El reposo en cama con inclinación de cabeza hacia abajo (Head-Down Tilt Bed Rest; HDTBR) es un modelo análogo terrestre para estudiar la fisiopatología del Síndrome Neuro-Ocular Asociado a Vuelos Espaciales (Spaceflight Associated Neuro-Ocular Syndrome; SANS).
El SANS es un síndrome causado por el desplazamiento de fluidos hacia la cabeza durante los vuelos espaciales. Los hallazgos principales incluyen edema del disco óptico, aplanamiento del globo ocular, cambio hipermetrópico y congestión coroidea, observándose algunos hallazgos en aproximadamente el 70% de los astronautas. Anteriormente se denominaba síndrome de deterioro visual y presión intracraneal (VIIP) 1).
Desde 1990, el HDTBR es un análogo terrestre establecido internacionalmente que consiste en reposo en cama con una inclinación de 6 grados con la cabeza hacia abajo. Los vuelos parabólicos tienen tiempos de exposición cortos y son insuficientes para inducir síntomas similares al SANS, por lo que se enfatiza el HDTBR, que puede reproducir desplazamientos de fluidos sostenidos 1).
Los primeros estudios de HDTBR de 70 días no indujeron hallazgos de SANS. Se pensó que el uso de almohadas o el apoyo del antebrazo podrían haber reducido la presión intracraneal (PIC). Posteriormente, al adoptar un protocolo estricto que prohibía almohadas y apoyo de brazos, se logró inducir pliegues coroideos y edema del disco óptico1).
En misiones de corta duración (menos de 6 meses), el 29% de los astronautas, y en misiones de larga duración (6 meses o más), el 60% reporta disminución de la agudeza visual debido a hipermetropía1).
Q¿Por qué se establece el HDTBR en un ángulo de 6 grados?
A
Desde 1990, una inclinación de 6 grados con la cabeza hacia abajo se ha establecido como el análogo estándar internacional para la microgravedad. Este ángulo induce continuamente un desplazamiento de fluidos hacia la cabeza similar al de los vuelos espaciales.
Cefalea: En las etapas iniciales de la investigación, aparece cefalea pulsátil, opresiva y bilateral. Se cree que se debe al desplazamiento de fluidos hacia la cabeza.
Impacto mínimo en la función visual: Las condiciones experimentales no afectan significativamente la función visual de los participantes. Ningún sujeto experimentó anomalías visuales graves.
Ligero desplazamiento miópico: Puede ocurrir miopía transitoria debido a actividades sostenidas de visión cercana.
Cambios cognitivos (en individuos con SANS): En el estudio HDTBR con hipercapnia, los individuos con SANS mostraron una mayor dependencia de las señales visuales en pruebas cognitivas1).
Q¿Puede disminuir la visión en HDTBR?
A
Tanto la agudeza visual como las pruebas de refracción se mantienen dentro de los límites normales. No se han observado cambios significativos en la rejilla de Amsler, la prueba del punto rojo, el campo visual por confrontación ni las pruebas de visión cromática. Ningún sujeto ha reportado anomalías visuales graves.
A continuación se presentan los principales hallazgos de los cambios oculares observados en HDTBR.
Engrosamiento de la RNFL: después de 14 días de HDTBR, el grosor retiniano peripapilar superior promedio aumenta +4.69 μm, y después de 70 días de HDTBR, aumenta un promedio de +11.50 μm1).
Edema del disco óptico: después de 30 días estrictos de HDTBR, se observó edema del disco de grado 1-2 de Frisén en el 45% de los sujetos1). Los sujetos sometidos a HDTBR de 30 días tienden a presentar un edema del disco óptico más grave que los astronautas.
Aumento del TRT peripapilar: los sujetos con HDTBR estricto muestran un mayor aumento del TRT peripapilar que los astronautas (diferencia media de 37 μm)1).
Pliegues coroideos: pueden ocurrir a pesar de que no haya aumento del grosor coroideo.
Cambios en el grosor coroideo: se observa un aumento estadísticamente significativo en estudios a corto plazo de 3 días. Se ha confirmado un aumento del grosor coroideo subfoveal después de 60 minutos de HDT1). Por otro lado, los astronautas muestran un mayor aumento del grosor coroideo que los sujetos con HDTBR (diferencia media de 27 μm)1).
Dilatación de la vaina del nervio óptico: Confirmada por ecografía orbitaria a los 60 minutos de HDT, similar a los hallazgos en astronautas después de un mes de vuelo 1).
