За последние несколько лет подразделением космической медицины Национального комитета по аэронавтике и исследованию космического пространства (НАСА) было зарегистрировано несколько значимых изменений в органе зрения в результате космических полетов [1–5]. Определенная тенденция этих изменений дает возможность предположить общую причину воздействия микрогравитации. Из-за недостаточного количества данных, полученных во время космических экспедиций, выяснить конкретную этиологию этих изменений пока не получилось.
В результате исследований рядом европейских организаций были получены данные об изменениях зрительных функций и структур глазного яблока у космонавтов во время и после космических полетов. К их числу относятся уплощения заднего полюса, приводящие к гиперметропическому сдвигу, отек диска зрительного нерва (ДЗН), хориоидальных складок, появление ватообразных экссудатов и скотом в поле зрения. Некоторые из этих изменений преходящие, другие являются постоянными [6]. Европейские астронавты проходили по меньшей мере 1 медицинский осмотр в год, включающий проверку остроты и полей зрения, осмотр переднего и заднего отделов глаза [3–5, 7]. С 1996 г. по базе данных европейских астронавтов был проведен поиск возможных офтальмологических изменений у астронавтов, которые были обследованы перед полетом. В течение последних 16 лет у 2 европейских космонавтов из 14 выявлены такие офтальмологические изменения, как гиперметропический сдвиг и отек ДЗН. Большинство из 14 космонавтов принимали участие более чем в одном полете в космос [1, 5].
При проведении наземного эксперимента, моделирующего условия космического полета (с углом наклона кровати -8 градусов), были зафиксированы повышение диастолического давления в центральной артерии сетчатки, увеличение калибра артерий. Ретинальная венозная гиперемия и увеличение кровяного давления в яремной вене косвенно указывают на увеличение внутричерепного давления в условиях гипергидратации мозга [7, 8].
Таким образом, мы можем сделать вывод о том, что проблема нарушения работы зрительного анализатора в результате влияния факторов космического полета существует, но причины, приводящие к данным нарушениям, до конца не изучены.
Цель: оценка основных физиологических сдвигов в зрительном анализаторе и гидродинамики глаза при условии моделирования пребывания на лунной поверхности и воздействия лунной гравитации в «чистом» виде.
Материал и методы
Эксперимент проводился на базе ФНКЦ ФМБА России. 12 практически здоровых мужчин-добровольцев в возрасте 18–35 лет, прошедшие врачебно-экспертную комиссию, провели 21 день при различных углах положения тела относительно горизонтальной оси. Испытуемые были разделены на 2 равные группы путем ограниченной рандомизации (метод конвертов): в 1-й группе испытуемые пребывали в ортостатическом положении с углом наклона тела +9,6 градуса в течение дня и в горизонтальном положении ночью; во 2-й группе испытуемые пребывали в ортостатическом положении с углом наклона тела +9,6 градуса на протяжении всех суток.Перед началом эксперимента (за 1 день до помещения испытуемых в соответствующие условия), на 11-е, 21-е сут, а также на следующий день после выхода испытуемых из эксперимента проводились следующие исследования: измерение ВГД по методу Маклакова, определение критической частоты слияния мельканий (аномалоскоп «Цвет–1», Россия), прямая офтальмоскопия (BXα, NEITZ, Япония).
Также перед началом эксперимента и на следующий день после его окончания применялись следующие методы диагностики: измерение остроты зрения (таблица Головина – Сивцева), авторефрактометрия (KR-8900 Topcon, Япония), оптическая когерентная томография (ОКТ) (Carl Zeiss Meditec CirrusTM HD-OCT (4000-4899), version 6.5.0.722, Германия; программа Optic disc cube 200 x 200), эхобиометрия (Aviso Quantel Medical V:3.0.0 speed 1532/1641/1532, Франция), компьютерная периметрия (Carl Zeiss Humphrey Field Analyzer II–I series, model 745i, Германия; программа central 30-2 threshold test).
Обработка полученных данных проводилась с использованием программы Statistica (версия 7.0). Описательная статистика количественных признаков представлена средним значением и стандартным отклонением в формате М±SD. Для сравнения связанных совокупностей использовался критерий Вилкоксона, для оценки несвязанных совокупностей был применен U-критерий Манна – Уитни. Достоверными считались различия при р<0,05.
Результаты и обсуждение
Изначально и в процессе исследования статистически значимых различий между группами выявлено не было. Отмечалось значительное увеличение значений КЧСМ в обеих группах. В 1-й группе уровень данного показателя в среднем увеличился на 5,5±0,355 в период от фона до 1-х сут после эксперимента (p<0,01). Во 2-й группе уровень КЧСМ в тот же период увеличился на 5,81±0,46 (p<0,01) (табл. 1, рис. 1). Что касается уровня ВГД, то в обеих группах наблюдались его стойкое повышение во время эксперимента и возвращение к цифрам, сходным с теми, что были получены в начале закладки (табл. 1, рис. 2).Авторефрактометрия. Из 24 обследованных глаз на 22 (91,66%) произошел сдвиг в сторону гиперметропии. Только у 1 испытуемого из 2-й группы не отмечалось никаких изменений по результатам данного исследования.
Эхобиометрия. Среднее значение при фоновом измерении в 1-й группе составило 24,533±0,136 мм, в 1-е сут после выхода испытуемых из эксперимента – 23,972±0,148 мм. Таким образом, уменьшение произошло в среднем на 0,561 мм (p<0,01).
Во 2-й группе средний показатель длины глазного яблока, полученный при фоновом измерении, был равен 24,181±0,150 мм, при измерении в 1-е сут после выхода испытуемых из эксперимента – 23,508±0,207 мм (уменьшение – 0,673 мм (p<0,01)). Таким образом, отмечается статистически значимое уменьшение длины горизонтальной оси глаза (табл. 2).
Что касается данных визометрии, ОКТ, компьютерной периметрии, то статистически значимых различий в ходе исследования получено не было. По результатам периметрии во 2-й группе была зафиксирована положительная динамика (уменьшение количества скотом и снижение MD). Также стоит отметить, что одинаковые изменения на обоих глазах по всем 3 параметрам были отмечены у 5 испытуемых, за исключением различия изменений степени отклонения от нормы скорректированного возрастного контроля поля у 1 испытуемого из 5. У 6-го испытуемого изменения по всем 3 параметрам были различными (на правом глазу происходило увеличение всех показателей, на левом – снижение), тем не менее ни одни изменения не были статистически значимы. В 1-й группе изменений не выявлено. По данным ОКТ в 1-й группе произошло уменьшение толщины нервных волокон у 4 испытуемых, во 2-й группе – у 2. При этом все они подпадали под разрешенные значения погрешности и статистически не являлись достоверными, закономерности в данных изменениях также не выявлено.
Основополагающим механизмом выявленных изменений, на наш взгляд, является перераспределение жидкости в организме, что влечет за собой повышение уровня внутричерепного давления, изменение циркуляции спинномозговой и внутриглазной жидкости (ВГЖ), а также кровообращения в зрительном анализаторе (увеличение кровотока и стаз).
В свою очередь данные изменения могут приводить к повышению ВГД (за счет повышения выработки ВГЖ и нарушения оттока), увеличению КЧСМ (вследствие повышения трофики нервных волокон), а также к сдвигу рефракции в сторону гиперметропии и уменьшению горизонтального размера глазного яблока (за счет уплощения заднего полюса глаза из-за повышения давления в субарахноидальном пространстве в результате повышения уровня ВЧД и/или увеличения складок в сосудистой оболочке глаза).