.

Конфликт интересов. Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

Дата поступления: 11.05.2023 / Дата принятия к печати: 01.06.2023 / Дата публикации: 12.06.2023

1. Ercan E. Effects of aerospace environments on the cardiovascular system. Anatol J Cardiol. 2021; 25(1): 3–6.

2. Fundamentals of Aerospace Medicine (4 Ed.) April 16, 2008; by Jeffrey R. Davis MD MS, Robert Johnson MD MPH MBA, Jan Stepanek MD MPH, Jennifer A. Fogarty PhD.

3. Барер А.С. Предел переносимости: Очерки об устойчивости человека к неблагоприятным факторам авиационного и космического полётов. М.: Блок-информ экспресс; 2012.

4. Ушаков И.Б. Космос. Радиация. Человек (Радиационный барьер в межпланетных полетах). Под ред. И.Б. Ушакова. Москва: Издательство «Научная книга»; 2021.

5. Тимофеев. Н.Н. Гипобиоз и криобиоз: прошлое, настоящее и будущее. Москва: Информ-Знание. 2005.

6. Макаров А.Ф., Ткачук Ю.В., Тоньшин А.А., Бухтияров И.В. Искусственный гипобиоз как способ защиты организма в условиях острой гипобарической гипоксии. Мед. труда и пром. экол. 2023; 63(1): 4–17.