Офтальмохирургия. 2019; : 59-64
Изучение функциональной адаптации зрительной системы в условиях экспериментальных режимов искусственной гравитации, создаваемой на центрифуге короткого радиуса
https://doi.org/10.25276/0235-4160-2019-2-59-64Аннотация
Цель. Провести оценку функциональной адаптации зрительной системы в условиях экспериментальных режимов искусственной гравитации, создаваемой на центрифуге короткого радиуса.
Материал и методы. В исследовании принимали участие 9 практически здоровых добровольцев (9 глаз) в возрасте 31,2±6 лет. Каждый испытуемый прошёл 3 вращения на центрифуге короткого радиуса (ЦКР). Действующим фактором в испытаниях являлись перегрузки направления ≪голова-таз≫. Вращения проводились в трех режимах, в дальнейшем условно обозначенных: ≪Режим 1≫, ≪Режим 2≫, ≪Режим 3≫ (максимальная величина перегрузок на уровне стоп до 2,0; 2,4 и 2,9 G соответственно). До и после каждого вращения испытуемым выполняли рефрактометрию, определяли диаметр зрачка, внутриглазное давление (ВГД) и гидродинамические показатели глаза, оценивали гемодинамику в сосудах глаза, орбиты и внутренней сонной артерии (ВСА).
Результаты. ВГД после вращения в режимах 1 и 2 не изменилось, в режиме 3 – снизилось по данным тонометрии на 1,0 мм рт.ст. (p=0,024), по данным тонографии на 2,8 мм рт.ст. (p=0,007), что коррелировало со снижением скорости продукции внутриглазной жидкости на 0,67 мм3 (p=0,046). После вращения в режиме 1 скорость кровотока в ВСА и глазной артерии (ГА) не изменилась, в режиме 2 конечная диастолическая скорость кровотока в ВСА снизилась на 2,6 см/с (р=0,011), в ГА – не изменилась, в режиме 3 скорость кровотока в ВСА не изменилась, в ГА – повысилась на 9,5 см/с (p=0,015).
Заключение. Изменения гемо- и офтальмогидродинамики у здоровых испытуемых укладываются в пределы нормальных значений, что свидетельствует о том, что зрительная система обладает широкими возможностями функциональной адаптации к условиям экспериментальных режимов искусственной гравитации.
Список литературы
1. Макаров И.А., Воронков Ю.И. Влияние длительной микрогравитации на орган зрения. Обзор литературы. Офтальмология. 2016;13(2): 74-82. Available from: doi.org/10.18008/1816-5095-2016-2-74-82.
2. Gilles C. Fundamentals of Space medicine. New York, Springer; 2011. Available from: doi.org/10.1007/978-1-4419-9905-4.
3. Mader T.H., Gibson C.R., Pass A.F. Optic Disc Edema, Globe Flattening, Choroidal Folds, and Hyperopic Shifts Observed in Astronauts after Long-duration Space Flight. Opthalmology. 2011;118(10): 2058-2069. Available from: doi.org/10.1016/j.ophtha.2011.06.021 PMID: 21849212.
4. Mader T.H., Gibson C.R., Otto C.A. et al. Persistent asymmetric optic disc swelling after long-duration space flight: Implications for pathogenesis. Journal of Neuro-Ophthalmology. 2017;37(2): 133-139. Available from: doi.org/10.1097/WNO.0000000000000467.
5. Mader T.H., Gibson C.R., Pass A.F. et al. Optic disc edema in an astronaut after repeat long-duration space flight. Journal of Neuro-Ophthalmology. 2013;33(3): 249-255. Available from: doi.org/10.1097/WNO.0b013e31829b41a6.
6. Alperin N., Bagci A.M. Spaceflight-induced visual impairment and globe deformations in astronauts are linked to orbital cerebrospinal fluid volume increase. Intracranial Pressure & Neuromonitoring XVI. Springer, Cham, 2018. Available from: doi.org/10.1007/978-3-319-65798-1_44.
7. Patel N.B., Pass A.F., Mason S.S. et al. Optical coherence tomography analysis of the optic nerve head and surrounding structures in long-duration International Space Station astronauts. JAMA Ophthalmology. 2018;136(2): 193-200. Available from: doi.org/10.1001/jamaophthalmol.2017.6226.
8. Nelson E.S., Mulugeta L., Myers J.S. Microgravityinduced fluid shift and ophthalmic changes (review). Life. 2014;4(4): 621‑665. Available from: doi.org/10.3390/life4040621.
9. Draeger J., Schwartz R., Groenhoff S., Stern C. Self-tonometry under microgravity conditions. Clinic. Investig. 1993;71(9): 700-703.
10. Berdahl J.P., Yu D.Y., Morgan W.M. The translaminar pressure gradient in sustained zero gravity, idiopathic intracranial hypertension, and glaucoma. Medicine Hypotheses. 2012;79(5): 719-724. Available from: doi.org/10.1016/j.mehy.2012.08.009.
