Látásproblémák miatt eshet kútba a NASA Mars-küldetése?

Az emberiség mindig is arról álmodozott, hogy eljusson a Marsra. A NASA tervei szerint a következő 15 évben ez a cél valósággá válhat, ám a ...

A világon első alkalommal alkalmazták egy élő ember szemén a CRISPR génszerkesztő technikát, hogy visszaadják a látását

Miért van az állatoknak eltérő alakú pupillája?

Egy örmény nő kristályokat könnyezik, amivel nem tudnak mit kezdeni az orvosok

Az emberiség mindig is arról álmodozott, hogy eljusson a Marsra. A NASA tervei szerint a következő 15 évben ez a cél valósággá válhat, ám a hosszú űrutazás számos kihívást tartogat.

Az egyik legrejtélyesebb és legaggasztóbb probléma az űrhajósok látását érintő, úgynevezett űrrepüléssel összefüggő neuro-okuláris szindróma (SANS). Ez a titokzatos állapot, amely a mikrogravitációban töltött hosszabb idő alatt alakul ki, komoly kockázatot jelenthet a Mars-misszió sikerére.

Több mint egy évtizedes kutatás ellenére a tudósok még mindig nem értik teljesen, mi okozza a SANS-t, kik a leginkább veszélyeztetettek, és hogyan lehetne megelőzni vagy kezelni.

A SANS rejtélye

A SANS olyan szemészeti változásokat foglal magában, amelyek az űrben töltött idő alatt jelentkeznek. Ezek közé tartozik a látóideg duzzanata, ahol az agyhoz csatlakozik, a szemgolyó hátsó részének ellaposodása, a retina hátsó részén megjelenő ráncok (úgynevezett choroidális redők), valamint a szem fókuszálási képességét befolyásoló törésmutató-változások. Ezek a változások együttesen alkotják a SANS-t, amelynek pontos okai máig nem tisztázottak.

Tyson Brunstetter, a NASA Johnson Űrközpontjának repülési optometristája 2011-ben, az Egyesült Államok Haditengerészeténél szolgálva olvasta az első jelentést a szindrómáról. Akkoriban úgy gondolta, hogy a NASA gyorsan megoldja a problémát. "Azt mondtam: Ez a NASA. Fél év alatt kitalálják," - emlékszik vissza. Ma azonban ő maga is a kutatócsapat tagja, amely a SANS rejtélyét próbálja megfejteni.

A NASA a SANS-t a Mars-misszió egyik "vörös kockázatának" tekinti, ami a probléma potenciális súlyosságát és az érintett űrhajósok nagy számát jelzi. Más kiemelt kockázatok közé tartozik a sugárzás, a mentális egészség változásai és a megfelelő táplálkozás fenntartásának nehézségei.

A mikrogravitáció hatása

A SANS tünetei már tíz napos űrutazás után is jelentkezhetnek, de az orvosok szerint a kockázat a mikrogravitációban töltött idő növekedésével nő. A Nemzetközi Űrállomáson (ISS) hat hónapos küldetéseken részt vevő űrhajósok körében gyakori a probléma, és egy Mars-utazás - amely oda-vissza nagyjából kilenc hónapig tart - még súlyosabb károsodásokat okozhat, akár maradandó látásromlást is.

Nem minden űrhajósnál alakul ki SANS. Az ISS-en hosszabb küldetéseken részt vevő űrhajósok körülbelül kétharmadánál figyeltek meg látásélesség-változásokat, különösen a közeli látásban. Az eseteknek azonban csak körülbelül egyötöde elég súlyos ahhoz, hogy SANS-nak minősüljön. Az olyan változások, mint a vakfolt megnagyobbodása vagy a retina megvastagodása a látóideg duzzanata miatt, gyakran nem észlelhetők az érintett számára.

A szindróma legtöbb változása a Földre való visszatérés után rendeződik. A legsúlyosabb duzzanatok is általában 12 hónap alatt elmúlnak normál gravitációban - mondja Brunstetter. Az állandó változások, például a szemgolyó ellaposodása vagy a törésmutató eltolódása, szemüveggel korrigálhatók. A NASA "űrelőrejelző szemüvegeket" biztosít az űrhajósoknak, hogy alkalmazkodjanak a küldetés közbeni látásváltozásokhoz. "Eddig senki sem szenvedett maradandó látásvesztést a SANS miatt," - nyugtat meg Brunstetter.

Hosszabb küldetések, nagyobb kockázatok

A hosszabb küldetések azonban súlyosbíthatják a problémát. Ha a látóideg duzzanata tartósan fennáll, a megnagyobbodott vakfolt elkezdheti zavarni a látást. A choroidális redők, amelyek gyakran megmaradnak a Földre való visszatérés után is, szintén gondot okozhatnak. Brunstetter szerint ezek a redők eddig nem befolyásolták senki látását, de hosszabb űrutazások során számuk növekedhet, ami torzíthatja a látást, hasonlóan ahhoz, ahogy egy gyűrött filmtekercs elrontja a fényképet. "Ezt nem lehet egyszerűen szemüvegcserével megoldani," - magyarázza.

