SANS (Spaceflight-Associated Neuro-Ocular Syndrome: raumfahrtassoziiertes neuro-okuläres Syndrom) ist ein Sammelbegriff für eine Reihe von neuro-ophthalmologischen Befunden und Symptomen, die bei Astronauten während längerer Aufenthalte im Weltraum beobachtet werden12.
Früher als VIIP-Syndrom (Visuelle Beeinträchtigung und intrakranieller Druck) bezeichnet, wurde es umbenannt, da klar wurde, dass allein ein erhöhter intrakranieller Druck die Pathologie nicht erklären kann 13.
Die Häufigkeit des Auftretens von SANS variiert je nach Missionsdauer.
Es ist zu beachten, dass die jährliche Anzahl der Astronauten mit etwa 12 (etwa 3 alle 3 Monate) gering ist und die statistische Stichprobengröße begrenzt ist.
Nach Langzeitmissionen auf der ISS berichten bis zu 48 % der Astronauten über Veränderungen des Nahsehens, und bei bis zu 45 % der Besatzungsmitglieder von Missionen über 30 Tage werden Augenanomalien festgestellt (auch ohne Symptome). Allerdings ist die jährliche Anzahl der Astronauten mit etwa 12 gering, sodass die für die Analyse verfügbare Stichprobengröße begrenzt ist.
Ein wichtiger Unterschied zur IIH ist, dass bei SANS die bei IIH häufigen Symptome wie Doppelbilder, pulsierender Tinnitus, vorübergehender Sehverlust, Übelkeit und Erbrechen nicht auftreten.
Bei IIH kann nach der Behandlung eine Optikusatrophie zurückbleiben, aber bei SANS wurde dieser Befund nicht beobachtet. Die Augeninnendruckmessung gilt nicht als zuverlässiger Indikator für die Entwicklung von SANS.
Im Gegensatz zur IIH wurde bei SANS bisher keine Optikusatrophie berichtet. Es ist jedoch bekannt, dass bei einigen Fällen nach der Rückkehr eine Hyperopisierung und eine Abflachung des Augapfels bestehen bleiben, und es wird an der Langzeitentwicklung geforscht.
Die langfristige Exposition gegenüber Mikrogravitation bei Langzeitaufenthalten im Weltraum, wie auf der ISS, ist der größte Risikofaktor, und das Risiko, an SANS zu erkranken, steigt mit der Expositionsdauer.
Bei Astronauten mit ophthalmologischen Symptomen wurde eine Tendenz zu niedrigeren Serum-Folatspiegeln während des Fluges festgestellt45. Es gab keinen Unterschied in der Serumkonzentration von Vitamin B12, aber bei denjenigen mit ophthalmologischen Symptomen waren die Serumspiegel von Methylmalonsäure, Homocystein, Cystathionin und 2-Methylcitronensäure nach längerem Aufenthalt um 25–45 % höher4.
Personen mit biochemischen Anomalien im Ein-Kohlenstoff-Stoffwechselweg, mit niedrigen Serum-Folatspiegeln während des Fluges und mit deutlich erhöhten Serum-Methylmalonsäurekonzentrationen nach dem Flug könnten ein höheres Risiko haben. Auch die Empfindlichkeit gegenüber erhöhten CO2-Konzentrationen, eine salzreiche Ernährung und intensives Krafttraining werden als Lebensstil- und Umweltfaktoren in Betracht gezogen.
Die Diagnose von SANS erfolgt durch eine Kombination mehrerer Modalitäten. Der Ort und der Zweck jeder Untersuchung sind unten aufgeführt.
| Untersuchungsmethode | Durchführungsort | Hauptziel / Befunde |
|---|---|---|
| MRT | Am Boden (vor/nach dem Flug) | Vergrößerung der Sehnervenscheide, Abflachung des hinteren Augenpols, Hypophyseneindellung |
| Orbita-Ultraschall | An Bord der ISS | Qualitativer Nachweis der Abflachung des Augapfels |
| OCT und Fundusuntersuchung | An Bord der ISS (Übertragung zur Erde) | Bestätigung von Papillenödem, Falten und weichen weißen Flecken |
| Lumbalpunktion | nur am Boden | Messung des Liquor-Eröffnungsdrucks (normal bis grenzwertig) |
Die vor und nach dem Flug durchgeführten MRTs zeigen folgende Befunde.
