Выбор языка |
Главная О КНТС Новости Программы Направления исследований Эксперименты Результаты Информационные ресурсы Приём заявок
Шифр эксперимента: Профилактика-2
Направление НПИ: 3. Человек в космосе
Секция КНТС: 1. Космическая биология и физиология
Наименование эксперимента: Механизмы действия и эффективность различных методов профилактики нарушений в деятельности двигательной системы космонавта в длительных космических полетах
Цель эксперимента:

Исследование механизмов действия и эффективности различных режимов физической нагрузки (ФН) в условиях длительных КП на состояние общей и физической работоспособности космонавтов.

Описание эксперимента:

Задачи, решаемые в процессе проведения КЭ:

• Определить энергетическую стоимость локомоторных и велоэргометрических ФН, выполняемых космонавтами в различные фазы длительных КП;

• Оценить влияние компенсатора опорной разгрузки (КОР-01-Н) на состояние общей и физической работоспособности членов экипажа;

• Оценить информативность различных методов физиологического мониторинга работоспособности космонавта в длительных КП;

• Определить электромиографическую стоимость локомоторных и велоэргометрических ФН, выполняемых космонавтом в различные фазы КП;

• Выявить влияние режимов ФН на изменения электромиографических свойств различных мышечных групп организма космонавта в длительных КП;

• Исследовать влияние различных тренировочных режимов на работоспособность членов экипажа;

• Разработать новые подходы к мониторированию физической работоспособности членов экипажей в длительных КП.

В рамках КЭ проводятся следующие виды тестовых сессий

- нагрузочные тестовые сессии,

- контрольные тренировки.

Нагрузочные тестовые сессии состоят из 3-х видов нагрузочных тестов:

• ступенчатый локомоторный тест по протоколу МО-3 в активном режиме бегущей дорожки TVIS (БД-2) с регистрацией данных газоанализа, ЭМГ мышц голени и бедра, ЭКГ и скорости локомоций, определением концентрации лактата в капиллярной крови (ЛК) перед нагрузкой в покое и после теста на 1-й и 5-й минуте восстановительного периода, концентрации креатинфосфокиназы (КФК), глюкозы, мочевины, аспартатаминотрансферазы (АСТ) в капиллярной крови в покое и на утро следующих суток;

• ступенчатый локомоторный тест по протоколу МО-3 в пассивном режиме бегущей дорожки TVIS (БД-2) с регистрацией данных газоанализа, ЭМГ мышц голени и бедра, ЭКГ и скорости локомоций, определением концентрации ЛК перед нагрузкой в покое и после теста на 1-й и 5-й минуте восстановительного периода, концентрации КФК, глюкозы, мочевины, АСТ в капиллярной крови в покое и на утро следующих суток;

• велоэргометрический тест –ступенчатый тест на велотренажере бортовом по протоколу МО-5 с регистрацией данных газоанализа, ЭМГ мышц голени и бедра, ЭКГ, определением концентрации ЛК перед нагрузкой, после теста на 1-й и 5-й минуте восстановительного периода, концентрации КФК, глюкозы, мочевины, АСТ в капиллярной крови в покое и на утро следующих суток.

Нагрузочные тесты выполняются в течение 1-го дня (в средине экспериментального периода) или 3-х последовательных дней полета (по завершению каждого экспериментального тренировочного периода).

Контрольные тренировки выполняются на бегущей дорожке и велотренажере бортовом по 1, 2, и 3 дню тренировочного микроцикла (ФТ по БД) с регистрацией данных газоанализа, ЭМГ мышц голеней и бедра, ЭКГ и скорости локомоций в течение 6-ти последовательных дней полета.

Один день тестовой сессии (нагрузочных тестов или контрольных тренировок) соответствует одному сеансу КЭ.

Новизна эксперимента:

До настоящего времени в научной литературе данные об энергетической и миографической стоимости различных видов ФН в условиях КП весьма ограничены, что не позволяет корректно оценить эффективность различных видов ФН.

Научная аппаратура:

Комплекс «МЕТАБОЛ» предназначен для определения метаболического статуса организма в ходе длительных КП в покое и при ФН.

Комплекс «МИОГРАФ» предназначен для исследования в КП активности и сократительной способности мышц конечностей, спины и шеи человека. В рамках КЭ «Профилактика-2» комплекс используется для исследования сократительной способности мышц конечностей (бедра и голени).

