航空航天医学研究生教育国际化的探索

探索了航空航天医学研究生教育国际化的模式与方法,通过树立研究生教育国际化理念,调整研究生培养制度,改革研究生教学体系,更新研究生教学内容,以提高航空航天医学研究生的培养质量,促进学科的发展。

探索航空航天医学专业研究生专业课新的教学模式

对现阶段我国航空航天医学专业研究生专业课教学存在的问题进行了剖析,提出了对本专业研究生进行教学模式改革的必要性与可能性,提出了基于问题、基于实验与讨论的专业课教学模式,形成研究生"他导-互导-自导"的探究性教学路径。试图通过研究生教学模式的改革,顺应作者所在校研究生教育国际化的潮流,提高航空航天专业研究生的培养质量。

基于航空航天医学本科生岗位胜任能力培养的心血管教学模式的实践

新时期航空兵部队的快速发展对航空航天医学本科生岗位胜任能力提出了更高的要求,鉴于目前航空航天医学本科生岗位胜任能力的现状及存在的问题,我们在航空航天医学教学中进行了一系列改革。本文以心血管系统为例,介绍了我们在航空航天医学教学改革中的一些实践经验和心得体会。

《航空航天知识》教学改革与发展的几点思考

航空航天知识已是一门内容广泛、发展迅猛、应用性强的学科专业。第四军医大学航空航天医学装备教研室主要承担《航空航天知识》的教学和科研任务。近年来,在教学中,把深化教学改革与提高学员任职能力结合起来,把提高教员素质与加强师资队伍建设结合起来,创新教学模式,激发学员献身我国航空航天医学事业的决心和信心。

构建以学员为中心的《航空航天知识》教学改革新体系

第四军医大学航空航天医学装备教研室坚持以教学改革为先导,针对航空航天领域发展的新态势,及时更新教学内容、积极开展实践性教学活动、注重培养学员第一任职能力、教研室结合本科教学评建活动以精品课程为抓手,探索构建以学员为中心的《航空航天知识》教学改革新体系,取得了突出的成绩。

航空航天生物动力学未来20年的进与退

航空航天生物动力学是研究生物体在航空航天动力环境中生理机能变化规律及其防护措施的学科,是航空航天医学主要分支学科之一[1].航空航天动力环境指的是飞行过程中速度和/或加速度骤变的动力环境.当动力环境变化太大,如飞机高速机动飞行、飞机发生碰撞、飞行员弹射离机或从高处坠落、航天员在微重力环境长期停留等,则可能产生有害影响,甚至造成伤害或死亡.所以,飞行活动过程中,与速度和/或加速度变化有关的各种动力环境因素,包括超重、失重和振动等,它们对机体的生理影响及防护措施研究,是航空航天生物动力学的主要研究内容.鉴于该学科在航空航天医学中的重要性,本文对航空航天生物动力学未来20年的发展做一展望,为更好地开展学科建设提供参考.

提高航空航天心血管生理相关实践课教学效果的思考

以强化心血管生理功能为主要目的的持续性正加速度效应防护和生理训练是航空卫生保障工作的重要任务之一。本文围绕航空航天心血管生理相关实践课的教学设计,立足于学员未来航卫保障任职需要,现就如何提高学生在抗荷防护和生理训练实践中的任职能力和研究能力提出一些思考建议,以满足新形势下航空航天医学专业人才培养的需要。

高强度间歇训练在航天失重防护中的应用

失重环境暴露时,体液的头向分布会导致心血管功能紊乱,去重力性卸荷会导致神经及肌肉发生退行性适应,从而使航天员重返地球重力环境时面临众多挑战,严重时甚至威胁航天员的健康和安全。运动锻炼虽然是最为有效的失重对抗防护措施,但当前基于传统运动锻炼的失重防护方案耗时过多。高强度间歇训练(HIIT)作为一种广泛应用于竞技体育的高效训练策略,可通过高强度运动结合小低度间歇或主动休息的重复组合在短期内快速提升人体运动表现。采用不同模式的HIIT训练组合可同时改善心肺健康和神经肌肉功能。HIIT或许是一种更为有效的运动锻炼失重防护策略。笔者通过对HIIT分类、作用机制和训练效果决定因素的系统综述,并对在太空失重环境中执行HIIT进行了可行性分析,提出HIIT或许可以成为当前空间站航天员运动锻炼方案的优化策略,从而更为有效地节约资源。因此,有必要首先采取地基模拟失重实验对各种拟用于航天员失重防护的HIIT训练方案进行深入研究和充分验证。

