Исследование двигательной активности человека во время сна при моделировании условий микрогравитации

А.И. Дьяченко; В.С. Кубланов; Е.С. Ермолаев; А.В. Демин; Ю.А. Шулагин; Д.С. Невструев; Г.С. Вылегжанин; А.В. Шпаков; Е.В. Ханин; Г.В. Ковров; Р.А. Насыров

doi:10.18127/j15604136-202505-18

Исследование двигательной активности человека во время сна при моделировании условий микрогравитации

А.И. Дьяченко¹, В.С. Кубланов², Е.С. Ермолаев³, А.В. Демин⁴, Ю.А. Шулагин⁵, Д.С. Невструев⁶, Г.С. Вылегжанин⁷, А.В. Шпаков⁸, Е.В. Ханин⁹, Г.В. Ковров¹⁰, Р.А. Насыров¹¹

научная статья УДК 629.78 – 612.21 Страницы: 91-96 doi.org/10.18127/j15604136-202505-18

^1,3,4,5,8,10 Институт медико-биологических проблем РАН (Москва, Россия)
^2,6,7,9,11 Уральский федеральный университет (г. Екатеринбург, Россия)

Ключевые слова: Аппаратно-программный комплекс пульсоксиметр микрогравитация антиортостатическая гипокинезия гравитационная терапия дыхательные движения апноэ гипопноэ

Аннотация

Постановка проблемы. Известно, что сон – это специфическое физиологическое состояние, которое периодически сменяется бодрствованием. Чувствительными индикаторами качества сна являются параметры активности дыхательной системы: изменения дыхательных движений в области грудной клетки и брюшной полости. Нарушения параметров дыхательного цикла (частоты, глубины и объема) часто бывают признаками серьезных осложнений.

Цель. Исследовать изменения параметров дыхательных движений добровольцев-испытуемых в условиях 21-суточной антиортостатической гипокинезии.

Результаты. На основании данных ночных регистраций показано, что в каждом цикле исследования присутствуют эпизоды дыхательных движений, параметры которых определяются как апноэ и гипопноэ. Отмечено, что число этих эпизодов и значение индекса апноэ-гипопноэ увеличиваются во втором и/или третьем циклах регистрации у всех добровольцев. Результаты совокупного анализа данных дыхательных движений и пульсоксиметра не выявили достоверных данных о формировании в экспериментах эпизодов апноэ, при которых наблюдаются не только перерывы дыхательных движений, но и снижение уровня сатурации менее 93%. Обсуждаются возможные механизмы формирования дыхательных движений при моделировании микрогравитации в наземных условиях.

Практическая значимость. Разработанный метод дистанционного мониторирования функциональных изменений параметров дыхательных движений применяется в условиях моделированной и, вероятно, в реальной микрогравитации.

Поступила: 24.07.2025
Одобрена: 06.08.2025
Принята: 22.09.2025

Для цитирования

Дьяченко А.И., Кубланов В.С., Ермолаев Е.С., Демин А.В., Шулагин Ю.А., Невструев Д.С., Вылегжанин Г.С., Шпаков А.В., Ханин Е.В., Ковров Г.В., Насыров Р.А. Исследование двигательной активности человека во время сна при моделировании условий микрогравитации // Биомедицинская радиоэлектроника. 2025. № 5. С. 91–96. DOI: https://doi.org/10.18127/j15604136-202505-18

