Применение нагрузочных проб для исследования водно-электролитного обмена и функций почек человека в экстремальных условиях космической и водолазной медицины

ЦЕЛЬ. Определить перспективы применения нагрузочных почечных проб для исследования водно-электролитного обмена и функций почек при действии экстремальных факторов водолазного спуска.

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ. Выполнен обзор работ из наукометрических баз данных Scopus, eLibrary.ru (Российский индекс научного цитирования – РИНЦ), PubMed, Google Scholar, Ulrichsweb. Анализ проводился по ключевым словам и словосочетаниям на русском и английском языках: космонавт, водно-электролитный обмен, водолаз, нагрузочная почечная проба, выделительная система, функции почек, диурез, почка. Отобрано 87 литературных источников за 1970–2023 гг., из которых в обзор было включено 36 работ, соответствовавших критериям включения и исключения. При этом из включенных в обзор работ не менее 45 % изданы в течение последних двадцати лет, не менее 20 % работ – в течение последних десяти лет.

РЕЗУЛЬТАТЫ. В практике космической медицины для исследования функций почек и водно-электролитного обмена использовали пробы с водной нагрузкой в объеме 20 мл/кг массы тела, нагрузкой 10 % раствором калия хлорида из расчета 0,55 мл/кг массы тела, хлористым натрием и лактатом кальция. Нагрузочные пробы показали, что задержка жидкости после космического полета является компенсаторной реакцией на развивающуюся гипогидратацию и направлена на восполнение потерь внеклеточной жидкости. Водно-солевые нагрузки также были использованы для повышения ортостатической устойчивости человека как в обычных условиях, так и при воздействии на организм гипоксической гипоксии. В водолазной медицине исследования с применением нагрузочных почечных проб только начаты. Полученные в настоящее время данные свидетельствует о необходимости разработки системы диагностики изменений водно-электролитного обмена у водолазов в условиях действия факторов гипербарии с помощью функциональных нагрузочных почечных проб.

ОБСУЖДЕНИЕ. При использовании различных водно-солевых нагрузок первостепенное значение имеет способность организма как задерживать в депо избыток одних, так и оперативно избавляться от других в данный момент излишних веществ. Использование нагрузочных почечных проб в водолазной медицине позволит не только выявлять механизмы регуляции функций почек и оценивать состояние водно-электролитного обмена, но и определять уровень резервных возможностей выделительной системы организма.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ. В космической медицине разработана система мероприятий для диагностики водно-электролитного обмена и управления устойчивостью к неблагоприятным факторам орбитального полета за счет изменения гидратации тканей организма путем использования водно-солевых добавок и диуретиков. В водолазной медицине разработка такой системы является важной научной проблемой. Дальнейшие исследования в области использования нагрузочных почечных проб помогут сформировать систему профилактики водолазных заболеваний за счет диагностики изменений функций почек и разработки методик воздействия на водно-электролитный обмен.

морская медицина, водолаз, космонавт, водно-электролитный обмен, почка, нагрузочные почечные пробы, декомпрессионная болезнь, гипоксическая гипоксия, токсическое действие кислорода

1. Щеголев В. А., Попов С. В. Несчастные случаи, возникающие с водолазами в связи с особенностями водной среды и несоблюдением мер безопасности // Медико-биологические и социально-психологические проблемы безопасности в чрезвычайных ситуациях. 2013. № 2. С. 27–31 [Shchogolev V. A., Popov S. V. Accidents that occur with divers due to the nature of water environment and failure to comply with safety measures. Medical-biological and social-psychological problems of safety in emergencies, 2013, No 2, рр. 27–31 (In Russ.)].

2. Мясников А. А. Профессиональная патология специалистов Военно-морского флота // Патофизиология: руководство для слушателей и врачей Военно-медицинской академии и Военно-медицинских институтов / Под. ред. В. Ю. Шанина. СПб.: ЭЛБИ-СПб. 2005. 639 с. [Myasnikov A. A. Professional pathology of Navy specialists. Pathophysiology: a guide for students and doctors of the Military Medical Academy and Military Medical Institutes / Edited by V.Yu. Shanin, St. Petersburg: ELBI-SPb, 2005, 639 p. (In Russ.)].