军事航空噪声引起的隐匿性听力损失小鼠存在耳蜗核神经元过度激活

目的构建小鼠隐匿性听力损失(HHL)和噪声性听力损失模型,分析军事航空噪声暴露对小鼠耳蜗核神经元激活状态的影响。方法将听力正常的雄性C57小鼠随机分成3组,分别给予110 dB 2 h噪声、115 dB 4 h噪声和不给噪声刺激。在噪声暴露后1、7、14、28 d进行听性脑干反应(ABR)测试和小鼠耳蜗核c-Fos蛋白免疫荧光染色。结果HHL组小鼠噪声暴露后听阈发生暂时性阈移,阈上刺激ABRⅠ波幅值降低,耳蜗核c-Fos蛋白表达阳性神经元数量增多。结论军事航空噪声引起小鼠HHL表现为听觉暂时性阈移、阈上刺激ABRⅠ波幅值降低,并且耳蜗核神经元出现过度激活。

军事航空噪声性隐匿性听力损失C57小鼠模型的构建与评价

目的建立军事航空噪声性隐匿性听力损失(HHL)C57小鼠动物模型,并对其有效性进行评价,为军事航空噪声性HHL的研究提供稳定的小鼠动物模型构建方法。方法将听力正常的雄性C57BL/6J小鼠随机分成4组,分别给予不同强度的噪声暴露:105 dB 2 h,110 dB 2 h,110 dB 4 h,115 dB 4 h。将噪声暴露前的小鼠作为对照组,根据噪声暴露后不同时间分为噪声暴露后1 d组(NE-1 d)、噪声暴露后7 d组(NE-7 d)、噪声暴露后14 d组(NE-14 d)和噪声暴露后28 d组(NE-28 d)。各实验组进行相应强度的军用直升机噪声暴露,并在各时间节点进行听性脑干反应(ABR)测试。筛选出符合条件的噪声暴露强度,并进行该条件噪声暴露后基底膜的免疫荧光染色和带状突触计数验证。结果105 dB 2 h军用直升机噪声暴露后C57小鼠听阈阈移不明显;110 dB 4 h和115 dB 4 h军用直升机噪声暴露后小鼠听阈发生永久性阈移;110 dB 2 h军用直升机噪声暴露后,C57小鼠听阈暂时性阈移,ABR波Ⅰ幅值降低,耳蜗带状突触数量降低,满足HHL的功能学和形态学要求。结论110 dB 2 h军用直升机噪声暴露可作为军事航空噪声性HHL C57小鼠模型的理想刺激参数。

航天飞行环境对固有免疫细胞功能影响的研究进展

固有免疫是机体免疫防御的第一道防线,航天飞行环境对固有免疫细胞的吞噬、氧爆发、分泌细胞因子等功能均有显著影响,这将威胁航天员的健康与安全。本文概述了航天飞行环境对单核/巨噬细胞、中性粒细胞、自然杀伤细胞、树突状细胞等固有免疫细胞影响的研究进展。

人工重力的生物医学问题、发展及应用前景

人工重力被认为是一种多系统失重对抗措施,是人类进一步进行深空探测的有效保障。短臂离心机是实现人工重力的有效方式。本文针对人工重力在未来长期载人航天过程中的可能应用及医学问题,综述了人工重力提出的背景、发展过程。重点回顾了短臂离心机产生的间断性人工重力在地面、失重或模拟失重环境中的生物医学效应及其不良影响。最后对人工重力医学研究的主要任务以及所面临的挑战和发展前景进行了介绍。

模拟微重力处理间充质干细胞应用于干细胞治疗的研究进展

近年来,干细胞移植成为再生医学领域的重要研究方向,而间充质干细胞(MSCs)因其独特的生物学特性,成为干细胞移植和组织工程的热门种子细胞。但是,体外培养的MSCs生物学特性会发生改变,显著影响了其在临床应用的安全性和有效性。培养环境被认为是影响MSCs细胞治疗效果的最重要因素之一。研究发现,模拟微重力环境可以有效保持MSCs的主要生物学特性,有利于解决MSCs体外扩增中干细胞特性丢失问题。本文总结并讨论了模拟微重力环境对MSCs的归巢能力、致瘤性、免疫调节和多向分化潜能的影响,以及使用模拟微重力培养MSCs应用到再生疗法中的可能性。

