О выделении эндогенного СО и емкости СО-буфера у Дрозофил melanogaster и животных других видов, используемых в космических исследованиях Доклады на конференциях
Язык | Русский | ||
---|---|---|---|
Тип доклада | Стендовый | ||
Конференция |
XVIII Конференция по космической биологии и авиакосмической медицине с международным участием ("Земля – Орбита – Дальний космос") 07-09 нояб. 2023 , Москва |
||
Авторы |
|
||
Организации |
|
Реферат:
Анемия у человека после космических полетов давно известна. Показано, что значительный вклад в анемию после длительных орбитальных космических полетов вносит гемолиз эритроцитов, что сопровождается увеличенным содержанием эндогенного монооксида углерода (СО) в альвеолярном воздухе [G. Trudel et al., 2022]. Поэтому измерения выделения эндогенного СО может дать важную информацию о наличии/отсутствии гемолиза эритроцитов космонавтов, причем совершенно неинвазивно. Целью настоящей работы является оценка возможностей использования модельных организмов - Дрозофил elanogaster и мелких грызунов - для разработки метода оценки влияния факторов космического полета (КП) на состояние гем-содержащих структур организма на основе измерения выделения эндогенного СО в выдыхаемом воздухе. Известно, что выделение эндогенного СО характеризует катаболизм гем-содержащих протеинов. В основном у Дрозофил мelanogaster гемоглобин (DmHb) содержится в трахеальной системе и жировом теле. Этот респираторный белок с молекулярной массой около 17 кДа образует мономер и не экспортируется в гемолимфу, а является внутриклеточным. Гем-содержащие протеины у млекопитающих содержатся в крови - гемоглобин и в тканях - миглобин, цитоглобин, нейроглобин и цитохромы. В данной работе проводили исследования выделения эндогенного СО у плодовых мушек Drosofila melanogaster, самцов линии ВВ09, находящихся в закрытом объеме 70 мл. В каждом эксперименте было задействовано 30-50 мушек одного возраста средним весом 0.7 мг. Измерение содержания СО в воздухе проводилось на газовом хромато-масс-спектрометре Agilent Technologies 6890N. Для разделения газов использовали капиллярную колонку Agilent CP7540I5 (50 м х 0,32 мм, толщина плёнки 0.03 мм). Ионизация проводили методом электронного удара. В нижнюю часть пробирки помещали гранулы химического поглотителя известкового (ХПИ), отделенные от пространства с мухами мелкой сеточкой. Забор газовой пробы производили шприцем "Hamilton" объёмом 150 мкл из пробирки с мухами при компенсации давления. Проведено две серии измерений выделений эндогенного СО при наполнении пробирки с мухами в одном случае воздухом, а в другом кислородом. Каждая серия состояла из 10 исследований с измерением газообмена через каждые 30 мин в течение первого часа, а затем через каждый час в течении 3-х часов. Средняя скорость выделения эндогенного СО мухами за 4 часа дыхания воздухом составила 3,665E-07±1,585E-07 нмоль /мин/кг. Средняя скорость выделения эндогенного СО мухами за 4-ри часа дыхания кислородом составила 9,459E-07±3,876E-07 нмоль/мин/кг. При дыхании кислородом в первые 30 мин был обнаружен достоверный пик скорости выделения, превышавший в 4,7 раза скорость выделения СО на воздухе. Увеличенное выделение СО при дыхании кислородом связано с вытеснением кислорода из гем-содержащих буферов. После вычитания кривой, полученной по точкам выделения СО на воздухе, из кривой СО полученной на кислороде, и интегрирования этого результата, мы определили объем буфера для СО у Дрозофилы melanogaster. Величина его составила 9,27145E-06±4,8E-07 нмоль. Ранее были проведены исследования выделения эндогенного СО у нескольких видов млекопитающих. У мышей линии C57BL/6N после 30-дневного орбитального полета «Бион-1М» исследованы скорость выделения эндогенного СО (VCO) и общее количество СО в организме (МСО), выделенное при вентиляции камеры с животным очищенным от СО атмосферным воздухом (Шулагин Ю.А. и др. 2016). Измеренные при дыхании атмосферным воздухом средние величины VCO составили в группах виварного контроля 16,0±3,4 нмоль/мин/кг, космического полета (КП) 19,1±7,5 нмоль/мин/кг и наземного контроля 16,2±3,4 нмоль/мин/кг. Средние величины МСО в группах наземного контроля и виварных мышей существенно не отличались - 1,23±0,63 нмоль и 1,75±0,99 нмоль. Средняя величина МСО у мышей в группе КП была значительно выше (3,97±2,05 нмоль), чем в виварной группе (р < 0,02). Таким образом, после КП увеличились запас СО в организме и скорость выделения эндогенного СО в выдыхаемом воздухе. Наиболее вероятные причины увеличения запаса СО и скорости выделения СО - стресс спуска с орбиты, небольшое увеличение радиации на космической орбите и ограничение питания некоторых мышей. Полученные результаты указывают на возможность использовать измерение выделения эндогенного СО у мышей для неинвазивной оценки их состояния после и во время КП. Значительное влияние радиации на динамику выделения эндогенного СО с выдыхаемым воздухом ранее было обнаружено в исследованиях влияния 6-ти часового радиационного воздействия потоком гамма-лучей мощностью 1,2 Гр. на обезьян макак-резус в возрасте 3,5 года весом 4,0-4,6 кг (Дьяченко А.И. и др. 2012). В фоне за 13 дней до радиационного воздействия скорость выделения СО равна 5,4±0,7 наномоль/мин/кг. На 3-й день после облучения скорость выделения СО в опытной группе была примерно в 1,6 раз больше, чем в контрольной группе. На 18-й день после облучения выделение СО в опытной и контрольной группах было одинаковым и не отличалось от фонового. На 28-й день выделение СО в опытной группе было на 16 % меньше, чем в контрольной группе в этот же день. Таким образом, исследования различных видов организмов, используемых в КП, подтверждают возможность измерения влияния воздействия факторов КП на динамику содержания СО в организме и скорости выделения СО с выдыхаемым воздухом. При этом надо учитывать существенные видовые различия: разные скорости деградации гем-содержащих структур (соответственно, разные скорости выделения СО с выдыхаемым воздухом), разные объемы буфера СО, разную чувствительность к действию радиации и других факторов КП.
Библиографическая ссылка:
Шулагин Ю.А.
, Ларина О.Н.
, Дьяченко А.И.
О выделении эндогенного СО и емкости СО-буфера у Дрозофил melanogaster и животных других видов, используемых в космических исследованиях
XVIII Конференция по космической биологии и авиакосмической медицине с международным участием ("Земля – Орбита – Дальний космос") 07-09 нояб. 2023
О выделении эндогенного СО и емкости СО-буфера у Дрозофил melanogaster и животных других видов, используемых в космических исследованиях
XVIII Конференция по космической биологии и авиакосмической медицине с международным участием ("Земля – Орбита – Дальний космос") 07-09 нояб. 2023