Протеомный маркер ST2 и Т1-, Т2-картирование сердца в исследовании состояния миокарда после приземления по окончании длительных космических полетов

Л.Х. Пастушкова; И.Н. Гончаров; Е.С. Лучицкая; А.Г. Гончарова; Д.Н. Каширина; А.М. Носовский; К.С. Киреев; И.М. Ларина

doi:10.18127/j20700997-202504-01

Протеомный маркер ST2 и Т1-, Т2-картирование сердца в исследовании состояния миокарда после приземления по окончании длительных космических полетов

Л.Х. Пастушкова¹, И.Н. Гончаров², Е.С. Лучицкая³, А.Г. Гончарова⁴, Д.Н. Каширина⁵, А.М. Носовский⁶, К.С. Киреев⁷, И.М. Ларина⁸

научная статья УДК 57.042, 577.2 Страницы: 5-14 doi.org/10.18127/j20700997-202504-01

^{1,2,3,4,5,6,8} ФГБУН Государственный научный центра Российской Федерации –
⁷ ФГБУ «НИИ Центр подготовки космонавтов имени Ю.А. Гагарина» (Звездный городок, Московск. обл., Россия)

Ключевые слова: ST2 картирование сердца Международная космическая станция кардиофиброз факторы космического полёта

Аннотация

Постановка проблемы. На сегодняшний день актуально изучение влияния длительных космических полетов (КП) и приземления на уровне протеомного маркера ST2.

Цель работы – изучение взаимосвязи протеомного маркера ST2 и результатов МРТ сердца после приземления по окончании длительных полугодовых и годовых КП российских космонавтов, с последующим сравнением между ними.

Результаты. Исследованы образцы венозной крови 9 космонавтов до и после КП на Международную космическую станцию (МКС). При дисперсионном анализе уровней белка ST2 у всех космонавтов выявлено достоверное повышение его концентрации на первые сутки после полета. Полученные данные сопоставлены с Т1-, Т2-картированием сердца по окончании длительных КП. На 7-е сутки восстановительного периода содержание белка ST2 снижалось, приближаясь к фоновому значению. По результатам картирования на 4-е сутки после КП выявлены изменения структуры зон миокарда, соответствующие направлению действия вектора перегрузок приземления.

Практическая значимость. Полученные результаты свидетельствуют о транзиторном перерастяжении миокарда при приземлении и возрастании риска кардиофиброза в отдаленные сроки после КП.

Поступила: 07.08.2025
Одобрена: 08.10.2025
Принята: 20.10.2025

Для цитирования

Пастушкова Л.Х., Гончаров И.Н., Лучицкая Е.С., Гончарова А.Г., Каширина Д.Н., Носовский А.М., Киреев К.С., Ларина И.М. Протеомный маркер ST2 и Т1-, Т2-картирование сердца в исследовании состояния миокарда после приземления по окончании длительных космических полетов // Технологии живых систем. 2025. № 4. С. 5–14. DOI: https://doi.org/10.18127/j20700997-202504-01

