Astronauten verlassen die Erde
mit perfektem Sehen.
Sie kehren erblindend zurück.

Die meisten Menschen halten die Schwerkraft für eine Kraft, die sie zum Boden zieht. Die Physiologie des Körpers sieht das anders: Die Schwerkraft ist der konstante Druckgradient, der die Flüssigkeitsverteilung vom Kopf bis zu den Füßen ordnet. Stehen Sie aufrecht, sammeln sich Blut und Liquor unter dem Einfluss der Schwerkraft relativ im unteren Körper – der hydrostatische Druck an den Füßen ist höher als am Kopf. Dieser Gradient ist für die menschliche Physiologie so grundlegend, dass jedes Organsystem um ihn herum entstanden ist.

Entfällt die Schwerkraft, verschwindet der Gradient sofort. Flüssigkeit – Blut, Lymphe und Liquor cerebrospinalis (CSF) – verteilt sich zum Kopf und Oberkörper hin um. Astronauten beschreiben dies unmittelbar nach dem Start als „Kopfdruck“ – das vertraute Gefühl des Kopfüberhängens, aber dauerhaft. Ihre Gesichter schwellen an. Ihre Beine werden dünner. Und der Flüssigkeits- druck in ihren Schädeln steigt auf Werte, die, über Monate anhaltend, die Struktur ihrer Augen dauerhaft umzubauen beginnen.

Der Sehnerv ist die kritische Schwachstelle. Anders als die meisten Hirnnerven ist der Sehnerv von einer Duramaterscheide umgeben, die sich direkt vom Gehirn fortsetzt – gefüllt mit demselben Liquor, der den Subarachnoidalraum füllt. Steigt der ICP, wird dieser erhöhte Druck direkt entlang der Sehnervenscheide in den retrobulbären Raum unmittelbar hinter dem Auge übertragen. Die hintere Sklera, die keine starre strukturelle Stütze hat, reagiert durch Abflachung. Die Papille, die erhöhtem Druck von hinten ausgesetzt ist, wölbt sich leicht nach vorn – und erzeugt das für SANS charakteristische Papillenödem.

Die Mechanik ähnelt dem, was bei der idiopathischen intrakraniellen Hypertension (IIH) geschieht – einem Krankheitsbild, das auf der Erde überwiegend bei übergewichtigen jungen Frauen auftritt und bei dem der Liquordruck ohne erkennbare Ursache steigt. Die IIH erzeugt im Wesentlichen dieselben Augenbefunde wie SANS: Papillenödem, Bulbusabflachung, Aderhautfalten und Gesichtsfeldverlust. Der entscheidende Unterschied ist, dass bei der IIH der erhöhte ICP direkt gemessen und behandelt werden kann. Im Weltraum ist die Messung selbst die Herausforderung.

SANS wurde nicht im Labor entdeckt. Es wurde retrospektiv entdeckt – in den nachflugärztlichen Akten von Astronauten, die jahrelang stillschweigend Sehveränderungen gemeldet hatten, ohne dass jemand die Punkte verband. Als die NASA 2011 begann, die Augendaten systematisch zu überprüfen, war das Muster unverkennbar.

Die Parallele zwischen SANS und Glaukom ist eine der intellektuell faszinierendsten Schnittstellen der heutigen Augenheilkunde – und sie bringt neue Theorien über Sehnervenschäden hervor, die verändern könnten, wie wir beide Krankheitsbilder angehen.

Das Konzept des translaminaren Druckgradienten (TLPG) – der Differenz zwischen IOP (der nach hinten durch die Lamina cribrosa drückt) und ICP (der nach vorn durch die Sehnervenscheide drückt) – etabliert sich als einheitlicher Rahmen zum Verständnis der Vulnerabilität des Sehnervs. In normalen Augen übersteigt der IOP den ICP geringfügig, was eine kleine Nettokraft von hinten nach vorn über der Lamina erzeugt. Beim Glaukom erhöht ein sehr hoher IOP diesen Gradienten dramatisch. Bei SANS kehrt ein sehr hoher ICP den Gradienten um – der Druck von hinten übersteigt den IOP, drückt die Lamina nach vorn und verursacht das für das Papillenödem charakteristische Ödem der Papille.

Manche Forscher glauben inzwischen, dass Personen mit niedrigem ICP – einem Zustand, der im Vergleich zum hohen ICP sehr wenig klinische Aufmerksamkeit erhalten hat – genau aus diesem Grund ein erhöhtes Risiko für ein Normaldruckglaukom haben könnten: einen ungewöhnlich großen TLPG schon bei normalen IOP-Werten. Die Weltraummedizin lehrt die irdische Augenheilkunde damit etwas Neues über eine ihrer ältesten Erkrankungen. Siehe unseren umfassenden Glaukom-Leitfaden für den vollständigen Kontext zu den Mechanismen von IOP und Sehnervenschädigung.

