State of the Retina and Optic Nerve in 21-Day Head-Down Tilt Bed Rest

M. A. Gracheva; Грачева М. А.; A. A. Kazakova; Казакова А. А.; O. M. Manko; Манько О. М.

doi:10.31857/S0131164623600271

Состояние сетчатки и зрительного нерва в условиях 21-дневной антиортостатической гипокинезии (АНОГ)

Авторы: Грачева М.А.¹^,2, Казакова А.А.¹^,2, Манько О.М.¹
Учреждения:
1. ФГБУН ГНЦ РФ – Институт медико-биологических проблем РАН
2. Институт проблем передачи информации имени А.А. Харкевича РАН
Выпуск: Том 49, № 6 (2023)
Страницы: 51-60
Раздел: Статьи
URL: https://bakhtiniada.ru/0131-1646/article/view/232791
DOI: https://doi.org/10.31857/S0131164623600271
EDN: https://elibrary.ru/ERLKGA
ID: 232791

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ
Доступ закрыт

Доступ предоставлен
Доступ закрыт

Только для подписчиков

Аннотация
Об авторах
Список литературы
Дополнительные файлы
Статистика

Аннотация

Исследования в условиях антиортостатической гипокинезии (АНОГ) являются традиционными экспериментами, имитирующими перераспределение жидкостных сред организма, подобное перераспределению жидкостных сред в условиях микрогравитации. В исследованиях такого типа учеными проводилась, в том числе, оценка состояния зрительной системы испытателей в целях изучения механизма развития ассоциированного с космическим полетом нейро-окулярного синдрома (SANS). Главным симптомом SANS является нарастающий отек зрительного нерва и сетчатки глаза. В настоящее время представленные в печати результаты изучения состояния зрительной системы в ходе АНОГ неоднозначны, что обуславливает актуальность проведения дальнейших исследований. Цель данной работы − провести анализ морфометрии сетчатки глаза в зоне диска зрительного нерва (ДЗН) и зоне макулы у испытателей до и после 21-дневной АНОГ. Исследование проводили с использованием оптического когерентного томографа с функцией ангиографии (Optovue RTVue XR Avanti System) до и после 21-дневного действия АНОГ. У 4 испытуемых (8 глаз) (мужчины, ср. возраст ± станд. отклон. – 29.3 ± 3.9 лет) оценивали макулярную зону и область ДЗН по результатам стандартных режимов сканирования. Для анализа полученных значений использовали оценки средних тенденций, критерии сравнения средних и графический анализ. При анализе толщины сетчатки в зоне диска зрительного нерва были получены результаты, согласующиеся с данными других исследователей, говорящие о возможном увеличении толщины сетчатки, однако результаты не достигли уровня статистической значимости. При анализе толщины сетчатки в зоне макулы было впервые показано статистически значимое утолщение сетчатки, но существенно меньшее по амплитуде, чем утолщениe слоя нервных волокон в зоне диска зрительного нерва. Анализ плотности сосудов в условиях АНОГ был проведен впервые как для зоны диска, так и для зоны макулы, однако для получения однозначных выводов требуются дополнительные исследования. Впервые показано увеличение толщины сетчатки в зоне макулы у испытуемых после воздействия АНОГ; для зоны диска получены данные, согласующиеся с результатами других исследователей. Впервые получены данные ангиографии зоны макулы и зоны диска, однако полученные различия в плотности сосудов не достигли уровня статистической значимости.

Ключевые слова

зрительная система человека, антиортостатическая гипокинезия (АНОГ), ассоциированный с космическим полетом нейро-окулярный синдром, SANS-синдром, оптическая когерентная ангиотомография сетчатки.

