Физиология человека
ISSN(Print): 0131-1646
Свидетельство о регистрации СМИ: ПИ № ФС 77 - 69311 от 14.04.2017
Учредитель: Российская академия наук, Государственный научный центр РФ - Институт медико-биологических проблем РАН
Главный редактор: Орлов Олег Игоревич
Число выпусков в год: 6
Индексация: РИНЦ, перечень ВАК, Ядро РИНЦ, RSCI, CrossRef, Белый список (3 уровень)
Цель журнала – содействие интеграции теории, практики, методов и исследований в области физиологии человека. Публикуются статьи по функционированию мозга и изучению его нарушений, в том числе по механизмам нервной системы, отвечающим за восприятие, обучение, запоминание, переживание эмоций и речь, дискуссионные материалы по обсуждению таких проблем, как дыхание, кровообращение, кровеносная система, двигательные функции, пищеварение, а также физиология спорта и физиология труда. Приветствуются статьи по экологической физиологии, в том числе по изучению адаптации к экстремальным условиям (полярной зоны, пустыни) и новым (космическим) внешним условиям. Ежегодно от одного до трех номеров журнала посвящаются рассмотрению какой-либо выбранной проблемы.
Журнал является рецензируемым, индексируется во многих базах данных и входит в перечень ВАК.
Журнал основан в 1975 году.
Текущий выпуск



Том 51, № 3 (2025)
Статьи
Гамма-ритм покоя при клинически высоком риске манифестации шизофрении: корреляции с клиническими показателями и уровнем ГАМК и глутамата в лобных отделах
Аннотация
Аномалии γ-ритма устойчиво регистрируются при шизофрении, что связывают с нарушением баланса возбуждения-торможения в головном мозге. Данные в группах высокого клинического риска, однако, единичны и достаточно противоречивы. Целью настоящей работы были определение особенностей γ-ритма покоя (диапазон 30–45 Гц) в группе клинического риска (КВР, 110 пациентов) по сравнению с больными шизофренией (66) и психически здоровыми (62 испытуемых) мужчинами. Также проводили анализ корреляций с клиническими характеристиками и сопоставление между пациентами, у которых во время катамнестического наблюдения наблюдалась или отсутствовала манифестация психоза. Отдельный фрагмент работы был связан с анализом корреляций спектральной мощности γ-ритма с концентрацией γ-аминомасляной кислоты (ГАМК) и показателя глутамат + глутамин (GLX) в лобных отделах головного мозга. Статистически значимые отличия в мощности γ-ритма были обнаружены только между группой КВР и больными шизофренией. В группе клинического риска было подтверждено статистически значимое снижение уровня ГАМК в левой лобной области по сравнению с группой психически здорового контроля, однако корреляций между этим биохимическим показателем и спектральной мощностью γ-ритма выявлено не было. Результаты предполагают определенную «сохранность» или «скомпенсированность» процессов генерации ритма частотой 30–40 Гц при клинически высоком риске манифестации шизофрении.



Пространственная маскировка звуковых стимулов с отсроченным движением: электрофизиологические и психофизические показатели
Аннотация
Исследовано действие одновременной маскировки при разном угловом расстоянии между стационарными маскерами и сигналами с отсроченным началом движения на воспринимаемое положение концов траекторий сигналов и на величину мощности глобального поля (МГП) вызванных ответов в энцефалограмме. Положение стимулов задавали при помощи межушных различий по интенсивности. Вызванные ответы на включение и выключение сигнала были максимально подавлены при совпадении положения маскера с началом и концом траектории сигнала соответственно, а при увеличении расстояния частично восстанавливались, что соответствует пространственному освобождению от маскировки. Максимальное подавление ответа на начало движения происходило, когда латеральный или центральный маскер располагался в конце траектории движения. Несмотря на полное или частичное подавление МГП отдельных ответов, в условиях маскировки сохранялась способность локализовать тестовые сигналы, но их траектории укорачивались, а воспринимаемое положение смещалось от маскера. МГП сильнее подвержены энергетической маскировке, а поведенческие ответы более устойчивы в распознавании движения, так как опираются на активность широких нейронных ансамблей, обеспечивающих интеграцию сенсорной информации на более длительном временном отрезке.



