Влияние на гидродинамику глаза и зрительный анализатор условий пребывания на лунной поверхности и лунной гравитации в «чистом» виде

Импакт фактор - 0,750*

*Импакт фактор за 2017 г. по данным РИНЦ

Журнал входит в Перечень рецензируемых научных изданий ВАК.

Ключевые слова
Похожие статьи в журнале РМЖ

Читайте в новом номере

РМЖ «Клиническая Офтальмология» №1 от 07.03.2017 стр. 3-6
Рубрика: Офтальмология
Цель: оценка основных физиологических сдвигов в организме человека в условиях моделирования пребывания на лунной поверхности и воздействия лунной гравитации в «чистом» виде. 
Материал и методы: исследование проводилось с участием 12 практически здоровых мужчин-добровольцев в возрасте 18–35 лет. Испытуемые были разделены на 2 равные группы путем ограниченной рандомизации (метод конвертов). Всем испытуемым были проведены авторефрактометрия, визометрия, пневмотонометрия, компьютерная периметрия, эхобиометрия. Кроме этого, исследовалась критическая частота слияния мельканий (КЧСМ), оценивалось морфофункциональное состояние зрительного анализатора с помощью оптической когерентной томографии. 
Результаты: в обеих группах было зафиксировано повышение ВГД между фоновым измерением и измерением в последний день эксперимента: в 1–й группе («9,6 градуса + горизонт») – на 3,95±0,15 мм рт. ст. (p<0,01), во 2-й группе («9,6 градуса») – на 3,7±0,7 мм рт. ст. (p<0,01). Отмечалось увеличение уровня КЧСМ при сравнении значений, полученных до эксперимента и после его окончания, в 1-й группе на 5,5±0,355 Гц (p<0,01), во 2–й группе – на 5,81±0,46 Гц (p<0,01). Также по результатам эхобиометрии было зафиксировано уменьшение размера горизонтальной оси глаза у всех испытуемых: в 1-й группе – на 0,561±0,012 мм, во 2-й группе – на 0,673±0,057 мм (p<0,01). Результаты авторефрактометрии также свидетельствовали о сдвиге в сторону гиперметропии – из 24 глаз на 22 (91,66%) произошли соответствующие изменения. Только у 1 испытуемого из 2-й группы не отмечалось никаких изменений по результатам данного исследования. 
По результатам остальных исследований статистически достоверных изменений выявлено не было. Наиболее значимое из них – уменьшение толщины нервных волокон у 4 испытуемых в 1-й группе и у 2 испытуемых во 2-й группе. 
Заключение: полученные данные позволяют сделать вывод о том, что гипогравитация и лунная гравитация в «чистом» виде при длительном воздействии на человека отрицательно влияют на состояние зрительного анализатора. Но пути развития этих изменений и возможные методы их предотвращения еще предстоит найти. 

Ключевые слова: гипогравитация, лунная гравитация в «чистом» виде, изменение КЧСМ.

Для цитирования: Валях М.А., Кац Д.В., Баранов М.В., Шпаков А.В., Мерзликин Д.М. Влияние на гидродинамику глаза и зрительный анализатор условий пребывания на лунной поверхности и лунной гравитации в «чистом» виде // РМЖ. Клиническая офтальмология. 2017. №1. С. 3-6
The effect of moon’s surface stay and moon’s gravitational effect per se on ocular hydrodynamics and visual analyzer
Valyakh M.A.1, Kats D.V.1, Baranov M.V.2, Shpakov A.V.2, Merzlikin D.M.3

1 N.I. Pirogov Russian National Research Medical University, Moscow
2 Scientific Research Institution of Cosmic Medicine, Moscow
3 O.M. Filatov City Clinical Hospital No. 15, Moscow

Aim. To assess major pathophysiological changes in human organism under the modelling of moon’s surface stay and moon’s gravitational effect per se.
Patients and methods. The study enrolled 12 healthy volunteers (men) aged 18-35. The individuals were subdivided into two equal groups by means of limited randomization (envelope method) and underwent auto refractometry, visual acuity measurement, pneumotonometry, computer perimetry, and echobiometry. In addition, critical flicker fusion evaluation and optical coherence tomography were performed. 
Results. IOP levels increased between baseline measurements and measurements in the last day of the experiment, i.e., by 3.95 ± 0.15 mm Hg in group 9.6 + horizon (p < 0.01) and by 3.7 ± 0.7 mm Hg in group 9.6 (p < 0.01). Critical flicker fusion rate increased by 5.5 ± 0.355 Hz in group 9.6 + horizon (p < 0.01) and by 5.81 ± 0.46 Hz in group 9.6 ( p <0,01). Echo biometry revealed the decrease in eye horizontal axis by 0.561 ± 0.012 mm in group 9.6 + horizon and by 0.673 ± 0.057 mm in group 9.6 ( p < 0.01). Auto refractometry revealed hyperopic shift as well (22 of 24 eye, 91.66%). No changes were revealed in one patient of group 9.6 only. The rest of examinations did not demonstrate any statistically significant changes. The most significant changes was retinal nerve fiber layer thinning in four patients of group 9.6 + horizon and in two patients of group 9.6.
Conclusions. Long-term hypogravity and lunar gravity per se negatively affect human visual analyzer, however, the mechanisms of these disturbances and potential modalities of their prevention remain elusive.

