Введение к работе
АКТУАЛЬНОСТЬ ТЕМЫ. Белки глаз мы крови участвуют в транспор-
-те
%ь№
веществ, регуляции коллоидно-осмотического давления жидкост-сред, кислотно-щелочного равновесия , в процессах свертывания крови и фибринолиза, иммунных реакциях, восстановлении гоме-остаза при различных неблагоприятных воздействиях, и т. д. Анализ белкового состава плазмы используется в диагностических и прогностических целях [Putnam, 1960; Blomback, 1979; Peeters, 1979].
В литературе приводятся данные исследований состава белков плазмы крови человека при космических полетах продолжительностью до 84 суток [Федорова, 1964; Fischer, 1972; Klmzey, 1976; Leach, 1977, 1984; Гусева, 1980; Krauhs, 1987]. Данные, полученные в этих исследованиях, весьма неоднозначны. Противоречивость результатов объясняется тем, что различались условия полетов и сроки взятия крови, при анализе концентрационных показателей не учитывались изменения объема жидкости во внутрисосудистом пространстве, в некоторых случаях исследования имели фрагментарный характер.
Содержание плазматических белков при космических полетах определяли главным образом с помощью электрофореза в ацетатцел-люлозе и иммунохимических методов. Данные методы позволяют исследовать содержание ограниченного числа белков, в то время как при экстремальных воздействиях можно ожидать появления в циркуляции несвойственных плазме белков, либо плазматических белков , имеющих модифицированную структуру . Это обстоятельство предполагает использование для анализа белкового состава плазмы крови человека и животных при космических полетах скрининговых методов. Вместе с тем применение традиционных методов анализа белко-
вого состава плазмы позволяет сохранять преемственность с прежними исследованиями при увеличивающейся продолжительности пилотируемых космических экспедиций.
. Наземное моделирование воздействия невесомости при помощи антиортостатической гипокинезии (АНОГ) применяется для исследования механизмов физиологических и биохимических изменений, наблюдаемых при космических полетах, а также для отработки мер профилактики неОлагоприятных эффектов невесомости. Ранее белковый состав плазмы изучали при АНОГ продолжительностью до 120 суток. С увеличением длительности космических полетов до одного года возникает необходимость проведения исследований аналогичной продолжительности при моделировании воздействия невесомости, а также в период последействия.
В качестве одного из основных профилактических средств при ограничении двигательной активности используются физические тренировки. Малоизученным аспектом данной проблемы является влияние физических тренировок на белковый состав плазмы.
Белкам плазмы крови принадлежит значительная роль в поддержании гомеостаза как в нормальных условиях, так и при экстремальных воздействиях. С увеличением продолжительности космических полетов на первый план выходит задача стабилизации состояния здоровья космонавтов в условиях невесомости [Гэденко, 1990]. Полученные при космических полетах результаты исследований белкового состава плазмы могут быть использованы для усовершенствования методов медицинского контроля и ' разработки мероприятий, направленных на повышение резистентности организма человека к воздействию неблагоприятных факторов, связанных с космическим полетом.
ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ. Целью работы было исследование
белкового состава плазмы крови человека и животных при космических полетах, включая полеты до одного года, при моделировании воздействия невесомости, и выяснение физиологической роли полу-. ченных эффектов.
Решались следующие задачи:
-
Изучение белкового состава плазмы крови человека после космических полетов продолжительностью от 8 до 366 суток. Сравнение .результатов, полученных при кратковременных и длительных полетах.
-
Исследование содержания белковых фракций в плазме крови человека при 370-суточной АНОГ. Оценка физиологического значения наблюдаемых эффектов.
-
Исследование белкового состава плазмы крови животных после космических полетов и в наземных модельных экспериментах.
НАУЧНАЯ НОВИЗНА РАБОТЕ Впервые получены данные, характери-
зующие белковый состав плазмы крови человека при космических полетах продолжительностью до 366 суток, во время АНОГ продолжи-. телыюстью 370 суток и годового периода восстановления после АНОГ.
В исследованиях белкового состава плазмы при космических полетах впервые применен метод двумерного электрофореза и с его-помощью установлено появление (или увеличение содержания) изо-форм альфа-1-ингибитора протеолиза (альфа-1-РІ), имеющих более низкие значения изоэлектрической точки по сравнению с нормальными изоформами,' и многократное увеличение содержания минорных белков 31-35 kDa pi Б-5.7 и 31-35 kDa pi 5.8-6.2 в ранние сроки периода реадаптации после полетов.