Список источников

Pastushkova L.K., Goncharova A.G., Kashirina D.N. et al. Influence of factors of 21-day head-down bed rest on the blood level of myocardial extensibility biomarker ST2 // Human Physiology. 2023. V. 49. № 6. P. 605–608.
Гончарова А.Г., Пастушкова Л.Х., Киреев К.С. и др. Влияние факторов длительных космических полетов и приземления на уровни биомаркера сердечной недостаточности и риска развития фиброза sST2 // Пилотируемые полеты в космос. 2023. Т. 46. № 1. С. 96–103.
Mulvagh S.L., Charles J.B., Riddle J.M. et al. Echocardiographic evaluation of the cardiovascular effects of shortduration spaceflight // J. Clin. Pharmacol. 1991. V. 31. P. 1024–1026. DOI: 10.1002/j.1552-4604.1991.tb03666.x
Summers R.L., Martin D.S., Platts S.H. et al. Ventricular chamber sphericity during spaceflight and parabolic flight intervals of less than 1 // J. Aviat. Space Environ. Med. 2010. V. 81(5). P. 506–510.
Perhonen M.A., Franco F., Lane L.D. et al. Cardiac atrophy after bed rest and spaceflight // J. Appl. Physiol. 2001. V. 91. P. 645–653. DOI: 10.1152/jappl.2001.91.2.645
Hoffler G.W., Wolthuis R.A., Johnson R.L. Apollo space crew cardiovascular evaluations // Aerosp. Med. 1974. V. 45(8). P. 807–823.
Stuart L., Michael S., Steven L., Brandon M. Evidence Report: Risk of Cardiac Rhythm // Problems During Spaceflight. NTRS – NASA Technical Reports Server. 2017. https://ntrsnasagov/citations/20170005625.
Summers R.L., Martin D.S., Meck J.V., Coleman T.G. Computer systems analysis of spaceflight induced changes in left ventricular mass // Comput. Biol. Med. 2007. V. 37(3). P. 358–363.
Bungo M.W., Goldwater D.J., Popp R.L. et al. Echocardiographic evaluation of space shuttle crewmembers // J. Appl. Physiol. 1987. V. 62. P. 278–283.
Connor M.K., Hood D.A. Effect of microgravity on the expression of mitochondrial enzymes in rat cardiac and skeletal muscles // Journal of Applied Physiology. 1985. V. 84(2). P. 593–598.
Wnorowski A., Sharma A., Chen H. et al. Effects of Spaceflight on Human Induced Pluripotent Stem Cell-Derived Cardiomyocyte Structure and Function // Stem Cell Reports. 2019. V. 13(6). P. 960–969.
Kwon O., Tranter M., Jones W.K. et al. Differential translocation of nuclear factor-kappaB in a cardiac muscle cell line under gravitational changes // J. Biomech. Eng. 2009. V. 131(6). P. 3128718.
Stodieck L., Kearns-Jonker M. Simulated Microgravity Exerts an Age-Dependent Effect on the Differentiation of Cardiovascular Progenitors Isolated from the Human Heart // PLoS One. 2015. V. 10(7). P. e0132378. DOI: 10.1371/journal.pone.0132378
Pan Y.K., Li C.F., Gao Y. et al. Effect of miR-27b-5p on apoptosis of human vascular endothelial cells induced by simulated microgravity // Apoptosis. 2020. V. 25(1-2). P. 73–91.
Camberos V., Baio J., Bailey L. et al. Effects of Spaceflight and Simulated Microgravity on YAP1 Expression in Cardiovascular Progenitors: Implications for Cell-Based Repair // Int. J. Mol. Sci. 2019. V. 20(11). P. 2742. DOI: 10.3390/ijms20112742
Larina I.M., Pastushkova L.Kh., Kononikhina A.S. et al. Piloted space flight and post-genomic technologies // REACH. 2019. V. 16. DOI: 10.1016/j.reach.2020.100034
Gutberlet M., Lücke C. Original versus 2018 Lake Louise Criteria for Acute Myocarditis Diagnosis: Old versus // New Radiol. Cardiothorac. Imaging. 2019. V. 1(3). P. e190150. DOI: 10.1148/ryct.2019190150
Ferreira V.M., Schulz-Menger J., Holmvang G. et al. Cardiovascular Magnetic Resonance in Nonischemic Myocardial Inflammation: Expert Recommendations // J. Am. Coll. Cardiol. 2018. V. 72(24). P. 3158–3176. DOI: 10.1016/j.jacc.2018.09.072
Курбатов В.П., Обединский А.А., Обединская Н.Р. и др. Практическая значимость метода магнитно-резонансной томографии с фармакологическим стресс-тестом для оценки перфузии миокарда у больных ишемической болезнью сердца после эндоваскулярной реканализации хронической окклюзии правой коронарной артерии // Сибирский медицинский журнал. 2015. Т. 30. № 3. С. 29–33.
Баев М.С., Труфанов Г.Е., Рыжков А.В., Анпилогова К.С. T1-картирование миокарда: физические основы и общие вопросы применения // Современные проблемы науки и образования. 2021. № 6. URL: https://science-education.ru/ru/article/view?id=31235
Богомякова О.Б., Тавлуй М.А., Савелов А.А. МР-методика Т2-картирования в оценке степени активности процесса при воспалительных миопатиях // Комплексные проблемы сердечно-сосудистых заболеваний. 2020. Т. 9(3). С. 21–29. https://doi.org/10.17802/2306-1278-2020-9-3-21-29
Triadyaksa P., Oudkerk M., Sijens P.E. Cardiac T2 mapping: Techniques and clinical applications // J. Magn. Reson. Imaging. 2020. V. 52(5). P. 1340–1351. DOI: 10.1002/jmri.27023
Ojji D.B., Opie L.H., Lecour S. et al. Relationship between left ventricular geometry and soluble ST2 in a cohort of hypertensive patients // The Journal of Clinical Hypertension. 2013. V. 15 (12). P. 899–904.
Iskovitz I., Kassemi M., Thomas J.D. Impact of weightlessness on cardiac shape and left ventricular stress/strain distributions // J. Biomech. Eng. 2013. V. 135(12). P. 4025464.
Ferdous A., Battiprolu P.K., Ni Y.G. et al. FoxO, autophagy, and cardiac remodeling // J. Cardiovasc. Transl. Res. 2010. V. 3(4). P. 355–364.