Медленные негативные потенциалы, связанные с подготовкой саккад и антисаккад по памяти, в норме и при клинически высоком риске шизофрении
Аннотация
Концепция клинически высокого риска (КВР) шизофрении подразумевает возможность выявления потенциальной предрасположенности к манифестации шизофрении в будущем. Важной задачей биологической психиатрии является проведение исследований, направленных на понимание нейрофизиологических механизмов данного состояния. Были проанализированы поведенческие показатели больных с КВР шизофрении (n = 15) и здоровых участников (n = 15), а также параметры их медленных негативных потенциалов в односекундном интервале перед сигналом совершить саккаду в парадигме «саккады/антисаккады по памяти». 12 участников из группы КВР шизофрении также прошли обследование с использованием магнитно-резонансной томографии (МРТ) для последующего сравнения с контрольной группой, отобранной из базы данных лаборатории. В группе КВР шизофрении латентный период (ЛП) саккад и количество ошибок были выше, а также были обнаружены латеральные различия, отсутствующие в группе нормы. Тем не менее не было выявлено межгрупповых различий по исследуемым электрофизиологическим и МРТ-параметрам. Полученные результаты могут трактоваться как косвенные признаки нарушений исполнительных функций, межполушарной асимметрии и связанности в группе КВР шизофрении, однако для определения возможности использования параметров медленных негативных потенциалов в качестве клинических маркеров требуются дополнительные исследования.



Эффективность применения релаксационного сценария в технологии виртуальной реальности у лиц молодого возраста
Аннотация
С целью изучения влияния релаксационного сценария в технологии виртуальной реальности на психофизиологическое состояние было обследовано 20 лиц молодого возраста без признаков психических и поведенческих расстройств. Каждый участник прошел серию из 5 тренингов с использованием приложения Kayak VR: Mirage в очках виртуальной реальности Pico 4 PRO. По завершении тренинга было обнаружено статистически значимое снижение уровня безнадежности (p = 0.035) и тревоги (p = 0.047). Также в процессе тренинга у всех участников исследования наблюдались изменения в работе вегетативной нервной системы (ВНС), которые выражались в увеличении периферической температуры фаланги пальца, увеличении амплитуды фотоплетизмограммы, а также снижении индекса отражения, индекса жесткости, частоты сердечных сокращений, индекса напряжения и показателя адекватности процессов регуляции. Таким образом, с целью снижения субклинического уровня тревоги, связанного со стрессом, у лиц молодого возраста можно рекомендовать проведение серии релаксационных тренингов в VR, не прибегая к фармакологическим методам. Основной эффект релаксации в VR-среде достигается за счет усиления функции парасимпатического отдела ВНС.



Поддержание вертикальной позы при зрительном контроле общего центра давления в разных условиях стояния
Аннотация
Изучали движение общего центра давления (ОЦД) и центров давления (ЦД) правой и левой ног у испытуемого, стоящего на двух силовых платформах. Поддержание вертикальной позы изучали в двух вариантах зрительной обратной связи. В первом варианте при пассивной зрительной обратной связи испытуемый фиксировал взор на перекресте двух линий, во втором варианте при активной обратной связи испытуемый, изменяя позу, должен был удерживать в перекресте на мониторе положение курсора, отражающего положение ОЦД. В обоих вариантах эксперимента вес тела либо был симметрично распределен между ногами, либо частично перенесен на правую или левую ногу. Сравнивали влияние разных типов зрительной обратной связи на стандартное отклонение положения и на скорость движения ОЦД и ЦД каждой ноги. При стоянии с симметричной нагрузкой обеих ног активная зрительная обратная связь по положению ОЦД приводила к уменьшению стандартного отклонения положения ОЦД и ЦД каждой ноги. После переноса веса тела на одну ногу наличие активной зрительной обратной связи не влияло на величину стандартного отклонения ОЦД и ЦД каждой ноги. Вероятно, равновесное положение тела, определенное на основе афферентации от нагруженной ноги, соответствовало положению, заданному зрительной обратной связью. В условиях активной зрительной обратной связи скорость движения ОЦД возрастала во всех вариантах распределения веса. Изменение скорости движения ЦД ноги зависело от нагрузки на нее. При симметричной нагрузке увеличивалась скорость движения ЦД левой ноги. При асимметричной нагрузке увеличивалась скорость движения ЦД нагруженной ноги. Можно предположить, что равновесное положение тела преимущественно определялось на основе афферентации от ноги, вовлеченной в поддержание стабильности. При стоянии с симметричным распределением веса афферентация от доминантной ноги более значима для определения положения тела, поэтому было важно сохранять положение доминантной ноги. В условиях с асимметричным распределением веса нагруженная нога в большей степени участвует в постуральном контроле, а отслеживание зрительного положения ОЦД производилось разгруженной ногой. Предполагается, что для выработки референтного положения тела и поддержания вертикальной позы было необходимо сохранение стационарного положения ЦД той ноги, которая в основном вовлечена в поддержание вертикальной позы.