Aumento de la presión intraocular: Aumenta +1.42 mmHg en 14 días y +1.79 mmHg en 70 días, pero ambos permanecen dentro del rango normal.
Los hallazgos no observados en HDTBR incluyen aplanamiento del globo ocular, cambio hipermetrópico y manchas algodonosas1). La agudeza visual, refracción, longitud axial, profundidad de la cámara anterior y curvatura corneal tampoco muestran cambios significativos.
La siguiente tabla compara los principales hallazgos de HDTBR y SANS (vuelo espacial).
El mecanismo básico de HDTBR es un desplazamiento de líquido hacia la cabeza debido al cambio en la dirección del vector de gravedad que actúa sobre el cuerpo. Esto induce cambios en la distribución de líquidos similares a los de la microgravedad.
Los factores contribuyentes incluyen diferencias de presión a través de la lámina cribosa, congestión coroidea, desplazamiento del volumen intracraneal, orientación de los haces de fibras de colágeno y distribución hidrostática de líquidos.
Los principales factores de riesgo son los siguientes.
Duración de HDTBR: Es el factor de riesgo más importante. Una HDTBR de 70 días muestra un aumento del grosor retiniano peripapilar aproximadamente 2.5 veces más pronunciado en comparación con 14 días.
Miopía: Las personas con miopía moderada presentan una presión intraocular máxima más alta (19.8 mmHg frente a 18.6–18.7 mmHg) y una elevación de la presión intraocular significativamente mayor que las personas emétropes o con miopía leve1).
Predisposición genética: Se ha informado que los portadores de los alelos MTRR 66G y SHMT1 1420 C presentan un mayor grado de edema del disco óptico1). Estos son polimorfismos genéticos involucrados en el metabolismo de las vitaminas del grupo B.
Características anatómicas del disco óptico: Un disco óptico congestionado con una excavación pequeña puede ser un factor de riesgo.
Exposición previa a HDTBR: Se ha informado que los sujetos que participaron múltiples veces tienen un aumento de TRT de más del doble en comparación con el valor anterior, lo que sugiere que la exposición repetida puede aumentar el riesgo.
QUna vez que se ha experimentado HDTBR, ¿aumenta el riesgo para la próxima vez?
A
En sujetos que participaron en múltiples experimentos de HDTBR, se ha reportado un aumento de TRT de más del doble en comparación con la vez anterior. La exposición repetida puede aumentar el riesgo, y esto debe considerarse en la selección de participantes del estudio.
Los principales métodos de examen utilizados para evaluar y monitorear los cambios oculares observados en HDTBR se muestran a continuación.
OCT (Tomografía de Coherencia Óptica): Puede evaluar cuantitativamente el engrosamiento de la capa de fibras nerviosas de la retina (RNFL), el edema del disco óptico y los cambios en el grosor coroideo. También se pueden observar cambios en la membrana de Bruch. El Heidelberg Spectralis (OCT2) proporciona una mayor resolución digital.
OCTA (Angiografía por OCT): Un método de angiografía tridimensional no invasivo introducido en la ISS en diciembre de 2018. Puede evaluar los cambios vasculares retinianos y coroideos1).
RM: Puede cuantificar la dilatación de la vaina del nervio óptico, la tortuosidad del nervio óptico y los cambios en la profundidad de la cavidad vítrea. La RM de contraste de fase permite medir el flujo sanguíneo, el área transversal y la velocidad del flujo en la vena yugular interna, la arteria vertebral y la arteria carótida interna.
Ecografía orbitaria: Un método simple para detectar la dilatación del diámetro de la vaina del nervio óptico1).
Medición no invasiva de la PIC (etapa de investigación): La punción lumbar para medir directamente la PIC es invasiva e imposible durante el vuelo. Los cambios de fase en las emisiones otoacústicas por productos de distorsión (DPOAE) se están estudiando como candidatos para la monitorización no invasiva de la PIC1). Los potenciales miogénicos vestibulares evocados oculares (oVEMP) también se están investigando como herramienta de monitorización no invasiva de la PIC porque se correlacionan con el ángulo de inclinación cabeza abajo1).
Pruebas genéticas y sanguíneas: La medición de los niveles de vitamina B y los SNP (MTRR 66G, SHMT1 1420C) se utilizan para la evaluación de factores de riesgo.