11. Keith F.M., Mader T.H. Ophthalmic concerns. Barratt M. L., Pool S. M. (eds). Principles of Clinical Medicine for Space Flight. NY: Springer, 2008.
12. Westfall A.C., Ng J.D., Samples J.R., Weissman J.L. In reply to Brodsky MC. Flattening of the posterior sclera: hypotony or elevated intracranial pressure? Am. J. Ophthalmol. 2004;138: 511‑512. Available from: doi.org/10.1016/j.ajo.2004.05.020.
13. Costa V.P., Arcieri E.S. Hypotony maculopathy. Acta Ophthalmol. 2007;85: 586‑597. Available from: doi.org/10.1007/s40123-015-0037-z.
14. Вит В.В. Строение зрительной системы человека. Одесса: Астропринт, 2003.
15. Котельников Г.П., Яшков А.В., Котельников М.Г. Гравитационная терапия. М.: Наука в России. 2007;5: 44.
16. Пшеницына Е.С. Инновационные методы в комплексном лечении открытоугольной глаукомы. Вестник ОГУ. 2010;12: 201-202.
17. Пшеницына Е.С. Комплексное воздействие гравитационной терапии на обменные процессы в глазном яблоке. Вестник ОГУ. 2011;14(133): 316-318.
18. Агафонова В.В., Франковска-Герлак М.З., Соколовская Т.В. и др. Частота и характер кардиоваскулярной патологии у больных с псевдоэксфолиативной глаукомой. Вестник офтальмологии. 2013;129(6): 34-37.
19. Yanagi M., Kawasaki R., Wang J.J. et al. Vascular risk factors in glaucoma: a review. Clin Experiment Ophtalmol. 2011;39(3): 252-258. Available from: doi.org/10.1111/j.1442-9071.2010.02455.x.
20. Leske M.C. Ocular perfusion pressure and glaucoma: clinical trial and epidemiologic findings. Curr Opin Ophthalmol. 2009;20(2): 73-78. Available from: doi.org/10.1097/ICU.0b013e32831eef82.
21. Grieshaber M.C., Flammer J. Blood flow in glaucoma. Curr Opin Ophthalmol. 2005;16(2): 79-83. Available from: doi.org/10.1097/01.icu.0000156134.38495.0b.
22. Волков В.В. Глаукома при псевдонормальном давлении: Руководство для врачей. М.: Медицина. 2001.
23. Costa V.P., Harris A., Anderson D. et al. Ocular perfusion pressure in glaucoma. Acta Ophthalmologica. 2014;92(4): 252-266. Available from: doi.org/10.1111/aos.12298.
Fyodorov Journal of Ophthalmic Surgery. 2019; : 59-64
Study of functional adaptation of the visual system in the conditions of experimental modes of artificial gravity, created on a short-radius centrifuge
https://doi.org/10.25276/0235-4160-2019-2-59-64Abstract
Purpose. To evaluate the functional adaptation of the visual system in the conditions of experimental modes of artificial gravity created on a short-radius centrifuge.
Materials and methods. The study involved 9 healthy volunteers (9 eyes) aged 31.2±6 years. Each test person has passed 3 rotations on the short-radius centrifuge. The current factor in the tests was the overloads in the direction of ≪head-pelvis≫. Rotations were carried out in three modes, further conditionally designated ≪Mode 1≫, ≪Mode 2≫, ≪Mode 3≫ (maximum value of overloads at feet level up to 2.0; 2.4 and 2.9 G, respectively). Before and after each rotation the subjects underwent refractometry, determined pupil diameter, intraocular pressure and hydrodynamic parameters of the eye, evaluated hemodynamics in the vessels of the eye, orbit and i nternal carotid artery.
Results. Intraocular pressure after the rotation in the modes 1 and 2 did not change, in the mode 3 – decreased by 1.0 mmHg according to tonometry (p=0.024), according to tonography by 2.8 mmHg (p=0.007) which correlated with a decrease in the rate of intraocular fluid production by 0.67 mm3 (p=0.046). After rotation in the mode 1 the blood flow rate in the internal carotid artery and the ophthalmic artery did not change, in the mode 2 the final diastolic blood flow rate in the internal carotid artery decreased by 2.6 cm/s (p=0.011), in the ophthalmic artery did not change, in the mode 3 the blood flow rate in the internal carotid artery did not change, in the ophthalmic artery – increased by 9.5 cm/s (p=0.015).
Conclusions. Changes hemo- and ophthalmo-hydrodynamics in healthy subjects are within normal limits, which suggest that the visual system has wide possibilities of functional adaptation to the conditions of experimental modes of artificial gravity.
References
1. Makarov I.A., Voronkov Yu.I. Vliyanie dlitel'noi mikrogravitatsii na organ zreniya. Obzor literatury. Oftal'mologiya. 2016;13(2): 74-82. Available from: doi.org/10.18008/1816-5095-2016-2-74-82.
2. Gilles C. Fundamentals of Space medicine. New York, Springer; 2011. Available from: doi.org/10.1007/978-1-4419-9905-4.
