Аккомодация и рефракция глаза после действия модельной гравитации

Language of publication and translations:
UDC:
612.844
Publication date:
09 January 2022, 22:03
Category:
Секция 20. Космическая биология и медицина
Authors
Грачева Мария Александровна
Государственный научный центр Российской Федерации — Институт медико-биологических проблем РАН, Институт проблем передачи информации им. А.А. Харкевича РАН
Казакова Анна Алексеевна
Институт проблем передачи информации им А.А. Харкевича РАН, ФГАОУ ВО РНИМУ им. Н.И. Пирогова Минздрава России
Манько Ольга Михайловна
Государственный научный центр Российской Федерации — Институт медико-биологических проблем РАН
Смолеевский Александр Егорович
Государственный научный центр Российской Федерации — Институт медико-биологических проблем РАН
Бубеев Юрий Аркадьевич
Государственный научный центр Российской Федерации — Институт медико-биологических проблем РАН
Annotation:
Рассмотрены данные оценки аккомодации и рефракции глаза, полученные в ходе экспериментов «cухая иммерсия», проводимых Институтом медико-биологических проблем РАН. Данные были получены в ходе 5-суточной и 21-суточной иммерсии испытателей, оценка показателей проводилась до и после погружения в иммерсионную ванну. Полученные результаты показывают, что в условиях «сухой иммерсии» имеется тенденция к гиперметропическому сдвигу рефракции. Предварительные данные позволяют предположить, что сухая иммерсия может оказаться перспективной моделью для изучения влияния сниженной гравитации на зрительный аппарат глаза.
Keywords:
SANS/VIIP, оптика глаза, зрение космонавтов, рефракция, аккомодация
The basic text of the publication

Данные исследований зрительного аппарата космонавтов показывают, что после пребывания в условиях невесомости в глазу могут происходить анатомические изменения, включающие уплощение глазного яблока, макулярный отек (эдема) и гиперметропический сдвиг рефракции [1–3]. Механизм возникновения этих явлений активно изучается [4–7].

Одной из существенных сложностей в изучении космического нейроокулярного синдрома является малое количество данных (в основном связанное с небольшими выборками испытуемых) и трудности в проведении регулярных и строго контролируемых измерений. Данная проблема в космической медицине, как правило, частично решается проведением специальных экспериментов, моделирующих условия космического полета. Среди модельных экспериментов, имитирующих агрессивные факторы космического полета, в плане изучения изменений глаза наиболее перспективными кажутся эксперименты по моделированию микрогравитации в условиях «сухой иммерсии» [8, 9]. 

 В работе оценивались показатели рефракции и аккомодации испытуемых, находящихся в условиях модельной гравитации. На основе полученных данных оценена перспективность использования условий «сухой иммерсии» для изучения зрительного нейроокулярного синдрома.

Для проведения экспериментов по методике «сухой иммерсии» в ИМБП РАН оборудованы специальные установки: ванны с водой, на поверхности которой помещается водонепроницаемая пленка большей площади [8]. Данная экспериментальная установка позволяет создать условия безопорности и осевой разгрузки. Подобные модели используются в России и за рубежом для имитации части факторов космического полета.

В данной работе представлены результаты, полученные в двух экспериментах в условиях «сухой иммерсии», проводимых в ИМБП РАН: первая группа испытателей находились в иммерсионной ванне в течение 5 дней (десять испытуемых мужчин, 25–45 лет), вторая группа — в течение 21 дня (шесть испытуемых мужчин, 25–35 лет). У всех испытуемых оценивали рефракцию и динамическую аккомодацию при помощи аппарата Righton-i Speedy k-model. Измерения проводились до погружения в иммерсионную ванну и после выхода из нее. Поскольку прибор требует вертикального положения испытуемого во время измерения, замеры в течение нахождения в иммерсионной ванне не проводились. В ходе измерения прибор сначала оценивает базовую рефракцию глаза, монокулярно, а затем проводит пошаговую оценку аккомодационного ответа при увеличении нагрузки на аппарат аккомодации. Все измерения проводились без циклоплегии.

