И.Н. Гончаров1, Л.Х. Пастушкова2, М.И. Колотева3, А.Г. Гончарова4,
Д.Н. Каширина5, Т.М. Глебова6, К.С. Киреев7, И.М. Ларина8

1–6,8 Государственный научный центр Российской Федерации – Институт медико-биологических проблем РАН (Москва, Россия)

7 ФГБУ "Научно-исследовательский испытательный центр подготовки космонавтов имени Ю.А. Гагарина (Московская область, Звёздный городок, Россия)

Постановка проблемы. У некоторых космонавтов после приземления в первые сутки отмечены локальные петехиальные кровоизлияния мягких тканей.

Цель работы – сформулировать рекомендации по дополнительному обследованию на основании анализа протеомного ответа организма человека при вторичной геморрагической пурпуре, наблюдающейся у некоторых космонавтов после приземления.

Результаты. Протеомными и биоинформационными методами проанализированы образцы крови 13 российских космонавтов (средний ± SD возраст – 44±6 лет; все мужчины), у которых после посадки были отмечены локальные петехиальные кровоизлияния в мягкие ткани спины и голеней. Выделена группа белков, достоверно различающихся (p-value <0,05) на первые сутки после космического полета по сравнению с индивидуальными предполетными данными, регулирующих сигнальные пути и процессы повреждения эндотелия, травмы сосудов, активации коагуляционного, провоспалительного и других каскадов, и противоположные, осуществляющие защиту от реперфузионного повреждения и апоптоза.  Активация процессов «защиты от травмы и реперфузионного повреждения» предполагает минимальные риски развития отдаленных осложнений. Учитывая сопряженность наружных и внутренних геморрагий, рекомендован ряд обследований паренхиматозных органов для уточнения объема структурных изменений.

Практическая значимость. Вторичная геморрагическая пурпура после приземления – многофакторное состояние. Предоставление актуальной информации о состоянии протеомной композии, участвующей в процессах «повреждения» и «защиты от повреждения», способно повысить эффективность клинико-функционального обследования в раннем послеполетном периоде у лиц с локальными петехиальными кровоизлияниями мягких тканей.

Гончаров И.Н., Пастушкова Л.Х., Колотева М.И., Гончарова А.Г., Каширина Д.Н., Глебова Т.М., Киреев К.С., Ларина И.М. Протеомные исследования состояния организма при вторичной геморрагической пурпуре после длительных космических полетов // Биомедицинская радиоэлектроника. 2022. T. 25. № 2–3. С. 5-14. DOI: https://doi.org/10.18127/ j15604136-202202-01