3. Зверев Д. П., Мясников А. А., Шитов А. Ю., Андрусенко А. Н., Чернов В. И., Кленков И. Р. Водно-электролитный обмен и функции выделительной системы у водолазов: новые подходы к определению устойчивости к декомпрессионной болезни // Воен.-мед. журн. 2018. Т. 339, № 4. С.42–48 [Zverev D. P., Myasnikov A. A., Shitov A. Yu., Andrusenko A. N., Chernov V. I., Klenkov I. R. Water-electrolyte metabolism and excretory system functions in divers: new approaches to determination of dysbarism resistance. Military medical journal, 2018, Vol. 339, No. 4, P. 42–48 (In Russ.)].

4. Григорьев А. И., Николаев С. О., Орлов О. И., Семенов В. Ю., Перфильева Т. А. Влияние гипербарии на водно-солевой обмен // Космическая биология и медицина. 1985. № 2-3. C. 3–44 [Grigoriev A. I., Nikolaev S. O., Orlov O. I., Semenov V. Yu., Perfileva T. A. The effect of hyperbaria on water-salt metabolism. Space Biology and Medicine, 1985, No. 2-3, pp. 3–44. (In Russ.)].

5. Молчанов Д. В. Почки при гипероксии. М.: Бином. 2015. 160 с. ISBN 978-5-9518-0640-6 [Molchanov D. V. Buds during hyperoxia. Moscow: Binom, 2015, 160 p. (In Russ.)].

6. Григорьев А. И., Ларина И. М., Носков В. Б. Влияние космических полетов на состояние и регуляцию водно-электролитного обмена // Российский физиологический журнал. им. И.М. Сеченова. 2006. Т. 92. № 1. С. 5–17 [Grigoriev A. I., Larina I. M., Noskov V. B. The influence of space flights on water-electrolytes turnover and its regulation. Russian physiological journal. them. I.M. Sechenov, 2006, Vol. 92, No. 1, P. 5–17 (In Russ.)].

7. Григорьев А. И., Носков В. Б. Функциональные нагрузочные пробы в оценке состояния функций почек и водно-солевого обмена // Физиология человека. 2013. Т. 39, № 2. С. 10–18. [Grigoriev A.I., Noskov V.B. Functional stress tests in assessing the state of kidney function and water-salt metabolism // Human Physiology. 2013. Vol. 39. No. 2. P. 10-18. (InRuss.)]. https://doi: 10.7868/S0131164613020069

8. Носков В. Б. Водно-солевой гомеостаз и система гормональной волюморецепции при космических полётах на орбитальной станции «Мир». М.: Орбитальная станция «Мир». 2002. Т. 2. С. 121 [Noskov V.B. Water-salt homeostasis and the system of hormonal volume reception during space flights on the «Mir» orbital station. Moscow: Orbital station «Mir», 2002, Vol. 2, P. 121 (InRuss.)].

9. Григорьев А. И., Носков В. Б., Атьков О. Ю. Состояние водно-солевого гомеостаза и систем гормональной регуляции при 237-суточном космическом полёте // Космическая биология и авиакосмическая медицина. Т.25. № 2. 1991. С.15. [Grigoriev A.I., Noskov V.B., Atkov O.Yu. The state of water-salt homeostasis and hormonal regulation systems during a 237-day space flight. Space biology and aerospace medicine, 1991, Vol. 25, No. 2, P.15 (In Russ.)].

10. Носков В. Б. Фармакологическая гипогидратация как средство повышения работоспособности человека в ранний период невесомости // Авиакосмическая и экологическая медицина. 1994. Т. 28. № 4. С. 9 [Noskov V. B. Pharmacological hypohydration as a means of increasing human performance in the early period of weightlessness. Aerospace and environmental medicine, 1994, Vol. 28, No. 4, P. 9 (In Russ.)].

11. Носков В. Б., Лукьянюк В. Ю. Влияние фармакологической гипогидратации на переносимость перегрузок // Авиакосмическая и экологическая медицина. 2003. Т. 37, № 6. С. 30–33 [Noskov V. B., Lukyanyuk V. Yu. The influence of pharmacological hypohydration on overload tolerance. Aerospace and environmental medicine, 2003, Vol. 37, No. 6, P. 30–33 (In Russ.)].

12. Зверев Д. П. Мясников А. А., Шитов А. Ю., Андрусенко А. Н., Чернов В. И., Кленков И. Р. Использование пероральных нагрузочных почечных проб для определения устойчивости водолазов к факторам гипербарии // Воен.-мед. журн. 2020. Т. 341, № 2. С. 66–72 [Zverev D. P., Myasnikov A. A., Shitov A. Yu., Andrusenko A. N., Chernov V. I., Klenkov I. R. The use of oral stress renal tests to determine the resistance of divers to hyperbaric factors. Military medical journal, 2020, Vol. 341, No. 2, P. 66–72 (In Russ.)].