По данным рефракции показана тенденция к смещению рефракции в положительную сторону на 0.11 диоптрий для пяти дней иммерсии (доверительный интервал (–0,06) — (+0.28)) и на 0.29 диоптрий (доверительный интервал (–0.28) — (+0.86)); данные согласуются с имеющимися в литературе сведениями о возникновении гиперметропического сдвига рефракции у испытуемых после длительного нахождения в условиях космического полета. Согласно Т-критерию Уилкоксона, статистической достоверности различий подтверждено не было, что может быть связано с малым числом испытуемых и ограниченной мощностью статистического критерия. Однако обнаруженная тенденция сдвига рефракции требует дополнительного изучения. По результатам оценки аккомодации был показан значительный индивидуальный разброс, как по показателю аккомодационного ответа, так и по показателям спектра микрофлуктуаций аккомодации.

Полученные результаты показывают, что в условиях «сухой иммерсии» имеется тенденция к гиперметропическому сдвигу рефракции, аналогично зарегистрированному сдвигу рефракции после длительных космических полетов [1, 2, 7]. Предварительные данные позволяют предположить, что сухая иммерсия может оказаться перспективной моделью для изучения влияния сниженной гравитации на зрительный аппарат глаза.

References
  1. Lee A.G., Gibson C., Mader T.H., Brunstette T.J. Space flight-associated neuro-ocular syndrome (SANS) // Eye. 2018. Vol. 32. No. 7. Pp. 1164–1167. DOI: 10.1038/s41433-018-0070-y
  2. Lee A.G., Gibson C., Mader T.H., Tarver W.J. Spaceflight associated neuro-ocular syndrome (SANS) and the neuro-ophthalmologic effects of microgravity: a review and an update // npj Microgravity. 2020. Vol. 6. No. 1. DOI: 10.1038/s41526-020-0097-9
  3. Wojcik P., Batliwala S., Rowsey T., Galdamez L. Spaceflight-Associated Neuro-ocular Syndrome (SANS): a review of proposed mechanisms and analogs // Expert Rev. Ophthalmol. 2020. Vol. 15 (4). Pp. 1–9. DOI: 10.1080/17469899.2020.1787155
  4. Smith S.M., Zwart S.R. Spaceflight-related ocular changes: The potential role of genetics, and the potential of B vitamins as a countermeasure // Current Opinion in Clinical Nutrition and Metabolic Care. 2018. Vol. 21. No. 6. Pp. 481–488. DOI: 10.1097/MCO.0000000000000510
  5. Buckey J.C., Phillips S.D., Anderson A.P., Chepko A.B., Archambault-Leger V., Gui J., Fellows A.M. Microgravity-induced ocular changes are related to body weight // Am J. Physiol. Regul. Integr. Comp. Physiol. 2018. Vol. 315 (3). R496–R499. DOI: 10.1152/ajpregu.00086.2018
  6. Lee A.G., Tarver W.J., Mader T.H., Gibson C.R., Hart S.F., Otto C.A. Neuro-Ophthalmology of Space Flight // J Neuroophthalmol. 2016. Vol. 36 (1). Pp. 85–91. DOI: 10.1097/WNO.0000000000000334
  7. Mader T.H., Gibson C.R., Pass A.F., Kramer L.A., Lee A.G., Fogarty J., Tarver William J., Dervay Joseph P., Hamilton Douglas R., Sargsyan A., Phillips John L., Tran D., Lipsky W., Choi J., Stern C., Kuyumjian R., Polk James D. Optic disc edema, globe flattening, choroidal folds, and hyperopic shifts observed in astronauts after long-duration space flight // Ophthalmology. 2011. Vol. 118 (10). Pp. 2058–2069. DOI: 10.1016/j.ophtha.2011.06.021
  8. Navasiolava N.M., Custaud M.-A., Tomilovskaya E., Larina I.M. Long-term dry immersion: Review and prospects // Eur. J. Appl. Physiol. 2011. Vol. 111. No. 7. Pp. 1235–1260. DOI: 10.1007/s00421-010-1750-x
  9. Tomilovskaya E.S. Experiment with five-day dry immersion: Objectives, content, structure of the investigations, and specific methods // Hum. Physiol. 2013. Vol. 39. No. 7. Pp. 756–761. DOI: 10.1134/S0362119713070177
Your browser is outdated and does not provide a full and secure experience with the site.
Install the latest version of your browser or one of the modern alternatives.