Изменения зрительного анализатора, происходящие в результате космического полета | Валях М.А., Н.Г. Баева

    Введение

   В настоящий момент задачами космической медицины являются изучение воздействия космических факторов (микрогравитация, гипогравитация, космическая радиация) на организм человека, а также разработка рекомендаций для повышения работоспособности членов экипажа во время космических экспедиций.
    Микрогравитация возникает во время нахождения объекта на большом расстоянии от небесных тел, когда их гравитационное влияние на него очень мало (состояние невесомости). В свою очередь, гипогравитация представляет собой вариант пониженной гравитации, схожее состояние встречается при нахождении тела под водой.
    За последние несколько лет сотрудниками NASA (National Aeronautics and Space Administration — Национальное управление по воздухоплаванию и исследованию космического пространства, США) неоднократно были зафиксированы изменения со стороны органа зрения у астронавтов после длительных космических экспедиций: отек диска зрительного нерва (ДЗН), уменьшение длины переднезадней оси глазного яблока, изменение скорости кровотока, сдвиг рефракции в сторону гиперметропии. Европейскими учеными были получены схожие данные, кроме того, зарегистрированы ватообразные экссудаты на сетчатке, выпадение полей зрения. Отечественные ученые также сообщают о разной степени отека ДЗН у космонавтов после длительных космических экспедиций [1–8].

    Изменение уровня внутриглазного давления

    Большинство ученых сходятся во мнении, что в условиях микрогравитации происходит подъем внутриглазного давления (ВГД) [9–12].
    Первые данные о повышении уровня ВГД во время космических полетов получил Дрегер, использовавший ручной аппланационный тонометр [6, 11]. Было зафиксировано увеличение ВГД на 20–25% в течение первого часа от начала экспедиции.
    Исследования во время орбитального полета с помощью аппланационного тонометра Tono-pen показали, что уровень ВГД может подниматься более чем у половины астронавтов [11]. Основным объяснением происходящих изменений на данный момент является теория о том, что при перераспределении жидкости в организме человека в условиях гипо- и микрогравитаци увеличивается кровенаполнение структур и органов головы и шеи, в т. ч. сосудистой оболочки глаза. В результате этого происходит уменьшение внутриглазного объема, приводящее к подъему уровня ВГД. Адаптационные процессы в организме, которые заключаются в снижении реабсорбции жидкости и электролитов в почечных канальцах, усилении клубочковой фильтрации и увеличении диуреза в несколько раз, а также выведение осмотически активных веществ приводят к нормализации уровня ВГД [13–17].

    Отек ДЗН

    По данным NASA, у некоторых астронавтов после длительных космических полетов наблюдалось наличие перипапиллярного отека [2, 9]. Отечественными учеными также были зафиксированы случаи отека ДЗН у космонавтов после длительного пребывания на орбитальной станции «Мир» [18–20].
    Существует теория о том, что к развитию данных изменений приводит повышение внутричерепного давления (ВЧД) [10, 21, 22]. Такая зависимость обусловлена анатомией зрительного нерва. Увеличение ВЧД может приводить к увеличению давления в периоптическом субарахноидальном пространстве, что влечет за собой развитие отека ДЗН [23–25].
    Противники данной теории сообщают о том, что после длительных космических экспедиций не у всех космонавтов, у которых был зафиксирован отек ДЗН, выявлялось увеличение ВЧД [26–29].
    Имеются еще две теории происхождения отека ДЗН в результате воздействия гипо- и микрогравитации. Одна из теорий основывается на предположении, что отек ДЗН возникает вследствие местных изменений внутриглазничной части зрительного нерва. Было сделано предположение, что в условиях микрогравитации происходит нарушение оттока спинномозговой жидкости (СМЖ) из субарахноидального пространства при неизменном уровне ее продукции. Таким образом, объем СМЖ в субарахноидальном пространстве увеличивается, что может привести к развитию отека ДЗН даже при отсутствии повышенного ВЧД [28, 30].
    Вторая теория говорит о том, что развитие отека ДЗН может происходить в результате снижения уровня ВГД после включения компенсаторных механизмов в организме человека в ответ на повышение уровня ВГД в первые часы полета.
    Уровень ВГД в нормальных физиологических условиях в 1,5–2 раза выше ВЧД, которое составляет 10–12 мм рт. ст. Следовательно, можно предположить, что снижение уровня ВГД до 10–12 мм рт. ст. и ниже приведет к нарушению баланса между давлением в периоптическом субарахноидальном пространстве и ВГД. В результате происходит перераспределение жидкости из области ее большего давления в область меньшего давления, что и обусловливает приток ликвора в периоптическое субарахноидальное пространство и приводит к развитию отека ДЗН.

    Изменение кровотока в хориоидее

    Рядом ученых были получены данные об изменении скорости кровотока в сосудистой оболочке глаз у космонавтов после длительных космических экспедиций, что в ряде 
случаев приводило к относительному застою крови в хориоидее [31, 32]. При снижении скорости кровотока увеличивается минутный объем крови, что может способствовать утолщению хориоидеи. Это приводит к уменьшению площади ее внутренней поверхности, на которой расположена сетчатая оболочка, обусловливает сморщивание наружных слоев сетчатки, в т. ч. и видимого пигментного слоя, что при офтальмоскопии может быть расценено как формирование складок. Такие хориоидальные складки были выявлены при офтальмоскопическом обследовании астронавтов и подтверждены данными оптической когерентной томографии глаза. Вероятность возникновения видимых хориоидальных складок зависит от сочетания анатомического строения сосудистой оболочки, мембраны Бруха и того, насколько плотно сетчатка прилежит к хориоидее. Так, например, в результате расширения хориоидального русла нарушается связь между оболочками: пигментный эпителий легко отделяется от хориокапилляров, складки не образуются, и глазное дно имеет гладкий внешний вид, несмотря на утолщение хориоидеи [33, 34]. Если же контакт между сетчаткой и сосудистой оболочкой достаточно плотный, то вместо разглаживания сетчатки происходит ее сморщивание [35].

