Введение
В последние годы внимание исследователей обращено на методы пассивного восстановления, особенно это актуально при реабилитации больных с серьезной патологией. Одним из таких методов, пришедших из области космической медицины, является термонейтральная (индифферентная температура иммерсионной среды) «сухая (изоляция от жидкостной среды) иммерсия» (ТСИ), имитирующая в земной модели состояние невесомости/микрогравитации. Для реализации метода используют ванну с иммерсионной средой (наиболее часто с водой), покрытой эластичной водонепроницаемой тканью, в которой человек оказывается свободно «висящим» в горизонтальном положении, что воссоздает условия «безопорности». Для решения вопроса о возможности применения метода ТСИ в онкореабилитации необходимо знание о характере его воздействия на опухолевые клетки и возникающие при микрогравитации клинические эффекты.
Цель исследования — провести аналитический обзор имеющихся данных литературы по «сухой иммерсии»/микрогравитации.
Материал и методы
Обзор включал публикации из электронных баз: Scopus, Web of Science, MedLine, Wiley, World Health Organization, The Cochrane Central Register of Controlled Trials, ScienceDirect, PubMed, elibrary, CyberLeninka, disserCat. Поиск работ осуществляли по ключевым словам: микрогравитация, имитация невесомости, «сухая иммерсия», пассивное восстановление, онкология, реабилитация.
Результаты
Данные проведенного анализа найденных работ представлены в таблице.
Основные исследования, посвященные микрогравитации и термонейтральной «сухой иммерсии»
| Авторы | Вид исследования | Объект исследования | Длительность воздействия | Результаты |
| M. Lewis. и соавт., 1998 [1] | In vitro | Лейкозные Т-лимфобластоподобные клетки человека (Jurkat Т-клетки) | Длительный космический полет или наземная модель микрогравитации | В обоих случаях изменение цитоскелета, задержка роста и метаболические изменения в лимфоцитах сопровождались усилением апоптоза |
| H. Schatten и соавт., 2001 [2] | In vitro | Культивируемые лимфоциты человека и клетки насекомых Drosophila melanogaster | Длительный космический полет или наземная модель микрогравитации | Появление в обеих клеточных линиях аномалий митохондрий и скопление митохондрий на одной стороне клеток, нарушение цитоскелета, усиление апоптоза |
| X. Ma и соавт., 2014 [3] | In vitro | Недифференцированные клетки рака щитовидной железы | Длительный космический полет или наземная модель микрогравитации | Полученный эффект был антипролиферативным |
| S. Tauber и соавт., 2015 [4] | In vitro | Первичные Т-лимфоциты человека | 20 с микрогравитации (параболический полет) | Нарушение/подавление регуляции функции Т- лимфоцитов |
| P. Wise и соавт., 2021 [5] | In vitro | Клетки фолликулярного рака щитовидной железы | Длительный космический полет или наземная модель микрогравитации | Геномные и протеомные изменения в опухолевых клетках, межклеточной коммуникации этих клеток |
| Основные исследования, посвященные микрогравитации и термонейтральной «сухой иммерсии» (Продолжение) | ||||
| Авторы | Вид исследования | Объект исследования | Длительность воздействия | Результаты |
| D. Melnik и соавт., 2021 [6] | In vitro | Клетки рака щитовидной железы | Длительный космический полет или наземная модель микрогравитации | Полученный эффект был антипролиферативным |
| A. Acharya и соавт., 2022 [7] | In vitro | Кардиомиоциты человека | 48 ч | Нарушение сократительной функции кардиомиоцитов из-за изменений в метаболизме митохондрий |
| D. Dietrichs и соавт., 2022 [8] | In vitro | Клетки рака предстательной железы | 30 мин/2—24 ч в наземной модели микрогравитации | Во всех случаях признаков апоптоза обнаружено не было. Значительное увеличение экспрессии генов, что указывает на более агрессивный фенотип |
| U. Topal и соавт., 2021 [9] | Обзор литературы по экспериментам in vitro | Клетки рака щитовидной железы, молочной железы, легкого, желудка, толстой кишки, лимфомы Ходжкина, глиобластомы, лейкемии, меланомы, остеосаркомы | Различные режимы/продолжительность микрогравитации | Ингибирование активности клеток прямо зависит от длительности микрогравитации. Снижение клеточной пролиферации, инвазии, миграции, индукция апоптоза. И наоборот — увеличение миграции клеток рака легкого. Снижение устойчивости ряда опухолевых клеток к цитостатикам |
| H. Nguyen и соавт., 2021 [10] | Обзор литературы по экспериментам in vitro | Длительная космическая микрогравитация или наземная модель микрогравитации | Влияние на митохондриальную дисфункцию во всех типах клеток с увеличением уровня активных форм кислорода в митохондриях, вызывающим дисбаланс экспрессии митохондриальных генов и повреждающим ДНК митохондрий | |
