Космическая биология вчера, сегодня, завтра

КОСМИЧЕСКАЯ БИОЛОГИЯ ВЧЕРА, СЕГОДНЯ, ЗАВТРА
ИССЛЕДОВАНИЯ НА ЖИВОТНЫХ
В КОСМОСЕ
“Только
пройдя
через
огонь
эксперимента, вся медицина станет
тем,
чем
быть
должна,
т.е.
сознательной, а, следовательно, всегда
и вполне целесообразно действующей”
И.П.Павлов
•Полн.собр.соч.,М.,Л.,Изд.АН
СССР,1951,т.11
КОСМИЧЕСКАЯ БИОЛОГИЯ –
ИНТЕГРАТИВНАЯ ОБЛАСТЬ БИОЛОГИЧЕСКОЙ
НАУКИ
Задачи:
1. Исследование биологического действия
условий пребывания на борту космического
аппарата
(ускорения,
микрогравитация,
изоляция,
гипокинезия,
искусственная
атмосфера).
2. Исследование биологического действия
факторов
космического
пространства
(ионизирующая
радиация,
измененное
магнитное
поле, УФ-радиация, вакуум,
метеоритная опасность).
3. Исследование возможности существования
жизни на других небесных телах.
КОСМИЧЕСКИЕ КОРАБЛИ-СПУТНИКИ
/1960-61 гг./
Экспериментальные исследования на 2-х
собаках /Уголек и Ветерок/ в первом
самом длительном (24 дня) полете живых
существ в космосе продемонстрировали
необходимость разработки и внедрения в
пилотируемую космонавтику средств
профилактики
неблагоприятного
действия невесомости на организм
ПРОГРАММА “БИОН”:
общие сведения
ПРОГРАММА “БИОН”:
объекты исследований и аппаратура
КРЫСЫ
РЕПТИЛИИ
ЗЕМНОВОДНЫЕ
ГРАВИТАЦИОННАЯ ФИЗИОЛОГИЯ
Фотон–М № 2
2005 г., 16 суток
МИКРООРГАНИЗМЫ
НАСЕКОМЫЕ
ЧЕРВИ
КУЛЬТУРЫ КЛЕТОК И
ТКАН
ЕЙ
•
•
Тритоны
Фотон-М № 3
2006 г., 16 суток
• Исследование влияния невесомости на
структурно- функциональные показатели
физиологических систем организма
Мыши
•
Бион-М № 1
2007 г., 30 суток
• Сравнительные исследования
особенностей адаптации к невесомости в
зависимости от возраста и массы животных
• Изучение возможности абиогенного
синтеза макромолекул
Крысы
Мыши
•
Фобос – грунт
2010 г.
•
Пресноводные раки
Простейшие
углеводороды
• Исследования по обнаружению признаков Грунт
жизни
РЫБЫ
•Конструкторское бюро:
•
РАН
ГНП РКЦ “ЦСКБ-Прогресс” (г.Самара)
Не обнаружено повреждающего влияния невесомости на:
• цикл деления клеток
• генетический аппарат клетки
• внутриклеточные процессы
• эмбриогенез и онтогенез
ЯЙЦА ПТИЦ
НАПРАВЛЕНИЯ БУДУЩИХ
БИОЛОГИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙ
В КОСМОСЕ
• Исследование процессов регенерации и
репарации тканей.
• Исследование процессов межродовой
коньюгации и передачи плазмидных ДНК.
• Исследование функционального
состояния статоцитов
E.coli и Streptomices
•Ведущее научное учреждение: ГНЦ РФ – Институт медикобиологических
Проблем
(г.Москва)
ИСКУССТВЕННАЯ СИЛА ТЯЖЕСТИ
Облучение крыс во время полета
биоспутника “Бион-2” с помощью Ce137
в дозах, приводящих к развитию
лучевой болезни, не выявило сколь-либо
существенного
модифицирующего
влияния
невесомости
на
течение
лучевой патологии и пострадиационное
восстановление.
БЛИЖАЙШИЕ КОСМИЧЕСКИЕ
ПОЛЕТЫ
Объекты
•Комплексные физиологические, морфологические, биохимические
исследования на животных и растительных организмах в полетах
специализированных
спутников
/биоспутников/,
специально
предназначенных для проведения биологических исследований.
ГРАВИТАЦИОННАЯ БИОЛОГИЯ
РАДИОБИОЛОГИЯ
•Исследования на крысах и обезьянах в полетах биоспутников
показали, что пребывание в невесомости приводит к
существенным, но обратимым функциональным, структурным и
метаболическим изменениям в мышцах, костях, миокарде и нейросенсорной системе млекопитающих.
•Описана феноменология и изучен механизм развития этих
изменений.
Задачи исследований
ПРОГРАММА “БИОН”
ОБЕЗЬЯНЫ
РАСТЕНИЯ
Космический аппарат
Год запуска
Длительность полета
- первое живое существо,
совершившее полет в космос в
ноябре 1957 г. на втором ИСЗ
КОСМИЧЕСКИЙ КОРАБЛЬ “КОСМОС-110”
(22.02.1966-16.03.1966)
•Объекты исследований:
•собаки,
крысы,
мыши,
насекомые,
микроорганизмы
•Длительность полетов: от 1,5 до 29 часов
•Основные результаты:
– доказана принципиальная возможность и
безопасность полетов в космосе земных
организмов
– испытаны системы жизнеобеспечения на
борту космического аппарата
– испытана система дистанционного
телеметрического контроля за состоянием
организма в космическом полете
•Общий вывод:
•Полет человека в космос возможен
•С 1973 г. по 1996 г. запущено в космос 12 биоспутников
•Длительность полетов: от 5 до 22,5 суток
•Место запуска:
космодром Плесецк
•Район приземления: Казахстан
•Страны-участницы: СССР, Россия, Болгария, Венгрия,
Германия, Канада, Китай, Нидерланды,
Польша, Румыния, США, Франция,
Чехословакия
СОБАКА ЛАЙКА -
Молекулярные и клеточные механизмы адаптации к условиям
невесомости.
Особенности онтогенеза при многократной репродукции живых
систем в условиях невесомости.
Зависимость функциональных, структурных и метаболических
изменений в организме от длительности пребывания в условиях
невесомости.
Особенности
протекания
патологических
процессов,
заболеваний и травматических повреждений в условиях
невесомости.
Отдаленные
последствия комбинированного действия на
организм длительной невесомости и повышенного
уровня
ионизирующей радиации.
Условия
возникновения
и распространения жизни во
Вселенной.
•Впервые в полетах биоспутников “Бион”
реализована
на
практике
идея
К.Э.Циолковского
о
создании
искуссвенной силы тяжести (ИСТ)
•В экспериментах на крысах установлено,
что
ИСТ,
создаваемая
вращением
животных на центрифуге, препятствует
развитию неблагоприятных изменений в
мышцах, костях и миокарде.
ЖИЗНЬ В КОСМОСЕ
РАДИ ЖИЗНИ НА ЗЕМЛЕ
“ Нетрудно видеть, что развитие космической биологии послужит
не только целям межпланетных путешествий и освоению
человеком космоса. В перспективе космическая биология
будет способствовать построению наиболее общих концепций
биологии, касающихся проблемы жизни вообще”.
Н.М.Сисакян, О.Г.Газенко, А.М.Генин
“Проблемы космической биологии”, изд. АН СССР,1962,с.26
ГНЦ РФ – Институт медико-биологических проблем Российской академии наук
Космическая биология
Ильин Евгений Александрович
Москва, 123007, Хорошевское шоссе, 76-А, тел. 195-0223