    Изменение оптических сред

    Наибольшее влияние на прозрачность хрусталика в условиях микрогравитации оказывает радиационный фактор [36–38]. Поскольку возникновение радиационной катаракты отличается отсроченным характером, то в первую очередь были обследованы астронавты, совершавшие длительные космические полеты (продолжительностью более 100 дней), а также те, чей последний космический полет проходил за несколько лет до исследования. Европейскими учеными были обследованы астронавты на предмет выявления радиационной катаракты, группа контроля состояла из людей в возрасте от 14 до 81 года, не совершавших космические полеты. Для выявления локализации помутнений и степени их развития был использован метод Шаймпфлюга [39].
    На основании принципа денситометрии в хрусталике выявляют 5 анатомических зон: передняя капсула, передний кортекс, ядро, задний кортекс и задняя капсула, а 6-й зоной является хрусталик в целом. Сравнение исследуемых групп выявило, что наиболее типичным проявлением радиационной катаракты было развитие помутнений хрусталика в задних кортикальных слоях (в 4-й зоне) и под задней капсулой (в 5-й зоне) [39, 40].

    Изменение рефракции

    Учеными NASA было обследовано более 300 астронавтов, более чем у 70% из них отмечалось ухудшение зрения вблизи [35]. После космических экспедиций у данных астронавтов произошло изменение рефракции (гиперметропический сдвиг) [41–43]. Была отмечена прямая зависимость выраженности гиперметропических изменений от возраста, большее ухудшение зрения отмечалось у лиц старше 
40 лет со снижением аккомодации. Гиперметропический сдвиг проявляется постепенно, отличаясь по величине, и сохраняется в течение нескольких месяцев или лет после возвращения на Землю. Одним из возможных механизмов гиперметропического сдвига является повышение ВЧД, которое приводит к повышению субарахноидального давления и увеличению кровенаполнения хориоидеи, что обусловливает уплощение заднего полюса [41]. Сосудистая оболочка анатомически расположена между склерой — фиброзной оболочкой и сетчаткой. Фиброзная оболочка обладает меньшей эластичностью по сравнению с сетчаткой, в связи с чем увеличение толщины хориоидеи не оказывает существенного воздействия на склеру, но может приводить к смещению сетчатки кнутри относительно ее анатомического положения и уменьшению переднезаднего размера глаза. Уменьшение данного размера на 0,33 мм приводит к сдвигу в сторону гиперметропии на 1 диоптрию [21, 44–46].

    Заключение

    Гипо- и микрогравитация оказывают непосредственное влияние на зрительный анализатор. Многие изменения сохраняются и после окончания воздействия данных факторов. Все изменения, скорее всего, вызваны изменением положения тела и перераспределением жидкостных сред в организме. Также прослеживается тесная взаимосвязь между уровнем ВЧД и состоянием зрительного анализатора. Зарубежными и отечественными учеными неоднократно зафиксировано, что изменение состояния гравитации приводит к повышению ВГД, отеку ДЗН, а также изменению морфофункционального состояния сетчатки. Помимо этого, гипо- и микрогравитация приводят к уменьшению длины горизонтальной оси глаза, что происходит или за счет изменения уровня давления на задний полюс глазного яблока жидкости в субарахноидальном пространстве в результате перераспределения жидкостных сред в организме, или из-за отека хориоидальной оболочки и увеличения ее толщины.

Сведения об авторах:

^1,2Валях Максим Андреевич — врач-офтальмолог, ассистент кафедры офтальмологии;
^1,2Баева Надежда Геннадьевна — врач-офтальмолог, аспирант.
¹ГБУЗ ГКБ № 15 ДЗМ, 111539, Россия, г. Москва, ул. Вешняковская, д. 23.
²ФГБОУ ВО РНИМУ им. Н.И. Пирогова Минздрава России. 117997, Россия, г. Москва, ул. Островитянова, д. 1.
Контактная информация: Валях Максим Андреевич, maxvalyakh@gmail.com. Прозрачность финансовой деятельности: никто из авторов не имеет финансовой заинтересованности в представленных материалах или методах. Конфликт интересов отсутствует. Статья поступила 14.11.2018.
About the authors:
^1,2Maxim A. Valyakh — ophthalmologist, assistant of the Department of Ophthalmology;
^1,2Nadezhda G. Baeva — ophthalmologist; graduate student.
¹City Clinical Hospital No. 15. 23, Veshnyakovskaya str., Moscow, 111539, Russian Federation.
²Pirogov Russian National Research Medical University. 1, Ostrovityanova str., Moscow, 117997, Russian Federation.
Contact information: Maxim A. Valyakh, e-mail: maxvalyakh@gmail.com. Financial Disclosure: no author has a financial or property interest in any material or method mentioned. There is no conflict of interests. Received 14.11.2018.