1. Котовская А.Р., Колотева М.И. Переносимость перегрузок космонавтами МКС // Международная космическая станция. Российский сегмент. 2011. Т. 1. С. 236–267.
2. Пастушкова Л.Х., Каширина Д.Н., Кононихин А.С., Бржозовский А.Г., Иванисенко В.А., Тийс Е.С., Новоселова А.М., Кусто М.-А., Николаев Е.Н., Ларина И.М. Влияние 17 длительных космических полетов на белки мочи человека, функционально связанные с эндотелием // Физиология человека. 2018. Т. 44. С. 60–67.
3. Каширина Д.Н., Пастушкова Л.Х., Перси Э.Дж., Борчерс К.Х., Бржозовский А. Г., Ларина И.М. Изменение белкового состава плазмы космонавтов после космического полета и его значение для функций эндотелия // Физиология человека. 2019. Т. 45.
   С. 75–82.
4. Кузичкин Д.С., Маркин А.А., Журавлева О.А., Колотева М.И., Вострикова Л.В., Глебова Т.М., Логинов В.И. Влияние характера подкожных кровоизлияний после завершения космических полетов на систему плазменного гемостаза космонавтов // Авиакосмическая и экологическая медицина. 2019. Т. 53. № 6. С. 38–41.
5. Котовская А.Р., Вартбаронов Р.А. Длительные линейные ускорения // Космическая биология и медицина. Совм. рос.-амер. изд.: В 5 т. / В.В. Антипов, А.И. Григорьев (РФ), К. Лич Хантун (США), ред. 1997. Т. 3. Кн. 2. С. 10–67.
6. Котовская А.Р. Переносимость человеком перегрузок в космических полетах и искусственная гравитация // Авиакосмическая и экологическая медицина. 2017. Т. 51. № 5. С. 5–21.
7. Котовская А.Р. Признаки негативных эффектов кумуляции у человека и животных при действии перегрузок разного направления применительно к практике авиационных и космических полетов // Авиакосмическая и экологическая медицина. 2015. Т. 49. № 6. С. 14–18.
8. Котовская А.Р., Виль-Вильямс И.Ф., Лукьянюк В.Ю. Физиологические реакции человека на действие перегрузок при выведении на орбиту и спуске на землю космических кораблей «Союз» // Физиология человека. 2003. Т. 29. № 6. С. 23–30.
9. Васильев П.В., Соколова М.М. и др. Влияние поперечно направленных перегрузок на функцию почки // Проблемы космической биологии. 1967. Т. 6. С. 275–282.
10. Ivanisenko V.A., Saik O.V., Ivanisenko N.V. et al. ANDSystem: an Associative Network Discovery System for automated literature mining in the field of biology // BMC Systems Biology. 2015. V. 9(2): P. S2.
11. Rea G., Cristofaro F., Pani G., Pascucci B., Rizzo A.M. Microgravity-driven remodeling of the proteome reveals insights into molecular mechanisms and signal networks involved in response to the space flight environment // Journal of Proteomics. 2016.
    V. 137. P. 3–18.
12. Wu B., Mottola G., Schaller M., Upchurch G.R.-Jr., Conte M.S. Resolution of vascular injury: Specialized lipid mediators and their evolving therapeutic implications // Mol. Aspects Med. 2017 Dec. V. 58. P. 72–82.
13. Zheng D., Chen H., Davids J., Bryant M., Lucas A. Serpins for diagnosis and therapy in cancer // Cardiovasc. Hematol. Disord. Drug Targets. 2013. Aug. V. 13(2). P. 123–132.
14. Koukos G., Sevigny L., Zhang P., Covic L., Kuliopulos A. Serine and metalloprotease signaling through PAR1 in arterial thrombosis and vascular injury // IUBMB Life. 2011 Jun. V. 63(6). P. 412-418.
15. Feng Y., Hu L., Xu Q., Yuan H., Ba L., He Y., Che H. Cytoprotective Role of Alpha-1 Antitrypsin in Vascular Endothelial Cell Under Hypoxia/Reoxygenation Condition // J. Cardiovasc. Pharmacol. 2015 Jul. V. 66(1). P. 96–107.
16. Götzfried J., Smirnova N.F.1., Morrone C., Korkmaz B., Yildirim A.Ö., Eickelberg O., Jenne D.E. Preservation with α1-antitrypsin improves primary graft function of murine lung transplants // J. Heart Lung Transplant. 2018 Aug. V. 37(8). P. 1021–1028.
17. Lin H., Chen M., Tian F., Tikkanen J., Ding L., Andrew Cheung H.Y., Nakajima D., Wang Z., Mariscal A., Hwang D., Cypel M., Keshavjee S., Liu M. α1-Anti-trypsin improves function 18 of porcine donor lungs during ex-vivo lung perfusion // J. Heart Lung Transplant. 2018 May. V. 37(5). P. 656–666.
18. Jeong K.H., Lim J.H., Lee K.H., Kim M.J., Jung H.Y., Choi J.Y., Cho J.H., Park S.H., Kim Y.L., Kim C.D. Protective Effect of Alpha 1-Antitrypsin on Renal Ischemia-Reperfusion Injury // Transplant. Proc. 2019 Oct. V. 51(8). P. 2814–2822.