При длительной АНОГ отмечено влияние физических тренировок и фармакологических средств на динамику.альфа-глобулиновых фракций белков плазмы.
Выявлены признаки острофазной реакции на уровне белков плазмы в ранние сроки восстановления после длительной АНОГ.
Показана применимость сопоставительного анализа показателей концентрации и процентного содержания белковых фракций плазмы для косвенной оценки динамики объема плазмы крови при острых гравитационных воздействиях.
НАУЧНАЯ И ПРАКТИЧЕСКАЯ ЗНАЧИМОСТЬ. Физиологический стресс при гравитационных воздействиях способствует увеличению синтеза белков острой фазы. Действие белков острой фазы направлено на восстановление состояния гомеостаза. В частности, ингибиторы протеолиза инактивируют и удаляют из крови протеолитические ферменты, количество которых в плазме в состоянии стресса увеличивается. В начальный период стресс-реакции возрастание уровня протеолитических ферментов еще не компенсировано увеличением синтеза ингибиторов протеолиза, в связи с чем повышается вероятность таких неблагоприятных явлений, как повреждение структурных белков, неконтролируемая активация ферментов, увеличение уровня свободнорадикальных соединений. Наблюдаемое после кратковременных пслетов снижение содержания в плазме альфа-1-Глобулинов , в состав которых входит альфа-1-РІ, появление в циркуляции аномальных изоформ этого белка в ранние сроки после космических полетов, предполагают целесообразность дальнейших исследований обмена ингибиторов протеолиза при действии факторов космического полета. Снижение плазматического уровня ингибиторов . протеолиза следует отнести к неблагоприятным диагностическим и прогности-
ческим признакам при экстремальных воздействиях.
Скрикинговый анализ белкового состава плазмы может Сыть использован в качестве одного из средств индивидуального контроля переносимости космонавтами экстремальных воздействий во время предполетной подготовки и на различных этапах космического полета. Анализ белкового состава плазмы крови методом двумерного электрофореза включен в программу клинико-физиологического обследования космонавтов.'
Скорость, с которой достигается адекватная воздействию интенсивность синтеза белков острой фазы, во многом определяет резистентность организма. В связи с этим большое значение имеет состояние белоксинтезирущего аппарата печени, являющейся поставщиком основной массы плазматических белков. В условиях длительного ограничения двигательной активности функционирование печени нарушается, однако правильный подбор физических упражнений и фармакологических средств, по-видимому, способен оказывать нормализующее действие на синтез альфа-глобулиповых белков плазмы.
-
Характер изменений белкового состава плазмы крови человека после космических полетов различной продолжительности и после длительной АНОГ свидетельствует о наличии реакции белков острой фазы, связанной с реадаптационным стрессом.
-
В результате, снижения функциональной активности печени при длительном пребывании в условиях АНОГ происходит сокращение плазматического пула альфа-2-глобулинов, которое нивелирует реакцию белков острой фазы в ранние сроки восстановительного периода.
3. Изменения белкового состава плазмы, наблюдаемые у животных .после двухнедельного космического полета, развивались под действием стрессорных стимулов в послеполетном периоде.
АПРОБАЦИЯ ДИССЕРТАЦИИ И ПУБЛИКАЦИИ. Работа обсуждалась и получила положительную оценку на межотдельческой научной конференции ИМБП МЗ РФ 23 апреля 1992 г. Материалы диссертации доложены на XIX Всесоюзной конференции по космической биологии и медицине (Калуга, 1990) и XII Международном симпозиуме по гравитационной физиологии (Ленинград, 1990). По результатам исследований опубликовано 12 научных работ.
ОБЪЕМ И СТРУКТУРА ДИССЕРТАЦИИ. Диссертация изложена на 109 страницах машинописи и состоит из введения, трех глав: "Обзор литературы", "Условии проведения исследований, материалы и методы", "Результаты и обсуждение", выводов и заключения. Работа иллюстрирована 27 рисунками и 7 таблицами. Список использованной литературы включает 251 источник, из них 76 - на русском языке.