[1] Pastushkova L.K., Goncharova A.G., Kashirina D.N. et al. Influence of factors of 21-day head-down bed rest on the blood level of myocardial extensibility biomarker ST2 // Human Physiology. 2023. V. 49. № 6. P. 605–608.

[2] Гончарова А.Г., Пастушкова Л.Х., Киреев К.С. и др. Влияние факторов длительных космических полетов и приземления на уровни биомаркера сердечной недостаточности и риска развития фиброза sST2 // Пилотируемые полеты в космос. 2023. Т. 46. № 1. С. 96–103.

[3] Mulvagh S.L., Charles J.B., Riddle J.M. et al. Echocardiographic evaluation of the cardiovascular effects of shortduration spaceflight // J. Clin. Pharmacol. 1991. V. 31. P. 1024–1026. DOI: 10.1002/j.1552-4604.1991.tb03666.x

[4] Summers R.L., Martin D.S., Platts S.H. et al. Ventricular chamber sphericity during spaceflight and parabolic flight intervals of less than 1 // J. Aviat. Space Environ. Med. 2010. V. 81(5). P. 506–510.

[5] Perhonen M.A., Franco F., Lane L.D. et al. Cardiac atrophy after bed rest and spaceflight // J. Appl. Physiol. 2001. V. 91. P. 645–653. DOI: 10.1152/jappl.2001.91.2.645

[6] Hoffler G.W., Wolthuis R.A., Johnson R.L. Apollo space crew cardiovascular evaluations // Aerosp. Med. 1974. V. 45(8). P. 807–823.

[7] Stuart L., Michael S., Steven L., Brandon M. Evidence Report: Risk of Cardiac Rhythm // Problems During Spaceflight. NTRS – NASA Technical Reports Server. 2017. https://ntrsnasagov/citations/20170005625.

[8] Summers R.L., Martin D.S., Meck J.V., Coleman T.G. Computer systems analysis of spaceflight induced changes in left ventricular mass // Comput. Biol. Med. 2007. V. 37(3). P. 358–363.

[9] Bungo M.W., Goldwater D.J., Popp R.L. et al. Echocardiographic evaluation of space shuttle crewmembers // J. Appl. Physiol. 1987. V. 62. P. 278–283.

[10] Connor M.K., Hood D.A. Effect of microgravity on the expression of mitochondrial enzymes in rat cardiac and skeletal muscles // Journal of Applied Physiology. 1985. V. 84(2). P. 593–598.

[11] Wnorowski A., Sharma A., Chen H. et al. Effects of Spaceflight on Human Induced Pluripotent Stem Cell-Derived Cardiomyocyte Structure and Function // Stem Cell Reports. 2019. V. 13(6). P. 960–969.