Es ist zu beachten, dass die Augeninnendruckmessung kein zuverlässiger Indikator für die Entwicklung von SANS ist, wie im NASA-Gesundheitsüberwachungsprotokoll für Astronauten festgelegt.
Das Management von SANS basiert eher auf einem Ansatz von „Gegenmaßnahmen“ als von „Behandlung“ 67. Die Optionen in der Weltraumumgebung sind begrenzt, und die folgenden drei Hauptgegenmaßnahmen werden eingesetzt.
Nahrungsergänzung
Folsäure- und Vitamin-B12-Ergänzung : Ernährungsmanagement zum Ausgleich potenzieller Enzymdefekte im Ein-Kohlenstoff-Stoffwechselweg.
Bei Astronauten mit Augensymptomen wurde ein erniedrigter Serum-Folat-Spiegel festgestellt, und dessen Ergänzung ist die Hauptsäule der Gegenmaßnahmen.
Schwimmbrille
Schwimmbrille (Swim goggles) : Wird verwendet, um die translaminare Druckdifferenz (TLPD) durch die Lamina cribrosa relativ zu verringern.
Durch Anlegen eines positiven Drucks um den Augapfel wird der Druckunterschied auf den Sehnerv reduziert.
Medikamentöse Therapie
Acetazolamid : Wird selektiv zur Hemmung der CSF-Produktion eingesetzt.
Dies gilt nicht für alle Fälle und wird je nach Situation des Falles entschieden.
Der Entstehungsmechanismus von SANS ist nicht einheitlich; es wurden mehrere Hypothesen aufgestellt. Derzeit wird er als multifaktoriell angesehen, wobei der Beitrag der einzelnen Faktoren bei verschiedenen Astronauten unterschiedlich sein kann.
In der Mikrogravitation ist die durch die Schwerkraft vermittelte Ausscheidungsfunktion von Lymphe, Liquor und Blutgefäßen beeinträchtigt, was zu einer Flüssigkeitsverschiebung in Richtung Kopf, Hals und Augenhöhlen führt. Es wird angenommen, dass diese Flüssigkeitsverschiebung den hydrostatischen Druck im Gehirn (intrakranieller Druck) und in der Augenhöhle (innerhalb der Sehnervenscheide) erhöht17.
Hypothese 1: Theorie des erhöhten intrakraniellen Drucks
Kopfwärts gerichtete Flüssigkeitsverschiebung → Anstieg des intrakraniellen Volumens und Drucks.
Erhöhter Liquordruck → Übertragung auf die Orbita über die Optikusscheide → Papillenödem und Abflachung des Augapfels.
Abflussbehinderung der Vortexvenen → Aderhautverdickung → Verkürzung der Achsenlänge und hyperoper Shift.
Widerlegung: Die klassischen Symptome des IIH (Kopfschmerzen, Tinnitus, vorübergehender Sehverlust) fehlen. Auch die CSF-Eröffnungsdruckdaten während des Fluges sind unzureichend, sodass die „IIH-ähnliche“ Theorie umstritten ist.
Hypothese 2: Optikusscheiden-Kompartmentsyndrom
Physiologische Veränderungen des Liquors und individuelle Unterschiede in Fluss und Ausscheidung innerhalb der Optikusscheide überlappen sich.
Rückflussverhinderndes Ventilsystem: Die Optikusscheide bildet ein geschlossenes Kompartiment, das Liquor einschließt, ohne den perizerebralen Liquordruck zu erhöhen.
Liquor-Injektionsstudien: Die Optikusscheide dehnt sich linear bis zu einem individuell variablen Sättigungspunkt aus, was asymmetrische Befunde bei IIH und SANS erklären kann.
SANS und IIH zeigen ähnliche Befunde (Papillenödem, Erweiterung der Optikusnervenscheide usw.), aber bei SANS fehlen die klassischen Symptome der IIH (Kopfschmerzen, pulsierender Tinnitus, vorübergehender Sehverlust usw.). Auch Daten zum CSF-Eröffnungsdruck während des Fluges sind unzureichend, und die „IIH-ähnliche“ Theorie ist umstritten. Es wird angenommen, dass im Zentrum der Pathologie raumfahrtspezifische Mechanismen wie die kephale Flüssigkeitsverschiebung und die Kompartimentierung der Optikusnervenscheide stehen.
