Выбор языка |
Главная О КНТС Новости Программы Направления исследований Эксперименты Результаты Информационные ресурсы Приём заявок
Шифр эксперимента: Статокония
Направление НПИ: 4. Космическая биология и биотехнология
Секция КНТС: 1. Космическая биология и физиология
Наименование эксперимента: Исследование ростовой потенции статоконий в органе равновесия брюхоногих моллюсков в условиях невесомости
Цель эксперимента:

Цель эксперимента состоит в оценке характера и динамики новообразования и роста статоконий под воздействием невесомости.

Описание эксперимента:

Одна из центральных проблем космической биологии состоит в оценке значимости гравитационного фактора в функционировании органа равновесия. Согласно распространенному мнению, именно из-за его дисфункции возникает комплекс расстройств в орбитальном полете и при возвращении на Землю. Орган равновесия - статоцист гастропод является аналогом акустико- вестибулярной системы позвоночных животных и представляет собой удобную модель для изучения влияния гравитации на живой организм. Его чувствительные клетки реагируют как на изменения положения в пространстве, так и на вибрационные и звуковые стимулы. У гастропод статоцист имеет относительно простую структурную организацию. Его внутренняя стенка выстлана первичночувствующими волосковыми клетками, т.н. стато- или гравирецепторами, выделяющимися своими крупными размерами, и множеством мелких опорных или вставочных клеток. Полость статоциста заполнена вязкой жидкостью - статолимфой и достаточно большим количеством статоконий. Было обнаружено достоверное увеличение основных морфологических параметров статоконий: длины, ширины, периметра и площади, и с возрастанием продолжительности экспозиции в невесомости выявлялась тенденция их дальнейшего возрастания по сравнению с контрольными значениями. На многих статокониях выявлялись наросты, которые покрывали поверхность статоконий сплошным, но весьма неровным слоем. Являются ли обнаруженные изменения чисто адаптивными или патологическими? Насколько долго они сохраняются, и восстанавливается ли нормальная картина в послеполетном периоде? Решению этих вопросов посвящен данный эксперимент. Задачи эксперимента: изучение ультраструктуры и элементного состава статоконий; изучение морфометрии статоконий; изучение генерации и роста статоконий после извлечения из статоцистов «старых» статоконий. Вышеуказанные задачи решаются в экспериментах, проводимых в лабораторных условиях после завершения орбитального полета. «Зеркальные» эксперименты проводятся в лабораторных условиях при воздействии радиальных ускорений. Объектами исследований являлись наземная легочная улитка Helix lucorum taurica (Kryn.) и наземная переднежаберная улитка Pomatias rivulare (Eichw.). Исследовались: морфология и ультраструктура клеточных элементов статоцистов, ультраструктура, морфометрия, элементный состав и кристаллическая структура статоконий и статолитов.

Новизна эксперимента:

Впервые проведен эксперимент по исследованию влияния условий космического полета на рост и структуру статоконий в статоцисте гастропод-аналоге акустико-вестибулярной системы позвоночных животных. Увеличение «пробной» массы в органе равновесия в орбитальном полете должен быть учтен при разработке стратегии медицинского обеспечения длительных пилотируемых космических полетов.

Научная аппаратура:

При проведении эксперимента на борту МКС использовалась следующая аппаратура КЭ:

- Контейнер «Улитка», габаритные размеры - 150х110 мм, масса – 0,450 кг;

- Автоматический регистратор температуры (АРТ), габаритные размеры-134х52х45 мм, масса–0,3 кг.

Ожидаемые результаты:

Выяснение адаптивной или патологической природы изменений статоконий в ходе космического полёта.

Полученные результаты:

1. Пробная масса в органе равновесия – статоцисте гастропод представлена многочисленными статокониями (Helix lucorum) или одним статолитом (Pomatias rivulare). В центральной части статоконий и статолитов расположены образования округлой формы, их – ядра, окруженные слоистыми структурами.

2. Экспонирование в невесомости вызывает увеличение размеров статоконий и статолитов в результате появления наростов на их поверхности и появлением большого числа неминерализованных образований.

3. У улиток Helix lucorum, подвергнутых оперативному повреждению статоциста перед полетом, имеет место полное восстановление структуры и его наполнение вновь образовавшимися статокониями.

4. Повышенная сила тяжести вызывает разрушение значительного числа статоконий и, соответственно, уменьшение их общей массы.

5. В течение месячного срока после возвращения животных к земной силе тяжести восстанавливается исходная картина (за исключением одного случая у P. rivulare).

6. Установлены особенности клеточных элементов статоциста H. lucorum: морфологические параметры, распределение, внутренняя структура, место возможного генезиса ядер статоконий и др.

7. Увеличение пробной массы в невесомости, ее уменьшение при повышенной весомости, и возвращение к исходным значениям в течение месяца после возвращения к земной силе тяжести свидетельствуют об адаптивной природе обнаруженного феномена. Гравитационное поле ? значимый фактор абиотической среды, ответственный за формирование пробной массы в органе равновесия животных.

Сроки проведения: 2005 - 2008 гг.
Состояние эксперимента: Завершен
Организация постановщик: ГНЦ РФ-ИМБП РАН
Организации участники: ИБР им. Н.К. Кольцова РАН НПП «БиоТехСис» ФГУП ЦНИИмаш РКК "Энергия" им. СП. Королёва РГНИИ ЦПК им. Ю.А.Гагарина
Научный руководитель: Горгиладзе Г.И., ИМБП РАН, в.н.с., д.б.н., профессор
Публикации по эксперименту:

1. Букия Р.Д., Тактакишвили А.Д., Каландаришвили Э.Л.. Горгиладзе Г.И. // Морфологические особенности клеточных элементов статоциста наземной легочной улитки Helix lucorum. Известия АН Грузии. Серия биологическая. А. 2005. Т. 31, № 6. С. 815-822.

2. Горгиладзе Г.И., Букия Р. Д., Давиташвили М.Т. и др. Деструктивное влияние повышенной силы тяжести на инерционную массу в статоцитстах Helix lucorum. // Доклады АН. 2006. Т. 406, № 3 С. 416-418.

3. Горгиладзе Г.И., Букия Р.Д., Козырев С.А., Каландаришвили Э. Л. и др. Структурно-функциональная организация статоциста Helix lucorum в норме и в условиях изменяющегося гравитационного поля. // Материалы XIII конференции «Космическая биология и авиакосмическая медицина». К 45-детию первого полета человека в космос. 13-16 июня 2006 г., Москва, Россия. Москва. 2006. С. 81-82.

4. Горгиладзе Г.И., Букия Р.Д., Козырев С.А., Каландаришвили Э. Л. и др. Структурно-функциональная организация статоциста Helix lucorum в норме и в условиях изменяющегося гравитационного поля. // Материалы XIII конференции «Космическая биология и авиакосмическая медицина». К 45-детию первого полета человека в космос. 13-16 июня 2006 г., Москва, Россия. Москва. 2006. С. 81-82.

5. Горгиладзе Г.И., Букия Р.Д., Давиташвили М.Т. и др. Морфологические особенности статоконий в статоцистах наземной легочной улитки Helix lucorum. // Бюлл. экспер. .биол. и мед. 2009. (В печати).

6. Букия Р.Д., Горгиладзе Г.И., Тактакишвили А.Д., Каландаришвили Э.Л. и др. Световая и электронная микроскопия клеточных элементов в статоцистах наземной легочной улитки Helix lucorum. // Известия РАН. Серия биологическая. 2010.

Последнее обновление: 16.11.2017

Информационная справка

Программы

Изображения