Космонавт в очках: как невесомость во время длительных космических миссий влияет на зрение
Согласно исследованию, опубликованному в Открытом журнале IEEE Journal of Engineering in Medicine and Biology, низкий уровень гравитации (микрогравитация) в космосе вызывает значительные изменения в зрении астронавтов после 6–12 месяцев пребывания на борту Международной космической станции (МКС).
Офтальмолог из Монреальского университета Сантьяго Костантино обнаружил, что по меньшей мере 70% астронавтов на МКС страдали нервно-глазным синдромом, связанным с космическими полетами (spaceflight-associated neuro-ocular syndrome или сокращенно SANS).
В исследовательском отделе биофотоники, которым он руководит в больнице Мезонне в Роузмонт, Костантино собрал группу исследователей, чтобы определить изменения, ответственные за развитие этого заболевания.
Медики проанализировали данные, собранные канадской командой НАСА о 13 астронавтах, которые провели на МКС от 157 до 186 дней.
Средний возраст испытуемых составлял 48 лет, они были представителями космических агентств США, Европы, Японии и Канады, 31% из них составляли женщины; восемь из них участвовали в своих первых полетах.
Исследователи сравнили три глазных параметра до и после космических полетов астронавтов: ригидность глаз, внутриглазное давление и амплитуду глазного пульса (разницу между систолическим и диастолическим внутриглазным давлением).
Ригидность глаза измерялась с помощью оптической когерентной томографии с использованием специального видеомодуля для улучшения качества изображений сосудистой оболочки. Два других параметра, внутриглазное давление и амплитуда глазного пульса, были измерены с помощью тонометрии.
Исследование выявило значительные изменения в биомеханических свойствах глаз астронавтов: снижение ригидности глаз на 33%, снижение внутриглазного давления на 11% и уменьшение амплитуды глазного пульса на 25%.
Эти изменения сопровождались такими симптомами, как уменьшение полей зрения, изменение фокусного поля и, в некоторых случаях, отек дисков зрительного нерва и сетчатки.
Исследователи также обнаружили, что у пяти астронавтов толщина сосудистой оболочки глаза превышала 400 микрометров, что не коррелировало с возрастом, полом или предыдущим опытом работы в космосе.
«Невесомость изменяет распределение крови в организме, увеличивая приток крови к голове и замедляя венозное кровообращение в глазу», — объяснил Костантино. «Вероятно, именно это вызывает расширение сосудистого слоя, который питает сетчатку».
По мнению исследователей, расширение сосудистой оболочки во время нахождения в невесомости может привести к растяжению коллагена в склере, белом наружном слое глаза, что приводит к долговременным изменениям механических свойств органа зрения.
Ученые также считают, что пульсация крови в условиях микрогравитации может создавать эффект гидравлического удара, при котором внезапные изменения давления в кровотоке вызывают механический удар по глазу, что приводит к деформации тканей.
Зрение возвращается в норму
По словам исследователей, эти изменения со стороны глаз, как правило, не вызывают беспокойства, когда космическая миссия длится от 6 до 12 месяцев. Хотя у 80% астронавтов, которых они обследовали, развился хотя бы один неблагоприятный симптом, по возвращении на Землю их зрение нормализовалось.
В большинстве случаев ношения корректирующих очков было достаточно для устранения симптомов, развившихся на борту МКС. Да и само понятие космонавт в очках уже никого не шокирует. Первый «космический очкарик» американец Джон Янг совершил полет на шаттле «Колумбия» еще в 1981 году.
Однако исследовательское сообщество и международные космические агентства с осторожностью относятся к последствиям длительных полетов, таких как полет на Марс. Последствия длительного воздействия микрогравитации на здоровье глаз остаются неизвестными, и в настоящее время не существует профилактических мер и поддерживающей терапии во время космической миссии.
Исследовательская группа ожидает получения дополнительных данных от НАСА, чтобы продолжить свои исследования.
«Наблюдаемые изменения механических свойств глаза могут служить биомаркерами для прогнозирования развития SANS (нервно-глазного синдрома, связанного с космическим полетом)», — сказал Костантино.
«Это помогло бы выявить астронавтов, подверженных риску, до того, как у них возникнут реальные проблемы со зрением во время длительных полетов».
Сколько лететь до Марса
Минимальное расстояние между орбитами Земли и Марса составляет 55.76 миллиона километров. Если бы Солнечная система замерла на месте, современный космический корабль преодолел бы это расстояние за полтора месяца. Но поскольку планеты находятся в постоянном движении, реальный межпланетный полет займет гораздо больше времени — не менее полугода. Вы можете ознакомиться с подробным расчетом на нашем сайте.
