Почему у космонавтов портится зрение?

Многие космонавты и астронавты, вернувшиеся на Землю после длительного пребывания на Международной космической станции, жалуются на проблемы со зрением. Особенно распространен среди них так называемый «нейроокулярный синдром» – недуг, связанный с воздействием микрогравитации на человеческий организм.

Последняя изменяет структуру глаза, однако как именно это происходит, ученые описали только сейчас.

Влияние невесомости на здоровье

Состояние, при котором сила тяжести крайне мала, называют микрогравитацией или невесомостью. Оно возникает на космических кораблях и орбитальных станциях и оказывает заметное влияние на организм человека, особенно во время длительных космических полетов.

В частности, космонавты и астронавты сталкиваются с потерей костной и мышечной массы, перераспределением жидкостей (прилив крови к голове приводит к отекам лица и повышению внутричерепного давления), снижением иммунитета и ослаблением сердечно-сосудистой системы. Головокружения и нарушение координации движений тоже не новость, впрочем, как и развитие нейроокулярного синдрома, характеризующегося изменением формы глазного яблока и отеком зрительного нерва.

Хотя большинство изменений проходят после возвращения на Землю, NASA и другие космические агентства тщательно изучают нейроокулярный синдром (Spaceflight Associated Neuro-Ocular Syndrome, SANS). Все потому, что длительное воздействие микрогравитации на зрение может сохраняться надолго и несет в себе потенциальные риски для будущих космических миссий.

Микрогравитация и зрение

В исследовании, результаты которого опубликованы в журнале IEEE Open Journal of Engineering in Medicine and Biology, приняли участие 13 астронавтов, которые провели на борту МКС от 157 до 186 дней. Средний возраст испытуемых, среди которых были как опытные астронавты, так и новички, составил 48 лет.

Установить, как именно долгосрочное воздействие микрогравитации повлияло на механические характеристики глаза и риск развития нейроокулярного синдрома, удалось, сравнив структуру глазных яблок астронавтов до и после полета. Все измерения международная исследовательская группа из Монреальского университета провела в течение первых 30 дней с момента приземления.

Оказалось, после возвращения на Землю у астронавтов на 11% снизились показатели внутриглазного давления (с 16 мм ртутного столба до 14,2 мм), а амплитуда глазного пульса – на 25%. Это означает, что центральная артерия сетчатки пульсировала в космосе не так интенсивно, как на Земле. Однако самым неожиданным и важным открытием стало снижение жесткости глаза на 33%.

Глазная жесткость – это свойство оболочек глаза, таких как склера, сопротивляться изменениям формы под воздействием различных факторов, например, колебаний внутриглазного давления или изменения кровотока. Снижение этого показателя означает, что глаз становится более восприимчивым к механическим воздействиям и может менять форму даже под незначительным давлением. Это изменение, по мнению ученых, может быть напрямую связано с развитием нейроокулярного синдрома.

Из-за чего портится зрение?

Авторы исследования предположили, что основной причиной выявленных изменений стало перераспределение жидкостей в организме: из-за отсутствия силы тяжести кровь и другие жидкости тела перемещаются к голове, повышая внутричерепное и внутриглазное давление. Это, в условиях микрогравитации, может привести к растяжению глазных оболочек, что впоследствии отражается на их механических свойствах.

Примечательно, что даже после возвращения на Землю глазные ткани
могут полностью так и не восстановиться. При этом ученые не выявили значимых различий между опытными астронавтами и теми, кто впервые отправился в космос, а также возрастом испытуемых. Значит, влияние микрогравитации на зрение – это универсальный фактор.

Исследователи отметили, что несмотря на относительно небольшую выборку, работа представляет собой важный шаг в понимании последствий длительных космических путешествий для здоровья человека.

Полученные результаты имеют не только теоретическое, но и практическое значение и могут быть использованы для разработки новых профилактических и терапевтических мер, направленных на минимизацию рисков, связанных с будущими космическими миссиями, например, на Луну или Марс.

Таким образом, ученые впервые четко описали, как именно и почему длительное воздействие микрогравитации приводит к заметному снижению глазной жесткости, что потенциально увеличивает риск развития патологических изменений у космонавтов и астронавтов.

В будущем, работа, проведенная этой исследовательской группой, позволит больше узнать не только о механизмах развития нейроокулярного синдрома, но и о процессах, наблюдаемых при других офтальмологических заболеваниях, распространенных на Земле.