Большинство людей воспринимают гравитацию как силу, притягивающую их к земле. Физиология организма видит её иначе: гравитация — это постоянный градиент давления, который организует распределение жидкостей от головы до ног. Когда вы стоите, кровь и ликвор под действием силы тяжести относительно смещаются к нижней части тела — гидростатическое давление у стоп выше, чем у головы. Этот градиент настолько фундаментален для физиологии человека, что вокруг него эволюционировали все системы органов.

Уберите гравитацию — и градиент мгновенно исчезает. Жидкости — кровь, лимфа и спинномозговая жидкость (ликвор) — перераспределяются к голове и верхней части тела. Астронавты сразу после старта описывают это как «заложенность головы» — знакомое ощущение, как при висении вниз головой, но постоянное. Лицо отекает. Ноги худеют. А давление жидкости внутри черепа поднимается до уровня, который при сохранении в течение месяцев начинает необратимо перестраивать структуру глаз.

Критически уязвимое звено — зрительный нерв. В отличие от большинства черепных нервов, зрительный нерв окружён оболочкой из твёрдой мозговой оболочки, которая отходит непосредственно от мозга и заполнена тем же ликвором, что и субарахноидальное пространство. При повышении ВЧД это давление передаётся непосредственно по оболочке зрительного нерва в ретробульбарное пространство сразу за глазом. Задняя часть склеры, не имеющая жёсткой структурной опоры, реагирует уплощением. Диск зрительного нерва под повышенным давлением сзади слегка выпячивается вперёд, что даёт характерный для SANS застойный диск.

Механика во многом напоминает то, что происходит при идиопатической внутричерепной гипертензии (ИВГ) — состоянии, которое на Земле встречается преимущественно у молодых женщин с избыточной массой тела и при котором давление ликвора повышается без установленной причины. ИВГ даёт по сути те же глазные признаки, что и SANS: застойный диск, уплощение глазного яблока, хориоидальные складки и потерю поля зрения. Принципиальное различие в том, что при ИВГ повышенное ВЧД можно измерить напрямую и лечить. В космосе проблемой является само измерение.

SANS обнаружили не в лаборатории. Его выявили ретроспективно — в послеполётных медицинских документах астронавтов, которые годами тихо сообщали об изменениях зрения, но никто не связывал эти факты воедино. Когда в 2011 году NASA начало систематически анализировать офтальмологические данные, закономерность стала очевидной.

Параллель между SANS и глаукомой — одно из самых интеллектуально увлекательных пересечений в современной офтальмологии, порождающее новые теории повреждения зрительного нерва, которые могут изменить подход к обоим состояниям.

Концепция трансламинарного градиента давления (TLPG) — разницы между ВГД (давящим назад через решётчатую пластинку) и ВЧД (давящим вперёд через оболочку зрительного нерва) — становится единой основой для понимания уязвимости зрительного нерва. В нормальных глазах ВГД немного превышает ВЧД, создавая небольшую результирующую силу на решётчатую пластинку. При глаукоме очень высокое ВГД резко увеличивает этот градиент. При SANS очень высокое ВЧД меняет градиент на обратный: давление сзади превышает ВГД, выталкивая решётчатую пластинку вперёд и вызывая отёк диска зрительного нерва, характерный для застойного диска.

Некоторые исследователи теперь считают, что люди с низким ВЧД — состоянием, которому уделялось гораздо меньше клинического внимания, чем высокому ВЧД, — могут именно по этой причине иметь повышенный риск глаукомы нормального давления: аномально большой TLPG даже при нормальном ВГД. Иными словами, космическая медицина учит земную офтальмологию чему-то новому об одном из её старейших заболеваний. См. наше подробное руководство по глаукоме — полный контекст ВГД и механизмов повреждения зрительного нерва.

Определяющим фактором является график программы «от Луны к Марсу». Пилотируемая миссия на Марс включала бы примерно 9 месяцев межпланетного перелёта в каждую сторону плюс работу на поверхности — в общей сложности около 900 суток, в течение которых экипаж постоянно подвергается микрогравитации (фазы перелёта) и пониженной гравитации (поверхность Марса, ~0,38g, что, вероятно, недостаточно для полного обращения перераспределения жидкостей, наблюдаемого при 0g).

Расчёт вызывает тревогу. Если текущие данные МКС показывают, что у 70% членов экипажа после 180 суток развивается SANS той или иной степени, и если зависимость тяжести SANS от длительности хотя бы частично линейна, 900-суточная миссия представляет чрезвычайный риск для зрения. К моменту прибытия на Красную планету — через 9 месяцев после начала миссии — у экипажа уже может быть застойный диск 3–4 степени, значительная потеря поля зрения и гиперметропический сдвиг на 2+ диоптрии.

Проблему усугубляет задержка связи. Сигнал между Землёй и Марсом идёт от 3 до 22 минут в зависимости от взаимного положения на орбитах. Члена экипажа с острой потерей зрения не может в реальном времени осмотреть офтальмолог на Земле. Врач экипажа, у которого может не быть специальной офтальмологической подготовки, вынужден принимать решения о лечении при задержке связи туда и обратно 14–44 минуты. На Марсе нет щелевых ламп. Нет аппаратов ОКТ. Нет возможности выполнить люмбальную пункцию для измерения ВЧД. Любая мера противодействия должна быть реализуема с оборудованием, которое помещается в космический корабль, и работать автономно.

LBNP предполагает помещение нижней части тела в герметичную камеру с давлением ниже атмосферного — буквально создаётся вакуум вокруг ног и живота, который оттягивает жидкость вниз, имитируя действие земной гравитации на распределение жидкостей. Астронавты используют его ежедневно на МКС во время физических упражнений. В исследованиях SANS метод показал перспективность в снижении ВЧД, оцениваемого по диаметру оболочки зрительного нерва при УЗИ, — но эффект сохраняется только во время воздействия LBNP. Хроническое ежедневное применение, достаточное для предотвращения накопления SANS на протяжении месяцев, трудно реализуемо и не валидировано в длительных испытаниях.

Ацетазоламид (Диакарб/Diamox) — ингибитор карбоангидразы, снижающий продукцию ликвора, — применяется для лечения ИВГ на Земле. Это наиболее логичный фармакологический кандидат для профилактики SANS. В ранних исследованиях изучалось его применение в моделях SANS с постельным режимом. Опасения связаны с системными побочными эффектами (электролитные нарушения, утомляемость, метаболический ацидоз), которые могут быть проблемой для членов экипажа, выполняющих сложные операции. Топирамат (ещё один препарат, снижающий продукцию ликвора) также изучается.

Высокое потребление натрия усиливает задержку жидкости и может усугублять её смещение к голове. NASA изучало низкосолевые диеты в космических полётах — простое в реализации вмешательство, если его эффективность подтвердится. Результаты в отношении именно SANS неоднозначны, хотя ограничение натрия даёт и другие сердечно-сосудистые преимущества для здоровья экипажа.

Единственное вмешательство, которое теоретически полностью устранило бы SANS, — искусственная гравитация, создаваемая вращением космического корабля и центробежной силой, эквивалентной 1g. Инженерные трудности огромны (размер корабля, конструкция вращающейся секции, гироскопические эффекты), но искусственная гравитация остаётся единственным подходом, устраняющим первопричину, а не последствия. Центрифуги короткого радиуса — компактные устройства, вращающие астронавтов в горизонтальном положении по 30 минут в день, — активно изучаются как практичное приближение.