В космическом вакууме, вдали от магнитного поля Земли у живых существ могут возникнуть проблемы с сердцем и появиться предпосылки к болезни Альцгеймера. К такому выводу пришли специалисты сразу нескольких российских институтов, которые провели серию специальных опытов с животными и добровольцами.
Наша планета, у которой имеется внутреннее ядро, постоянно генерирует магнитное поле, которое является важным жизненным фактором для всего живого. Бывали периоды, когда Северный и Южный магнитные полюса менялись друг с другом местами, это ослабляло геомагнитное поле, и, возможно, в том была причина вымирания видов.
Исследования влияния гипомагнитной среды (ослабленного или нулевого магнитного поля) также важны для будущих полетов человека на Марс. На поверхности этой планеты оно будет ослаблено в тысячу раз, а во время перелета – нулевым. Как поведет себя организм при таких условиях? Сможет ли как-то адаптироваться к ним?
Как сообщили «МК» в Российском научном фонде, исследователи из НТЦ уникального приборостроения РАН, Института биологии внутренних вод имени И.Д.Папанина (ИБВВ РАН) и МГУ имени М.В.Ломоносова решили выяснить, как отсутствие геомагнитного поля влияет на сердечную деятельность эмбрионов рыбок данио рерио – популярной модели, с помощью которой изучают болезни сердечно-сосудистой системы человека. Эти рыбки удобны своей прозрачностью: за процессами в их организме легко наблюдать напрямую через микроскоп.
На вторые сутки после оплодотворения исследователи помещали одну часть развивающихся рыбок (200 особей) в условия почти нулевого магнитного поля, а другую, в таком же количестве, – оставляли в привычной им среде с полем, равным 52 мкТл (микротеслы).
Выяснилось, что в экспериментальной группе выживаемость особей была ниже. Кроме того, от 5,5 до 12,5% зародышей оказались с разнообразными дефектами развития – водянкой, искривлением тела, а частота их сердечных сокращений увеличилась примерно на десять ударов в минуту.
Фото прозрачного эмбриона данио рерио. Фото: Вячеслав Крылов
По словам главного научного сотрудника ИБВВ РАН, доктора биологических наук Вячеслава Крылова, аритмия у рыбок может служить для них адаптивным механизмом. Ученые планируют в ближайшем будущем продолжить исследование влияния различных магнитных полей на функционирование сердечно-сосудистой системы.
Описанное исследование – далеко не первое в России. Гораздо дальше шагнули в исследованиях воздействия гипомагнитной среды на живые организмы исследователи Института медико-биологических проблем РАН.
По словам ведущего научного сотрудника института, заведующего лабораторией регуляции сердечно-сосудистой и дыхательной систем Василия Русанова, начинали здесь несколько лет назад с исследований влияния гипомагнитных условий на японских перепелов, а также на их зародышей. У них также наблюдались сбои в сердечно-сосудистой деятельности, что было отражено в нескольких научных статьях.
В 2019 году сотрудники ИМБП РАН шагнули еще дальше – поместили в гипомагнитную среду добровольца-испытателя. Для эксперимента под названием «Арфа» в институте соорудили специальную металлическую клетку, на прутьях которой (они чем-то напоминают струны одноименного музыкального инструмента) создавалось определенное электрическое поле. В результате для находившего внутри нее человека привычное магнитное поле ослабевало в 1000 раз! Во время пребывания добровольца в такой клетке и после него ученые исследовали его психофизиологические изменения при помощи множества прикрепленных датчиков.
Так выглядит эксперимент ИМБП РАН «Арфа». Фото: ИМБП РАН
В первом эксперименте испытатель находился в «Арфе» 8 часов, в 2020 году время пребывания было увеличено до 24 часов.
По словам Русанова, сердце участников эксперимента давало о себе знать ближе к концу воздействия нулевого геомагнитного поля, когда образовывался накопительный эффект. Выражалось это в усилении парасимпатической регуляции сердечно-сосудистой деятельности.
– Мы не можем создавать для испытателей особо жесткие условия, – уровень снижения магнитного поля в эксперименте был довольно щадящим, – говорит Русанов. – А потому патологических процессов мы не достигали. Все находилось в диапазоне нормы, но, можно сказать, приближалось к пограничным состояниям. Мы первыми в мире заметили, что под влиянием гипомагнитной среды у человека меняется белковый состав крови. Протеомный анализ показал увеличение концентрации белка, связанного с болезнью Альцгеймера. Это не значит, что у испытателя появилось нарушение мозговой деятельности, просто была замечена тенденция к подобным изменениям.
Кстати, по словам сотрудника Института медико-биологических проблем РАН, во время космического полета на другую планету опасна будет не гипомагнитная среда (какое-то магнитное поле за счет работающей аппаратуры на борту будет сохраняться). Гораздо серьезнее – воздействие на людей космической и солнечной радиации. Она сама по себе опасна для человека, а в совокупности с гипомагнитной средой ее разрушительная сила только возрастет.
Автор: Наталья Веденеева