Моделирование физиологических эффектов невесомости в опытах с животными

Моделирование является неотъемлемой частью физиологических исследований в космосе. Едва ли не самую важную задачу при этом составляет как можно более полное воспроизведение эффектов невесомости, что позволяет практически проверить те или иные теоретические представления. Кроме того, лабораторное моделирование необходимо для проведения манипуляций с животными в процессе эксперимента (введение препаратов, операций и т. п.), которые недостижимы в полетах биоспутников.

Для имитации эффектов невесомости в опорно-двигательном аппарате животных используют иммобилизацию, или ограничение подвижности весовую разгрузку конечностей заднего пояса путем «вывешивания» животных, частичное лишение опоры конечности путем экзартикуляции или ампутации ее дистального звена, а так же создание хирургическим путем паралича задней половины тела либо отдельной конечности [28].

Существенными характеристиками модели являются границы ее применимости, выбор видов используемых животных, предельная продолжительность экспериментов, выраженность неспецифических, в том числе стрессорных, эффектов при различной продолжительности экспериментов, возможность изучения восстановительных процессов в реадаптационный период, а так же изучения эффективности тех или иных потенциальных профилактических средств. Исследования в модельных экспериментах с животными проводятся с целью изучения основных физиологических механизмов развивающихся изменений, определения их направленности и наиболее вероятной динамики.

Одним из важнейших критериев адекватности той или иной модели и способов определения границ ее применимости является сопоставление результатов, полученных в условиях космического полета и в наземных модельных экспериментах.

По данным сравнительного морфологического исследования коры надпочечников, тимуса и селезенки крыс, находившихся 7 суток в клетках-пеналах в условиях «вывешивания» в антиорстатическом положении. Ученые показали, что «вывешивание» оказывает значительно меньшее стрессорное воздействие и имеет в этом несомненное преимущество, поскольку исследуемые эффекты проявляются в более чистом виде [11].

В настоящее время используют модификации модели «вывешивания», различающиеся по применяемому способу фиксации животного: в специальных капроновых «жилетах», «вывешивание» с фиксацией за спину и за хвост, что оказывает различное воздействие на общее состояние животного и переносимость эксперимента.

На основе анализа большого числа биохимических исследований ученые пришли к заключению о существенном сходстве реакций животных в полете и в модели «вывешивания» в том числе системных экспериментов[31].