Предыдущие исследования показали, что космический полет может вызвать структурные изменения в глазу, включая утолщение тканей, отек нервов и ухудшение зрения. Считается, что эти изменения связаны с перемещением жидкостей к голове, которое происходит в невесомости. Слегка повышенное давление углекислого газа в воздухе на Международной космической станции — еще одна возможная причина проблем со зрением.
Поскольку не у всех космонавтов страдают глаза, генетические различия также могут играть роль в ухудшении зрения и структурных аномалиях. Сеть, называемая «одноуглеродным путем», позволяет ферментам перемещать атомы углерода в клетках. Нормальные различия в ферментах, которые действуют на одноуглеродный путь, могут сделать некоторых людей более чувствительными к изменениям уровня углекислого газа и с большей вероятностью испытать зрение и физиологические изменения глаз после длительного воздействия невесомой окружающей среды.Исследователи изучили группу мужчин-добровольцев (средний возраст: 35 лет), которые лежали в положении с наклоном головы на 6 градусов, имитирующим поток жидкости к голове во время космического полета.
Находясь в наклонном положении, мужчины в разных случаях подвергались воздействию нормального комнатного воздуха («нормальный наклон») и воздуха с повышенным содержанием углекислого газа («наклон CO2»). Исследовательская группа также подвергала участников воздействию комнатного воздуха, когда они сидели вертикально («контроль»). Исследователи измерили несколько физиологических состояний и функций во время каждого воздействия, в том числе:давление жидкостей в глазах (внутриглазное давление или ВГД);структурные изменения глаз;приток крови к глазам;давление вокруг головного мозга (внутричерепное давление); а такжечастота сердцебиения.
Добровольцы также прошли проверку зрения и заполнили анкету после каждого воздействия, в котором они сообщали, испытывали ли они какие-либо симптомы, связанные с высоким воздействием углекислого газа, такие как головная боль.Частота сердечных сокращений участников снизилась, кровоток к глазу увеличился и внутричерепное давление увеличилось в обоих сеансах наклона по сравнению с контролем, но не было существенной разницы между сеансами нормального наклона и наклона CO2.
Оба условия наклона вызвали небольшое увеличение ВГД, при этом уровни давления достигли наивысших значений после воздействия углекислого газа. Не было значительных различий в строении глаза или изменениях зрения между тестами на наклон или контролем во время тестов.
Исследовательская группа определила генетические различия в одноуглеродных путях с помощью анализа крови. Они сгруппировали участников по сходству в их генетическом составе, используя предыдущие исследования, которые определили, что определенные гены «с большей или меньшей вероятностью» связаны с изменениями зрения у космонавтов.
Группа с генетикой, подобной астронавтам, у которых развились изменения глаз, имела более высокое внутричерепное и внутриглазное давление при нормальном наклоне, но не в испытаниях наклона CO2 по сравнению с менее восприимчивой группой."Группирование субъектов по генетическим полиморфизмам (вариациям) может дать многообещающее понимание индивидуальной изменчивости многих физиологических исходов, которые развиваются во время космического полета, включая большую восприимчивость к повышенным уровням артериального [парциального давления углекислого газа], потенциально увеличивая риск возникновения симптомов, связанных с к воздействию CO2 », — написали исследователи.