| Т.Б. Кукоба и соавт., 2020 [11]. | Эксперимент с участием здоровых лиц | 8 мужчин | 24 ч | Снижение силы и силовой выносливости мышц ног |
| A. Lehuna и соавт., 2022 [12] | Эксперимент с участием здоровых лиц | 10 мужчин | 6 ч/3—5-дневный | В первые часы снижение поперечной жесткости мышц спины. Затем «гипогравитационный спинальный синдром»: боль в спине, атония и атрофия околопозвоночных мышц-разгибателей спины поясничного отдела, удлинение позвоночника с увеличением размеров межпозвонковых дисков нижнегрудного и поясничного отделов |
| S. De Abreu и соавт., 2017 [13] | Эксперимент с участием здоровых лиц | 12 мужчин | 3-дневный | Снижение мышечного тонуса ног, времени ортостатической переносимости, повышение уровня кортизола и метаболита мелатонина в моче, нарушение толерантности к глюкозе — увеличение ответа на инсулин, отсутствие изменений ЧСС и АД |
| L. Amirova и соавт., 2020 [14] | Эксперимент с участием здоровых лиц | 11 человек | 3-дневный | Снижение времени ортостатической переносимости в ходе активной ортостатической пробы |
| L. Twomey и соавт., 2021 [15] | Эксперимент с участием здоровых лиц | 12 мужчин | 3-дневный | Увеличение количества и адгезии тромбоцитов |
| И. Сун с соавт., 2015 [16]. | Эксперимент с участием здоровых лиц | 19 мужчин | 3-дневный | Появление болей в пояснице и увеличение высоты межпозвонкового диска в 1-е сутки и уменьшение на 3-и сутки. Снижение тонуса мышц поясничного отдела позвоночника |
| Основные исследования, посвященные микрогравитации и термонейтральной «сухой иммерсии» (Продолжение) | ||||
| Авторы | Вид исследования | Объект исследования | Длительность воздействия | Результаты |
| Greaves D. и соавт., 2021 [17] | Эксперимент с участием здоровых лиц | 18 мужчин | 4-дневный | Уменьшение объема левого желудочка сердца, ударного объема и фракции выброса, объема плазмы, индекса растяжимости общей сонной артерии, т.е. увеличение жесткости /ригидности сонных артерий. |
| Маркина Е.А. с соавт., 2021 [18]. | Эксперимент с участием здоровых лиц | 6 мужчин | 5-дневный | Изменений в содержании холестерина и его липопротеидных фракций не наблюдалось |
| V. Rusanov и соавт., 2020 [19] | Эксперимент с участием здоровых лиц | 13 мужчин | 5-дневный | Перестройка гемодинамики начинается с изменения вегетативных регуляторных механизмов системы кровообращения, для проявлений на уровне белкового состава жидкостей организма и активации «метаболического контура регуляции» 5-дневного курса недостаточно |
| А.В. Суворов и соавт., 2017 [20] | Эксперимент с участием здоровых лиц | 11 мужчин | 5-дневный | Увеличение количества крови, протекающей через микрососуды кожи верхней конечности, без значимых изменений показателей регуляции |
| T. Fovet и соавт., 2021 [21] | Эксперимент с участием здоровых лиц | 18 мужчин | 5-дневный | Снижение мышечной силы и массы (по биопсии мышц) — («декондиционирование мышц»), белкового баланса и окислительной способности |
| C. Guilhot и соавт., 2022 [22] | Эксперимент с участием здоровых лиц | 18 мужчин | 5-дневный | Снижение мышечной силы и массы (по биопсии мышц и МРТ), увеличение межмышечной жировой ткани |
| M. Linossier и соавт., 2022 [23] | Эксперимент с участием здоровых лиц | 18 мужчин | 5-дневный | Диссоциация между повышенной резорбцией и образованием костной ткани (между синтезом костного коллагена и его минерализацией) |
| N.M. Navasiolava и соавт., 2010 [24] | Эксперимент с участием здоровых лиц | 8 мужчин | 7-дневный | Появление микроциркуляторной эндотелиальной дисфункции |
| А.Ю. Мейгал и соавт., 2021 [25]. | Эксперимент с участием здоровых лиц | 4 мужчин, 5 женщин | 1 процедура ТСИ по 45 мин | Усиление (удлинение) постактивационного эффекта дельтовидных мышц |
| В.А. Баландин и соавт., 2018 [26]. | Эксперимент с участием здоровых лиц | 23 спортсмена-борца после больших физических нагрузок | 1 процедура ТСИ по 120 мин | Расслабление скелетной мускулатуры, снижение мышечного тонуса, минутного объема дыхания, частоты дыхания. Скорость потребления кислорода не изменялась. Снижение массы тела |
| Л.И. Маркова, 1992 [27]. | Клиническое исследование | 133 больных с гипертонической болезнью 2-й степени в состоянии гипертонического криза | 1 процедура ТСИ по 90 мин | Гипотензивный эффект, снижение венозного возврата, минутного объема, общего периферического сопротивления, венозного застоя в церебральных сосудах |
| Н.П. Бурэ и соавт., 2018 [28]. | Клиническое исследование | 500 детей с осложнениями перинатального периода | Процедуры ТСИ, нет описания методики и результатов | Представлены противопоказания к ТСИ |
| Л.В. Шалькевич и соавт., 2018 [29]. | Клиническое исследование | 12 недоношенных детей с неонатальной энцефалопатией | Процедуры ТСИ по 60 мин, 10 дней | Снижение перивентрикулярного отека головного мозга |
