Ученые исследуют влияние космических путешествий на здоровье глаз космонавтов

Автор: Texas A&M Engineering

Поскольку космические путешествия становятся все более распространенными, важно учитывать влияние космического полета и измененной гравитации на человеческое тело. Исследователи из Техасского университета A&M под руководством доктора Аны Диас Артилес изучают некоторые из этих воздействий, в частности воздействие на глаза. Результаты опубликованы в журнале npj Microgravity.

Гравитационные изменения, с которыми сталкиваются космонавты во время космических путешествий, могут вызвать смещение жидкостей внутри тела. Это может вызвать изменения в сердечно-сосудистой системе, включая сосуды внутри и вокруг глаз.

По мере того, как коммерциализация космических полетов становится все более распространенной, а количество индивидуальных космических путешествий увеличивается, космонавты будут не единственными, кто испытает эти изменения. Люди, отправляющиеся в космос с коммерческими компаниями, могут быть не такими здоровыми, как космонавты, поэтому еще более важно понять роль, которую сдвиг жидкости играет в здоровье сердечно-сосудистой системы и глаз.

«Когда мы испытываем условия микрогравитации, мы видим изменения в сердечно-сосудистой системе, потому что гравитация не притягивает все эти жидкости, как это обычно происходит на Земле, когда мы находимся в вертикальном положении», — сказал Диас Артилес, доцент кафедры аэрокосмической науки. Инженерное дело и научный сотрудник факультета строительной компании Williams Brothers.

«Когда мы стоим, большая часть нашей жидкости хранится в ногах, но в условиях микрогравитации мы получаем перераспределение жидкости в верхнюю часть тела».

Эти изменения жидкости могут быть связаны с явлением, известным как нейро-окулярный синдром, связанный с космическим полетом (SANS), который может вызывать у космонавтов изменения формы глаз и другие глазные симптомы, такие как изменения глазного перфузионного давления (OPP). В настоящее время исследователи не уверены в точной причине SANS, но Диас Артилес надеется пролить свет на лежащий в основе этого механизм.

Диас Артилес и ее команда изучают потенциальные контрмеры, которые помогут противодействовать смещению SANS вперед. В недавнем исследовании они изучили потенциальную помощь отрицательного давления нижней части тела (LBNP) в борьбе с SANS. Эта контрмера может противодействовать эффектам микрогравитации, возвращая жидкость обратно в нижнюю часть тела.

Хотя роль глазного перфузионного давления в развитии SANS остается невыясненной, Диас Артилес и ее команда предположили, что воздействие микрогравитации может привести к небольшому, но хроническому повышению (по сравнению с вертикальным положением) OPP, что может играть роль в развитии САНС.

Результаты исследования показали, что отрицательное давление на нижнюю часть тела, хотя и эффективно вызывает сдвиг жидкости к нижней части тела, не является эффективным методом снижения ОПП.

Если повышенное глазное перфузионное давление будет окончательно связано с SANS, использование LBNP теоретически не может быть эффективной мерой противодействия этому синдрому. Но они подчеркивают, что будущая работа должна быть направлена на лучшее понимание взаимосвязи между OPP и SANS, а также влияние LBNP на эти реакции глаз в рамках разработки контрмер.

«Это исследование является лишь одним экспериментом из трех частей, призванных лучше понять влияние смещения жидкости в организме и его связь с SANS. Предыдущие эксперименты в этом исследовании включали использование наклонного стола, чтобы исследователи могли понять сердечно-сосудистые эффекты Смещение жидкости на разных измененных уровнях гравитации, воссозданное с использованием разных углов наклона», — сказал Диас Артилес.

Опубликованное исследование, а также предстоящие исследования сосредоточены на противодействии сдвигу жидкости; в этом случае отрицательное давление в нижней части тела.

В будущих исследованиях ученые изучат влияние использования центрифуги для борьбы со сдвигом жидкости и его последствиями. Диас Артилес и ее команда стремятся собрать данные о сердечно-сосудистых реакциях с использованием каждой контрмеры и сравнить влияние на глазное перфузионное давление и другие сердечно-сосудистые функции, на которые может влиять среда микрогравитации.

Эти исследования проводятся на Земле, поэтому гравитационные изменения, происходящие в космосе, могут привести к разным результатам. Таким образом, они надеются провести будущие исследования в условиях истинной микрогравитации, например, при параболических полетах.

Больше информации: Eric A. Hall et al, Ocular perfusion pressure is not reduced in response to lower body negative pressure, npj Microgravity (2024). DOI: 10.1038/s41526-024-00404-5

Источник: Texas A&M University