ИЗМЕНЕНИЯ В СЫВОРОТОЧНОМ ГОМЕОСТАЗЕ И ИНТЕНСИВНОСТИ АПОПТОЗА У ЛАБОРАТОРНЫХ ЖИВОТНЫХ ПОСЛЕ ЭКСПОЗИЦИИ НА СПУТНИКЕ «БИОН-М1»

adult animals, whereas dopamine, glucagon, α-adrenergic  agonists, 
acidosis, hypokalemia activate an exit of cation from depot. Potassium 
distribution between extra and endocellular compartments  in 

ontogenesis depends on a ratio of potassium transporters and channels, 
an expression of hormonal receptors and endocellular messengers.

Literature
1. Aizman R. I, Velikanova L.K. Formation in ontogenesis of tissue 

iondepositing function  in rats / J. Evolution. Biochemistry and 
Physiology, 1978. V.14. № 6. P.547-552.

2. Finkinshtejn Ja.D., Aizman R. I,  Pantjuhin I.V., Turner A.Ja. 

Reflex mechanism of  potassium homeostasis regulation / Physiol. J. 
USSR, 1973. V.59. № 9. P.1429-1436.

3. Aizman R.I., Celsi G., Grahnquist L., Wang Z.M., Finkel Y., 

Aperia A. Ontogeny of K+ transport in rat distal colon / Am. J. 
Physiol., 1996. V.271 (Gastrointest. Liver Physiol. 34). G268-G274. 

4. Garty H., Aizman R.I., Lindzen M., Scanzano R., Fuzesi M., 

Karlish S. A functional interaction be-tween CHIF and Na,K-ATPase: 
implication for regulation by FXYD proteins / Am.J.Physiol., 2002. 
(Renal Physiol.) V.283. F607-615. 

5. Rabinowitz L., Aizman R.I. The Central Nervous System in 

Potassium Homeostasis / Frontiers in Neuroendocrinology, 1993. V.14. N
1. P. 1-26.

DOI:10.12737/12279

ИЗМЕНЕНИЯ В СЫВОРОТОЧНОМ ГОМЕОСТАЗЕ И ИНТЕНСИВНОСТИ АПОПТОЗА
У ЛАБОРАТОРНЫХ ЖИВОТНЫХ ПОСЛЕ ЭКСПОЗИЦИИ НА СПУТНИКЕ «БИОН
М1»

И.Б. Алчинова, Е.Н. Архипова, Ю.С. Медведева, Б.С. Шенкман*, М.Ю. 

Карганов

ФГБНУ "НИИ общей патологии и патофизиологии", Москва

* ФГБУН ГНЦ РФ Институт медико-биологических проблем РАН, Москва

alchinovairina@yandex.ru, Алчинова И.Б.

Работа посвящена опыту применение комплексных параметров для 

оценки радиочувствительности мышей разных линий и попытке разграничить 
эффекты факторов космического полета.

Ключевые слова:
индекс апоптоза, факторы космического полета, 

невесомость, радиация.

Целью работы является определение критериев чувствительности к 

основным факторам полета (невесомости, радиации) на основе данных, 
полученных при исследовании изменения сывороточного гомеостаза мышей и 
интенсивности апоптоза после 30-дневной экспозиции на субмагнитосферной 
орбите. Задачей наземных экспериментов было формирование и апробация 
комплекса тестов для определения последствий облучения с учетом 
различной радиочувствительности организма.

МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЯ
Использовали три линии мышей - 101/Hf, С3H/Sn и C57BL/6. Животных 

опытной группы (C3H/Sn n=17; 101/Hf n=14; С57BL n=18) облучали до общей 

дозы 7,5 Гр, контрольную группу (C3H/Sn n=15; 101/Hf n=16; С57BL n=11) 
облучению не подвергали. Через неделю, 3 и 6 недель были определены: 
лейкоцитарная формула, соотношение Ти Влимфоцитов (проточной 

цитометрией с использованием моноклональных антител с тройной меткой), 
субфракционный состав сыворотки крови методом лазерной корреляционной 
спектроскопии (ЛКС), оценены повреждения в тканях поджелудочной железы, 
печени, селезенки.

