Radiation biology. RadioecologyRadiation biology. RadioecologyРадиационная биология. Радиоэкология0869-80313034-5898The Russian Academy of Sciences69078410.31857/S0869803125020051loznkqSpace radiobiologyКосмическая радиобиологияResearch ArticleNeurobiological Effects of Combined Impact of Four-Factor Modeled Interplanetary Spaceflight in Relation to Typological Features of High Nervous ActivityНейробиологические эффекты комбинированного действия четырех моделируемых факторов межпланетного космического полета с учетом типологических характеристик животныхPerevezentsevA. A.ПеревезенцевА. А.perezx@me.comShtembergA. S.ШтембергА. С.perezx@me.comKuznetsovaO. S.КузнецоваО. С.perezx@me.comLebedeva-GeorgievskayaK. B.Лебедева-ГеоргиевскаяК. Б.perezx@me.comInstitute of Biomedical Problems of the Russian Academy of SciencesГосударственный научный центр РФ – Институт медико-биологических проблем РАН15042025652VOL 65, NO2 (2025)ТОМ 65, №2 (2025)17718921092025Copyright ©; 2025, Russian Academy of SciencesCopyright ©; 2025, Российская академия наук2025Russian Academy of SciencesРоссийская академия наукhttps://journals.eco-vector.com/0869-8031/article/view/690784

For the first time, the neurobiological effects of the combined action of four key factors of interplanetary flight, simulated in a ground experiment – prolonged residence in hypomagnetic environment, synchronous exposure to prolonged gamma irradiation and simulated microgravity (antiorthostatic suspension) and irradiation of the head with 12C carbon ions – were investigated. It was discovered that hypomagnetic conditions aggravates the effects of the other three factors, which are discussed in our previous works, further increasing excitation. It was shown that the typological characteristics of the experimental animals make a certain contribution to these processes, which, in particular, can be seen in the metabolism of monoamines in key brain structures, especially in the dopaminergic system.

Впервые были исследованы нейробиологические эффекты комбинированного действия четырех важнейших факторов межпланетного полета, моделируемых в наземном эксперименте: пребывания в гипомагнитной среде, синхронного воздействия длительного γ-облучения и моделируемой невесомости (антиортостатического вывешивания) и облучения головы ионами углерода 12С. Установлено, что пребывание в гипомагнитных условиях усугубляет эффекты воздействия трех других факторов, показанные в предыдущих работах авторов, в сторону усиления возбуждения. Показано, что типологические характеристики подопытных животных вносят определенный вклад в данные процессы, что, в частности, отразилось в метаболизме моноаминов в ключевых структурах мозга, особенно в дофаминергической системе.

