Соломадин Ю.С., Артемьева О.А. и др. Динамика электрофизиологических и биохимических показателей функциональной активности ЖКТ в условиях изоляционного эксперимента/SIRIUS–МКС–ЛУНА–МАРС... Основные результаты проекта SIRIUS. М:ГНЦ РФ-ИМБП РАН,2025.С.225-7

Авторы: Соломадин Ю.С. / Артемьева О.А. / Колесников Д.Ю. / Васильева Г.Ю. / Афонин Б.В.

Динамика электрофизиологических и биохимических показателей функциональной активности желудочно-кишечного тракта в условиях изоляционного эксперимента

solomadin69@yandex.ru


Цель. Оценить электрическую активность (ЭА) различных отделов ЖКТ и динамику специфических для ЖКТ биохимических маркеров при пребывании испытателей в условиях годовой изоляции (эксперимент SIRIUS-23).

Задачи.

• сравнить мощности ЭА различных отделов ЖКТ до начала и к моменту окончания периода изоляции натощак, во время завтрака и в течение двух часов после завтрака;
• оценить уровень биохимических показателей функциональной активности ЖКТ в венозной крови (пепсиноген I и II, гастрин-17) и в кале (стеатокрит, желчные кислоты) до начала и к моменту окончания периода изоляции, натощак;
• установить статистические связи между электрофизиологическими и биохимическими параметрами функционального состояния ЖКТ.

Материал и методы. В исследовании участвовали 6 испытателей-добровольцев (4 женщины и 2 мужчин в возрасте от 27 до 35 лет), прошедшие комиссию и подписавшие Информированное согласие для участия в эксперименте. Исследование мощности ЭА проводили с использованием гастроэнтерографа ГастроСкан-ГЭМ в 2 отведениях дважды – за 14 суток до начала и за 5–7 суток до окончания изоляции в гермообъекте. Исследование начиналось утром натощак (30 минут) и продолжалось во время завтрака и в течение 2 часов после завтрака. Для того, чтобы нивелировать индивидуальные различия в расположении органов брюшной полости, высчитывали среднее арифметическое по двум отведениям. Полученные результаты имели нормальное распределение и были представлены в виде графиков. При статистической обработке использовался Т-критерий Стьюдента (p < 0,05).

Анализ уровня гастрина-17, пепсиногена I и II в венозной крови, а также стеатокрита и желчных кислот в кале проводили в фоновый период (9-8 сутки до начала эксперимента), а также на 363–365-е сутки периода изоляции. Исследование гастрина-17, пепсиногена I и II (%) в пробах крови проводили методом ИФА с использованием коммерческих тест-систем, исследования кала физико-химическими методами анализа и методами микроскопии. Результаты исследований были обработаны с использованием непараметрических методов (тест Данна) для оценки статистической значимости различий.

Результаты. Результаты исследования ЭА показали, что в фоновом периоде исходно низкая натощак ЭА быстро повышается во время завтрака во всех отделах ЖКТ – в 2–3 раза для желудка и толстого кишечника и до 5–6 раз для тонкого кишечника. В течение двух часов после завтрака происходит снижение ЭА в 2–3 раза и она становится сопоставимой с исходной ЭА натощак.

Сравнение ЭА в фоновом периоде с ЭА в конце изоляции выявило значительное повышение ЭА натощак по сравнению с фоновыми значениями – в 8 раз для желудка и толстого кишечника и в 20 раз для тонкого кишечника. Во время приема пищи ЭА несколько снижалась и в течение 2 часов после завтрака отмечалась тенденция к восстановлению исходным значениям ЭА натощак до завтрака. Полученные результаты являются статистически значимыми и вероятно связаны с дисфункцией ЖКТ, возникшей у испытателей в период изоляции.

Уровень гастрина-17 и пепсиногена I и II статистически значимо не менялись в ходе эксперимента, при этом отмечалось повышение уровня стеатокрита кала ближе к концу эксперимента (р = 0,0018). Медиана уровня желчных кислот в кале в конце эксперимента (25,33) также значительно превышала медиану значения до начала изоляции (0,2), но различия не были статистически значимыми (р = 0,0787).

Изменения электрической активности органов ЖКТ, возникшие в ходе эксперимента, согласуются с изменениями биохимических показателей в кале (стеатокрит, желчные кислоты). Полученные изменения могут быть проявлениями возникшей в ходе эксперимента внешнесекреторной недостаточности поджелудочной железы либо нарушением секреции желчи и обратного всасывания желчных кислот в подвздошной кишке. Возможными причинами полученных изменений могло послужить изменение привычного паттерна питания участников изоляционного эксперимента (избыток жиров в питании, дефицит пищевых волокон). Дальнейшие исследования должны быть направлены на поиск и анализ причин полученных в ходе эксперимента изменений функциональной активности органов ЖКТ, в частности, проведение детального анализа питания участников эксперимента.

