O repouso com cabeça para baixo (Head-Down Tilt Bed Rest; HDTBR) é um modelo análogo terrestre para estudar a fisiopatologia da Síndrome Neuro-Ocular Associada a Voos Espaciais (Spaceflight Associated Neuro-Ocular Syndrome; SANS).
SANS é uma síndrome causada pelo deslocamento de fluidos para a cabeça durante voos espaciais. Os principais achados incluem edema de papila óptica, achatamento do globo ocular, deslocamento para hipermetropia e congestão coroidal, e cerca de 70% dos astronautas apresentam algum achado. Anteriormente era chamada de síndrome de Deficiência Visual e Pressão Intracraniana (VIIP) 1).
Desde 1990, o HDTBR é um análogo terrestre internacionalmente estabelecido, consistindo em repouso no leito com inclinação de 6 graus para baixo. Como os voos parabólicos têm tempo de exposição curto e são insuficientes para induzir sintomas semelhantes aos da SANS, o HDTBR, que pode reproduzir o deslocamento sustentado de fluidos, é valorizado 1).
Em um estudo inicial de HDTBR de 70 dias, os achados de SANS não foram induzidos. Acredita-se que a causa possa ter sido a redução da pressão intracraniana (PIC) devido ao uso de travesseiro ou apoio de antebraço. Posteriormente, com a adoção de um protocolo rigoroso proibindo travesseiro e apoio de antebraço, a indução de dobras coroidais e edema de papila óptica foi bem-sucedida 1).
Em missões curtas (menos de 6 meses), 29% dos astronautas relataram diminuição da acuidade visual devido à hipermetropia, e em missões longas (6 meses ou mais), 60% 1).
QPor que o HDTBR é ajustado em um ângulo de 6 graus?
A
Desde 1990, a posição de cabeça baixa de 6 graus foi estabelecida como padrão internacional para análogo de microgravidade. Esse ângulo induz continuamente um deslocamento de fluidos para a cabeça semelhante ao voo espacial.
Cefaleia: Nos estágios iniciais do estudo, surge cefaleia pulsátil, compressiva e bilateral. Acredita-se que seja devido ao deslocamento de fluidos para a cabeça.
Impacto leve na função visual: As condições experimentais não afetam significativamente a função visual dos participantes. Nenhum sujeito relatou anormalidades visuais graves.
Leve miopização: Pode ocorrer miopia temporária devido à atividade visual de perto prolongada.
Alterações cognitivas (em casos de SANS): No estudo HDTBR com intervenção de dióxido de carbono elevado, os indivíduos com SANS mostraram aumento da dependência de pistas visuais em testes cognitivos1).
QA acuidade visual pode diminuir no HDTBR?
A
Os testes de acuidade visual e refração permanecem dentro da faixa normal. Nenhuma alteração significativa foi observada no teste de Amsler, teste do ponto vermelho, teste de campo visual por confrontação e teste de visão de cores. Nenhum sujeito relatou anormalidades visuais graves.
Abaixo estão os principais achados das alterações oculares observadas no HDTBR.
Espessamento da RNFL: A espessura retiniana peripapilar superior média aumenta +4,69 μm após 14 dias de HDTBR e +11,50 μm após 70 dias de HDTBR1).
Edema de disco óptico: Edema de disco grau 1–2 de Frisén foi observado em 45% dos sujeitos após 30 dias rigorosos de HDTBR1). Sujeitos de 30 dias de HDTBR tendem a apresentar edema de disco óptico mais grave do que astronautas.
Aumento da TRT peripapilar: Sujeitos de HDTBR rigoroso mostram maior aumento da TRT peripapilar do que astronautas (diferença média de 37 μm)1).
Pregas coroidais: Podem ocorrer apesar da ausência de aumento da espessura coroidal.
Mudança na espessura coroidal: Aumento estatisticamente significativo é observado em estudos de curto prazo de 3 dias. O aumento da espessura coroidal subfoveal foi confirmado após 60 minutos de HDT1). Por outro lado, astronautas mostram maior aumento da espessura coroidal do que sujeitos de HDTBR (diferença média de 27 μm)1).