Los exámenes oftalmológicos básicos (agudeza visual, refracción bajo cicloplejía, fondo de ojo, rejilla de Amsler, visión cromática, etc.) permanecen dentro de los límites normales.
HDTBR es un modelo experimental y no es un “tratamiento” en el sentido habitual. A continuación se muestran los resultados de la investigación sobre contramedidas contra SANS.
LBNP
Presión Negativa del Cuerpo Inferior (LBNP): Método no invasivo que aplica presión negativa en la parte inferior del cuerpo para devolver los líquidos a la periferia.
Evidencia: LBNP de -20 mmHg suprimió el aumento del diámetro de la vaina del nervio óptico y atenuó la expansión coroidea en un 40% durante HDTBR de 3 días1). También se demostró la supresión del aumento del volumen de LCR durante HDTBR de 5 horas1).
Evaluación: Actualmente considerada la contramedida más prometedora.
Manguito Femoral
Manguitos de constricción venosa en muslos (VTC): Se ha informado de una reducción de la precarga cardíaca y de la distensión del sistema yugular en los tripulantes de la ISS. Disminuyen el volumen sistólico, el área transversal de la vena yugular interna y la presión intraocular.
Limitaciones: Sin efecto directo sobre la distribución del LCR o la PIC. En decúbito con inclinación de 15° (HDT) más manguitos en muslos a 60 mmHg durante 10 minutos, no hubo diferencias significativas en el grosor coroideo peripapilar ni en el diámetro de la vaina del nervio óptico1).
Gravedad artificial
Gravedad artificial mediante centrífuga: Exposición diaria a la centrífuga durante 30 minutos.
Limitaciones: La exposición de 30 minutos fue insuficiente para suprimir los pliegues coroideos y el edema del disco óptico. Las posibles causas incluyen la duración limitada de la exposición, la falta de fuerza G a nivel ocular y la participación de diferentes mecanismos subyacentes 1).
En un estudio que realizó el protocolo iRAT de la NASA (Entrenamiento Integrado de Resistencia y Aeróbico) durante 70 días de HDTBR no hipercápnico, no se encontraron diferencias significativas en los cambios de grosor retiniano o edema del disco óptico entre el grupo de ejercicio y el grupo de control 1). Sin embargo, también se observó una presión intraocular ligeramente más alta (menos de 1 mmHg) en el grupo de ejercicio. Se ha demostrado que el ejercicio aeróbico moderado, de resistencia y de intervalos de alta intensidad de corta duración se asocia con una reducción de la presión intraocular1).
Q¿Por qué se considera la presión negativa de las extremidades inferiores (LBNP) una contramedida prometedora?
A
Se ha informado que la LBNP a -20 mmHg suprime el aumento del diámetro de la vaina del nervio óptico, atenúa la expansión coroidea en un 40% durante 3 días de HDTBR y suprime el aumento del volumen del LCR 1). Se considera que el mecanismo de inhibir directamente los desplazamientos de fluidos hacia la cabeza al devolver el fluido a la periferia es superior a otras contramedidas.
Actualmente, se han propuesto tres hipótesis principales para la fisiopatología de SANS 1).
Hipótesis de Elevación de la PIC
Mecanismo: Desplazamiento cefálico de líquidos → congestión venosa → aumento de la PIC → síntomas oculares.
Limitaciones: La punción lumbar post-vuelo muestra solo valores normales altos o ligeramente elevados (21–28.5 cm H₂O). No hay síntomas típicos de HII (cefalea, acúfenos pulsátiles). El papiledema persiste 6 meses después del vuelo, mientras que en la HII mejora rápidamente con la reducción de la presión. El aumento de la PIC por sí solo no explica los hallazgos.
Hipótesis de compartimentalización del LCR
Mecanismo: Bajo microgravedad, la presión del LCR dentro de la vaina del nervio óptico aumenta localmente debido a un mecanismo de válvula unidireccional. El equilibrio de presión con el espacio subaracnoideo craneal es incompleto.
Importancia: Explica por qué el papiledema persiste a pesar de una PIC normal o ligeramente elevada.
Hipótesis de desplazamiento cerebral hacia arriba
Mecanismo: En microgravedad, el cerebro rota ligeramente y se desplaza hacia arriba, tirando del quiasma óptico hacia arriba y causando compresión de la vaina del nervio óptico.
Evidencia: La resonancia magnética ha confirmado un aumento en la longitud del nervio óptico (0.80 ± 0.74 mm) después del vuelo espacial1).
