Влияние измененной гравитации на организм человека во время космических экспедиций изучают достаточно давно. Однако внимание изменениям со стороны органа зрения у космонавтов стали уделять только в последнее время. В частности, были зафиксированы подъемы внутриглазного давления (ВГД) в условиях измененной гравитации, а именно в условиях сниженной гравитационной силы — гипогравитации. Данный вид гравитации обнаружен на Луне и предположительно на других планетах нашей Солнечной системы [1–5].
Первые данные о повышении ВГД во время космических полетов были получены с помощью ручного планационного тонометра: было зафиксировано увеличение ВГД на 20–25% в течение первого часа от начала экспедиции [6].
Рядом других исследователей с помощью аппланационного тонометра Tono-pen был выявлен подъем уровня ВГД больше, чем у половины астронавтов во время орбитального полета [7].

Учитывая данные зарубежных коллег об изменениях со стороны органа зрения во время космических полетов, а также возросшую частоту космических экспедиций в последнее время и то, что увеличение ВГД может приводить к необратимому повреждению нервных волокон диска зрительного нерва (ДЗН), вызывая тем самым снижение зрения и/или слепоту, было принято решение о проведении клинического эксперимента с целью выявления взаимосвязи между гипогравитацией и уровнем офтальмотонуса. Стоит отметить, что помимо повышения уровня ВГД были зафиксированы и другие изменения со стороны органа зрения в процессе проведения исследований иностранными учеными, однако ни одно из них не было столь значимо, как увеличение уровня офтальмотонуса.

ПАЦИЕНТЫ И МЕТОДЫ

Данное исследование проводили в июле 2016 г. на базе кафедры офтальмологии лечебного факультета им. академика А. П. Нестерова РНИМУ им. Н. И. Пирогова, в ГКБ № 15 им. О. М. Филатова при участии ФГБУ ФНКЦ ФМБА России в НИИ космической медицины.
Для участия в эксперименте были отобраны 48 участников (96 глаз) молодого возраста. Критерии включения в исследование: 1) мужчины в возрасте 18–35 лет; 2) хорошая физическая подготовка; 3) нормальная рефракция глаза — эметропия или миопия слабой или средней степени (до –6 диоптрий). Критерии исключения: 1) наличие острых офтальмологических заболеваний; 2) наличие дистрофии роговицы; 3) миопия высокой степени (от –6 дипотрий и выше); 4) наличие в анамнезе операций на роговице; 5) наличие иных соматических паталогий; 6) иной возраст и пол. Все участники были разделены на две равные группы путем открытой сравнительной рандомизации (метод конвертов).

Статистическую обработку данных проводили с помощью программы Statistica 8.0 (StatSoft Inc.; США). Приводимые параметры, имеющие нормальное распределение, представлены в формате: М ± m, где М — среднее значение, m — ошибка среднего значения. Для попарного сравнения двух независимых выборок применяли Z-аппроксимацию U-критерия Манна– Уитни, для повторных внутригрупповых сравнений — Z-аппроксимацию T-критерия Уилкоксона. Критический уровень значимости при проверке статистических гипотез принимали равным < 0,05.

В 1-й группе были созданы условия, имитирующие нахождение в гипогравитации. Таких условий достигали за счет помещения испытуемых в ортостатическое положение, т. е. с углом наклона головного конца тела +9,6° относительно горизонтальной оси на дневной период и горизонтального положения в ночной период. Такое положение испытуемых в пространстве сохраняли в течение 21 суток. Обследуемые находились в помещениях, где была создана полная изоляция от внешних раздражающих факторов: повышена звукоизоляция, плотно закрыты окна. В помещении с испытуемыми могли находиться только представители медицинского персонала, участвующие в эксперименте; родственников и/или друзей не допускали. В строго регламентированное время было разрешено пользоваться телефоном и компьютером, читать. Обследования, процедуры личной гигиены, а также прием пищи в течение 21 дня наблюдения можно было проводить тоже в горизонтальном положении, не вставая с кровати.

Во 2-й группе, которая получила название «контроль», отсутствовали ограничения положения в пространстве, в ночной период (с 23:00 до 8:00) обследуемые находились в горизонтальном положении. Наблюдение длилось в течение 21 суток, регламент проведения обследований совпадал с регламентом в другой группе. Испытуемые имели право свободно перемещаться по территории, где проходил эксперимент, видеться с родственниками и друзьями, не находились в условиях повышенной изоляции от внешних раздражающих факторов (звукоизоляция была стандартная, окна не закрыты) (табл. 1).

Во время исследования были определены четыре основные точки: 1) первая точка, носившая название исходного измерения и/или фона — перед началом эксперимента (за день до помещения испытуемых в соответствующие условия); 2) вторая точка — на 11-е сутки эксперимента; 3) третья — на 21-е сутки; 4) четвертая точка — на первые сутки после окончания эксперимента (следующий день после прекращения нахождения в соответствующих условиях).
Для выявления изменений со стороны гидродинамики глаза всем испытуемым проводили измерение ВГД в установленные временные точки в утренние часы, когда повышение уровня ВГД достигает максимальных значений.
Помимо данного исследования всем пациентам проводили прямую офтальмоскопию в установленные контрольные точки, а также компьютерную периметрию до начала эксперимента и по его окончании с целью выявления возможных повреждений волокон зрительного нерва.

