Human PhysiologyHuman PhysiologyФизиология человека0131-16463034-6150The Russian Academy of Sciences66407710.31857/S013116462260104XYZRIHQArticlesСтатьиInfluence of Factors of 21-Day Head-Down Bed Rest on the Level of Myocardial Extensibility Biomarker ST2 in the BloodВлияние факторов 21-суточной антиортостатической гипокинезии на уровень биомаркера “растяжения” миокарда st2 в кровиPastushkovaL. Kh.ПастушковаЛ. Х.daryakudryavtseva@mail.ruGoncharovaA. G.ГончароваА. Г.daryakudryavtseva@mail.ruKashirinaD. N.КаширинаД. Н.daryakudryavtseva@mail.ruGoncharovI. N.ГончаровИ. Н.daryakudryavtseva@mail.ruLarinaI. M.ЛаринаИ. М.daryakudryavtseva@mail.ruInstitute of Biomedical Problems of the RASФГБУН ГНЦ РФ – Институт медико-биологических проблем РАН01112023496364025022025Copyright ©; 2023, Л.Х. Пастушкова, А.Г. Гончарова, Д.Н. Каширина, И.Н. Гончаров, И.М. ЛаринаCopyright ©; 2023, Л.Х. Пастушкова, А.Г. Гончарова, Д.Н. Каширина, И.Н. Гончаров, И.М. Ларина2023Л.Х. Пастушкова, А.Г. Гончарова, Д.Н. Каширина, И.Н. Гончаров, И.М. ЛаринаЛ.Х. Пастушкова, А.Г. Гончарова, Д.Н. Каширина, И.Н. Гончаров, И.М. Ларинаhttps://journals.eco-vector.com/0131-1646/article/view/664077

Head-down bed rest (HDBR) is one of the best known models of the effects of weightlessness. The responses of the cardiovascular system to thoracocranial blood redistribution continue to be studied in relation to changes in the volumes of the heart chambers and the structure of the heart muscle. The assessment of myocardial stretch, individual response of the heart muscle to HDBR and stratification of the risk of developing heart failure according to the dynamics of a cardiomarker, independent of the influence of such factors as gender, age, body weight, glomerular filtration rate, anemia and hypovolemia, is relevant. The aim of the work was to investigate the influence of factors of 21-day HDBR on the level of the ST2 myocardial stretch biomarker. The effect of 21-day HDBR on the level of ST2 cardiomyocyte stretch marker was studied for the first time. The level of ST2 significantly decreased by the end of HDBR. The data obtained are of practical importance in relation to the problems of medical selection of cosmonauts and test volunteers. Background levels, variability of indicators during HDBR and the recovery period indicate the absence of risks for the development of heart failure and cardiofibrosis in this sample of subjects in this study.

Антиортостатическая гипокинезия (АНОГ) является одной из наиболее известных моделей эффектов невесомости. Продолжают изучать ответы сердечно-сосудистой системы на торако-краниальное перераспределение крови, применительно к изменению объемов камер сердца и структуры сердечной мышцы. Актуальна оценка “растяжения” миокарда, индивидуальной реакции сердечной мышцы на АНОГ и стратификации риска развития сердечной недостаточности по динамике кардиомаркера, независимого от влияния таких факторов как пол, возраст, масса тела, скорость клубочковой фильтрации, анемия и гиповолемия. Целью работы было исследовать влияние факторов 21-суточной АНОГ на уровень биомаркера “растяжения” миокарда ST2. Впервые изучено влияние 21-суточной АНОГ на уровень маркера “растяжения” кардиомиоцитов ST2. Уровень ST2 достоверно снижался к концу АНОГ. Полученные данные имеют практическое значение применительно к проблемам медицинского отбора космонавтов и испытателей-добровольцев. Фоновые уровни, вариабельность показателей в течение АНОГ и периода восстановления свидетельствуют об отсутствии рисков развития сердечной недостаточности и кардиофиброза у данной выборки обследуемых в этом исследовании.