Для моделирования эффектов микрогравитации мыши линии C57BL/6 были 

вывешены за хвосты (8 опыт, 8 контроль) на 4 недели. Другую группы 
животных облучали дозой гамма-излучения 0,05 Гр (4 опыт, 9 контроль). 
Методом ЛКС была исследована сыворотка крови этих мышей, мышей линии 
C57BL/6 после экспозиции на высоте 470 км в течение 30 суток, мышей 
через 8 дней после посадки спутника и соответствующих контролей.  
Интенсивность апоптоза методом TUNEL была изучена в опытах на клетках 
костного мозга мышей со спутника «БИОН-М1». Клетки подвергали действию 
доз облучения 0,05 и 0,5 Гр по схеме радиоадаптивного ответа (РАО) [1]. 
Статистическую 
обработку 
данных 
проводили 
с 
использованием 

непараметрических критериев (пакет Statistica 6.0).

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
Исследование 
картины 
крови 
после 
облучения 
показало, 
что 

наибольшие различия наблюдаются в количестве нейтрофилов и лимфоцитов. 
У мышей линии C57BL/6 эффект облучения наблюдали уже через неделю после 
воздействия, к 6 неделе количество лимфоцитов повышалось. У линии 

101/Hf наблюдали выраженную лимфопению к 6 неделе. Мыши C3H/Sn 
оказались самыми стабильными: незначительное понижение количества 
лимфоцитов, возникшее к 3 неделе, восстанавливается к 6 неделе. У линий 
C3H/Sn и 101/Hf наблюдали уменьшение как Т-, так и В-лимфоцитов к 
шестой неделе, причем у С3Н/Sn это выражено ярче (PU<0.05). У линии 
C57BL/6 
отмечали 
резкое 
увеличение 
лимфоцитов 
обоих 
популяций 

(PU<0.05). Это свидетельствует об истощении пула предшественников Т- и 
В- лимфоцитов у мышей первых двух линий и восстановлении кроветворной 
функции у мышей линии C57BL/6 к 6 неделе эксперимента после почти 
полного отсутствия Т - и В - лимфоцитов на 3 неделе. Метод ЛКС позволил 
с течением времени наблюдать общий сдвиг вклада в светорассеяния в 
сторону более мелких частиц у линий 101/Hf и C3Н/Sn, тогда как у мышей 
линии 
C57BL/6 
отмечали 
увеличение 
доли 
частиц 
более 
91 
нм. 

Гистологическое исследование показало, что в печени и поджелудочной 
железе мышей линии C57BL/6, в отличие от других линий, отмечается 
уменьшение частоты встречаемости тяжелых повреждений к окончанию 
эксперимента. Таким образом, эта линия реагируют на облучение намного 
позже, чем линии 101/Hf и C3Н/Sn, при это их адаптивность достаточно 
высока [2]. 

Сыворотка крови мышей после хвостового вывешивания отличалась от 

контрольных образцов в зоне мелких частиц 8,42 нм (PU<0.05). Мыши 

непосредственно после окончания вывешивания и животные в день облучения 
имели близкое количество мелких частиц (от 0 до 20 нм) в сыворотке. 
Следует отметить большой вклад в светорассеяние частиц размером 166-223 
нм (PU<0.05) в сыворотке облученных мышей в день облучения и зоны от 20 
до 91 нм у вывешенных мышей. На ЛК - гистограммах мышей после полета (5 
опыт, 
9 
контроль) 
сохраняется 
эффект 
облучения, 
однако 
менее 

выраженный, чем после однократного облучения в малой дозе. Воздействие 

облучения сохраняется и после 8 дней пребывания на Земле (n=5), однако, 
ЛК – гистограммы приближаются к контрольным (n=8). Используя метод ЛКС, 
возможно разграничить вклад каждого из факторов в изменение состояния 
организма в условиях космического полета [3].

Апоптотический индекс (АИ) в клетках костного мозга, определяемый 

с помощью метода TUNEL как отношение клеток с повреждением ДНК к общему 
их числу, после полета не повышался. Было показано, что РАО возникает 
только в клетках животных после полета, причем угнетение апоптоза (АИ = 
0,8) достигает максимума при наибольшей дозе (PU<0.05). В наземных 
экспериментах применение адаптирующей дозы практически не приводило к 
развитию АО.