Dynamics of electrophysiological and biochemical indicators of the functional activity of the gastrointestinal tract during an isolation experiment

solomadin69@yandex.ru

Objective. To evaluate the electrical activity (EA) of various sections of the gastrointestinal tract (GIT) and the dynamics of GIT-specific biochemical markers in test subjects during a one-year isolation period (SIRIUS-23 experiment).

Tasks.

• To compare the EA power of different GIT sections before the start and at the end of the isolation period under fasting conditions, during breakfast, and over the two hours following breakfast;
• To assess the levels of biochemical indicators of GIT functional activity in venous blood (pepsinogen I and II, gastrin-17) and in stool (steatocrit, bile acids) before the start and at the end of the isolation period under fasting conditions;
• To establish statistical relationships between electrophysiological and biochemical parameters of the GIT functional state.

Materials and Methods. The study involved 6 volunteer test subjects (4 women and 2 men aged 27 to 35 years) who passed the medical commission and signed the Informed Consent form for participation in the experiment.

EA power was measured using a GastroScan-GEM gastroenterograph in 2 leads twice: 14 days before the start and 5–7 days before the end of isolation in the hermetic chamber. The study began in the morning under fasting conditions (30 minutes) and continued during breakfast and for two hours afterward. To account for individual differences in abdominal organ positioning, the arithmetic mean of the two leads was calculated. The obtained results followed a normal distribution and were presented graphically. Statistical processing used Student’s t-test (p < 0.05).

Analysis of gastrin-17, pepsinogen I and II levels in venous blood, as well as steatocrit and bile acids in stool, was performed during the baseline period (days 9–8 before the experiment start) and on days 363–365 of the isolation period. Gastrin-17 and pepsinogen I and II (%) in blood samples were measured using the ELISA method with commercial test systems; stool analysis was performed using physicochemical methods and microscopy. Results were processed using non-parametric methods (Dunn’s test) to assess the statistical significance of differences.

Results. The results of the EA study showed that during the baseline period, the initially low fasting EA rapidly increased during breakfast in all GIT sections – by 2-3 times for the stomach and large intestine, and up to 5-6 times for the small intestine. Over the two hours following breakfast, EA decreased by 2-3 times, returning to levels comparable to the initial fasting EA.

Comparison of EA in the baseline period with EA at the end of isolation revealed a significant increase in fasting EA compared to baseline values – by 8 times for the stomach and large intestine and by 20 times for the small intestine. During food intake, EA slightly decreased, and over the 2 hours after breakfast, a tendency towards restoration of the baseline pre-breakfast fasting EA levels was observed. The obtained results are statistically significant and are likely associated with GIT dysfunction that developed in the test subjects during isolation.

The levels of gastrin-17 and pepsinogen I and II did not change statistically significantly during the experiment, while an increase in stool steatocrit levels was noted closer to the end of the experiment (p = 0.0018). The median level of bile acids in stool at the end of the experiment (25.33) also significantly exceeded the median value before the start of isolation (0.2), but the difference was not statistically significant (p = 0.0787).

The changes in GIT electrical activity observed during the experiment are consistent with changes in biochemical indicators in stool (steatocrit, bile acids). The observed changes may represent manifestations of exocrine pancreatic insufficiency or impaired bile secretion and reabsorption of bile acids in the ileum that developed during the experiment. Possible reasons for the observed changes could include alterations in the habitual dietary patterns of the isolation experiment participants (excessive fat intake, dietary fiber deficiency). Further research should be aimed at identifying and analyzing the causes of the changes in GIT functional activity observed during the experiment, in particular, by conducting a detailed analysis of the participants’ diet.

---

---

Соломадин Ю.С., Артемьева О.А., Колесников Д.Ю., Васильева Г.Ю., Афонин Б.В. Динамика электрофизиологических и биохимических показателей функциональной активности желудочно-кишечного тракта в условиях изоляционного эксперимента / SIRIUS – МКС – ЛУНА – МАРС... Основные результаты проекта SIRIUS. XIX Конференция по космической биологии и авиакосмической медицине с международным участием. Москва, 07–09 октября 2025 года. Тезисы. – М.: ГНЦ РФ − ИМБП РАН, 2025. − Стр. 225-227.

Назад в раздел