NASA-Astronautin Karen Nyberg betrachtet ihr Auge mit einem Fundoskop (einem Instrument zur Untersuchung des Augeninneren) an Bord der Internationalen Raumstation während der Mission Expedition 37 im Jahr 2013 (Bildnachweis: NASA)
Laut einer neuen Studie haben 70 % der Astronauten, die zwischen sechs und 12 Monaten an Bord der Internationalen Raumstation (ISS) verbracht haben, signifikante Veränderungen ihres Sehvermögens erfahren, die auf ein so genanntes „Raumfahrt-assoziiertes neurookulares Syndrom“ (SANS) zurückzuführen sind.
SANS umfasst Symptome wie Schwellungen des Sehnervs, Abflachungen im hinteren Teil des Auges und allgemeine Veränderungen der Sehkraft. Es tritt auf, wenn sich Flüssigkeiten im Körper unter den Bedingungen der Mikrogravitation verschieben und dadurch Druck auf die Augen ausgeübt wird.
Die gute Nachricht ist, dass sich diese Veränderungen nach der Rückkehr der Astronauten auf die Erde oft wieder zurückbilden, und in einigen Fällen reicht das Tragen einer Korrektionsbrille aus, um die Symptome zu lindern, solange sie auftreten. Die langfristigen Auswirkungen einer längeren Exposition gegenüber der Schwerelosigkeit sind jedoch nach wie vor ungewiss und stellen eine große Herausforderung für die Raumfahrtbehörden dar, die längere Missionen, z. B. zum Mars, verwirklichen wollen.
Da es derzeit keine bewährten Präventions- oder Behandlungsstrategien gibt, hat die Suche nach Lösungen oberste Priorität, um die Gesundheit der Astronauten bei längeren Weltraumreisen zu gewährleisten.
Raumfahrtagenturen wissen seit Anfang der 2000er Jahre über SANS Bescheid, und Forscher versuchen aktiv, die spezifische Dynamik dieses Zustands herauszufinden und eine mögliche Lösung zu zementieren. Eine der ersten Studien zu diesem Thema, die an russischen Kosmonauten durchgeführt wurde, die an Langzeitmissionen auf der Raumstation Mir teilgenommen hatten, berichtete über ähnliche Augenveränderungen – obwohl der Zustand noch nicht als SANS identifiziert worden war. Die NASA erkannte das Syndrom im Jahr 2011 offiziell an und gab ihm einen Namen, indem sie es als „ausgeprägte okulare, neurologische und neurobildgebende Befunde“ definierte. Als Hauptursache für SANS wird vermutet, dass sich die Körperflüssigkeiten in der Schwerelosigkeit zum Kopf hin verlagern, was zu einem erhöhten Druck auf das Gehirn und die Augen führt. Die genauen Mechanismen werden jedoch noch untersucht.
„Es wurden mehrere Theorien vorgeschlagen, wie z. B. hämodynamische Flüssigkeitsverschiebung, CO2-Exposition und Bewegung unter Mikrogravitationsbedingungen“, schreibt das Wissenschaftsteam unter der Leitung von Santiago Costantino von der Université de Montréal in der neuen Studie. „Das Verständnis der Veränderungen in den mechanischen Eigenschaften des Augengewebes könnte nicht nur ein neues Licht auf die Pathophysiologie der Krankheit werfen, sondern auch bei der Identifizierung von Personen mit einem höheren Risiko für irreversible Augenschäden und bei der Entwicklung von Gegenmaßnahmen gegen SANS helfen.
In ihrer Studie analysierten Costantino und sein Team die Daten von 13 Astronauten, die fünf bis sechs Monate an Bord der Internationalen Raumstation verbrachten. Zu der Gruppe mit einem Durchschnittsalter von 48 Jahren gehörten Astronauten aus den USA, Europa, Japan und Kanada. Einunddreißig Prozent waren Frauen, und acht von ihnen waren zum ersten Mal auf einer Mission.
Die Forscher untersuchten drei wichtige Augenmessungen vor und nach dem Weltraumflug: die Augensteifigkeit, die die Steifigkeit des Augengewebes widerspiegelt, den Augeninnendruck, den Flüssigkeitsdruck im Auge, und die Augenpulsamplitude, die Veränderung des Augendrucks bei jedem Herzschlag.
Sie maßen die Steifigkeit des Auges mit einem speziellen bildgebenden Verfahren, um klarere Bilder der Aderhaut, der Schicht der Blutgefäße im Auge, zu erhalten. Für die beiden anderen Messungen verwendeten sie die Tonometrie, ein übliches Instrument zur Überprüfung des Drucks im Inneren des Auges.
Die Studie ergab signifikante Veränderungen der biomechanischen Eigenschaften der Augen der Astronauten, darunter einen Rückgang der Augensteifigkeit um 33 %, einen Rückgang des Augeninnendrucks um 11 % und eine Verringerung der Augenpulsamplitude um 25 %. Diese Veränderungen waren mit Symptomen wie einer Verringerung der Augengröße, Veränderungen des Gesichtsfelds und in einigen Fällen mit einer Schwellung des Sehnervs und der Netzhautfalten verbunden.
Darüber hinaus stellten die Forscher fest, dass fünf Astronauten eine Aderhautdicke von mehr als 400 Mikrometern aufwiesen, was über dem Normalwert liegt. Normalerweise liegt die durchschnittliche Aderhautdicke bei gesunden Erwachsenen zwischen 200 und 300 Mikrometern. Interessanterweise schien diese Veränderung nicht mit dem Alter, dem Geschlecht oder früheren Raumfahrterfahrungen zusammenzuhängen.
Forscher und Raumfahrtagenturen arbeiten an Gegenmaßnahmen und Behandlungen, einschließlich pharmazeutischer Interventionen, Ernährung und Hilfsmitteln, die Unterdruck auf den Unterkörper ausüben, um Flüssigkeiten aus dem Kopf abzuleiten.
Studien wie diese, die unser Verständnis der Auswirkungen des Syndroms auf den Körper verbessern, werden dazu beitragen, die Entwicklung von Lösungen zu beschleunigen.
„Die beobachteten Veränderungen der mechanischen Eigenschaften des Auges könnten als Biomarker für die Vorhersage der Entwicklung von SANS dienen“, sagte Costantino in einer Erklärung. „Dies würde dazu beitragen, gefährdete Astronauten zu identifizieren, bevor sie bei Langzeitmissionen ernsthafte Augenprobleme entwickeln.“
