Протокол исследования. Каждая кампания была разделена на три сегмента: сбор исходных данных (BDC, 14 дней), постельный режим с наклоном головы (HDT, 60 дней) и восстановление (R, 14 дней). Желтые и серые лампочки обозначают включение и выключение света соответственно; вилки указывают время приема пищи; зеленые треугольники обозначают тест Каролинской шкалы сонливости (KSS); красные кружки обозначают забор крови (для анализа транскриптома не представлен); синие крестики обозначают забор слюны (для обнаружения мелатонина и кортизола). Фото: npj Микрогравитация (2024). DOI: 10.1038/s41526-024-00387-3
Смоделированные эффекты микрогравитации существенно влияют на ритмичность и сон у людей, показало новое исследование Университета Суррея. Подобные нарушения могут негативно повлиять на физиологию и работоспособность космонавтов в космосе.
Предыдущие результаты показали, что астронавты, подвергшиеся воздействию микрогравитации, моделируемой 60-дневным постоянным постельным режимом при угле наклона головы вниз на 6°, испытывают изменения в физиологии, включая подавление иммунитета, усиление воспаления, а также снижение мышечной массы и плотности костей. Однако менее изученный аспект физиологии, касающийся воздействия микрогравитации, — это сон и биологические ритмы.
Ведущий автор доктор Мария-Анхелес Бонмати-Каррион, научный сотрудник Университета Суррея (в настоящее время CIBERFES (Институт здравоохранения Карлоса III), Университета Мурсии и главный исследователь Мурсианского института биосанитарных исследований, сказала: «Это впервые за такой длительный период (60 дней) сон и различные биологические ритмы оценивались с интегративной точки зрения в протоколе постельного режима с наклоном головы вниз.
«Мы уверены, что эти результаты послужат разработке новых протоколов, направленных на улучшение сна и ритмической устойчивости в космосе. Кроме того, наши результаты также могут быть применены к другим процессам, таким как старение или влияние постоянной позы на наш сон и ритмы. «
В исследовании, координируемом Европейским космическим агентством в космической клинике MEDES в Тулузе, 20 мужчин прошли 90-дневный протокол, состоящий из двух недель базового периода, а затем 60 дней постоянного постельного режима с углом наклона головы вниз 6°, имитируя эффекты микрогравитации, испытываемые космонавтами. Протокол завершился двумя неделями восстановления.
Чтобы оценить влияние моделируемой микрогравитации, исследовательская группа проанализировала температуру кожи запястья, двигательную активность, воздействие света и дневную сонливость на протяжении 90-дневного протокола. Сон оценивался с помощью электроэнцефалограммы (ЭЭГ) в течение 24-часовых временных рядов в течение двух дней в исходном состоянии, трех дней в постельном режиме и один раз в период восстановления. Во время этих сеансов отбор проб слюны позволил измерить фазу и амплитуду мелатонина, гормона, который регулирует циклы сна и бодрствования, а также секрецию кортизола, основного гормона стресса в организме.
Исследователи наблюдали снижение амплитуды температуры, ритмов активности и сонливости во время постельного режима. Продолжительность сна уменьшалась в начале постельного режима, и в среднем участники спали менее 6,5 часов ночью на протяжении всего исследования.
Исследователи отмечают, что частичное лишение сна одинаковой степени приводит к изменениям в функции иммунной системы и воспалительном статусе как во время постельного режима, так и во время космического полета. Обратное наблюдалось в отношении дневного сна (дремоты): было обнаружено увеличение количества дневного сна, особенно в начале исследования.
Результаты также подтвердили временную связь между температурой периферической кожи и секрецией мелатонина, даже в условиях постельного режима. Однако при постельном режиме связь периферической температуры с разными стадиями сна (температура кожи запястья повышается по мере углубления сна) теряется, что может свидетельствовать о нарушении процессов терморегуляции, связанных со сном.
Старший автор, профессор Саймон Арчер, профессор молекулярной биологии сна в Университете Суррея, сказал: «Биологические ритмы нарушаются, и сон ограничивается во время космического полета, и это влияет на физиологию и работоспособность. Нормальный цикл позы является важным сигналом подкрепления». биологическая ритмичность и ее удаление в этом протоколе и отсутствие в космическом полете, вероятно, способствуют снижению ритмических амплитуд многих из изученных здесь переменных.
«Эти результаты имеют важное значение для будущих космических полетов, а также для условий, когда люди прикованы к длительному постельному режиму».
Профессор Дерк-Ян Дейк, директор Центра исследования сна в Суррее, сказал: «Исследования, проведенные на больших группах людей, таких как биобанк Великобритании, ранее предоставили доказательства прогностической ценности амплитуды 24-часовой ритмичности для здоровья в будущем. данные подчеркивают, что этот важный аспект физиологии и поведения человека может быть нарушен такими условиями, как длительный постельный режим и космический полет».
Это исследование было опубликовано в журнале npj Microgravity.
Дополнительные результаты, касающиеся нарушения экспрессии генов в этом исследовании, были недавно опубликованы в журнале iScience.
Информация от: Университетом Суррея