3. Mader T.H., Gibson C.R., Pass A.F. Optic Disc Edema, Globe Flattening, Choroidal Folds, and Hyperopic Shifts Observed in Astronauts after Long-duration Space Flight. Opthalmology. 2011;118(10): 2058-2069. Available from: doi.org/10.1016/j.ophtha.2011.06.021 PMID: 21849212.
4. Mader T.H., Gibson C.R., Otto C.A. et al. Persistent asymmetric optic disc swelling after long-duration space flight: Implications for pathogenesis. Journal of Neuro-Ophthalmology. 2017;37(2): 133-139. Available from: doi.org/10.1097/WNO.0000000000000467.
5. Mader T.H., Gibson C.R., Pass A.F. et al. Optic disc edema in an astronaut after repeat long-duration space flight. Journal of Neuro-Ophthalmology. 2013;33(3): 249-255. Available from: doi.org/10.1097/WNO.0b013e31829b41a6.
6. Alperin N., Bagci A.M. Spaceflight-induced visual impairment and globe deformations in astronauts are linked to orbital cerebrospinal fluid volume increase. Intracranial Pressure & Neuromonitoring XVI. Springer, Cham, 2018. Available from: doi.org/10.1007/978-3-319-65798-1_44.
7. Patel N.B., Pass A.F., Mason S.S. et al. Optical coherence tomography analysis of the optic nerve head and surrounding structures in long-duration International Space Station astronauts. JAMA Ophthalmology. 2018;136(2): 193-200. Available from: doi.org/10.1001/jamaophthalmol.2017.6226.
8. Nelson E.S., Mulugeta L., Myers J.S. Microgravityinduced fluid shift and ophthalmic changes (review). Life. 2014;4(4): 621‑665. Available from: doi.org/10.3390/life4040621.
9. Draeger J., Schwartz R., Groenhoff S., Stern C. Self-tonometry under microgravity conditions. Clinic. Investig. 1993;71(9): 700-703.
10. Berdahl J.P., Yu D.Y., Morgan W.M. The translaminar pressure gradient in sustained zero gravity, idiopathic intracranial hypertension, and glaucoma. Medicine Hypotheses. 2012;79(5): 719-724. Available from: doi.org/10.1016/j.mehy.2012.08.009.
11. Keith F.M., Mader T.H. Ophthalmic concerns. Barratt M. L., Pool S. M. (eds). Principles of Clinical Medicine for Space Flight. NY: Springer, 2008.
12. Westfall A.C., Ng J.D., Samples J.R., Weissman J.L. In reply to Brodsky MC. Flattening of the posterior sclera: hypotony or elevated intracranial pressure? Am. J. Ophthalmol. 2004;138: 511‑512. Available from: doi.org/10.1016/j.ajo.2004.05.020.
13. Costa V.P., Arcieri E.S. Hypotony maculopathy. Acta Ophthalmol. 2007;85: 586‑597. Available from: doi.org/10.1007/s40123-015-0037-z.
14. Vit V.V. Stroenie zritel'noi sistemy cheloveka. Odessa: Astroprint, 2003.
15. Kotel'nikov G.P., Yashkov A.V., Kotel'nikov M.G. Gravitatsionnaya terapiya. M.: Nauka v Rossii. 2007;5: 44.
16. Pshenitsyna E.S. Innovatsionnye metody v kompleksnom lechenii otkrytougol'noi glaukomy. Vestnik OGU. 2010;12: 201-202.
17. Pshenitsyna E.S. Kompleksnoe vozdeistvie gravitatsionnoi terapii na obmennye protsessy v glaznom yabloke. Vestnik OGU. 2011;14(133): 316-318.
18. Agafonova V.V., Frankovska-Gerlak M.Z., Sokolovskaya T.V. i dr. Chastota i kharakter kardiovaskulyarnoi patologii u bol'nykh s psevdoeksfoliativnoi glaukomoi. Vestnik oftal'mologii. 2013;129(6): 34-37.
19. Yanagi M., Kawasaki R., Wang J.J. et al. Vascular risk factors in glaucoma: a review. Clin Experiment Ophtalmol. 2011;39(3): 252-258. Available from: doi.org/10.1111/j.1442-9071.2010.02455.x.
20. Leske M.C. Ocular perfusion pressure and glaucoma: clinical trial and epidemiologic findings. Curr Opin Ophthalmol. 2009;20(2): 73-78. Available from: doi.org/10.1097/ICU.0b013e32831eef82.
21. Grieshaber M.C., Flammer J. Blood flow in glaucoma. Curr Opin Ophthalmol. 2005;16(2): 79-83. Available from: doi.org/10.1097/01.icu.0000156134.38495.0b.
22. Volkov V.V. Glaukoma pri psevdonormal'nom davlenii: Rukovodstvo dlya vrachei. M.: Meditsina. 2001.
23. Costa V.P., Harris A., Anderson D. et al. Ocular perfusion pressure in glaucoma. Acta Ophthalmologica. 2014;92(4): 252-266. Available from: doi.org/10.1111/aos.12298.