Existen varias diferencias importantes entre HDTBR y el vuelo espacial.
Grado de expansión coroidea: En HDTBR, la expansión coroidea no ocurre en la misma medida que durante el vuelo espacial, porque la fuerza gravitatoria vertical (Gz) aún existe, generando peso tisular.
Mecanismo de los pliegues coroideos: En HDTBR, los pliegues coroideos pueden ocurrir sin un aumento en el grosor coroideo, lo que sugiere que el engrosamiento coroideo puede no ser una condición necesaria para los pliegues.
Cambios en la presión intraocular: En HDTBR, no hay disminución de la presión intraocular, por lo que el mecanismo de formación de pliegues coriorretinianos debido a la combinación de disminución de la presión intraocular y aumento de la PIC no es aplicable.
Comparación con la IIH: Solo el 10% de los pacientes con IIH y papiledema presentan pliegues coroideos en la SD-OCT, lo que indica que el aumento de la PIC por sí solo no puede inducir pliegues coroideos en todos los casos.
Grado de elevación de la PIC: Los sujetos con HDTBR pueden experimentar una PIC ligeramente mayor que los astronautas, lo que podría contribuir a las diferencias en la gravedad del edema del disco óptico.
Según una revisión de Ong et al. (2021), la perfusión cerebral disminuye en todos los sujetos durante HDTBR. Sin embargo, aquellos que desarrollaron síntomas de SANS mantuvieron una perfusión más alta que los que no 1).
No se observaron cambios significativos en la reactividad cerebrovascular ni en la respuesta ventilatoria hipercápnica en condiciones hipercápnicas (aproximadamente 4 mmHg de PCO₂) 1).
7. Investigación más reciente y perspectivas futuras
Introducción de OCTA en la ISS (diciembre de 2018): Al comparar los datos de la vasculatura retiniana durante el vuelo espacial con los resultados de HDTBR, se espera profundizar en la comprensión de los efectos del desplazamiento de líquidos en la circulación retiniana y coroidea1).
Desarrollo de métodos no invasivos de medición de PIC: Los cambios de fase en las emisiones otoacústicas (OAE) se están estudiando como candidatos para la monitorización de PIC en la ISS, con pruebas en curso en HDTBR1). oVEMP también se considera prometedor como herramienta no invasiva de monitorización de PIC debido a su asociación con el ángulo de inclinación cabeza abajo1).
Respuesta a la era de los viajes espaciales comerciales: Con el auge de empresas espaciales privadas como SpaceX y Blue Origin, el HDTBR a corto plazo podría aplicarse para evaluar la susceptibilidad de la población general a los desplazamientos de líquidos cefálicos1).
Cribado genético: Los polimorfismos de MTRR y SHMT1 se han identificado como factores de riesgo, y se está investigando si HDTBR puede utilizarse para el cribado genético de candidatos a astronauta1).
Contramedidas no verificadas: Muchas contramedidas, como la terapia dietética, la suplementación con vitaminas, los medicamentos tópicos y los medicamentos orales, permanecen sin verificar1).
Desafíos para las misiones tripuladas a Marte: Para las misiones a Marte que duran de 1 a 3 años, es urgente dilucidar la fisiopatología de SANS, identificar factores de riesgo y desarrollar contramedidas1).
HDTBR como análogo terrestre tiene las siguientes limitaciones1): tamaño de muestra pequeño, dificultad para reclutar sujetos, diferencias en la condición física en comparación con los astronautas, falta de estandarización del protocolo y condiciones que no coinciden con el vuelo espacial, como el contacto con la espalda.
Ong J, Lee AG, Moss HE. Head-Down Tilt Bed Rest Studies as a Terrestrial Analog for Spaceflight Associated Neuro-Ocular Syndrome. Front Neurol. 2021;12:648958.
Taibbi G, Cromwell RL, Zanello SB, Yarbough PO, Ploutz-Snyder RJ, Godley BF, et al. Ocular Outcomes Comparison Between 14- and 70-Day Head-Down-Tilt Bed Rest. Invest Ophthalmol Vis Sci. 2016;57(2):495-501. PMID: 26868753.
He Y, Karanjia R, Zhang X, Wanderer D, Walker E, Lee SH, et al. Optic Nerve Vasculature and Countermeasure Assessment in a Bedrest Analogue of Spaceflight-Associated Neuro-Ocular Syndrome. Am J Ophthalmol. 2025;278:317-327. PMID: 40545016.
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