Alargamento da bainha do nervo óptico: Confirmado por ultrassom orbital em HDT de 60 minutos, semelhante aos achados 1 mês após voo espacial1).
Aumento da pressão intraocular: Aumenta +1,42 mmHg em 14 dias e +1,79 mmHg em 70 dias, mas permanece dentro da faixa normal.
Achados não observados no HDTBR incluem: achatamento do globo ocular, hipermetropia e manchas algodonosas1). Acuidade visual, refração, comprimento axial, profundidade da câmara anterior e curvatura corneana também não mostram alterações significativas.
A tabela a seguir mostra a comparação dos principais achados entre HDTBR e SANS (voo espacial).
O mecanismo básico do HDTBR é o deslocamento de fluidos para a cabeça devido à mudança na direção do vetor gravitacional no corpo, induzindo alterações na distribuição de fluidos semelhantes às da microgravidade.
Fatores contribuintes incluem diferença de pressão através da lâmina cribriforme, congestão coroidal, deslocamento do volume cerebral, orientação dos feixes de fibras de colágeno e distribuição hidrostática de fluidos.
Os principais fatores de risco são os seguintes.
Duração do HDTBR: É o maior fator de risco. A duração de 70 dias mostra um aumento notável na espessura da retina peripapilar de cerca de 2,5 vezes em comparação com 14 dias.
Miopia: Indivíduos com miopia moderada apresentam pico de pressão intraocular mais alto (19,8 mmHg vs 18,6–18,7 mmHg) e aumento significativamente maior da pressão intraocular em comparação com indivíduos emetropes ou com miopia leve1).
Predisposição genética: Portadores dos alelos MTRR 66G e SHMT1 1420 C foram relatados com maior grau de edema do disco óptico1). São polimorfismos genéticos envolvidos no metabolismo das vitaminas do complexo B.
Características anatômicas do disco óptico: Um disco óptico congestionado com uma pequena escavação do disco óptico pode ser um fator de risco.
Exposição prévia ao HDTBR: Um aumento de mais de duas vezes no TRT em relação à exposição anterior foi relatado em indivíduos que participaram várias vezes, e a exposição repetida pode aumentar o risco.
QO risco de um próximo episódio aumenta após experimentar HDTBR uma vez?
A
Foi relatado um aumento de TRT duas vezes ou mais em comparação com a anterior em indivíduos que participaram de múltiplos experimentos HDTBR. A exposição repetida pode aumentar o risco, e isso deve ser considerado na seleção dos participantes do estudo.
Abaixo estão os principais métodos de exame usados para avaliar e monitorar as alterações oculares observadas na HDTBR.
OCT (Tomografia de Coerência Óptica): Pode avaliar quantitativamente a espessura da RNFL, edema do disco óptico e alterações na espessura da coroide. Alterações na membrana de Bruch também podem ser observadas. O Heidelberg Spectralis (OCT2) oferece maior resolução digital.
OCTA (Angiografia por OCT): Método angiográfico tridimensional não invasivo introduzido na ISS desde dezembro de 2018. Pode avaliar alterações vasculares da retina e coroide1).
RM: Pode quantificar a dilatação da bainha do nervo óptico, tortuosidade do nervo óptico e alterações na profundidade do vítreo. A RM com contraste de fase permite medir o fluxo sanguíneo, área de secção transversal e velocidade do fluxo sanguíneo na veia jugular interna, artéria vertebral e artéria carótida interna.
Ultrassom Orbitário: Método simples para detectar dilatação do diâmetro da bainha do nervo óptico1).
Medição não invasiva da PIC (em pesquisa): A punção lombar para medir diretamente a PIC é invasiva e impossível durante o voo. Mudanças de fase nas emissões otoacústicas por produto de distorção (DPOAE) estão sendo estudadas como uma ferramenta potencial de monitoramento não invasivo da PIC1). O potencial miogênico vestibular ocular (oVEMP) também está sendo considerado como ferramenta de monitoramento não invasivo da PIC devido à sua associação com o ângulo de cabeça para baixo1).