模拟失重对小鼠巨噬细胞RAW264.7生物学功能的影响

目的通过2D回转器回转细胞模拟失重生物学效应,探讨模拟失重对小鼠巨噬细胞(RAW264.7)多种生物学功能的影响特点,为深化空间失重免疫抑制机制研究提供理论依据和数据支撑。方法将RAW264.7细胞分为对照组(NG组)、模拟失重组(SMG组),利用2D回转器模拟失重72 h后,采用CCK-8法和EdU法检测小鼠RAW264.7巨噬细胞的增殖能力变化;细胞划痕实验和Transwell小室法检测巨噬细胞迁移功能的变化;探针DCFH-DA标记,倒置荧光显微镜观察和拍照检测巨噬细胞分泌活性氧(ROS)的变化。结果RAW264.7巨噬细胞模拟失重72 h后增殖受到抑制,CCK-8实验结果显示,NG组的细胞增殖速率显著高于SMG组(P<0.05);EdU染色结果显示,SMG组EdU掺入RAW264.7细胞核的量较NG组减少(P<0.01)。细胞划痕、Transwell实验检测表明72 h模拟失重对巨噬细胞的迁移能力有明显影响,与NG组相比,模拟失重后RAW264.7细胞迁移能力增强(P<0.05);探针DCFH-DA标记检测提示模拟失重对巨噬细胞分泌ROS有明显抑制作用(P<0.01)。结论回转模拟失重对RAW264.7细胞的生物学功能具有影响,表现为RAW264.7迁移运动能力增强,细胞增殖与ROS分泌能力受到抑制。

在运动生理学课程中引入航天重力生理学内容的构想

通过对载人航天飞行中的医学需求及运动生理学学科发展的分析,提出对运动生理学课程设置进行调整、融入航天重力生理学知识从而达到内容更新与学科融合的构想。这样的尝试将有利于运动科学学科的发展,同时也为航天医学知识体系的更新与完善进行前期探索,为航天医学研究生教学模式的改革提供一定的借鉴。

数码管式客观闪光融合频率测试仪研制与应用性初步实验分析

目的:闪光融合频率测试常被作为视觉功能、脑功能、疲劳状态等生理心理学评估的辅助手段。研制一种客观式数码管CFF测试仪,将反应时、正误率等客观性指标引入结果分析与判定,使CFF成为一种可靠的应用性评价指标。方法:下位机采用ATMEL公司的AT89C52单片机为核心,编程分别控制数码管各组成LED段引脚的输出脉冲频率,按设计模式呈现不同的刺激数字,使用专用键盘记录受测者的按键值、答案正误、反应时等心理学指标,可通过USB接口将相关数据发送到PC端应用并以Excel电子表格形式记录下来以供分析。选择13名男性健康青年完成与传统CFF测试仪的对照实验并进行统计分析。结果:仪器综合了闪光临界融合频率和视觉选择反应两项测试指标,采用七段数码管呈现视觉刺激,可提供25～50Hz频率范围内的多种测试模式及较为全面和客观的心理学评价指标。结论:经实验证明,客观性CFF测试能够有效地消除学习效应及主观随意性,提供的心理学统计指标可以用于检验测试的信度及效度,为CFF测试由实验性应用向评判性应用提供了新思路。目前该仪器已在飞行疲劳的检测与预防相关研究中得到应用。

军队飞行人员昼夜节律类型量表的修订及信效度检验

目的修订昼夜节律类型量表(CTI)-11并检验信效度,形成适用于评估军队飞行人员似昼夜节律调节能力的测量工具。方法采用CTI-11对80名军队飞行人员进行预调查,运用经典测量理论修订量表,通过对260名军队飞行人员的二次调查检验修订后量表的信效度。结果修订后的量表由灵活性/刚性以及困倦/活力2个维度10个条目组成,子维度Cronbach’sα系数为0.79和0.64;Spearman-Brown分半信度为0.79和0.60,重测信度为0.90和0.89,问卷总体累积方差贡献率为49.501%。结论修订后的中文版CTI信效度良好,可作为调查军队飞行人员似昼夜节律调节能力的评估工具。