γ-irradiationcarbon ionshypomagneticmicrogravitytypological featureshigh nervous activityratsbehaviormonoaminesγ-облучениеионы углеродагипомагнитные условияантиортостатическое вывешиваниетипологические характеристики ВНДповедение крысобмен моноаминовШтемберг А.С., Лебедева-Георгиевская К.Б., Матвеева М.И. и др. Влияние факторов космического полета, моделируемых в наземных условиях, на поведение, дискриминантное обучение и обмен моноаминов в различных структурах мозга крыс. Известия РАН. Сер. биологическая. 2014. № 2. С. 168–175. [Shtemberg A.S., Lebedeva-Georgievskaia K.V., Matveeva M.I. et al. Effect of space flight factors simulated in ground-based experiments on the behavior, discriminant learning, and exchange of monoamines in different brain structures of rats. Izv. Akad. Nauk. Ser. Biol. 2014;(2):168–75. (In Russ.)] PMID: 25735169.Kokhan V.S., Matveeva M.I., Bazyan A.S. et al. Combined effects of antiorthostatic suspension and ionizing radiation on the behaviour and neurotransmitters changes in different brain structures of rats. Behav. Brain Res. 2017;(320):473–483.Ушаков И.Б., Штемберг А.С., Красавин Е.А., и др. Эффекты космической радиации, комбинированного воздействия радиации и других факторов космического полета на функции центральной нервной системы в модельных экспериментах на животных. Успехи современной биологии. 2018;138(4):323–335. [Ushakov I.B., Shtemberg A.S., Krasavin E.A. et al. Influence of Space Radiation, Combined Effects of Space Flight and other Factors on the Function of Central Nervous System in Ground-Based Experiments with Animals. Uspekhi sovremennoi biologii. 2018;138(4):323-335. (In Russ.)] DOI: 10.7868/S0042132418040014. – EDN: XVMAYX.Кохан В.С., Кудрин В.С., Штемберг А.С. Метаболизм серотонина и норадреналина в мозге крысы под действием факторов космического полета в наземном эксперименте. Нейрохимия. 2019;36(1): 65–70. [Kokhan V.S., Kudrin V.S., Shtemberg A.S. Serotonin and Noradrenaline Metabolism in the Brain of Ratsunder Combined Action of Radiation and Hypogravity in a Ground Experiment. Neirokhimiya. 2019;36(1): 65–70. (In Russ.)] DOI: 10.1134/S1027813319010102. – EDN: VUZGDW.Лебедева-Георгиевская К.Б., Кохан В.С., Шуртакова А.К. и др. Нейробиологические эффекты комбинированного воздействия антиортостатического вывешивания и ионизирующих излучений различного качества. Нейрохимия. 2019;36(3):254–264. [Lebedeva-Georgievskaya K.B., Kokhan V.S., Shurtakova A.K. et al. The Neurobiological Effects of the Combined Impact of Anti-Orthostatic Hanging and Different Ionizing Irradiations Neurochem. J. 2019;36(3):254–264. (In Russ.)] DOI: 10.1134/s1819712419030103. – EDN: RPQHTM.Лебедева-Георгиевская К.Б., Перевезенцев А.А., Кузнецова О.С. и др. Отдаленные нейробиологические эффекты комбинированного воздействия антиортостатического вывешивания и ионизирующих излучений. Радиац. биология. Радиоэкология. 2022;62(1): 55–69. [Lebedeva-Georgievskaya K.B., Perevezentsev A.A., Kuznetsova O.S. et al. Long-Term Neurobiological Effects of Combined Exposure to Anti-Orthostatic Hanging and Ionizing Radiation. Biology Bulletin. 2022;49(12): 2322-2335. (In Russ.)] DOI: 10.1134/s1062359022120081. – EDN: JCTIKD.Замощина Т.А, Кривова Н.А., Ходанович М.Ю. и др. Влияние моделируемых гипомагнитных условий дальнего космического полета на ритмическую организацию поведенческой активности крыс. Авиакосм. и экол. медицина. 2012 Jan-Feb;46(1):17–23. [Zamoshchina T.A., Krivova N.A., Khodanovich M.Iu. et al. Influence of simulated hypomagnetic environment in a far space flight on the rhythmic structure of rat’s behavior. Aviakosm. Ekol. Med. 2012;46(1):17–23. (In Russ.)]. PMID: 22624476Чайка А.В., Шейхаметова Н.Н., Никитина Ю.O. и др. Влияние умеренного электромагнитного экранирования на исследовательское поведение и межвидовую агрессию у крыс. Ученые записки Крымского федерального университета имени В.И. Вернадского. Биология. Химия. 2017;3/69(3):183–191. [Chajka A.V., Sheikhametova N.N., Nikitina Yu.O. et al. Influence of Moderate Electromagnetic Shielding on Exploratory Behavior and Interspecific Aggression in Rat. Uchenye zapiski Krymskogo federal’nogo universiteta imeni V.I. Vernadskogo. Biologiya. Khimiya. 2017;3/69(3):183–191. (In Russ.)] EDN: ZWNBYT.]Dung H. et al. Hypomagnetic fields cause anxiety in adult male mice. Bioelectromagnetics. 2019;40(1):27–32.Del Seppia C. et al. Exposure to a hypogeomagnetic field or to oscillating magnetic fields similarly reduce stress-induced analgesia in C57 male mice. Life Sciences. 2000;66(14):1299–1306.Zhang X., Li J.F., Wu Q.J., Li B., Jiang J.C. Effects of hypomagnetic field on noradrenergic activities in the brainstem of golden hamster. Bioelectromagnetics. 2007 Feb;28(2):155–158. DOI: 10.1002/bem.20290. PMID: 17016848.Штемберг А.С., Перевезенцев А.А., Лебедева-Георгиевская К.Б. и др. Роль типологических особенностей высшей нервной деятельности в нейробиологических эффектах комбинированного действия антиортостатического вывешивания, γ-излучения, протонов и ионов углерода 12С. Радиац. биология. Радиоэкология. 2020;60(1):51–62. [Shtemberg A.S., Perevezentsev A.A., Lebedeva-Georgievskaya K.B. et al. The Role of the Typological Characteristics of Rats Higher Nervous Activity in the Neurobiologic Effects of Combined Impact of Antiorthostatic Suspension, γ-Rays, Protons and Carbon 12C Ions. Radiat. Biology. Radioecology. 2020;60(1):51–62. (In Russ.)]Маркель А.Л. К оценке основных характеристик поведения крыс в тесте “открытого поля”. Журнал высшей нервной деятельности. 1981. Т. 31. № 2. С. 301–307.Штемберг А.С. Нарушения высшей нервной деятельности крыс в процессе длительного гамма-облучения. Авиакосм. и экол. Медицина. 2005;39(4):50–52. [Shtemberg A.S. Disorders in rat’s higher nervous activity in the course of chronic gamma-irradiation. Aviakosm. Ekolog. Med. 2005 Jul-Aug;39(4):50-2. (In Russ.)]. PMID: 16353628.Карпова И. В., Бычков Е.Р., Марышева В.В. и др. Асимметрия в уровнях моноаминов в головном мозге мышей линии Balb/с, выращенных в условиях социальной изоляции. Обзоры по клинической фармакологии и лекарственной терапии. 2017;163(6):714–717. [Karpova I.V., Bychkov E.R., Marysheva V.V. et al. Effects of Oxytocin on the Levels and Metabolism of Monoamines in the Brain of White Outbred Mice during Long-Term Social Isolation. Bull. Exp. Biol. Med. 2017 Oct;163(6):714-717. (In Russ.)] DOI: 10.1007/s10517-017-3887-7. Epub 2017 Oct 24. PMID: 29063330.]