Комплект КОР-01-Н предназначен для компенсации опорной разгрузки стоп ног оператора в условиях невесомости путем механической стимуляции двух опорных зон стопы (плюсневой и пяточной) и обеспечения регистрации режимов и параметров стимуляции на внешний электронный носитель.

Прибор «АККУСПОРТ» предназначен для измерения содержания лактата в капиллярной крови человека в условиях орбитального полета.

Ожидаемые результаты:

В ходе эксперимента предполагается получить данные о физиологической, электромиографической и биоэнергетической «стоимости» ФН, на основании анализа которых может быть уверенно оценена эффективность различных режимов ФТ в поддержании физической работоспособности и здоровья космонавтов.

Полученные результаты составят научную базу совершенствования рабочих и профилактических режимов ФН на борту МКС. Важным элементом эксперимента явятся также возможности эффективности использования КОРа в качестве пассивного средства профилактики в длительных космических полетах. Результаты эксперимента будут направлены на совершенствование системы профилактики применительно к сверхдлительным межпланетным полетам.

Полученные результаты:

 

Сроки проведения:
Состояние эксперимента: Реализуется
Организация постановщик: ГНЦ РФ – ИМБП РАН
Организации участники:
Научный руководитель:
Публикации по эксперименту:

1. Григорьев А.И., Дитлайн Л.Ф., Козловская И.Б., Соуин Ч.Ф., Профилактические мероприятия в кратковременных и длительных полетах // Космическая биология и медицина. Т. 4. Здоровье, работоспособность, безопасность космических экипажей. Совместное российско-американское издание. М., 2001. С. 252 – 310.

2. Козловская И.Б., Степанцов В.И., Егоров АД. Физические тренировки в длительных полетах // Орбитальная станция «Мир». М., 2001. Т.1. С. 393 -414.

3. Trappe S., Costill D., Gallagher P., Creer A., Peters J.R., Evans H., Riley D.A., Fitts R.H. Exercise in space: human skeletal muscle after 6 month abroad the International Space Station // Applied Physiology, 2009. P.11159-1168.

4. Trappe S., Costill D., Gallagher P., Creer A., Peters J.R., Evans H., Riley D.A., Fitts R.H. // Avaition, Space, and Environmental Medicine, 2010. Р. 1050 – 1052.

5. Kozlovskaya I.B., Oganov V.S., Khusnutdinova D.R., Shpakov A.V., Faletenok M.V., Fomina E.V. Study of efficacy of interval and aerobic locomotor exercises to counteract the negative effects of weightlessness // «Integration and Cooperation in the Next Golden Age of Human Space Flight». 18 th IAA Humans in Space Symposium. Houston, 2011. P. 2197.

6. Grigoriev A.I., Kozlovskaya I.B., Stepantsov V.I. Countermeasures of the negative effects of the weightlessness on physiological systems in long-term flights //Acta Astronautica, 1995. -Vol. 36. № 8-9. P. 661-688.

7. Vinogradova O.L., Popov D.V., Saenko I.V., Kozlovskaya I.B. Muscle transverse stiffness and venous compliance under conditions of stimulated supportlessness // Journal of Gravitational Physiology, 2002. Vol. 9 (1). P. 327-329.

8. Григорьев А.И., Козловская И.Б., Шенкман Б.С. Роль опорной афферентации в организации тонической мышечной системы // Российский физиологический журнал им. И.М. Сеченова, 2004. Т. 90. № 5. 508-521.

9. Миллер Т.Ф., Саенко И.В., Попов Д.В., Виноградова О.Л., Козловская И.Б. Влияние безопорности и стимуляции опорных зон стоп на характеристики поперечной жесткости и электромиограммы покоя мышц голени // Авиакосмическая и экологическая медицина. М., 2010. Т. 44. № 6. С. 13-17.

10. Shehkman B.S., Podlubnaya Z.A., Vikhlyantsev I.M., Litvinova K.S., Udaltsov S.N., Nemirovskaya T.L., Lemesheva Yu.S., Mukhina A.M., Kozlovskaya I.B. Contractile characteristics and sarcomeric cytoskeletal proteins of human soleus fibers in muscle unloading: role of mechanical stimulation from the support surface // Biophysics, 2004. Vol. 49. № 5. P. 807-815.

11. Khusnutdinova D., Netreba A., Kozlovskaya I.B. Mechanical stimulation of the soles support zones as a countermeasure of the contractile properties decline under microgravity conditions // Journal of Gravitational Physiology, 2004. Vol. 11 (2). P. 141-142.

Последнее обновление: 17.11.2017

Информационная справка

Программы

Изображения