A SANS okai

A SANS legfőbb gyanúsítottja a mikrogravitáció okozta folyadékáramlási változás. A Földön a gravitáció a vért és az agy-gerincvelői folyadékot lefelé húzza, míg a szív és az izmok a testben szétosztják azokat. Gravitáció hiányában azonban több folyadék gyűlik össze a fejben, mint normális esetben.

Amikor a NASA tudósai 2011-ben először írták le a szindrómát, azt hitték, hogy a fejben megnövekedett nyomás okozza a problémát. Ez azonban nem magyarázza, miért csak bizonyos űrhajósoknál válik klinikailag jelentősé a probléma. "Ha ez ilyen egyszerű lenne, hogy az űrbe mész, és a folyadék a fejedbe áramlik, akkor mindenkivel megtörténne," - mondja Scott Smith, a Johnson Űrközpont táplálkozási szakértője, aki szintén a SANS-t kutatja.

Brunstetter szerint elképzelhető, hogy a nyomás enyhe növekedése hosszabb idő alatt problémát okozhat. A folyadékáramlás miatt a fej vérerei megduzzadnak, ami befolyásolhatja a szem hátsó részének vérellátását. Joshua Ong, a Michigani Egyetem űrorvostanra szakosodott szemésze szerint a folyadékáramlás megváltoztathatja a sejtek metabolikus aktivitását, például a nátriumcserét. Ann Tsung, a NASA repülési sebésze jelenleg azt vizsgálja, hogy a GLP-1 agonisták - például az Ozempic vagy a Mounjaro - csökkenthetik-e az intrakraniális nyomást, és ezzel kezelhetik a SANS-t.

Egy másik lehetséges bűnös a szén-dioxid, amelynek magas szintje növeli az agy véráramlását, és tovább emelheti a nyomást. Az ISS-en a CO2-szint általában magasabb, mint a Földön, különösen az alvóhelyeken. Földi kísérletek, amelyekben önkéntesek egy hónapig fejjel lefelé feküdtek a mikrogravitáció szimulálására, azt mutatták, hogy a magas CO2-szint növeli a SANS jeleit. Azonban a CO2 csökkentésére irányuló fejlesztések az ISS-en nem csökkentették a SANS előfordulását.

Genetika és vitaminok szerepe

Smith szerint a SANS a szén-dioxid, a vitaminhiány és a genetika kölcsönhatásából eredhet. Csapata azt találta, hogy a SANS-ban szenvedő űrhajósok vérében magasabb a homocisztein nevű aminosav szintje, amely a szívkoszorúér-betegségek és vérrögök kockázatát növeli, és a folsav vagy B12-vitamin hiánya okozhatja. További vizsgálatok négy "kockázati allélt" azonosítottak; azok az űrhajósok, akiknek legalább három ilyen génvariánsuk van, nagyobb retinavastagodást tapasztaltak.

Egy különleges eset is alátámasztja ezt az elméletet. Smith csapata felfedezett egy űrhajóst, akinél a SANS legsúlyosabb jelei jelentkeztek, és akit vitaminokkal kezeltek. A kezelés után a retina megvastagodása csökkent, és később kiderült, hogy az űrhajós mind a négy kockázati allélt hordozta. Ez nem perdöntő bizonyíték, de Smith szerint "igen izgalmas". Jelenleg 16 űrhajós részvételével zajlik egy vizsgálat, amely a vitaminok SANS-ra gyakorolt hatását teszteli.

Megoldások keresése

A SANS megelőzésére mechanikus megoldásokat is vizsgálnak. Az orosz űrügynökség által fejlesztett "chibis ruha" vákuummal vonja a folyadékot a lábakba, de az eszköz nehézkes. A vénás combmandzsetták, amelyek lassítják a vér kiáramlását a lábakból, szintén tesztelés alatt állnak.

A mikrogravitáció más problémákat is okoz, például izom- és csonttömeg-veszteséget. Ethan Waisberg, a Cambridge-i Egyetem orvosa szerint a mesterséges gravitáció átfogó megoldást nyújthat. Egy forgó űrhajó vagy egy beépített centrifuga - mint amilyet a 2001: Űrodüsszeia című filmben láthattunk - helyreállíthatná a normál folyadékeloszlást. Az ilyen rendszerek azonban mérnöki kihívásokat jelentenek, mivel egy kisebb centrifuga gyors forgása szédülést okozhat, míg egy nagyobb növeli az űrhajó súlyát és költségeit.

A jövő

A SANS rejtélyének megoldása kulcsfontosságú a Mars-misszió sikeréhez. "Sokan dolgoznak új ötleteken," - mondja Smith. "Ha ez egyszerű lenne, már valaki kitalálta volna." A kutatók továbbra is elszántan keresik a válaszokat, hogy az emberiség biztonságosan elérhesse a vörös bolygót. (1)

(1) - https://www.nature.com/articles/d41586