Tegenmaatregelen voor visuele beperking bij astronauten (STOP-VIIP)

De visuele beperking die bij veel astronauten wordt waargenomen na langdurige ruimtevluchten aan boord van het internationale ruimtestation ISS, wordt beschouwd als het belangrijkste medische probleem dat de missie bedreigt in het laatste decennium van het ruimteprogramma. Tussen 2012 en 2014 hebben NASA en NSBRI $ 3-4 miljoen / jaar besteed aan het onderzoeken van het klinische beloop en de onderliggende mechanismen van deze aandoening, het Visual Impairment Intracranial Pressure Syndrome (VIIP) genoemd vanwege de theoretische associatie met verhoogde intracraniale druk en centrale veneuze druk . Tijdens de vorige financieringscyclus voerden de onderzoekers voor deze aanvraag de eerste invasieve metingen van intracraniale druk uit tijdens acute (hoofd naar beneden gekantelde bedrust en parabolische vlucht) en chronische (24 uur HDT bedrust) veranderingen in zwaartekrachtgradiënten die ruimtevlucht simuleren bij gezonde mensen. Nieuwe observaties uit die onderzoeken hebben vastgesteld dat 1) er een groot bereik van centraal veneuze druk is die normaal wordt ervaren tijdens veranderingen in houding in het dagelijks leven; 2) deze veranderingen treden op binnen enkele seconden na posturale overgangen van rechtop naar rugligging en zijn daarna stabiel in die positie; 3) met acute aanname van gesimuleerde microzwaartekracht (HDT-bedrust), intracraniale druk en centrale veneuze druk stijgt iets vanuit rugligging, maar keert in de volgende 24 uur terug naar, en soms onder, de waarde in rugligging vanwege ruimtelijke compensatie in de hersenen ; 4) tijdens echte microzwaartekracht (parabolische vlucht) vermindert de acute verlaging van de centrale veneuze druk de cerebrale uitstroomweerstand en neemt de ICP af in vergelijking met de rugligging, maar blijft boven de rechtopstaande positie in 1G.

De huidige hypothese is dat het VIIP-syndroom niet wordt veroorzaakt door een pathologisch verhoogde centrale veneuze of intracraniale druk. Omdat er echter niet de gebruikelijke drukverlaging is die doorgaans wordt waargenomen in rechtopstaande positie op aarde, leidt de onophoudelijke, lage hoogte van ICP (d.w.z. groter dan rechtopstaand, maar minder dan liggend) tot adaptieve veranderingen in het oog die uiteindelijk resulteren bij afplatting van de bol, choroïdale plooien en visusstoornissen. Voorlopige gegevens suggereren dat het gebruik van negatieve druk in het onderlichaam (LBNP) de ICP kan verlagen terwijl het hoofd naar beneden ligt, in de richting van de waarden die rechtop worden waargenomen. De onderzoekers stellen voor dat het toepassen van LBNP tijdens slaap in de ruimte een praktische strategie zou zijn om een ​​relevante (hoewel omgekeerde) circadiane variabiliteit in centrale veneuze druk te herstellen die adaptieve veranderingen in het oog zou voorkomen. De onderzoekers stellen de volgende hypothese voor:

Hypothese 1: Herhaalde toediening van LBNP 's nachts zal tijdens de slaap een veilige, aanhoudende verlaging van de centrale veneuze druk veroorzaken. Dit herstel van effectieve circadiane variabiliteit in centrale veneuze druk zal structurele veranderingen in het oog veroorzaakt door microzwaartekracht voorkomen. Om deze hypothese te testen, de effectiviteit op lange termijn van nachtelijke LBNP (6-8 uur) om de rechtopstaande positie te simuleren en structurele veranderingen in het oog te voorkomen gedurende vier dagen bedrust. Uitgebreide, niet-invasieve state-of-the-art beeldvorming zal worden gebruikt om de structuur van het visuele apparaat te onderzoeken, met behulp van optische coherentietomografie in combinatie met invasieve directe meting van CVP.