Сравнение изменений показателей системной и церебральной гемодинамики в двух вариантах активного ортостатического теста
Аннотация
Обоснование информативности методов диагностики нарушений системной и церебральной гемодинамики у человека является важной задачей фундаментальной медицины. Целью данной работы было сопоставление изменений показателей системной гемодинамики и мозгового кровообращения в двух модификациях ортостатического теста: при активном переходе в положение стоя из положения лежа или из положения сидя. У группы из 11 молодых добровольцев обоего пола непрерывно регистрировали артериальное давление (АД), частоту сердечных сокращений (ЧСС) и ударный объем (УО) сердца, а также оценивали изменения концентрации оксигемоглобина (OHb) и общего гемоглобина (CHb) в лобной зоне коры больших полушарий с использованием метода инфракрасной спектроскопии. Ни в одном из тестов при вертикализации тела не происходило значимых изменений среднего АД, тогда как наблюдались изменения ЧСС, УО, спектральной мощности и фазовой синхронизации колебаний среднего АД и ЧСС в низкочастотном (НЧ) диапазоне (0.06–0.13 Гц); для большинства показателей эти изменения были более выраженными в тесте «лежа-стоя», чем в тесте «сидя-стоя». Вместе с тем повышение спектральной мощности НЧ колебаний CHb и OHb в мелких сосудах головного мозга, а также степени синхронизации НЧ колебаний OHb и среднего АД, которая отражает процессы регуляции кровообращения в мозге, наблюдалось только в тесте «лежа-стоя». Таким образом, оба варианта активного ортостатического теста обеспечивают оценку состояния системной гемодинамики, тогда как для оценки мозгового кровообращения лучше подходит тест «лежа-стоя».



Особенности показателей кардиореспираторной системы на Севере и их динамика у участников арктических экспедиций и зимовки на полярной станции «Северный полюс-41»
Аннотация
Целью данной работы было синхронное изучение показателей сердечно-сосудистой системы и дыхания с поиском их взаимосвязи у жителей разных широт и в высокоширотных арктических экспедициях. Влияние места жительства на показатели кардио-респираторной системы изучали у 113 мужчин – работников промышленных предприятий (г. Сочи, г. Москва, Север). Адаптацию к условиям кратковременных арктических экспедиций оценивали у мужчин (всего 43 чел., в возрасте 35–60 лет), контролем были 15 жителей Москвы того же возраста. Динамику адаптивных процессов в условиях арктических экспедиций оценивали по результатам тестирований до и после начала экспедиций, на полярной станции «Северный полюс-41» (СП-41) – ежемесячно. Проводили по две двухминутные регистрации на приборе «спироартериокардиоритмограф» (САКР): с произвольным дыханием и с контролируемым дыханием с частотой 6 циклов в минуту. Оценивали амплитудно-временные показатели усредненного цикла дыхания, а также статистические показатели вариабельности сердечного ритма (ВСР) SDNN и RMSSD. Показано, что для жителей Севера, в отличие как от южан, так и от москвичей, характерен более короткий вдох. В показателях ВСР у северян отмечены более низкие по сравнению с жителями Сочи величины SDNN, с аналогичной тенденцией (p = 0.065) у величины RMSSD. Только у северян показатели дыхания и ВСР коррелировали между собой. Динамика оцениваемых показателей кардиореспираторной системы в кратковременных (до 4 нед.) арктических экспедициях не выявлена ни при одном из использованных паттернов дыхания, ни при двукратном, ни при трехкратном проведении тестирований. В мониторинге на СП-41 обнаружено, что через 2–3 дня после начала экспедиции в условиях контролируемого дыхания был снижен показатель RMSSD. Через месяц после начала зимовки в тесте с контролируемым дыханием зарегистрировано снижение величины дыхательного объема (на уровне тенденции, p = 0.078) и снижение показателей SDNN и RMSSD. В высокоширотных экспедициях снижение показателей автономной регуляции наблюдается на фоне сокращения объемных, но не временных показателей дыхательного цикла. Такие изменения выявляются только в тестах с дыханием с частотой 6 циклов в мин.