Список литературы

Mader T.H., Gibson C.R., Pass A.F. et al. Optic disc edema, globe flattening, choroidal folds, and hyperopic shifts observed in astronauts after long-duration space flight // Ophthalmology. 2011. V. 118. № 10. P. 2058.
Space Physiology and Medicine: From Evidence to Practice / Eds. Nicogossian A.E., Huntoon C.L., Polk J.D., Williams R.S., Doarn C.R., Schneider V.S. New York: Springer, 2016. 509 p.
Stenger M.B., Laurie S.S., Sadda S.R. et al. Focus on the optic nerve head in spaceflight-associated neuro-ocular syndrome // Ophthalmology. 2019. V. 126. № 12. P. 1604.
Lee A.G., Mader T.H., Gibson C.R. et al. Space flight-associated neuro-ocular syndrome (SANS) // Eye. 2018. V. 32. № 7. P. 1164.
Lee A.G., Mader T.H., Gibson C.R. et al. Spaceflight associated neuro-ocular syndrome (SANS) and the neuro-ophthalmologic effects of microgravity: a review and an update // NPJ Microgravity. 2020. V. 6. № 1. P. 7.
Wojcik P., Batliwala S., Rowsey T. et al. Spaceflight-Associated Neuro-ocular Syndrome (SANS): a review of proposed mechanisms and analogs // Expert Rev. Ophthalmol. 2020. V. 15. № 4. P. 249.
Журавлева О.А., Маркин А.А., Кузичкин Д.С. и др. Динамика маркеров окислительного стресса при длительной антиортостатической гипокинезии // Физиология человека. 2016. Т. 42. № 1. С. 94. Juravlyova O.A., Markin A.A., Kuzichkin D.S. et al. Dynamics of oxidation stress markers during long-term antiorthostatic hypokinesia: A retrospective study // Human Physiology. 2016. V. 42. № 1. P. 79.
Саенко И.В., Саенко Д.Г., Козловская И.Б. Влияние 120-суточной антиортостатической гипокинезии на характеристики сухожильных рефлексов // Авиакосм. и эколог. мед. 2000. Т. 34. № 4. С. 13. Saenko I.V., Saenko D.G., Kozlovskaya I.B. [The effect of 120-d head-down tilt (HDT) on the characteristics of tendinous reflexes] // Aviakosm. Ekolog. Med. 2000. V. 34. № 4. P. 13.
Вейн А.М., Пономарева И.П., Елигулашвили Т.С. и др. Цикл “сон–бодрствование” в условиях антиортостатической гипокинезии // Авиакосм. и эколог. мед. 1997. Т. 31. № 1. С. 47. Vejn A.M., Ponomareva I.P., Eligulashvili T.S. et al. [The wakefulness-sleep cycle during antiorthostatic hypokinesia] // Aviakosm. Ekolog. Med. 1997. V. 31. № 1. P. 47.
Thomsen J.S., Morukov B.V., Vico L. et al. Cancellous bone structure of iliac crest biopsies following 370 days of head-down bed rest // Aviat. Space Environ. Med. 2005. V. 76. № 10. P. 915.
Иванова С.М., Моруков Б.В., Ярлыкова Ю.В. и др. Состояние системы красной крови у мужчин при длительной антиортостатической гипокинезии // Авиакосм. и эколог. мед. 2005. Т. 39. № 6. С. 17. Ivanova S.M., Morukov B.V., Yarlykova Yu.V. et al. [The red blood system in men during long-term head-down bed rest] // Aviakosm. Ekolog. Med. 2005. V. 39. № 6. P. 17.
Саенко Д.Г., Саенко И.В., Шестаков М.П. и др. Влияние 120-суточной антиортостатической гипокинезии на состояние систем позного регулирования человека // Авиакосм. и эколог. мед. 2000. Т. 34. № 5. С. 6. Saenko D.G., Saenko I.V., Shestakov M.P. et al. [The effect of 120-d head-down bedrest on the system of posture regulation in human] // Aviakosm. Ekolog. Med. 2000. V. 34. № 5. P. 6.