19. Maeda A., Ohta K., Ohta K., Nakayama Y., Hashida Y., Toma T., Saito T., Maruhashi K., Yachie A. Effects of antithrombin III treatment in vascular injury model of mice // Pediatr. Int. 2011 Oct. V. 53(5). P. 747–753.
20. Iba T., Levy J.H., Hirota T., Hiki M., Nagaoka I. Protection of the endothelial glycocalyx by antithrombin in an endotoxin-induced rat model of sepsis // Thrombosis Research. 2018. V. 171. № 1. Р. 1–6.
21. Lundbech M., Krag A.E., Christensen T.D., Hvas A-M. Thrombin generation, thrombin-antithrombin complex, and prothrombin fragment F1+2 as biomarkers for hypercoagulability in cancer patients // Thrombosis Research. 2020 Feb. V. 186. P. 80–85.
22. Schmull S., Wang Z., Gao L., Lv J., Li J., Xue S. Angiotensins and Their Receptors in Cardiac and Vascular Injury // Curr. Hypertens. Rev. 2016. V. 12(3). P. 170–180.
23. Jankowski V., Vanholder R., van der Giet M., Tolle M., Karadogan S., Gobom J., Furkert J., Oksche A., Krause E., Tran T.N., Tepel M., Schuchardt M., Schluter H., Wiedon A., Beyermann M., Bader M., Todiras M., Zidek W., Jankowski J. Mass-spectrometric identification of a novel angiotensin peptide in human plasma // Arterioscler. Thromb. Vasc. Biol. 2007. V. 27. P. 297–302.
24. Tao-Cheng Wu., Chiu-Yang Lee., Shing-Jong Lin., Jaw-Wen Chen. Aliskiren Inhibits Neointimal Matrix Metalloproteinases in Experimental Atherosclerosis // Acta Cardiol. Sin. 2016 Sep. V. 32(5). P. 586–593.
25. McFadyen JD., Zeller J., Potempa LA., Pietersz G., Eisenhardt SU., Peter K. C-Reactive Protein and Its Structural Isoforms: An Evolutionary Conserved Marker and Central Player in Inflammatory Diseases and Beyond // Subcell. Biochem. 2020. V. 94. P. 499–520.
26. Sproston N.R., Ashworth J.J. Role of C-Reactive Protein at Sites of Inflammation and Infection // Front. Immunol. 2018. V. 9. P. 754.
27. Boncler M., Wu Y., Watala C. The Multiple Faces of C-Reactive Protein-Physiological and Pathophysiological Implications in Cardiovascular Disease // Molecules. 2019 May 30. V. 24(11). P. 2062.
28. McFadyen J.D., Kiefer J., Braig D. et al. Dissociation of C-reactive protein localizes and amplifies inflammation: evidence for a direct biological role of C-reactive protein and its conformational changes // Front. Immunol. 2018. V. 9. P. 1351.
29. Lv J-M., Wang M-Y. In vitro generation and bioactivity evaluation of C-reactive protein intermediate // PLoS ONE. 2018. V. 13.
    P. e0198375.
30. Pathak A., Agrawal A. Evolution of C-reactive protein // Front. Immunol. 2019. V. 10. P. 943.
31. Chan Y.H., Harith H.H., Israf D.A., Tham C.L. Differential Regulation of LPS-Mediated VE-Cadherin Disruption in Human Endothelial Cells and the Underlying Signaling Pathways: A Mini Review // Front. Cell. Dev. Biol. 2020 Jan 6. V. 7. P. 280.
32. Frismantiene A., Philippova M., Erne P., Resink T.J. Cadherins in vascular smooth muscle cell (patho) biology: Quid nos scimus? // Cell Signal. 2018 May. V. 45. P. 23–42.
33. Nakamura T. Roles of short fibulins, a family of matricellular proteins, in lung matrix assembly and disease // Matrix Biol. 2018 Nov. V. 73. P. 21–33.
34. Blascke de Mello M.M., Parente J.M., Schulz R., Castro M.M. Matrix metalloproteinase (MMP)-2 activation by oxidative stress decreases aortic calponin-1 levels during hypertrophic remodeling in early hypertension // Vascul. Pharmacol. 2019 May. V. 116. P. 36–44.
35. Barhoumi T., Fraulob‐Aquino J.C., Mian M.O.R., Ouerd S., Idris‐Khodja N., Huo K.‐G., Rehman A., Caillon A., Dancose‐Giambattisto B., Ebrahimian T., Lehoux S., Paradis P., Schiffrin E.L. Matrix metalloproteinase‐2 knockout prevents angiotensin II‐induced vascular injury // Cardiovasc. Res. 2017. V. 113. P. 1753–1762.
36. Пастушкова Л.Х., Колотева М.И., Гончарова А.Г., Глебова Т.М., Гончаров И.Н., Каширина Д.Н., Брзжовский А.Г., Киреев К.С., Ларина И.М. Изменения протеома крови космонавтов с микро- и макрососудистыми травмами при перегрузках на заключительном этапе длительных космических полетов. Авиакосмическая и экологическая медицина. 2020. Т. 54. № 5. С. 5–14.