Key words: hypogravity, lunar gravity per se, changes in critical flicker fusion rate.
For citation: Valyakh M.A., Kats D.V., Baranov M.V. et al. The effect of moon’s surface stay and moon’s gravitational effect per se on ocular hydrodynamics and visual analyzer // RMJ. Clinical ophthalmology. 2017. № 1. P. 3–6.

В статье приведены результаты исследования влияние на гидродинамику глаза и зрительный анализатор условий пребывания на лунной поверхности

    Изменения различных органов и систем, связанные с влиянием микрогравитации, очень широко изучались как в России, так и за рубежом. Между тем особенности воздействия данных факторов на глаза и мозг в значительной степени остаются неизвестными, несмотря на то, что в последнее время изучению влияния космических полетов, в частности, на зрительный анализатор стало уделяться все больше внимания. 
    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).

Таблица 1. Значения ВГД и КЧСМ в 2 группах на разных этапах закладки
Рис. 1. Диаграмма средней КЧСМ (в Гц) в обеих группахРис. 2. Диаграмма среднего ВГД (в мм рт. ст.) в обеих группах

    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). 

Таблица 2. Результаты эхобиометрии (мм) в обеих группах

    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).

    Заключение

    Полученные результаты свидетельствуют о том, что и гипогравитация, и лунная гравитация в «чистом» виде оказывают достаточно значимое влияние на зрительный анализатор и гидродинамику глаза. Изменения в 2 группах не имели статистически значимого различия, что может быть связано с маленькой выборкой и непродолжительным временем закладки, но позволяет нам сделать предположение об одинаковом характере воздействия в обеих группах.
Литература
1. Mader T.H., Gibson G.R., Pass A.F. et al. Optic disc edema globe flattening, choroidal folds, and hyperopic shifts observed in astronauts after long-dyration space flight // Ophthalmology. 2011. Vol. 118. P. 2058–2069.
2. Gibson E.G. Skylab-4 grew observation // Biomedical results from Skylab. 1997. P. 22–26.
3. Buckey J.C., Gaffney F.A., Lane L.D. et al. Central venous pressure in space (Letter) // New Engl. J. Med. 1993. Vol. 328 (25). P. 1853–1854.
4. Bill A., Phillips, C.I. Uveoscleral drainage of aqueous humour in human eyes // Exp Eye Res. 1971. Vol. 12. P. 275–281.
5. Catterson A.D., McCutcheon E.P., Minners H.A., Poleard R.D. Aeromedical observations // Mercury project summary. 1963. P. 299–326.
6. Mader Т.Н., Gibson C.R., Pass A.F. et al. Optic Disc Edema, Globale Flattening, Choroidal Folds, and Hyperopic Shifts Observed in Astronauts after Long – duration Space Flight // American Academy of Ophthalmology Published by Elsevier Inc. 2011. Р. 2058–2070.
7. Arbeille P., Pottier J.M., Palat F. et al. Ultrasound technology and space cardiovascular medicine // Physiologist. 1990. Vol. 23(1). P. 159–162.
8. Горгиладзе Г.И., Брянов И.И. Космическая болезнь движения // Космическая биология и авиакосмическая медицина. 1989. Т. 23, № 3. C. 4–14 [Gorgiladze GI Brjan II Space disease of movement // Space Biology and aerospace medicine. 1989. Vol. 23 (3). P. 4–14 (in Russian)].

Только для зарегистрированных пользователей

зарегистрироваться

Поделитесь статьей в социальных сетях

Порекомендуйте статью вашим коллегам

Предыдущая статья
Следующая статья

Авторизируйтесь или зарегистрируйтесь на сайте для того чтобы оставить комментарий.

зарегистрироваться авторизоваться
Наши партнеры
Boehringer
Jonson&Jonson
Verteks
Valeant
Teva
Takeda
Soteks
Shtada
Servier
Sanofi
Sandoz
Pharmstandart
Pfizer
 OTC Pharm
Lilly
KRKA
Ipsen
Gerofarm
Egis
Dr. Reddis
Зарегистрируйтесь сейчас и получите доступ к полезным сервисам:
  • Загрузка полнотекстовых версий журналов (PDF)
  • Актуальные новости медицины
  • Список избранных статей по Вашей специальности
  • Анонсы конференций и многое другое

С нами уже 50 000 врачей из различных областей.
Присоединяйтесь!
Если Вы врач, ответьте на вопрос:
Дисфагия это:
Нажимая зарегистрироваться я даю согласие на обработку моих персональных данных
Если Вы уже зарегистрированы на сайте, введите свои данные:
Войти
Забыли пароль?
Забыли пароль?