Bei Tiefraummissionen jenseits der Erdmagnetosphäre, wie Mond- und Marsmissionen, ist eine deutlich höhere Strahlenbelastung als auf der ISS zu erwarten. Die Aufklärung des Zusammenhangs zwischen strahleninduzierter Hirnparenchym-Entzündung, BBB-Schädigung und dem Auftreten von SANS ist zu einem wichtigen zukünftigen Forschungsthema geworden.
Dass es individuelle Unterschiede im Auftreten von SANS gibt, deutet auf das Vorhandensein genetischer Prädispositionen hin. Es wird ein Ansatz untersucht, bei dem durch ein Screening auf Enzympolymorphismen des Ein-Kohlenstoff-Stoffwechselwegs vorab Astronauten mit hohem SANS-Risiko identifiziert werden, um präventive Maßnahmen einzuleiten 45.
Ein neuer Ansatz, den translaminalen Druckgradienten (TLPD) mit Schwimmbrillen zu kontrollieren, befindet sich ebenfalls in der Forschungsphase. Es wird untersucht, ob die Anwendung von positivem Druck um das Auge den Druckunterschied auf den Sehnerv verringern kann.
Lee AG, Mader TH, Gibson CR, Tarver W, Rabiei P, Riascos RF, Galdamez LA, Brunstetter T. Spaceflight associated neuro-ocular syndrome (SANS) and the neuro-ophthalmologic effects of microgravity: a review and an update. NPJ Microgravity. 2020;6:7. PMID: 32047839. doi:10.1038/s41526-020-0097-9 ↩ ↩2 ↩3 ↩4 ↩5 ↩6 ↩7 ↩8 ↩9 ↩10 ↩11
Martin Paez Y, Mudie LI, Subramanian PS. Spaceflight Associated Neuro-Ocular Syndrome (SANS): A Systematic Review and Future Directions. Eye Brain. 2020;12:105-117. PMID: 33117025. doi:10.2147/EB.S234076 ↩ ↩2 ↩3 ↩4 ↩5 ↩6 ↩7 ↩8
Wojcik P, Kini A, Al Othman B, Galdamez LA, Lee AG. Spaceflight associated neuro-ocular syndrome. Curr Opin Neurol. 2020;33(1):62-67. PMID: 31789708. doi:10.1097/WCO.0000000000000778 ↩ ↩2 ↩3 ↩4
Zwart SR, Gibson CR, Mader TH, Ericson K, Ploutz-Snyder R, Heer M, Smith SM. Vision changes after spaceflight are related to alterations in folate- and vitamin B-12-dependent one-carbon metabolism. J Nutr. 2012;142(3):427-431. PMID: 22298570. doi:10.3945/jn.111.154245 ↩ ↩2 ↩3
Brunstetter TJ, Zwart SR, Brandt K, et al. Severe Spaceflight-Associated Neuro-Ocular Syndrome in an Astronaut With 2 Predisposing Factors. JAMA Ophthalmol. 2024;142(9):808-817. PMID: 39052244. doi:10.1001/jamaophthalmol.2024.2385 ↩ ↩2
Nguyen T, Ong J, Brunstetter T, Gibson CR, Macias BR, Laurie S, Mader T, Hargens A, Buckey JC, Lan M, Wostyn P, Kadipasaoglu C, Smith SM, Zwart SR, Frankfort BJ, Aman S, Scott JM, Waisberg E, Masalkhi M, Lee AG. Spaceflight Associated Neuro-ocular Syndrome (SANS) and its countermeasures. Prog Retin Eye Res. 2025;106:101340. PMID: 39971096. doi:10.1016/j.preteyeres.2025.101340 ↩
Ong J, Mader TH, Gibson CR, Mason SS, Lee AG. Spaceflight associated neuro-ocular syndrome (SANS): an update on potential microgravity-based pathophysiology and mitigation development. Eye (Lond). 2023;37(12):2409-2415. PMID: 37072472. doi:10.1038/s41433-023-02522-y ↩ ↩2