Список источников

Krittanawong C., Singh N.K., Scheuring R.A. et al Human Health during Space Travel: State-of-the-Art Review. Cells. 2023. V. 12. P. 40. DOI: 10.3390/cells12010040.
Wu B., Wang Y., Wu X. et al On-orbit sleep problems of astronauts and countermeasures. Military Medical Research. 2018. V. 5. P. 1–12.
Strauch L., von der Wiesche M., Noppe A. Simulating microgravity with 60 days of 6 degree head-down tilt bed rest compromises sleep. NPJ Microgravity. 2024. V. 10 (1). P. 109 (1–10).
Стулова Л.С., Попова О.В., Лучицкая Е.С. Оценка восстановления функциональных резервов сердечно-сосудистой системы в ночной период у добровольцев в эксперименте, имитирующем факторы космического полета, методом вариабельности сердечного ритма // Эффективная фармакотерапия. 2023. № 19 (41). С. 32–37.
Addison A.P., Addison P.S., Smit P., Jacquel D., Borg U.R. Noncontact Respiratory Monitoring Using Depth Sensing Cameras:
A Review of Current Literature. Sensors. 2021. V. 21. Р. 1135.
Elliott A.R., Shea S.A., Dijk D.J. et al. Microgravity Reduces Sleep-disordered Breathing. American Journal of Respiratory and Critical Care Medicine. 2001. V. 164. P. 478–485.
Sá R.C., Prisk G.K., Paiva M. Microgravity alters respiratory abdominal and rib cage motion during sleep. Journal of Applied Physiology. 2009. V. 107 (5). P. 1406–1412.
Adir Y., Humbert M., Chaouat A. Sleep-related breathing disorders and pulmonary hypertension. European Respiratory Journal. 2021. V. 57. P. 2002258.
Kovrov G.V., Vlasova A.V., Popova O.V., Chernikova A.G. Changes in the pattern of sleep disturbances in healthy subjects Under 21-day anti-orthostatic hypokinesia. Acta biomedica scientifica. 2023. V. 8 (6). P. 241–248.
Ермолаев Е.С., Паршин К.С., Шулагин Ю.А., Зарипов Р.Н., Дьяченко А.И. Влияние 21-суточной «сухой» иммерсии на вентиляционную реакцию системы дыхания на нарастающую гиперкапнию // Авиакосмическая и экологическая медицина. 2023. Т. 57. № 6. С. 28–34.
Томиловская Е.С., Рукавишников И.В., Амирова Л.Е., Шигуева Т.А., Савеко А.А., Китов В.В., Васильева Г.Ю., Пономарев С.А., Смирнова Т.А., Козловская И.Б., Орлов О.И. 21-суточная «сухая» иммерсия: Особенности проведения и основные итоги // Авиакосмическая и экологическая медицина. 2020. Т. 5. № 4. С. 5–14.

[1] Krittanawong C., Singh N.K., Scheuring R.A. et al Human Health during Space Travel: State-of-the-Art Review. Cells. 2023. V. 12. P. 40. DOI: 10.3390/cells12010040.

[2] Wu B., Wang Y., Wu X. et al On-orbit sleep problems of astronauts and countermeasures. Military Medical Research. 2018. V. 5. P. 1–12.

[3] Strauch L., von der Wiesche M., Noppe A. Simulating microgravity with 60 days of 6 degree head-down tilt bed rest compromises sleep. NPJ Microgravity. 2024. V. 10 (1). P. 109 (1–10).

[4] Стулова Л.С., Попова О.В., Лучицкая Е.С. Оценка восстановления функциональных резервов сердечно-сосудистой системы в ночной период у добровольцев в эксперименте, имитирующем факторы космического полета, методом вариабельности сердечного ритма // Эффективная фармакотерапия. 2023. № 19 (41). С. 32–37.

[5] Addison A.P., Addison P.S., Smit P., Jacquel D., Borg U.R. Noncontact Respiratory Monitoring Using Depth Sensing Cameras:
A Review of Current Literature. Sensors. 2021. V. 21. Р. 1135.

[6] Elliott A.R., Shea S.A., Dijk D.J. et al. Microgravity Reduces Sleep-disordered Breathing. American Journal of Respiratory and Critical Care Medicine. 2001. V. 164. P. 478–485.

[7] Sá R.C., Prisk G.K., Paiva M. Microgravity alters respiratory abdominal and rib cage motion during sleep. Journal of Applied Physiology. 2009. V. 107 (5). P. 1406–1412.

[8] Adir Y., Humbert M., Chaouat A. Sleep-related breathing disorders and pulmonary hypertension. European Respiratory Journal. 2021. V. 57. P. 2002258.

[9] Kovrov G.V., Vlasova A.V., Popova O.V., Chernikova A.G. Changes in the pattern of sleep disturbances in healthy subjects Under 21-day anti-orthostatic hypokinesia. Acta biomedica scientifica. 2023. V. 8 (6). P. 241–248.

[10] Ермолаев Е.С., Паршин К.С., Шулагин Ю.А., Зарипов Р.Н., Дьяченко А.И. Влияние 21-суточной «сухой» иммерсии на вентиляционную реакцию системы дыхания на нарастающую гиперкапнию // Авиакосмическая и экологическая медицина. 2023. Т. 57. № 6. С. 28–34.

[11] Томиловская Е.С., Рукавишников И.В., Амирова Л.Е., Шигуева Т.А., Савеко А.А., Китов В.В., Васильева Г.Ю., Пономарев С.А., Смирнова Т.А., Козловская И.Б., Орлов О.И. 21-суточная «сухая» иммерсия: Особенности проведения и основные итоги // Авиакосмическая и экологическая медицина. 2020. Т. 5. № 4. С. 5–14.

Аннотация

Для цитирования

Похожие статьи