21-day HDBRST2 cardiomarkercardiomyocyte stretchrisk of heart failure.21-суточная АНОГкардиомаркер ST2“растяжение” кардиомиоцитариск сердечной недостаточности.Lobachik V.I., Abrosimov S.V., Zhidkov V.V., Endeka D.K. Hemodynamic effects of microgravity and their ground-based simulations // Acta Astronaut. 1991. V. 23. P. 35.Ларина И.М., Суханов Ю.В., Лакота Н.Г. Механизмы ранних реакций водно-электролитного обмена у человека в различных наземных моделях эффектов микрогравитации // Авиакосм. и экол. мед. 1999. Т. 33. № 4. С. 17. Larina I.M., Sukhanov Yu.V., Lakota N.G. [Mechanisms of early reactions of water-electrolyte metabolism in man in various ground-based models of the microgravity effects] // Aviakosm. Ekolog. Med. 1999. V. 33. № 4. P. 17.Westby C.M., Martin D.S., Lee S.M. et al. Left ventricular remodeling during and after 60 days of sedentary head-down bed rest // J. Appl. Physiol. 2016. V. 120. № 8. P. 956.Perhonen M.A., Zuckerman J.H., Levine B.D. Deterioration of left ventricular chamber performance after bed rest: “cardiovascular deconditioning” or hypovolemia? // Circulation. 2001. V. 103. № 14. P. 1851.Perhonen M.A., Franco F., Lane L.D. et al. Cardiac atrophy after bed rest and spaceflight // J. Appl. Physiol. 2001. V. 91. № 2. P. 645.Palombo C., Morizzo C., Baluci M. et al. Large artery remodeling and dynamics following simulated microgravity by prolonged head-down tilt bed rest in humans // Biomed. Res. Int. 2015. V. 2015. P. 342565.Khine H.W., Steding-Ehrenborg K., Hastings J.L. et al. Effects of prolonged spaceflight on atrial size, atrial electrophysiology, and risk of atrial fibrillation // Circ. Arrhythm. Electrophysiol. 2018. V. 11. № 5. P. e005959.Hughson R.L., Robertson A.D., Arbeille P. et al. Increased postflight carotid artery stiffness and inflight insulin resistance resulting from 6-mo spaceflight in male and female astronauts // Am. J. Physiol. Heart Circ. Physiol. 2016. V. 310. № 5. P. H628.Möstl S., Orter S., Hoffmann F. et al. Limited effect of 60-days strict head down tilt bed rest on vascular aging // Front. Physiol. 2021. V. 12. P. 685473.Hoffmann F., Rabineau J., Mehrkens D. et al. Cardiac adaptations to 60 day head-down-tilt bed rest deconditioning. Findings from the AGBRESA study // ESC Heart Fail. 2021. V. 8. № 1. P. 729.Каширина Д.Н., Пастушкова Л.Х., Бржозовский А.Г. и др. Исследование белкового профиля плазмы в сопоставлении с биохимическими параметрами крови добровольцев в 21-суточной антиортостатической гипокинезии // Физиология человека. 2020. Т. 46. № 4. С. 88. Kashirina D.N., Pastushkova L.Kh., Brzhozovskiy A.G. et al. Research of the plasma protein profile in comparison with the biochemical parameters of blood of volunteers in a 21-day head down bed rest // Human Physiology. 2020. V. 46. № 4. P. 423.Kashirina D., Pastushkova L., Custaud M.A. et al. Effect of 21-day head down bed rest on urine proteins related to endothelium: correlations with changes in carbohydrate metabolism // Acta Astronautica. 2017. V. 137. P. 122.Скворцов А.А., Нарусов О.Ю., Муксинова М.Д. sST2 – биомаркер для оценки прогноза и мониторирования больных декомпенсированной сердечной недостаточностью // Кардиология. 2019. Т. 59. № 11s. С. 18. Skvortsov A.A., Narusov O.Yu., Muksinova M.D. [Soluble ST2 – biomarker for prognosis and monitoring in decompensated heart failure] // Kardiologiya. 2019. V. 59. № 11s. P. 18.