Приводятся и анализируются основные результаты биологических экспериментов, выполненных на автоматических станциях «Зонд-5», «Зонд-6» и «Зонд-7».
В опытах были использованы черепахи, дрозофилы, растение традесканция, луковицы лука репчатого, сухие семена пшеницы и др., различные штаммы хлореллы, кишечной палочки и другие объекты. Применялись физиологические, морфологические, гистохимические, генетические и другие методики.
Условия Полета явились причиной определенных сдвигов в физиологических функциях и наследственных структурах ряда изученных объектов. С их влиянием можно связать стимуляцию роста и развития у семян пшеницы, ячменя, проростков лука репчатого, индукцию у этих объектов хромосомных мутаций, умеренную активацию профага у лизогенных бактерий и др. Причем как в качественном, так и в количественном отношении эти изменения в большинстве случаев не отличались от сдвигов, зарегистрированных в экспериментах, проведенных на подпоясных орбитах.
Эксперименты, проведенные на автоматических станциях «Зонд-5», «Зонд-6» и «Зонд-7», являются дальнейшим этапом в осуществлении биологических исследований в Космосе. Их основная цель состояла в регистрации и изучении изменений в структурах и функциях биологических объектов под влиянием невесомости, ионизирующих излучений (прежде всего проникающей радиации околоземных поясов) и других факторов полета на трассе Земля — Луна — Земля.
Почти 13 лет отделяют нас от первого биологического эксперимента в Космосе, проведенного на искусственном спутнике Земли (1957 г.) с собакой Лайкой. За этот период советские и американские исследователи накопили относительно большой материал, характеризующий биологическую (генетическую) эффективность факторов космического полета (пространства) на орбитах, проходящих ниже радиационных поясов Земли или значительно захватывающих их. Полученные результаты достаточно юлно обобщены и проанализированы в ряде сообщений [1—5] и уже (использованы для выдачи соответствующих рекомендаций в связи с полетами человека.
Биологическая индикация трассы Земля—Луна—Земля была начата экспериментом на станции «Зонд-5» (1968 г.) и продолжена при полетах станций «Зонд-6» и «Зонд-7».
Прежде чем перейти к изложению и анализу некоторых основных результатов, сделаем несколько общих замечаний методического характера.
На борту станций были размещены черепахи, дрозофилы, растение традесканция, луковицы Allium сера, сухие семена пшеницы, ячменя и др., различные штаммы хлореллы, кишечной палочки и другие объекты. Для изучения возможных сдвигов использовались физиологические, морфологические, гистохимические, генетические и другие методики. При этом следует отметить, что в опытах была сохранена преемственность в отношении объектов и методов исследования с данными, полученными на кораблях «Восток», «Восход», и «Космос-110».
По объему исследований, набору биологических объектов эксперименты на станциях «Зонд-5» и «Зонд-7» были практически одинаковы, опыт на станции «Зонд-6» был проведен по сокращенной программе.
Материал прибывал в лабораторию в разные сроки после завершения полета. Наименее удачным в этом отношении был эксперимент на станции «Зонд-5», так как биологические объекты поступили к исследователям только через 16 суток после окончания полета и подверглись дополнительным воздействиям условий перевозки по морю и воздуху [6].
Интегральная доза космической радиации, зарегистрированная с помощью различных типов дозиметров (прямопоказывающие, термолюминесцентные стекла, ядерные эмульсии и др.), расположенных в местах крепления биоконтейнеров, во всех трех полетах была примерно одинаковой и составила около 3,5 рад, что соответствует расчетным данным [7]. Основной вклад в дозу был сделан проникающей радиацией околоземных поясов во время их пролета. Около 10% дозы составило излучение, полученное биообъектами от источника, имевшегося на борту станции.
ИССЛЕДОВАНИЯ НА ЧЕРЕПАХАХ
Эксперименты на станции «Зонд-5». Как уже сообщалось [6,8], в этом опыте было использовано 8 половозрелых степных черепах-самцов (Testudo Horsfieldi Gray) весом 340—400 г. Два животных (подопытная группа) находились на автоматической станции, два (контрольная группа) транспортировались на космодром и обратно, четыре (интактная группа) — были в виварии. Черепахи подопытной и контрольной групп голодали и не получали воды в течение 39 суток.
По внешнему виду и поведению в момент послеполетного обследования черепахи всех трех групп не имели между собой различий.
Пищевая активность как у опытных и контрольных, летавших на космодром, так и интактных животных, находившихся в виварии, была одинаково высокой. Вес черепах, перенесших полет на станции, был снижен, по сравнению с исходным, дополетным весом, примерно на 10%; в контрольной группе снижение веса за этот период составило 5%. Существенных гематологических сдвигов и изменений со стороны электрокардиограммы у обследованных животных обнаружено не было.