Testes genéticos e sanguíneos: A medição dos níveis de vitamina B e SNPs (MTRR 66G, SHMT1 1420C) é usada na avaliação de fatores de risco.
Os exames oftalmológicos básicos (acuidade visual, refração sob cicloplegia, fundo de olho, grade de Amsler, visão de cores, etc.) permanecem dentro dos limites normais.
HDTBR é um modelo experimental, não um “tratamento” no sentido usual. A seguir estão os resultados de pesquisas sobre contramedidas (countermeasures) para SANS.
LBNP
Pressão Negativa do Corpo Inferior (LBNP): Dispositivo não invasivo que aplica pressão negativa na parte inferior do corpo para puxar fluidos de volta para a periferia.
Evidências: LBNP a -20 mmHg suprime o aumento do diâmetro da bainha do nervo óptico e atenua a dilatação coroidal em 40% durante 3 dias de HDTBR1). Também mostrou supressão do aumento do volume do LCR durante 5 horas de HDTBR1).
Avaliação: Atualmente considerada a contramedida mais promissora.
Manguito femoral
Manguito Femoral de Constrição Venosa (VTC): Foi relatada redução da pré-carga cardíaca e dilatação do sistema venoso jugular em tripulantes da ISS. Reduz o volume sistólico, a área de secção transversa da veia jugular interna e a pressão intraocular.
Limitações: Não há efeito direto na distribuição do LCR ou na PIC. HDT de 15 graus + manguito femoral a 60 mmHg por 10 minutos não mostrou diferença significativa na espessura coroidal peripapilar ou no diâmetro da bainha do nervo óptico1).
Gravidade Artificial
Gravidade artificial por centrífuga: Exposição à centrífuga por 30 minutos diários.
Limitações: A exposição de 30 minutos foi insuficiente para suprimir dobras coroidais ou edema de papila óptica. As causas sugeridas incluem duração limitada da exposição, falta de força G no nível ocular e envolvimento de mecanismos subjacentes diferentes 1).
Em um estudo que aplicou o protocolo iRAT da NASA (Treinamento Integrado de Resistência e Aeróbico) por 70 dias em HDTBR não hipercápnico, não foram observadas diferenças significativas entre o grupo de exercício e o grupo controle em relação à espessura da retina e edema do disco óptico1). No entanto, foi observado que a pressão intraocular estava ligeiramente mais alta (menos de 1 mmHg) no grupo de exercício. Exercícios aeróbicos moderados de curta duração, treinamento de resistência e exercícios intervalados de alta intensidade demonstraram estar associados à redução da pressão intraocular1).
QPor que a pressão negativa da parte inferior do corpo (LBNP) é considerada uma contramedida promissora?
A
LBNP de -20 mmHg foi relatado para suprimir o aumento do diâmetro da bainha do nervo óptico, atenuar a dilatação coroidal em 40% em HDTBR de 3 dias e prevenir o aumento do volume do LCR 1). Acredita-se que o mecanismo de puxar fluidos para a periferia para suprimir diretamente o deslocamento de fluidos para a cabeça seja superior a outras contramedidas.
Atualmente, três hipóteses principais são propostas para a fisiopatologia da SANS 1).
Hipótese de Aumento da PIC
Mecanismo: Deslocamento de fluidos para a cabeça → congestão venosa → aumento da PIC → sintomas oculares.
Limitações: Punção lombar pós-voo mostra apenas limite superior normal a leve aumento (21–28,5 cm H₂O). Não há sintomas típicos de HII (cefaleia, zumbido pulsátil). O papiledema persiste por 6 meses após o voo, enquanto na HII melhora rapidamente com a redução da pressão. Difícil explicar apenas pelo aumento da PIC.
Hipótese de Compartimentalização do LCR
Mecanismo: Em microgravidade, a pressão do LCR dentro da bainha do nervo óptico aumenta localmente por um mecanismo de válvula unidirecional. O equilíbrio de pressão com o espaço subaracnóideo craniano torna-se incompleto.