ЛИТЕРАТУРА
1. Алчинова И.Б., Хлебникова Н.Н., Карганов М.Ю. //Авиакосмическая 

и экологическая медицина. 2012. Т.46. N.3. С.56-63

2. Alchinova I., Arkhipova E., Medvedeva Yu. et al. //American 

Journal 
of 
Life 
Sciences. 
2015. 
Vol.3. 
N.1-2. 
P.5-12. 
doi: 

10.11648/j.ajls.s.20150303.12

3. 
Алчинова 
И.Б., 
Архипова 
Е.Н., 
Медведева 
Ю.С. 
и 
др. 

//Патологическая физиология и экспериментальная терапия. 2014. N.3. С. 
17-26.

CHANGES IN SERUM HOMEOSTASIS AND APOPTOSIS INTENSITY OF 
LABORATORY ANIMALS AFTER EXPOSURE ON A BION-M1 SATELLITE

I. Alchinova, E. Arkhipova, Yu. Medvedeva, B. Shenkman*, M. Karganov

Institute of General Pathology and Pathophysiology, Moscow, Russia

*Institute of Biomedical Problems, Moscow, Russia

alchinovairina@yandex.ru

The work is dedicated to the experience of the application of 

complex parameters to assess radiosensitivity of mice of different 
lines and attempt to distinguish between the effects of space flight.

Key 
words:
apoptosis 
index, 
factors 
of 
spaceflight, 

weightlessness, radiation.

The aim of the study was to determine the criteria of sensitivity 

to the major spaceflight factors (microgravity, radiation) on the basis 
of the data on changes in serum homeostasis and apoptosis intensity in 
mice after 30-day exposure at the submagnetospheric orbit. The task of 
ground-based experiments the development of a test battery for 
evaluation of irradiation aftereffects in the organisms demonstrating 
different radiosensitivity and their testing. 

METHODS
We 
used 
3 
mouse 
strains 
characterized 
by 
different 

radiosensitivity: 101/Hf, C3H/Sn, and С57BL/6. Experimental mice 
(C3H/Sn n=17; 101/Hf n=14; С57BL n=18) were irradiated (total dose 7.5 
Gy), The control groups (C3H/Sn n=15; 101/Hf n=16; С57BL n=11) were not 
irradiated.

After one week, 3 weeks and 6 were calculated hemogram, defined 

ratio of Tand Blymphocytes (flow cytometry using triple-labeled 

monoclonal antibodies), defined subfractional serum composition by 
means of laser correlation spectroscopy (LCS), assessed damages in the 
tissues of the pancreas, liver, and spleen.

For modeling effects of microgravity C57BL / 6 mice were posted by 

their tails (8 experience, 8 control) for 4 weeks. Another group
of 

animals irradiated with gamma ray of 0.05 Gy (4 experience, 9 
controls). LCS method was investigated serum of these mice, mice C57BL 
/ 6 after the exposure at the height of 470 km for 30 days, mice, 8 
days after landing satellite and appropriate control groups. The 
intensity of apoptosis was analyzed in experiments on bone marrow cells 
isolated 
from 
mice 
after 
space 
flight 
on 
board 
the 
BION-M1 

biosatellite. The cells were exposed to irradiation in the doses 0.05 
and 0.5 Gy according to the radioadaptive response (RAR) schedule [1]. 
The parameters were analyzed  standard  tests using Statistica 6.0 
software.

RESULTS
Comparison of blood cell content in mice of different strains 

revealed most pronounced differences in the count of neutrophils and 
lymphocytes. In C57BL/6 mice, the effect of irradiation was observed as 
soon as one week after exposure, while by the 6th week of the 
experiment, the leukocyte count started to increase. In 101/Hf mice, an 
opposite dynamics was observed: pronounced lymphopenia developed by the 
6th week of the experiment. C3H/Sn mice were most stable: lymphocyte 
count slightly decreased by the 3rd week and recovered by the 6th week. 
Analysis of leukocyte subpopulations showed that the total leukocyte 
count remained practically unchanged throughout the experiment in all 
three mouse strains. At the same time, the count of both T and B cells 
decreased by the 6th week in C3H/Sn and 101/Hf mice (more pronounced 
decrease was detected in C3H/Sn mice, PU<0.05). In C57BL/6 mice, an 
opposite C57BL/6 shift towards a sharp increase in both lymphocyte 
populations was noted (PU<0.05). This reflects exhaustion of the pool 
of T and B cell precursors in C3H/Sn and 101/Hf mice and hemopoiesis 
recovery in C57BL/6 mice by the 6th week of the experiment after almost 
complete absence of T and B cells observed during week 3.

