Половые различия в кардиометаболических реакциях при моделировании микрогравитации в сухом погружении ESA VIVALDI

Почему плавание в воде учит нас о космосе и здоровье

Что происходит с человеческим телом, когда сила тяжести почти исчезает, как в космосе? Этот вопрос важен не только для астронавтов, но и для людей на Земле, которые долгое время вынуждены быть малоподвижными — например, из‑за болезни или старения. В этом исследовании ученые использовали удачную наземную модель, называемую сухим погружением: добровольцы в течение пяти дней лежали в тёплой ванне, завернутые в водонепроницаемую ткань, чтобы не намокнуть. Такая установка близко воспроизводит некоторые эффекты невесомости, позволяя отслеживать, как сердце, кровь, обмен веществ, мышцы, кости и сосуды адаптируются у женщин и мужчин.

Ванна, имитирующая невесомость

Сухое погружение снимает обычную нагрузку веса тела и вызывает перераспределение жидкостей от ног к грудной клетке и голове, аналогичное тому, что происходит на орбите. Европейское космическое агентство провело две почти одинаковые пятидневные кампании: одну с 18 здоровыми женщинами и одну с 19 здоровыми мужчинами. До, во время и после погружения команда измеряла реакции сердца и артериального давления, объём крови и баланс жидкости, сон, физическую активность, силу мышц, липиды и глюкозу в крови, маркеры костного метаболизма и параметры сосудистой функции. Добровольцы строго не вставали с постели, превратив эксперимент в контролируемую модель экстремальной, но обратимой, неактивности.

Как напрягаются сердце и кровообращение

В течение нескольких часов после начала сухого погружения объём плазмы крови снизился примерно на четверть у обоих полов, поскольку жидкость сместилась вверх и затем была выведена с мочой. Кровь стала более вязкой, уменьшилось общее количество внеклеточной жидкости. Сердце ответило учащением ритма в покое и при простой нагрузке, тогда как его способность к пиковому выбросу снизилась. При проверке переносимости сильного перераспределения крови в голову с помощью устройства, которое притягивает кровь к нижней части тела, и женщины, и мужчины стали хуже справляться после погружения. Однако женщины чаще приближались к предобморочному состоянию при более высоких уровнях этого стресса, и их сосуды в конечностях сильнее сужались для поддержания давления, что указывает на несколько меньшую устойчивость при резенном восстановлении гравитации.

Мышцы, обмен веществ и липиды под нагрузкой

Ноговые мышцы, освобожденные от поддержки веса и почти не работающие, продемонстрировали явные признаки быстрой деградации. Мониторы на лодыжках зарегистрировали снижение числа ежедневных движений в 10–15 раз, а тесты силы показали около восьми процентов потери силы разгибателей колена у обоих полов всего за пять дней. Одновременно обращение с глюкозой и жирами сместилось в неблагоприятную сторону. В тестах с нагрузкой глюкозой и женщинам, и мужчинам требовалось больше инсулина для контроля сахара в крови — признак снижения чувствительности к инсулину. У женщин снижение чувствительности к инсулину было выраженнее, а также сильнее вырос рассчитанный индекс, связанный с риском заболеваний артерий в будущем. Уровни липидов натощак, включая триглицериды и «плохой» холестерин, повысились у всех, а гормон, обычно способствующий более здоровому обмену жиров и сахара, снизился, особенно у женщин.

Кости и сосуды реагируют на разгрузку

Поскольку кости больше не вынуждены нести вес тела, их внутренний цикл обновления также изменился. Маркеры костеобразования в крови постепенно снижались в течение пяти дней и оставались пониженными даже через два дня восстановления, тогда как маркеры разрушения кости повышались, особенно у женщин. Кальций в крови увеличился, что согласуется с высвобождением минерального вещества из костей в циркуляцию. Одновременно внутренняя оболочка сосудов (эндотелий) показала признаки активации или лёгкого раздражения, а факторы, связанные с ростом новых сосудов, поднялись у обоих полов. Вены в икроножных мышцах, однако, казались механически сохранёнными, вероятно потому, что окружающее водное давление сжимает нижние конечности на протяжении всего погружения — ключевое отличие от реального космического полёта.

Что это значит для будущих космических миссий и жизни на Земле

В целом пять дней сухого погружения вызвали быстрое многофакторное напряжение со стороны сердца, кровообращения, обмена веществ, мышц, костей и сосудистой оболочки, которое выглядело очень похоже у женщин и мужчин, с некоторыми важными нюансами. Женщины были несколько более подвержены снижению артериального давления при возвращении гравитационного стресса, демонстрировали более раннюю потерю чувствительности к инсулину, более резкий рост риска по липидному индексу и более выраженные признаки разрушения костной ткани. Эти результаты подтверждают, что сухое погружение — мощный и практичный инструмент для изучения реакции организма на приближенную невесомость и глубокую неактивность. Они также подчёркивают необходимость адаптации защитных стратегий, таких как программы упражнений и питания, для обоих полов по мере расширения космических полётов и поиска способов борьбы с вредными эффектами длительной неактивности на Земле.

Цитирование: Robin, A., Navasiolava, N., Bergouignan, A. et al. Sex-specific cardiometabolic responses during microgravity simulation in European Space Agency VIVALDI dry immersion. Commun Med 6, 301 (2026). https://doi.org/10.1038/s43856-026-01540-7

Ключевые слова: микрогравитация, сухое погружение, кардиометаболическое здоровье, половые различия, космическая медицина