Полосовые спектрально-временные параметры шумов форсированного выдоха при бронхиальной обструкции. Связь со свистящими звуками
Аннотация
На экспериментальной выборке, включавшей больных с бронхиальной обструкцией (бронхиальная астма и ХОБЛ, n = 36) и здоровых бессимптомных лиц с нормальной функцией легких (n = 39), проведено сравнительное исследование полосовых спектрально-временных параметров трахеальных шумов форсированного выдоха (ФВ) и количественная оценка свистов ФВ. Цифровая обработка сигналов трахеальных шумов осуществлялась в программе MATLAB автоматически с помощью специально разработанного алгоритма. Анализируемые акустические полосовые параметры представляют собой временные и спектральные характеристики, в нескольких (от 2-х до 6) объединенных 200-герцовых полосах, с разделением на средне- (СЧ) (200–800 Гц) и высокочастотные (ВЧ) (800–2000 Гц) области в диапазоне 200–2000 Гц, а также их соотношения. Свисты ФВ распознавались опытным оператором на спектрограммах в аудиоредакторе SpectraPLUS. Выявлено существенное преобладание значений высокочастотных полосовых энергетических параметров трахеальных шумов и соотношений энергий и мощностей ВЧ- и СЧ-диапазонов у больных с обструктивными заболеваниями легких в сравнении со здоровым контролем. Количество свистящих звуков было бо́льшим у больных и умеренно коррелировало с акустическими параметрами. Перераспределение акустической энергии в область высоких частот вероятно связано с патофизиологическим базисом бронхиальной обструкции – сужением проводящих дыхательных путей и ростом сопротивления воздушному потоку.



ОБЗОРЫ
Модель контрастной чувствительности зрительной системы человека при движении стимула
Аннотация
Рассматривается модель контрастной чувствительности зрительной системы человека при восприятии синусоидальных решеток, движущихся на угловых скоростях до 1000 градусов в секунду. Модель построена на основе треморного модуляционного сигнала, в качестве которого принята разность концентрации фотореагента в крайних точках тремора, нормированная на уровень адаптации. Модель детализирует зависимость контрастной чувствительности от таких физиологических факторов, как размер фоторецептора, амплитуда и частота тремора для яркости адаптации 0.001–1000 кд/м2. Модель устанавливает взаимосвязь результатов измерения контрастной чувствительности зрительной системы с результатами измерения естественных треморных колебаний глаз при восприятии стационарных и динамических стимулов.



Участие микробиома кишечника в регуляции метаболизма скелетных мышц
Аннотация
Микробиота кишечника вносит свой вклад в регуляцию метаболизма скелетных мышц при различных функциональных состояниях человека за счет множества образованных метаболитов, которые могут быть использованы в качестве энергетических субстратов или являются сигнальными и регуляторными молекулами. В данном обзоре представлены результаты исследований влияния бактериальных короткоцепочечных жирных кислот на сигнальные пути, регулирующие метаболизм скелетных мышц и обеспечивающие повышение физической работоспособности и улучшение здоровья человека.



Обмен железа в организме человека на Земле и в космосе
Аннотация
В данном обзоре обобщены современные представления о метаболизме железа в организме человека в земных условиях и условиях космических полетов (КП). Рассмотрены процессы абсорбции, транспорта, депонирования и выведения железа из организма, влияние на метаболизм этого микроэлемента белков-регуляторов, белков-транспортеров и рецепторных белков. Особое внимание уделено обмену железа у участников наземных модельных экспериментов, имитирующих действие факторов КП, а также у членов экипажей экспедиций на орбитальную станцию «Мир» и Международную космическую станцию. В работе приводятся и анализируются с современной точки зрения экспериментальные данные об особенностях метаболизма железа у человека в экстремальных условиях жизнедеятельности.



Модуляция процессов адаптации человека к условиям невесомости искусственным воспроизведением эффектов действия весовой нагрузки в космическом полете
Аннотация
В настоящее время продолжают интенсивно изучаться механизмы адаптации человека к действию фактора невесомости, с которым человек как биологический вид встретился совсем недавно. Понимание механизмов адаптации человека к условиям невесомости позволяет предложить способы модуляции этого процесса с сохранением полезных приспособительных реакций на фоне приглушения негативных синдромов, характерных для космического полета (КП) и торможения механизмов, препятствующих благоприятному функционированию физиологических систем после возвращения в условия действия силы тяжести. Одним из неотъемлемых составляющих системы профилактики негативного влияния невесомости является искусственное воспроизведение эффектов действия силы тяжести, т.е. имитация воздействия на организм человека характерной для условий Земли весовой нагрузки. В статье рассматривается роль искусственного воспроизведения эффектов действия весовой нагрузки, соответствующей по величине массе тела человека до КП. В статье проверяется гипотеза о возможности модуляции процессов адаптации к условиям невесомости с помощью обеспечения необходимого сенсорного притока к рецепторам гравизависимых физиологических систем и ее влияние на протекание процессов реадаптации к условиям Земли. Проведен анализ используемого в ходе полета «весового» нагружения, а также анализ данных дополетных, полетных и послеполетных тестов на работоспособность 10 космонавтов, выполнивших полугодовые КП со средней продолжительностью 173 ± 33 суток. Показано, что регулярное воспроизведение эффектов весовой нагрузки, соответствующей массе тела человека на Земле, позволяет модулировать процесс адаптации человека к невесомости.