Pavy-Le Traon A., Heer M., Narici M.V. et al. From space to Earth: advances in human physiology from 20 years of bed rest studies (1986–2006) // Eur. J. Appl. Physiol. 2007. V. 101. № 2. P. 143.
Meck J.V., Dreyer S.A., Warren L.E. Long-duration head-down bed rest: project overview, vital signs, and fluid balance // Aviat. Space Environ. Med. 2009. V. 80. № 5. P. A01.
Hargens A.R, Vico L. Long-duration bed rest as an analog to microgravity // J. Appl. Physiol. 2016. V. 120. № 8. P. 891.
Taibbi G., Cromwell R.L., Kapoor K.G. et al. The effect of microgravity on ocular structures and visual function: a review // Surv. Ophthalmol. 2013. V. 58. № 2. P. 155.
Laurie S.S., Macias B.R., Dunn J.T. et al. Optic disc edema after 30 days of strict head-down tilt bed rest // Ophthalmology. 2019. V. 126. № 3. P. 467.
Laurie S.S., Lee S.M., Macias B.R. et al. Optic disc edema and choroidal engorgement in astronauts during spaceflight and individuals exposed to bed rest // JAMA Ophthalmol. 2020. V. 138. № 2. P. 165.
Laurie S.S., Greenwald S.H., Pardon G.L. P. et al. Optic disc edema and chorioretinal folds develop during strict 6° head-down tilt bed rest with or without artificial gravity // Physiol. Rep. 2021. T. 9. № 15. P. e14977.
Sater S.H., Natividad G.C., Seiner A.J. et al. MRI-based quantification of posterior ocular globe flattening during 60 days of strict 6° head-down tilt bed rest with and without daily centrifugation // J. Appl. Physiol. 2022. V. 133. № 6. P. 1349.
Zhang L.F., Hargens A.R. Spaceflight-induced intracranial hypertension and visual impairment: pathophysiology and countermeasures // Physiol Rev. 2018. V. 98. № 1. P. 59.
Hofman P., Hoyng P., Vrensen G.F., Schlingemann R.O. Lack of blood-brain barrier properties in micro vessels of the preliminar optic nerve head // Invest. Ophthal. Vis. Sci. 2001. V. 42. № 5. P. 895.
Kramer L.A., Sargsyan A.E., Hasan K.M. et al. Orbital and intracranial effects of microgravity: findings at 3-T MR imaging // Radiology. 2012. V. 263. № 3. P. 819.
Taibbi G., Cromwell R.L., Zanello S.B. et al. Ocular outcomes comparison between 14-and 70-day head-down-tilt bed rest // Invest. Ophthal. Vis. Sci. 2016. V. 57. № 2. P. 495.
Pardon L.P., Greenwald S.H., Ferguson C.R. et al. Identification of Factors Associated With the Development of Optic Disc Edema During Spaceflight // JAMA Ophthalmol. 2022. V. 140. № 12. P. 1193.
Sibony P.A., Laurie S.S., Ferguson C.R. et al. Ocular Deformations in Spaceflight-Associated Neuro-Ocular Syndrome and Idiopathic Intracranial Hypertension // Invest. Ophthal. Vis. Sci. 2023. V. 64. № 3. P. 32.
Miller N.R., Walsh F.B., Hoyt W.F. Walsh and Hoyt’s clinical neuro-ophthalmology. Philadelphia, PA: Lippincott Williams & Wilkins, 2005. V. 1. 1402 p.
Patel N., Pas A., Mason S. et al. Optical coherence tomography analysis of the optic nerve head and surrounding structures in long-duration international space station astronauts // JAMA Ophthalmol. 2018. V. 136. № 2. P. 193.
Shinojima A., Iwasaki K.I., Aoki K. et al. Subfoveal choroidal thickness and foveal retinal thickness during head-down tilt // Aviat. Space Environ. Med. 2012. V. 83. № 4. P. 388.