Significância: Pode explicar por que o papiledema persiste mesmo com PIC normal a levemente elevada.
Hipótese de Deslocamento Cerebral para Cima
Mecanismo: Em microgravidade, o cérebro gira ligeiramente e se move para cima, puxando o quiasma óptico para cima e causando compressão na bainha do nervo óptico.
Evidência: A RM confirmou o aumento do comprimento do nervo óptico após o voo (0,80 ± 0,74 mm)1).
Existem várias diferenças importantes entre HDTBR e voos espaciais.
Grau de dilatação coroidal: No HDTBR, a dilatação coroidal não ocorre tanto quanto em voos espaciais, porque a gravidade do eixo vertical (Gz) ainda está presente e causa peso tecidual.
Mecanismo de formação de dobras coroidais: No HDTBR, as dobras coroidais ocorrem sem aumento da espessura coroidal, sugerindo que o espessamento coroidal pode não ser uma condição necessária para as dobras.
Alteração da pressão intraocular: No HDTBR, não há redução da pressão intraocular, portanto, o mecanismo de formação de pregas coriorretinianas pela combinação de queda da pressão intraocular e aumento da pressão intracraniana não se aplica.
Comparação com IIH: Em pacientes com IIH e papiledema, dobras coroidais são detectadas por SD-OCT em apenas 10%, indicando que o aumento da PIC isoladamente não pode induzir dobras coroidais em todos os casos.
Grau de elevação da PIC: Os indivíduos submetidos ao HDTBR podem experimentar uma PIC ligeiramente maior do que os astronautas, o que pode contribuir para a diferença na gravidade do edema de papila.
De acordo com a revisão de Ong et al. (2021), a perfusão cerebral diminui em todos os sujeitos durante HDTBR. No entanto, os sujeitos com sintomas de SANS mantiveram perfusão mais alta do que aqueles sem sintomas1).
Não foram observadas alterações significativas na reatividade cerebrovascular e na resposta ventilatória à hipercapnia, mesmo sob ambiente de hipercapnia (cerca de 4 mmHg de PCO₂) 1).
Introdução do OCTA na ISS (dezembro de 2018): A comparação dos dados vasculares da retina durante voos espaciais com os resultados do HDTBR deve aprofundar a compreensão do efeito do deslocamento de fluidos na circulação retiniana e coroidal1).
Desenvolvimento de método não invasivo para medição da PIC: Mudanças de fase nas emissões otoacústicas (EOA) estão sendo estudadas como candidatas para monitoramento da PIC na ISS, com testes em HDTBR em andamento1). O oVEMP também é considerado uma ferramenta promissora para monitoramento não invasivo da PIC devido à sua associação com o ângulo de inclinação da cabeça para baixo1).
Adaptação à era do turismo espacial privado: Com o surgimento de empresas espaciais privadas como SpaceX e Blue Origin, o HDTBR de curta duração pode ser aplicado para triagem de sensibilidade ao deslocamento de fluidos cefálicos em cidadãos comuns1).
Triagem genética: Polimorfismos MTRR e SHMT1 foram identificados como fatores de risco, e pesquisas estão em andamento sobre se o HDTBR pode ser usado para triagem genética de candidatos a astronautas1).
Contramedidas não testadas: Muitas contramedidas, como terapia dietética, suplementação vitamínica, medicamentos tópicos e orais, ainda não foram testadas1).
Desafios para missão tripulada a Marte: Para uma missão a Marte de 1 a 3 anos, é urgente elucidar a fisiopatologia da SANS, identificar fatores de risco e desenvolver contramedidas1).
O HDTBR como análogo terrestre tem as seguintes limitações1). Incluem tamanho amostral pequeno, dificuldade de recrutamento de sujeitos, diferença de condicionamento físico em relação aos astronautas, protocolo não padronizado e presença de condições não correspondentes ao voo espacial, como contato com as costas.
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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