Измерение уровня ВГД

Исследование проводили с помощью аппланационного тонометра Маклакова (ПАО «Красногвардеец»; Россия), используя груз 10 г. Полученные данные были оценены с помощью переводной линейки Нестерова–Егорова и представлены в значениях, равных показателям истинного (определяет действительный уровень офтальмотонуса и общепринятого в мировой офтальмологической практике) ВГД (Р , мм рт. ст.). Нормальный уровень истинного ВГД (Р ) при измерении ВГД тонометром Маклакова весом 10 г достигает 10–22 мм рт. ст.

Прямая офтальмоскопия

Исследование глазного дна проводили при помощи электронного офтальмоскопа BXα, регистрационный номер ФС № 2005/1022 (NEITZ; Япония). Измерения проводили на узких зрачках без использования капель, вызывающих медикаментозный мидриаз во время эксперимента, и в состоянии медикаментозного мидриаза до начала эксперимента и на первые сутки после его окончания.

Компьютерная периметрия

Оценку полей зрения проводили методом статической периметрии на приборе Humphrey Field Analyzer II 750i (Zeiss; Германия), регистрационный номер ФСЗ № 2008/02964. При анализе полученных данных учитывали показатели достоверности проведенного исследования: число ложноположительных и ложноотрицательных ответов, данные о потере фиксации взора.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

При анализе данных, полученных в ходе эксперимента, зафиксировано во время измерения ВГД на 11-е сутки, равное 3,33 ± 0,08 мм рт. ст. На 21-е сутки эксперимента было отмечено продолжение увеличения уровня ВГД (3,42 ± 0,03 мм рт. ст.) по сравнению с данными, полученными до начала эксперимента. Однако стоит отметить, что на первые сутки после окончания эксперимента значения ВГД вернулись к значениям, соотносимым со значениями, полученными до начала эксперимента (табл. 2).
При оценке результатов прямой офтальмоскопии на протяжении всего эксперимента ни у одного испытуемого не было зафиксировано отклонений от нормы. Диск зрительного нерва (ДЗН) — бледно-розовый, экскавация физиологическая (0,3–0,4), сосудистый пучок в центре, ход и калибр сосудов не изменен, макулярная область без особенностей, на периферии зон дистрофии и/или разрывов нет.
По данным компьютерной периметрии, грубых нарушений в виде абсолютных скотом или значительного увеличения слепого пятна при анализе показателей испытуемых в этой группе выявлено не было.

В группе «контроль» никаких изменений уровня ВГД во время эксперимента и по его окончании не было зафиксировано. Значения у всех испытуемых были в пределах нормы на протяжении всего исследования (табл. 3). Так же как и в первой группе при оценке данных прямой офтальмоскопии и компьютерной периметрии, отклонений от нормы зафиксировано не было.
Статистический анализ изменений ВГД, зафиксированных в исследуемых группах с помощью U-критерия Манна–Уитни для двух несвязанных совокупностей, позволил определить следующее: для групп «модель гипогравитации» и «контроль» U_эмп. = 0,
тогда как U_крт. = 834 (p < 0,01), что говорит о статистической достоверности и значимости полученных результатов.

ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ

Гипогравитация оказывает влияние на офтальмотонус, приводя к повышению ВГД. Во время клинического эксперимента были получены статистически достоверные и значимые результаты повышения ВГД. Среднее увеличение данного показателя составило 3,42 ± 0,03 мм рт. ст. Однако можно предположить, что влияние гипогравитации на офтальмотонус носит транзиторный характер, так как уже в первые сутки после окончания эксперимента происходит восстановление уровня ВГД.
Данные изменения можно объяснить тем, что во время нахождения в условиях моделирования гипогравитации в организме испытуемых происходит перераспределение жидкости, сопровождающееся увеличением кровенаполнения структур и органов головы и шеи, в том числе сосудистой оболочки глаза. Эти изменения могут приводить к уменьшению внутриглазного объема, а соответственно к увеличению ВГД. В дальнейшем при адаптации организма к условиям, имитирующим космический полет, развивается гипогидратация путем снижения реабсорбции жидкости и электролитов в почечных канальцах, усиления клубочковой фильтрации, и в несколько раз возрастает диурез и выведение осмотических активных веществ, что приводит к нормализации ВГД [8]. Другое возможное объяснение данных изменений заключается в том, что в результате перераспределения жидкости в организме испытуемых происходит повышение выработки внутриглазной жидкости и затруднение ее оттока через дренажную систему глаза [9].

ВЫВОДЫ

1. При анализе показателей офтальмотонуса во время эксперимента по моделированию гипогравитации были получены статистически достоверные и значимые результаты о повышении уровня ВГД в период с момента начала эксперимента и до 21 суток исследования (p < 0,01).
2. Изменения ВГД в условиях гипогравитации носит транзиторный характер, после окончания воздействия данных условий уровень офтальмотонуса возвращается к исходным показателям.
3. По данным прямой офтальмоскопии, никаких изменений на глазном дне, в частности на ДЗН, у испытуемых во время нахождения в условиях моделирования гипогравитации не происходит.
4. По результатам компьютерной периметрии в ходе эксперимента по созданию измененных условий гравитации значимых изменений зафиксировано не было.