by Innspace teamArtykuł przygotował członek zespołu Innspace w ramach współpracy z marką HOYA
Narząd wzroku jest niezwykle ważny na Ziemi, ponieważ zapewnia nam możliwość widzenia świata (albo przynajmniej jego iluzji w naszych mózgach), odkrywania go oraz reagowania na zmiany w środowisku, które mogą stanowić zagrożenie. Ale czy zastanawialiście się kiedyś, czy narząd wzroku mógłby być równie adaptacyjnym narzędziem, gdybyśmy ewoluowali na innej planecie? Cóż, można tylko spekulować na ten temat, gdyż do tej pory mamy wiedzę tylko na temat życia na Ziemi (wyjątek stanowią najnowsze doniesienia dotyczące Wenus [1]). Jednakże podbój kosmosu wydaje się być coraz mniej odległy, a oczy astronautów, którzy do tej pory doświadczyli życia poza Ziemią, nie pozostają obojętne na warunki kosmiczne. Przyjrzyjmy się dziś, co się dzieje z oczami astronautów w kosmosie.
Arkadiusz Kołodziej (he/his)
Visiting Graduate Student, Biomedical Sciences, Department of Anesthesiology , University of Virginia School of Medicine
Badania wzroku wśród astronautów
NASA (National Aeronautics and Space Administration) przez lata prowadziła rutynowe badania lekarskie astronautów przed oraz po locie w kosmos. Wielu z nich zgłosiło objawy związane z narządem wzroku – zaburzenia ostrości widzenia oraz trudności z widzeniem w bliży [2]. Liczne badania przeprowadzone w dziedzinie kosmicznej neurologii oraz okulistyki wskazują, że przyczyną tego zjawiska może być mikrograwitacja, a właściwie jej skutki dla całego układu hydraulicznego ludzkiego organizmu [3].
Wpływ warunków kosmicznych na organizm
Na Ziemi, pod wpływem siły przyciągania, największe ciśnienie hydrostatyczne płynów znajduje się najniżej, czyli w kończynach dolnych. W kosmosie na nasze ciała nie działa żadna siła przyciągania (w dużym uproszczeniu), więc ciśnienie płynów w każdej części naszego ciała jest wyrównane. Oznacza to, że będąc w kosmosie, znajdziemy się w sytuacji, w której równie dużo płynów co w nogach, przedostanie się do naszej głowy, która w warunkach ziemskich znajduje się najdalej (najwyżej) od środka ciężkości.
Redystrybucja płynów krążących w naszym ciele związana z obniżoną grawitacją powoduje, że więcej krwi trafia do górnych partii ciała, co prowadzi do zwiększenia ciśnienia wewnątrzczaszkowego, zatkania zatok i bólów głowy [2]. Astronauci mają też wtedy charakterystyczny wygląd. Stosuje się takie terminy jak puffy face albo pig face oraz chicken/bird legs (to oficjalne terminy stosowane w medycynie kosmicznej!), ponieważ po odpłynięciu z kończyn dolnych sporych objętości krwi, nogi astronautów wydają się być szczuplejsze, a twarz opuchnięta.
Spaceflight Associated Neuro-ocular Syndrome
Skutkiem tych procesów jest najważniejsze dla oczu astronautów zjawisko zwane SANS, czyli Spaceflight Associated Neuro-ocular Syndrome. Prawdopodobną przyczyną tego zespołu jest właśnie wzrost ciśnienia wewnątrzczaszkowego, który prowadzi do obrzęku tarczy nerwu wzrokowego, potwierdzonego w badaniach obrazowych. Skutkuje to niewyraźnym widzeniem – problem ten dotyka większości astronautów, dlatego na Międzynarodowej Stacji Kosmicznej (ISS) znajdują się też okulary o różnych wartościach korekcyjnych. Poza obrzękiem tarczy nerwu wzrokowego, u części astronautów dochodzi do zwyrodnienia błony naczyniowej lub zawałów w obrębie włókien nerwowych tworzących nerw wzrokowy, widocznymi w badaniu dna oka. Schorzenia te brzmią przerażająco, natomiast w zdecydowanej większości przypadków ustępują samoistnie w ciągu kilku tygodni/miesięcy po powrocie na Ziemię. Niestety, zostały także udokumentowane przypadki trwałych zmian w obrębie narządu wzroku. Mogą one stanowić ryzyko pogorszenia widzenia w przyszłości, dlatego tak istotne jest zadbanie o astronautów i ich wzrok w kosmosie [4]. Na szczęście takich przypadków do tej pory odnotowano niewiele. Co więcej, SANS nigdy nie stanowił bezpośredniego zagrożenia wymagającego natychmiastowego działania [5]. W razie potrzeby na ISS znajduje się preparat (acetazolamid), stosowany w celu obniżenia ciśnienia wewnątrzczaszkowego.
Odnotowane zostały także różnice w nasileniu objawów SANS u poszczególnych astronautów. Niektórzy badacze wskazują nawet płeć męską oraz zwiększoną masę ciała jako potencjalne czynniki ryzyka wystąpienia SANS [6][7]. Wciąż nie istnieją konkretne środki zaradcze, które miałyby zapobiec występowaniu SANS. Jak zawsze w nauce, wniosek jest jeden – potrzebujemy więcej badań. Dzięki zrozumieniu danego zjawiska chorobowego w pełni, możliwe (lub przynajmniej łatwiejsze) będzie znalezienie odpowiedniego rozwiązania mogącego mu przeciwdziałać.
Aby prowadzić kompleksowe badania na temat SANS, wymagane jest korzystanie z różnego rodzaju sprzętu, w związku z tym także współpracy między naukowcami specjalizującymi się w różnych technikach badawczych. Jedną z nowości jest zaproponowany przez naukowczynie z Loma Linda University aparat do Micro-CT (zmniejszona wersja tomografii komputerowej), który umożliwia nieinwazyjny pomiar ilościowy zmian zachodzących wewnątrz gałki ocznej pod wpływem warunków kosmicznych [8].
Dodatkowo, badania na temat SANS niosą za sobą potencjał większego wglądu w choroby narządu wzroku, które występują także na Ziemi, jak na przykład jaskra (wywołana zwiększonym ciśnieniem w gałce ocznej) czy neuropatie nerwu wzrokowego [3]. Podsumowując, warto badać oczy nie tylko na Ziemi, ale także w kosmosie. Zachęcam wszystkich aspirujących okulistów, optometrystów i optyków do zainteresowania się tematem i mierzenia wysoko (w kosmos!).