13. Газенко О. Г., Григорьев А. И., Наточин Ю. В. Водно-солевой гомеостаз и космический полёт. М.: Наука. 1986. Т. 54. 238 с. [Gazenko O. G., Grigoriev A. I., Natochin Yu. V. Water-salt homeostasis and space flight. Moscow: Nauka, 1986, Vol. 54, 238 p. (In Russ.)].

14. Носков В. Б., Григорьев А. И., Козыревская Г. И. Функциональная проба с водной нагрузкой: физиологические параметры и критерии оценки // Лабораторное дело. 1978. № 7. С. 415–420 [Noskov V. B., Grigoriev A. I., Kozyrevskaya G. I. Functional test with water load: physiological parameters and evaluation criteria. Laboratory work, 1978, No. 7, P. 415–420. (In Russ.)].

15. Носков В. Б., Балаховский И. С. Выведение 17-оксикортикостероидов при функциональной пробе с водной нагрузкой у здорового человека // Физиология человека. 1977. Т. 3, № 1. С. 156–160 [Noskov V. B., Balakhovsky I. S. Removal of 17-hydroxycorticosteroids during a functional test with water load in a healthy person. Human Physiology, 1977, Vol. 3, No. 1, pp. 156–160 (In Russ.)].

16. Носков В. Б., Балаховский И. С., Григорьев А. И., Длусская И. Г., Киселев Р. К. К вопросу о состоянии гипофизарно-адреналовой системы у космонавтов после орбитальных полётов различной продолжительности // Космическая биология и авиакосмическая медицина. 1981. Т. 15, №1. С. 29–32 [Noskov V. B., Balakhovsky I. S., Grigoriev A. I., Dlusskaya I. G., Kiselev R. K. On the issue of the state of the pituitary-adrenal system in cosmonauts after orbital flights of various durations. Space biology and aerospace medicine, 1981, Vol. 15, No. 1, pp. 29–32 (In Russ.)].

17. Григорьев А. И., Козыревская Г. И. Осморегулирующая функция почек у членов экипажей космических кораблей «Союз-4» и «Союз-5». Космическая биология и медицина. 1970. Т. 4, № 5. С. 55–59 [Grigoriev A. I., Kozyrevskaya G. I. Osmoregulatory function of the kidneys in crew members of the «Soyuz-4» and «Soyuz-5» spacecraft. Space biology and medicine, 1970, Vol. 4, No. 5, P. 55–59 (In Russ.)].

18. Корольков В. И., Доценко М. А., Григорьев А. И., Козыревская Г. И. Водно-солевой обмен и функция почек человека в условиях высокогорья // Физиология человека. 1979. Т.5, № 5. С. 849–854 [Korolkov V. I., Dotsenko M. A., Grigoriev A. I., Kozyrevskaya G. I. Water-salt metabolism and human kidney function in high altitude conditions. Human Physiology, 1979, Vol. 5, No. 5, P. 849–854 (InRuss.)].

19. Мельников В. Н., Донгак А. О., Кривощеков С. Г., Айзман Р. И. Показатели гемодинамики у молодых мужчин при действии водной нагрузки в сочетании с кратковременной гипоксией // Бюллетень СО РАМН. 2007. № 3 (125). С. 159–162 [Melnikov V. N., Dongak A. O., Krivoshchekov S. G., Aizman R. I. Hemodynamic parameters in young men under the influence of water load in combination with short-term hypoxia. Bulletin of the Siberian Branch of the Russian Academy of Medical Sciences, 2007, No. 3 (125), pp. 159–162 (In Russ.)].

20. Loeppky J. A., Icenogle M. V., Maes D., et al. Early fluid retension and severe acute mountain sickness. J. Appl. Physiol, 2005, Vol. 98, P. 591–597.

21. Зверев Д. П. Мясников А. А., Шитов А. Ю., Андрусенко А. Н., Чернов В. И., Кленков И. Р., Исрафилов З. М. Исследование показателей функций почек для определения устойчивости водолазов к гипоксической гипоксии // Морская медицина. 2021. Т. 7, № 3. С. 49–61 [Zverev D. P., Myasnikov A. A., Shitov A. Yu., Andrusenko A. N., Chernov V. I., Klenkov I. R., Israfilov Z. M. Study of renal function indices to determine hypoxic hypoxia resistance in divers. Marine Medicine, 2021, Vol. 7, No. 3, P. 49–61 (In Russ.)]. https://dx.doi.org/10.22328/2413-5747-2021-7-3-49-61.