[12] Kwon O., Tranter M., Jones W.K. et al. Differential translocation of nuclear factor-kappaB in a cardiac muscle cell line under gravitational changes // J. Biomech. Eng. 2009. V. 131(6). P. 3128718.

[13] Stodieck L., Kearns-Jonker M. Simulated Microgravity Exerts an Age-Dependent Effect on the Differentiation of Cardiovascular Progenitors Isolated from the Human Heart // PLoS One. 2015. V. 10(7). P. e0132378. DOI: 10.1371/journal.pone.0132378

[14] Pan Y.K., Li C.F., Gao Y. et al. Effect of miR-27b-5p on apoptosis of human vascular endothelial cells induced by simulated microgravity // Apoptosis. 2020. V. 25(1-2). P. 73–91.

[15] Camberos V., Baio J., Bailey L. et al. Effects of Spaceflight and Simulated Microgravity on YAP1 Expression in Cardiovascular Progenitors: Implications for Cell-Based Repair // Int. J. Mol. Sci. 2019. V. 20(11). P. 2742. DOI: 10.3390/ijms20112742

[16] Larina I.M., Pastushkova L.Kh., Kononikhina A.S. et al. Piloted space flight and post-genomic technologies // REACH. 2019. V. 16. DOI: 10.1016/j.reach.2020.100034

[17] Gutberlet M., Lücke C. Original versus 2018 Lake Louise Criteria for Acute Myocarditis Diagnosis: Old versus // New Radiol. Cardiothorac. Imaging. 2019. V. 1(3). P. e190150. DOI: 10.1148/ryct.2019190150

[18] Ferreira V.M., Schulz-Menger J., Holmvang G. et al. Cardiovascular Magnetic Resonance in Nonischemic Myocardial Inflammation: Expert Recommendations // J. Am. Coll. Cardiol. 2018. V. 72(24). P. 3158–3176. DOI: 10.1016/j.jacc.2018.09.072

[19] Курбатов В.П., Обединский А.А., Обединская Н.Р. и др. Практическая значимость метода магнитно-резонансной томографии с фармакологическим стресс-тестом для оценки перфузии миокарда у больных ишемической болезнью сердца после эндоваскулярной реканализации хронической окклюзии правой коронарной артерии // Сибирский медицинский журнал. 2015. Т. 30. № 3. С. 29–33.

[20] Баев М.С., Труфанов Г.Е., Рыжков А.В., Анпилогова К.С. T1-картирование миокарда: физические основы и общие вопросы применения // Современные проблемы науки и образования. 2021. № 6. URL: https://science-education.ru/ru/article/view?id=31235

[21] Богомякова О.Б., Тавлуй М.А., Савелов А.А. МР-методика Т2-картирования в оценке степени активности процесса при воспалительных миопатиях // Комплексные проблемы сердечно-сосудистых заболеваний. 2020. Т. 9(3). С. 21–29. https://doi.org/10.17802/2306-1278-2020-9-3-21-29

[22] Triadyaksa P., Oudkerk M., Sijens P.E. Cardiac T2 mapping: Techniques and clinical applications // J. Magn. Reson. Imaging. 2020. V. 52(5). P. 1340–1351. DOI: 10.1002/jmri.27023

[23] Ojji D.B., Opie L.H., Lecour S. et al. Relationship between left ventricular geometry and soluble ST2 in a cohort of hypertensive patients // The Journal of Clinical Hypertension. 2013. V. 15 (12). P. 899–904.

[24] Iskovitz I., Kassemi M., Thomas J.D. Impact of weightlessness on cardiac shape and left ventricular stress/strain distributions // J. Biomech. Eng. 2013. V. 135(12). P. 4025464.

[25] Ferdous A., Battiprolu P.K., Ni Y.G. et al. FoxO, autophagy, and cardiac remodeling // J. Cardiovasc. Transl. Res. 2010. V. 3(4). P. 355–364.