При сравнительном микроскопическом исследовании органов подопытных, контрольных и интактных черепах, проведенном Н. А. Гайдамакиным и др. [8], были, в частности, выявлены следующие различия. У черепах подопытной и контрольной групп по сравнению с животными, находившимися в виварии, диаметр кишечника, толщина мышечной стенки и длина ворсин оболочки были уменьшены. В эпителии крипт выявлялись клетки с пикнотичными ядрами и включениями липофусцина. Митотическая активность эпителия крипт была подавлена, концентрация РНК эпителиальных клетках уменьшена. Из печени исчезали липиды, объем гепатоцитов и величина их ядра уменьшались, снижалось содержание сперматозоидов в семенных пузырьках. В некоторых элементах стенки кишки, в семенниках, печени, почках отчетливо возрастала активность сукцинатдегидрогеназы и щелочной фосфатазы (в меньшей степени). В этих же органах снижалась активность моноаминооксидазы и а-глицерофосфатдегидрогеназы.
Эксперименты на станции «Зонд-7». Опыт был проведен на 30 половозрелых степных черепахах-самцах того же вида и примерно того же веса, чтоO и на станции «Зонд-5». На борту находились четыре черепахи (подопытная группа); контрольных групп было 5, одна из которых (4 черепахи) совершила поездку на космодром и обратно. Животные четырех других групп находились в лаборатории и подвергались воздействию ионизирующего излучения, поперечных перегрузок и их комбинаций в параметрах, близких к летным. Черепахи подопытной и контрольных групп не получали пищи и воды в течение 27 суток. 6-я группа являлась биологическим контролем — животные находились на обычном виварном рационе и не подвергались каким-либо экстремальным воздействиям. Подопытные черепахи прибыли в лабораторию на 5-е сутки после приземления.
Было выявлено, что вес всех животных, за исключением биологического контроля, снизился на 8,7 ±0,7%. Черепахи, находившиеся в виварии на обычном корме, прибавили за это время в среднем 10% первоначального веса. Таким образом, разница с учетом убыли веса у голодавших черепах и нарастания веса у животных биологического контроля около 20%.
Условия космического полета и переезд на космодром и обратно не 1 оказали существенного влияния на изученные показатели периферической крови (общее количество лейкоцитов, эритроцитов и др.) и электрокардиограмму животных.
В срезах печени, почки, кишечника и семенников, по данным Н. А. Гайдамакина и др. [9], активность сукцинатдегидрогеназы, моноаминооксидазьц НАД-диафоразы, щелочной и кислой фосфатаз, а также содержание жира, гликогена и концентрация РНК отличались значительными индивидуальными колебаниями. Однозначных сдвигов со стороны определяемых показателей не было выявлено. То же самое относится к результантам цитологического и гистохимического исследований селезенки, в срезах которой учитывались размеры и количество фолликулов, количество митозов в фолликулах и число активных (пиронинофильных) ретикулярных клеток. Некоторые однонаправленные данные были получены при гистологическом, кариометрическом (Л. С. Сутулов и др.) и нейрогистологическом (С. Г. Кулькин и др.) исследованиях этих животных. Однако обнаруженные изменения были неспецифическими, обычными для реакции организма черепах и наблюдались также у животных контрольных групп, подвергавшихся воздействию некоторых факторов полета в лабораторных условиях.
При анализе полученного материала обращают на себя внимание следующие моменты.
Так, у черепах, совершивших полет на станции «Зонд-5», изменения носили в основном атрофический характер. Были установлены определенные различия в степени атрофических изменений и гистохимических сдвигов в органах подопытных и контрольных, летавших на космодром и обратно, животных. Причем у подопытных черепах атрофические изменения были более выражены, что можно было бы объяснить дополнительным действием факторов космического полета. На это, в частности, указывало и более выраженное, чем у контрольных черепах, снижение в органах подопытных животных активности моноаминооксидазы, заинтересованной в интимном обмене серотонина, уровень которого, по данным ряда авторов [10, 11] может существенно изменяться под влиянием условий полета и отдельных экстремальных факторов. Если же принять во внимание особенности экологии этого вида животных, резкие сезонные колебания физиологической активности и интенсивности обмена в тканях, зависящие в значительной мере от температуры окружающей среды, то можно думать «также и о том, что эти различия в определенной мере вызваны пребыванием животных в условиях тропического климата. Известную роль могли сыграть и условия транспортировки морским путем от места приводнения. Сопоставление данных, полученных в этом эксперименте, показывает, что основные структурные сдвиги у черепах были вызваны голоданием и в меньшей степени действием факторов полета.
У животных, экспонировавшихся на станции «Зонд-7», в органах былг также обнаружены атрофические изменения, однако менее выраженные чем при полете на станции «Зонд-5». Это, очевидно, связано, прежде всем с тем, что голодание в эксперименте на «Зонде-5» было более длительным и, кроме того, животные часть времени находились в условиях тропического климата.
Для черепах, перенесших полет на станции «Зонд-7», существенной особенностью являлись значительные индивидуальные колебания в степени гистохимических изменений.
В заключение следует отметить, что изменения, выявленные у черепах, летавших по трассе Земля—Луна—Земля, носят обычный приспособительный характер и могут возникнуть при воздействии ряда факторов, моделированных в лабораторных условиях. Каких-либо специфических изменений, которые можно было бы связать с действием невесомости или тяжелой компоненты космической радиации, в этих опытах обнаружено на было.
Продолжение статьи про других существ в прикрепленном PDF файле.