| е | ||||
| Основные исследования, посвященные микрогравитации и термонейтральной «сухой иммерсии» (Окончание) | ||||
| Авторы | Вид исследования | Объект исследования | Длительность воздействия | Результаты |
| L. Gerasimova-Meigal и соавт., 2021 [30] | Клиническое исследование | 20 больных с болезнью Паркинсона | 7 процедур ТСИ по 45 мин, 25—30 дней | Гипотензивный эффект, увеличение значений параметров вариабельности сердечного ритма, отсутствие долговременной модификации изучаемых параметров. Снижение ригидности мышц длится после сеанса несколько часов |
| Y. Guo и соавт., 2021 [31] | Клиническое исследование | 80 больных с ожогом кожи II степени | 7 процедур ТСИ по 30 мин | Повышение эффективности местного медикаментозного лечения, снижение частоты инфекций, увеличение скорости заживления ран |
| E. Tomilovskaya и соавт., 2019 [32] | Обзор литературы | Отечественные работы, в которых описаны изменения, вызванные ТСИ различной продолжительности: от нескольких часов до 56 сут | ||
| D. Ghosh и соавт., 2022 [33] | Обзор литературы | Повторение тех же публикаций российских авторов с результатами физиологических исследований, проведенных начиная с момента создания модели ТСИ | ||
| J. Dulawa и соавт., 2018 [34] | Обзор литературы | Увеличение экскреции натрия с мочой и диуреза, снижение артериального давление при ТСИ | ||
| М.А. Хан и соавт., 2020 [35]. | Обзор литературы | Перечисление 2 работ по лечению детей с последствиями перинатального поражения центральной нервной системы методом ТСИ | ||
| А.А. Бируля, 2020 [36] | Обзор литературы | Виды гравитационной терапии. Перечисление 6 работ по ТСИ, ранее включенных в данную статью | ||
| D. Watenpaugh, 2016 [37] | Обзор литературы | Описание изменений при длительной космической микрогравитации, ее различия с методами моделирования на земле | ||
| S. Turroni и соавт., 2020 [38] | Обзор литературы | При длительной космической микрогравитации происходят изменения кишечной микрофлоры, слизистых оболочек верхних дыхательных путей, выражающиеся в росте условно-патогенных и снижении протективных видов | ||
| M. Kermorgant и соавт., 2020 [39] | Обзор литературы | При краткосрочном воздействии микрогравитации — сохранение или улучшение у здоровых лиц церебральной ауторегуляции (с наличием гендерных и возрастных различий) | ||
| О.В. Кубряк и соавт., 2018 [40] | Образовательная лекция/обзор | 3 стадии развития изменений в организме здорового человека в условиях ТСИ: 1-я стадия — непосредственные эффекты при воздействии до 2 ч; 2-я стадия — острые эффекты при воздействии до 12 ч; 3-я стадия — хронические или длительные эффекты при воздействии свыше 12 ч | ||
| B. Huang и соавт., 2018 [41] | Обзор литературы | Исследования об изменениях в росте и вторичном метаболизме микроорганизмов в условиях космического полета и его земных аналогов | ||
| J. Du и соавт., 2021 [42] | Обзор литературы | Исследования об изменениях церебральной гемодинамики при космическом полете и ТСИ у здоровых лиц | ||
Заключение
В обширной базе исследований in vitro, за исключением двух работ, содержатся сведения о снижении клеточной пролиферации, инвазии, миграции и усилении апоптоза клеток рака щитовидной железы, молочной железы, легкого, желудка, толстой кишки, лимфомы Ходжкина, глиобластомы, лейкемии, меланомы, остеосаркомы человека под влиянием микрогравитации. При этом ингибирование активности клеток прямо зависит от длительности микрогравитации.
Подавляющее количество работ посвящено экспериментам с участием здоровых лиц с целью изучения механизмов действия длительной непрерывной микрогравитации. В настоящий обзор были включены исследования с описанием основных клинических эффектов микрогравитации, возникающих на протяжении не более 5—7 сут экспериментов.
Изучение терапевтического воздействия ТСИ как физиотерапевтической процедуры по методике одного или повторных воздействий проводилось единичными авторами. Положительные результаты короткого пребывания в безопорной модели получены при лечении детей с перинатальными нарушениями, детским церебральным параличом, больных с гипертонической болезнью в состоянии гипертонического криза, болезнью Паркинсона, ожогом кожи II степени.
В ранее опубликованных обзорах литературы ряд авторов не разделяют метод длительной микрогравитации и метод «сухой иммерсии», проводимый в режиме физиотерапевтической процедуры, экстраполируя данные, полученные при первом методе, на предполагаемую результативность второго метода, что некорректно.
Результаты проведенного анализа литературы дают основание для начала научных исследования эффективности и безопасности ТСИ при комплексной реабилитации онкологических больных.
Автор заявляет об отсутствии конфликтов интересов.