The sera of the experimental and control animals were analyzed by 

the method of LCS allowing evaluation of the contribution of particles 
in the biological fluid into the light scattering. The contribution of 
small particles into light scattering increased in C3H/Sn and 101/Hf, 
while in C57BL/6 mice, the spectrum was shifted towards  particles more 
than 91 nm. According to histological analysis data, C57BL/6 mice less 
frequently had severe lesions in the pancreas and the liver by the end 
of the experiment in comparison with other mouse strains. Thus, C57BL/6 
mice demonstrated considerably delayed response to irradiation in 
comparison with C3H/Sn and 101/Hf mice together with high adaptation 
capacity [2]. This strain was used in further ground-based (tail 
suspension, irradiation) and space (altitude –
470 km, 30 days) 

experiments.

We obtained and analyzed LCS data characterizing changes in the 

serum homeostasis in mice after exposure during spaceflight and 
vivarium experiments, and in 8 days after spacecraft landing. The 
effect of irradiation was observed on LC-histograms of mice exposed to 

microgravity on the submagnetospheric orbit (5 exp. and 9 controls), 
but the changes were less pronounced than after single irradiation in a 
low dose. Great contribution to serum light scattering of large 
particles 166-223 nm (PU<0.05)  in irradiated mice on the day of 
irradiation and 20-91-nm particles in suspended mice is worthy of note. 
The effect of irradiation persisted also on day 8 after landing (n=5), 
but LC-histograms approximated the control (n=8). Thus, the method of 
LCS allows distinguishing the contribution of each factor to changes in 
organism's status under conditions of spaceflight [3].

The apoptotic index (AI) was calculated as the ratio of cells with 

damaged DNA (according to TUNEL assay) to the total number of cells. 
The parameter used to evaluate the adaptive response was the frequency 
of apoptosis after priming, challenging doses of radiation and the sum 
of the doses. The radiation doses in this space experiment were in the 
possible range of priming doses. It was found that the RAR was present 
only in the spaceflown cells after the flight. The depression of 
apoptosis (AI=0,8)  reached a maximum at a maximum dose (PU<0.05). In 
the ground-based experiments, the effect of a priming irradiation 
rarely resulted to adaptive response. 

REFERENCES
1. Alchinova I., Khlebnikova N., Karganov M. //Aviakosmicheskaja i 

jekologicheskaja medicina. 2012. Vol.46. N.3. P.56-63

2. Alchinova I., Arkhipova E., Medvedeva Yu. et al. //American 

Journal 
of 
Life 
Sciences. 
2015. 
Vol.3. 
N.1-2. 
P.5-12. 
doi: 

10.11648/j.ajls.s.20150303.12

3. 
Alchinova 
I., 
Arkhipova 
E., 
Medvedeva 
Yu. 
et 
al. 

//Patologicheskaja fiziologija i jeksperimental'naja terapija. 2014. 
N.3. С. 17-26
DOI:10.12737/12281

НОВЫЕ ВОЗМОЖНОСТИ ДИАГНОСТИКИ АУТОИММУННЫХ ЗАБОЛЕВАНИЙ: 

ПРИМЕНЕНИЕ ИММОБИЛИЗИРОВАННЫХ ФЕРМЕНТОВ В КАЧЕСТВЕ АНТИГЕННОЙ 

МАТРИЦЫ

А.В. Александров, И.В. Алехина, Л.Н. Шилова, В.А. Александров, Н.И. 

Емельянов, Н.В. Александрова, О.И. Емельянова, А.Б. Зборовский

ФГБНУ «НИИ клинической и экспериментальной ревматологии» (директор И.А. 

Зборовская), Волгоград, Россия

imlab@mail.ru

Ключевые слова:
ферменты, антитела, антиоксидантная система, 

ревматические заболевания.

Известно 
о 
важной 
роли 
активных 
форм 
кислорода 
(АФК) 
и 

антиоксидантной системы (АОС) в повреждении органов и тканей у 
пациентов с системной красной волчанкой (СКВ) и ревматоидным артритом 
(РА) [2]. Свободнорадикальные реакции в организме способны приводить к 
повреждению белков, липидов, нуклеиновых кислот, придавая им свойства 
аутоантигенов. 
Образование 
аутоантител 
к 
таким 
аутоантигенным