模拟失重下微血管内皮细胞通过外泌体转运miR-223-3p抑制成骨细胞分化的研究

目的探究模拟失重下微血管内皮细胞通过外泌体转运miR-223-3p对成骨细胞分化的影响,为失重性骨质丢失的防治寻求干预靶点。方法利用2D回转器对小鼠微血管内皮细胞进行模拟失重处理,采用低温超高速离心法提取细胞培养上清中的外泌体,对外泌体进行鉴定及摄取实验;向MC3T3-E1细胞中转染mimic-223-3p、inhibitor-223-3p及相应的阴性对照进行功能验证;向外泌体中电转mimic-223-3p、inhibitor-223-3p及相应的阴性对照后与MC3T3-E1细胞共培养。采用qRT-PCR检测miR-223-3p及碱性磷酸酶(ALP)、Runx2、Ocn的mRNA表达变化;采用Western blotting检测Runx2、Ocn的蛋白表达变化;采用ALP活性检测和ALP染色方法检测成骨细胞分化能力的变化。结果模拟失重下微血管内皮细胞可分泌外泌体,外泌体与MC3T3-E1细胞共培养后,可被成骨细胞摄入并导致细胞中miR-223-3p表达升高(P<0.05);MC3T3-E1细胞分别转染mimic-223-3p、inhibitor-223-3p后,过表达miR-223-3p能够显著抑制成骨细胞分化(P<0.05,P<0.01),抑制miR-223-3p能够显著促进成骨细胞分化(P<0.05,P<0.01);Con Exos电转mimic-223-3p后与MC3T3-E1细胞共培养,可显著抑制成骨细胞分化(P<0.05,P<0.01);Clino Exos电转inhibitor-223-3p后与MC3T3-E1细胞共培养,可显著缓解模拟失重下微血管内皮细胞源外泌体对成骨细胞分化的抑制(P<0.05,P<0.01)。结论模拟失重下微血管内皮细胞可通过外泌体转运miR-223-3p,增加成骨细胞中miR-223-3p表达,进而抑制成骨细胞分化,提示miR-223-3p可以作为潜在的干预靶点。

特女贞苷对脂多糖诱导的巨噬细胞促炎反应的抑制作用及机制

目的:探讨特女贞苷(NED)抑制细菌脂多糖(LPS)诱导巨噬细胞促炎反应的机制。方法:用50μmol/L NED处理RAW264.7巨噬细胞12 h后,采用CCK-8法测定细胞活力,Annexin V-FITC/PI法测定细胞凋亡率,转录组测序分析异常基因表达,免疫荧光检测Nrf2蛋白表达定位。进一步使用100 ng/mL LPS(模型组)与不同浓度(0、12.5、25和50μmol/L)NED联合处理RAW264.7细胞干预12 h后,采用ELISA测定细胞上清液中TNF-α和IL-6含量;实时荧光定量PCR(qPCR)检测细胞TNF-α和IL-6 mRNA的表达;分别采用DCFH-DA、MitoTracker-Green和JC-1染色测定细胞中活性氧、线粒体含量和膜电位;试剂盒测定细胞内抗氧化酶活力、线粒体复合物I和III活性以及ATP合成的变化。结果:与空白对照组相比,50μmol/L NED对巨噬细胞存活和凋亡无明显影响(P>0.05),但可抑制模型组LPS诱导促炎因子TNF-α、IL-6的表达和分泌(P<0.05),并增强抗炎因子转录表达(P<0.05),呈现明显抗炎效应。与模型组比较,联合NED干预组增强Nrf2核转位及下游抗氧化因子转录表达(P<0.05),提高细胞还原型谷胱甘肽(GSH)含量(P<0.05),并降低活性氧(ROS)和氧化型谷胱甘肽(GSSG)水平(P<0.05),减轻LPS刺激巨噬细胞氧化应激(P<0.05)。此外,NED刺激线粒体生物合成基因表达升高(P<0.05),逆转LPS诱导线粒体膜电位、复合物I和III活性下降(P<0.05),促进线粒体数量增多和ATP合成(P<0.05)。结论:特女贞苷能够激活Nrf2抗氧化系统,增强线粒体生物合成和代谢功能,抑制LPS诱导巨噬细胞促炎分化,具有成为抗炎症疾病候选药物的潜力。

短臂离心机暴露时前庭性错觉的诱发效果及特点

目的观察短臂离心机暴露时前庭性错觉的诱发效果及特点,探讨将短臂离心机用于前庭性错觉地面模拟训练的可行性。方法参考电动转椅的前庭性错觉模拟训练方案,采用适合短臂离心机运行特点的前庭性错觉诱发方法,在SAC-Ⅲ型短臂离心机上对60名健康歼击机飞行员进行离心机反旋转错觉及科里奥利错觉模拟,观察错觉诱发情况。结果离心机反旋转错觉、科里奥利翻转错觉-头右旋、科里奥利翻转错觉-头左旋、科里奥利旋转错觉-头前倾和科里奥利旋转错觉-头回靠的诱发率分别为100.0%、93.3%、93.3%、70.0%和23.3%。离心机反旋转错觉诱发率大于科里奥利翻转错觉(χ2=4.186,P<0.05)和科里奥利旋转错觉(χ2=49.655,P<0.01);科里奥利翻转错觉诱发率大于科里奥利旋转错觉(χ2=62.222,P<0.01)。离心机反旋转错觉均出现于制动减速的后半段;科里奥利翻转错觉形态与电动转椅模拟基本一致;科里奥利旋转错觉形态表现较为多样。结论在短臂离心机上可以诱发明显的反向旋转错觉及科里奥利错觉,短臂离心机可用于飞行人员前庭性错觉的地面模拟训练。