22. Балаховский И. С., Длусская И. Г. Влияние водных и водно-солевых нагрузок у здоровых людей на ортостатические реакции // Физиология человека. 1981. Т. 7, № 1. С.130–137 [Balakhovsky I. S., Dlusskaya I. G. The influence of water and water-salt loads in healthy people on orthostatic reactions. Human Physiology, 1981, Vol. 7, No. 1, P. 130–137 (In Russ.)].

23. Мясников А. А., Кулешов В. И., Чернов В. И., Шитов А. Ю., Зверев Д. П. Питьевой режим водолазов и индивидуальная устойчивость организма к декомпрессионной болезни // Воен.-мед. журн. 2007. Т. 328, № 3. С. 49–52 [Myasnikov A. A., Kuleshov V. I., Chernov V. I., Shitov A. Yu., Zverev D. P. Drinking regime of divers and individual resistance of the body to decompression sickness. Military medical journal, 2007, Vol. 328, No. 3, P. 49–52 (In Russ.)].

24. Длусская И. Г., Хоменко М. Н. Особенности реакции на активную ортостатическую и воднонагрузочную пробы у лиц с различной устойчивостью к перегрузкам +Gz // Космическая биология и авиакосмическая медицина. 1985. Т. 19, № 6. С. 22–27 [Dlusskaya I. G., Khomenko M. N. Features of the reaction to active orthostatic and water load tests in individuals with different resistance to +Gz overloads. Space biology and aerospace medicine, 1985, Vol. 19, No. 6, pp. 22–27 (In Russ.)].

25. Григорьев А. И., Арзамазов Г. С. Роль почек в регуляции ионного гомеостаза у здорового человека при нагрузке хлористым калием // Физиология человека. 1977. Т. 3, № 6. С. 1084–1089 [Grigoriev A. I., Arzamazov G. S. The role of the kidneys in the regulation of ionic homeostasis in a healthy person under potassium chloride loading. Human Physiology, 1977, Vol. 3, No. 6, P. 1084–1089 (InRuss.)].

26. Донгак А. О., Корощенко Г. А., Кирсанов С. И., Кривощёков С. Г., Айзман Р. И. Реакция почек и гемодинамики на водно-солевые нагрузки у юношей // Бюллетень СО РАМН. 2008. № 4 (132). С. 77–84 [Dongak A. O., Koroshchenko G. A., Kirsanov S. I., Krivoshchekov S. G., Aizman R. I. Reaction of the kidneys and hemodynamics to water-salt loads in young men. Bulletin of the Siberian Branch of the Russian Academy of Medical Sciences, 2008, No. 4 (132), pp. 77–84 (In Russ.)].

27. Григорьев А. И., Бугров С. А., Богомолов В. В., Егоров А. Д., Козловская И. Б. Пестов И. Д., Тарасов И. К. Обзор основных медицинских результатов годового полёта на станции «Мир» // Космич. биология и авиакосмическая медицина. 1990. Т. 24, № 5. С. 3–10 [Grigoriev A. I., Bugrov S. A., Bogomolov V. V., Egorov A. D., Kozlovskaya I. B. Pestov I. D., Tarasov I. K. Review of the main medical results of the annual flight at the «Mir» station. Space biology and aerospace medicine, 1990, Vol. 24, No. 5, P. 3–10 (In Russ.)].

28. Григорьев А. И., Носков В. Б. Функциональная проба с хлористым калием после длительных космических полетов // Авиакосмическая и экологическая медицина. 1997. Т. 31, № 5. С. 15–19 [Grigoriev A. I., Noskov V. B. Functional test with potassium chloride after long-term space flights. Aerospace and environmental medicine, 1997, Vol. 31, No. 5, P. 15–19 (In Russ.)].

29. Григорьев А. И., Дорохова Б. Р., Арзамазов Г. С., Моруков Б. В. Ионорегулирующая функция почек у человека при длительных космических полетах и в модельных исследованиях // Космич. биология и авиакосмич. медицина. 1982. Т. 16, № 1. С. 29 [Grigoriev A. I., Dorokhova B. R., Arzamazov G. S., Morukov B. V. Ion-regulating function of the kidneys in humans during long-term space flights and in model studies. Space biology and aerospace medicine, 1982, Vol. 16, No. 1, P. 29 (In Russ.)].