Der Zeitplan von Mond zu Mars ist die treibende Kraft. Eine bemannte Marsmission würde etwa 9 Monate interplanetaren Transit pro Richtung sowie Oberflächeneinsätze umfassen – insgesamt etwa 900 Tage, in denen die Besatzung durchgehend Mikrogravitation (Transitphasen) und verminderter Schwerkraft (Marsoberfläche, ~0,38 g, vermutlich unzureichend, um die bei 0 g beobachtete Flüssigkeitsumverteilung vollständig umzukehren) ausgesetzt ist.

Die Rechnung ist alarmierend. Wenn die aktuellen ISS-Daten zeigen, dass 70 % der Besatzungsmitglieder nach 180 Tagen ein gewisses Maß an SANS entwickeln, und wenn der Zusammenhang zwischen Dauer und SANS-Schwere auch nur teilweise linear ist, stellt eine 900-tägige Mission ein außerordentliches Sehrisiko dar. Wenn eine Marsbesatzung den roten Planeten erreicht – 9 Monate nach Missionsbeginn –, hat sie möglicherweise bereits ein Papillenödem Grad 3–4, erhebliche Gesichtsfeldausfälle und hyperope Verschiebungen von über 2 Dioptrien.

Das Problem der Kommunikationsverzögerung verschärft dies. Die Kommunikation Erde–Mars dauert 3 bis 22 Minuten, je nach Orbitposition. Ein Besatzungsmitglied mit akutem Sehverlust kann nicht in Echtzeit von einem Augenarzt auf der Erde beurteilt werden. Der Bordarzt – der möglicherweise keine formale augenärztliche Ausbildung hat – muss Behandlungsentscheidungen mit einer Kommunikationsverzögerung von 14–44 Minuten für Hin- und Rückweg treffen. Auf dem Mars gibt es keine Spaltlampen. Keine OCT-Geräte. Keine Möglichkeiten zur Lumbalpunktion für die ICP- Messung. Jede Gegenmaßnahme muss mit der Ausrüstung einsetzbar sein, die ins Raumfahrzeug passt – und muss autonom funktionieren.

Bei LBNP wird der Unterkörper in eine abgedichtete Kammer eingeschlossen und ein subatmosphärischer Druck angelegt – es entsteht buchstäblich ein Vakuum um Beine und Bauch, das Flüssigkeit nach unten zieht und die Wirkung der Erdschwerkraft auf die Flüssigkeitsverteilung nachahmt. Astronauten nutzen es täglich auf der ISS beim Training. In der SANS-Forschung hat es sich als vielversprechend erwiesen, den ICP – gemessen am Sehnervenscheidendurchmesser im Ultraschall – zu senken, doch die Wirkung hält nur während der LBNP-Anwendung an. Eine chronische tägliche Anwendung, die ausreicht, um die SANS-Akkumulation über Monate zu verhindern, ist operativ anspruchsvoll und wurde in Langzeitstudien nicht validiert.

Acetazolamid (Diamox) – ein Carboanhydrasehemmer, der die Liquorproduktion senkt – wird auf der Erde zur Behandlung der IIH eingesetzt. Es ist der logischste pharmakologische Kandidat für die SANS- Prävention. Frühe Studien untersuchten seinen Einsatz in Bettruhe-Analogmodellen von SANS. Bedenken betreffen systemische Nebenwirkungen (Elektrolytstörungen, Müdigkeit, metabolische Azidose), die bei Besatzungsmitgliedern, die hochbelastende Aufgaben ausführen, problematisch sein können. Topiramat (ein weiterer Hemmer der Liquorproduktion) wird ebenfalls untersucht.

Eine natriumreiche Ernährung erhöht die Flüssigkeitsretention und kann die kopfwärtige Flüssigkeitsverschiebung verschlimmern. Die NASA hat natriumarme Diäten in der Raumfahrt untersucht – eine operativ einfache Maßnahme, sofern sie sich als wirksam bestätigt. Die Ergebnisse sind speziell für SANS nicht schlüssig, obwohl die Natriumrestriktion weitere kardiovaskuläre Vorteile für die Gesundheit der Besatzung hat.

Die einzige Maßnahme, die SANS theoretisch vollständig beseitigen würde, ist die künstliche Schwerkraft – erzeugt durch Rotation des Raumfahrzeugs, um eine Zentrifugalkraft von 1 g zu erzeugen. Die technischen Herausforderungen sind enorm (Größe des Raumfahrzeugs, Auslegung des rotierenden Abschnitts, Kreiseleffekte), doch die künstliche Schwerkraft bleibt der eine Ansatz, der die Grundursache statt der nachgelagerten Effekte angeht. Kurzarm-Zentrifugen – kompakte Geräte, die Astronauten täglich 30 Minuten horizontal drehen – werden als praktische Näherung aktiv untersucht.