Во время космического полета воздействие микрогравитации оказывает непосредственное влияние на сердечно-сосудистую систему, включая биоэлектрические изменения в миокарде, его ремоделирование, вегетативные рефлексы и связанные с этим физиологические процессы [1, 2]. При этом поддержание нормального уровня функционирования происходит за счет изменения регуляторных адаптационных механизмов [3].
«Сухая» иммерсия (СИ) является наиболее часто используемой наземной микрогравитационной моделью в российской космической медицине [4]. Однако до настоящего времени все исследования в СИ проводили с участием мужчин-добровольцев. Поэтому эксперимент по иммерсии с участием женщин-добровольцев представляет значительный интерес с точки зрения полученных результатов.
В исследовании участвовали 13 мужчин (возраст 28 ± 4 года) и 13 женщин (возраст 30 ± 5 лет). Все добровольцы были допущены к проведению испытаний врачебно-экспертной комиссией. Проведенные исследования были одобрены Биоэтической комиссией Института медико-биологических проблем РАН (протоколы №273 и №615) и полностью соответствовали принципам Хельсинкской декларации 1964 г. Каждый участник и участница исследования добровольно подписали информированное согласие после того, как им объяснили потенциальные риски, преимущества и характер предстоящего исследования.
Гомеостатические реакции сердечно-сосудистой системы (ССС) анализировали на основе динамики показателей вариабельности сердечного ритма (ВСР) и дисперсионного картирования электрокардиограммы (ДК ЭКГ).
Регистрация ЭКГ осуществлялась за двое суток до начала эксперимента, на первые, третьи, пятые сутки иммерсионного воздействия и на вторые сутки после его окончания. ЭКГ регистрировалась в положении сидя после 15-минутного отдыха. Для регистрации использовали прибор «Карди-2» (ООО «Медицинские компьютерные системы», г. Зеленоград, Россия).
Полученный массив длительностей кардиоинтервалов обрабатывали с помощью программного обеспечения (ПО) «Иским-6» (ООО «Институт Внедрения Новых Медицинских Технологий «Рамена», г. Рязань, Россия) и специализированного ПО разработанного ООО «Медицинские компьютерные системы».
Начало исследований у женщин было синхронизировано с фазами менструального цикла. Начало погружения у всех участниц было на 10–12 день цикла.
Математический алгоритм метода главных компонент позволил установить, что разброс проанализированных параметров ВСР находится в диапазоне ±2δ, как в группе мужчин, так и в группе женщин. Это свидетельствует об идентичных физиологических процессах, происходящих в группе волонтеров и отраженных в системе вегетативной регуляции.
Полученные нами результаты показывают более стабильную реакцию женского организма на иммерсионное воздействие, характеризующую как регуляторные механизмы (ВСР) так и энерго-метаболические процессы, происходящие в миокарде (ДК ЭКГ).
Кровообращение является многоконтурной динамически меняющейся системой, что позволяет ей поддерживать сердечно-сосудистый гомеостаз. Структурно-функциональным субстратом этого гомеостаза являются биоэнергетические процессы в миокарде, а его контроль, осуществляется ВСР, которая, с физиологической точки зрения является интегральным показателем, отражающим гибкую адаптивную регуляцию не только ССС, но и более сложных интегративных систем, организующих адаптивный ответ [5]. Взаимодействие сердечно-сосудистой системы с центральной нервной системой (ЦНС) осуществляется за счет рефлекторных дуг и модулирующего действия на них корковых сетей. К функциональной единице областей мозга, которые модулируют вегетативную активность в зависимости от текущих и ожидаемых потребностей организма относят «центральную вегетативную сеть», динамически локализованную на разных уровнях ЦНС. В пределах этой сети [6] когнитивные, эмоциональные, поведенческие, физиологические и гомеостатические реакции модулируются эфферентной активностью, инициируемой префронтальными областями коры, лимбической системой и опосредованы последующей активностью блуждающего нерва [7].
Функциональная организация этих структур различна в мужском и женском организме. Это обусловливает половые различия в вегетативном контроле сердца. Как следствие, женщины демонстрируют большую парасимпатическую модуляцию сердечно-сосудистой деятельности по сравнению с мужчинами [8]. Кроме того, высокая активность блуждающего нерва считается кардиозащитной [9].
Определенный вклад в этот процесс вносит гормональная регуляция, опосредованная окситоцином. Окситоциновые нейроны связаны с буферизацией стресса, поскольку они более активны во время стрессовых событий и, таким образом, служат для уменьшения воздействия таких событий за счет снижения ЧСС за счет повышения тонуса блуждающего нерва. Кроме того, исследования показывают, что одна из центральных структур «вегетативной сети» — миндалевидное тело играет решающую роль в ослаблении стресса в ЦНС при воздействии окситоцина.
Важным ограничением представленного исследования является недостаточность анализируемой выборки. И это не позволяет проецировать полученные нами результаты на популяционный уровень. Однако полученные нами данные могут быть использованы для разработки профилактических мер в космических полетах и планировании деятельности космонавтов в зависимости от их пола.