30. Григорьев А. И., Воложин А. И., Ступаков Г. П. Минеральный обмен у человека в условиях измененной гравитации // Проблемы космич. биологии. Т. 74. М.: Наука. 1994. 214 с. [Grigoriev A. I., Volozhin A. I., Stupakov G. P. Mineral metabolism in humans under conditions of altered gravity. Problems of space biology. Vol. 74. Moscow: Nauka, 1994, 214 p. (In Russ.)].

31. Гоженко А И., Доломатов С. И., Шумилова П. А., Топор Е. А., Пятенко В. А., Бадьин И. Ю. Влияние осмотических нагрузок на функциональное состояние почек здоровых людей // Нефрология. 2004. Т.8, № 2. С. 44–48 [Gozhenko A. I., Dolomatov S. I., Shumilova P. A., Topor E. A., Pyatenko V. A., Badiin I. Yu. Effects of osmotic loads on the functional state of the kidneys in healthy volunteers. Nephrology, 2004, Vol. 8, No 2, pp. 44–48 (In Russ.)].

32. Носков В. Б., Ничипорук И. А., Григорьев А. И. Динамика жидкостных сред и состава тела в условиях длительного космического полета (биоимпедансный анализ) // Авиакосмич. и экологич. медицина. 2007. Т. 41, № 3. С. 3 [Noskov V. B., Nichiporuk I. A., Grigoriev A. I. Dynamics of liquid media and body composition during long-term space flight (bioimpedance analysis). Aerospace and environmental medicine, 2007, Vol. 41, No. 3, P. 3 (In Russ.)].

33. Григорьев А. И., Носков В. Б. Оценка эффективности водно-солевой добавки при длительных космических полетах на орбитальном комплексе «Мир» // Авиакосмич. и экологич. медицина. 2001. Vol. 35, № 5. С. 11–15 [Grigoriev A. I., Noskov V. B. Evaluation of the effectiveness of a water-salt supplement during long-term space flights on the «Mir» orbital complex. Aerospace and environmental medicine, 2001, Vol. 35, No. 5, pp. 11–15 (In Russ.)].

34. Зверев Д. П. Мясников А. А., Шитов А. Ю., Чернов В. И., Андрусенко А. Н., Кленков И. Р., Исрафилов З. М. Физиологическое обоснование определения устойчивости водолазов к токсическому действию кислорода с помощью пероральных нагрузочных почечных проб // Морская медицина. 2020. Т. 6, № 3. С. 50–59 [Zverev D. P., Myasnikov A. A., Shitov A. Yu., Chernov V. I., Andrusenko A. N., Klenkov I. R., Israfilov Z. M. Physiological substantiation of determining the resistance of divers to the toxic effect of oxygen using oral stress renal tests. Marine Medicine, 2020,Vol. 6, N. 3, P. 50–59 (In Russ.)]. doi: http://dx.doi.org/10.22328/2413-5747-2020-6-3-50-59.

35. Моруков Б. В., Ларина И. М., Григорьев А. И. Изменения обмена кальция и его регуляции у человека во время длительного космического полета // Физиология человека. 1998. Т. 24, № 2. С. 102 [Morukov B. V., Larina I. M., Grigoriev A. I. Changes in calcium metabolism and its regulation in humans during long-term space flight. Human Physiology, 1998, Vol. 24, No. 2, P. 102 (In Russ.)].

36. Зверев Д. П., Шитов А. Ю., Мясников А. А., Андрусенко А. Н., Чернов В. И., Кленков И. Р., Исрафилов З. М. Феномен «диуреза давления»: механизмы возникновения и физиологическое значение в практике медицинского обеспечения водолазов: проспективное когортное исследование // Морская медицина. 2023. Т. 9, № 1. С. 73–86 [Zverev D. P., Shitov A. Yu., Myasnikov A. A., Andrusenko A. N., Chernov V. I., Klenkov I. R., Israfilov Z. M. «Pressure diuresis» phenomenon: mechanisms and physiological significance in diving medical support practice: prospective cohort study. Marine Medicine, 2023, Vol. 9, N. 1, P. 73–86 (In Russ.)]. doi: http://dx.doi.org/10.22328/2413-5747-2023-9-1-73-86.