Нейро-офтальмологический синдром, связанный с космическими полетами (SANS)

Ключевые моменты с первого взгляда

SANS — это нейроофтальмологический синдром, возникающий в условиях микрогравитации при длительном пребывании в космосе (МКС и др.), ранее называвшийся синдромом VIIP (Visual Impairment and Intracranial Pressure).
Основные находки: отек диска зрительного нерва, хориоидальные складки, мягкие экссудаты, уплощение глазного яблока и сдвиг в сторону гиперметропии.
После длительных миссий на МКС до 48% астронавтов отмечают изменения ближнего зрения, а у до 45% участников миссий продолжительностью более 30 дней выявляются аномалии глаз.
Этиология многофакторна, включая цефалический сдвиг жидкости, повышение внутричерепного давления, компартментализацию оболочки зрительного нерва и нарушения метаболизма одноуглеродных соединений.
В отличие от наземной IIH (идиопатической внутричерепной гипертензии), классические симптомы (головная боль, диплопия, пульсирующий шум в ушах) при SANS отсутствуют, что является ключевым дифференциально-диагностическим признаком.
Ведение основано на подходе «контрмер» вместо «лечения», включая коррекцию метаболизма одноуглеродных соединений, использование плавательных очков и ацетазоламида.
На сегодняшний день не сообщалось о случаях, угрожающих жизни или приведших к прерыванию миссии.

1. Что такое SANS?

SANS (Spaceflight-Associated Neuro-Ocular Syndrome: нейро-окулярный синдром, связанный с космическими полетами) — это общий термин для ряда нейроофтальмологических признаков и симптомов, наблюдаемых у астронавтов во время длительного пребывания в космосе¹².

Ранее назывался синдромом VIIP (нарушение зрения и внутричерепное давление), но был переименован, так как стало очевидно, что только повышение внутричерепного давления не может объяснить патологию ¹³.

Эпидемиология

Частота возникновения SANS варьируется в зависимости от продолжительности миссии.

После краткосрочных миссий шаттла : до 23% отмечают изменения в зрении вблизи²
После длительных миссий на МКС: до 48% отмечают изменения ближнего зрения²
Миссии продолжительностью более 30 суток: у 45% членов экипажа выявляются глазные аномалии независимо от наличия симптомов¹²

Следует отметить, что ежегодное количество астронавтов составляет около 12 (примерно 3 каждые 3 месяца), что ограничивает статистический размер выборки.

Q Как часто возникает SANS?

После длительных миссий на МКС до 48% астронавтов отмечают изменения ближнего зрения, а у 45% участников миссий продолжительностью более 30 суток выявляются глазные аномалии (даже при отсутствии симптомов). Однако ежегодное количество астронавтов составляет около 12, что ограничивает размер выборки, доступной для анализа.

2. Основные симптомы и клинические признаки

Субъективные симптомы

Снижение остроты зрения вблизи : проявляется как гиперметропический сдвиг до 1,5 диоптрий. Появляется уже через 3 недели после воздействия микрогравитации ¹².
Скотомы : выпадение части поля зрения.
Снижение остроты зрения вдаль : возникает при изменении формы глазного яблока.
Головная боль : сообщается у некоторых астронавтов.

Важным отличием от IIH является то, что при SANS не наблюдаются диплопия, пульсирующий шум в ушах, преходящая потеря зрения, тошнота и рвота, которые часто встречаются при IIH.

Клинические признаки (обнаруживаемые врачом)

Отек диска зрительного нерва : иногда бессимптомный, может быть асимметричным двусторонним отеком. В отличие от концентрических линий Патона при наземной IIH, при SANS наблюдаются линейные складки¹².
Хориоидальные складки (Choroidal folds) : появляются в заднем полюсе раньше ретинальных складок¹².
Ватообразные очаги (Cotton wool spots) : наблюдаются как ишемические изменения сетчатки¹³.
Утолщение слоя нервных волокон на ОКТ : перипапиллярный слой нервных волокон сетчатки утолщается¹².
Уплощение глазного яблока : задний полюс глазного яблока уплощается, а осевая длина уменьшается¹³.
Гиперметропический сдвиг (Hyperopic shift) : подтверждается увеличением гиперметропической силы при рефракционном исследовании¹³.

При IIH после лечения может оставаться атрофия зрительного нерва, но при SANS этот признак не наблюдается. Измерение внутриглазного давления не считается надежным показателем развития SANS.

Q Сохраняются ли симптомы SANS после возвращения на Землю?

В отличие от IIH, при SANS на данный момент не сообщалось об атрофии зрительного нерва. Однако известно, что в некоторых случаях после возвращения сохраняется сдвиг в сторону гиперметропии и уплощение глазного яблока, и проводятся исследования долгосрочного течения.

3. Причины и факторы риска

Основные факторы риска

Длительное воздействие микрогравитации при длительном пребывании в космосе, например на МКС, является основным фактором риска, и риск развития заболевания возрастает в зависимости от продолжительности воздействия.

Связанные факторы риска

Диета с высоким содержанием соли: Избыток соли, связанный с космической едой, может влиять на задержку жидкости.
Интенсивные силовые тренировки: Указывается на влияние на внутричерепное давление через повышение внутрибрюшного давления.
Чувствительность к повышению уровня CO2: Концентрация CO2 на МКС примерно в 10 раз выше, чем на Земле, что может способствовать повышению внутричерепного давления за счет церебральной вазодилатации.
Дефицит питательных веществ: Особенно дефицит фолиевой кислоты и витамина B12.
Биохимические аномалии пути метаболизма одного углерода: Полиморфизмы ферментов в метаболических путях, зависимых от цианокобаламина и фолата, могут быть предрасполагающими факторами.

Связь с биомаркерами

У астронавтов с офтальмологическими симптомами наблюдалась тенденция к снижению уровня фолата в сыворотке крови во время полета⁴⁵. Различий в концентрации витамина B12 в сыворотке не обнаружено, но у лиц с глазными симптомами после длительного пребывания уровни метилмалоновой кислоты, гомоцистеина, цистатионина и 2-метилцитриновой кислоты в сыворотке были на 25–45% выше⁴.

Q Существуют ли особенности у астронавтов, склонных к развитию SANS?

Лица с биохимическими нарушениями в пути одноуглеродного метаболизма, с низким уровнем фолата в сыворотке во время полета и с заметно повышенной концентрацией метилмалоновой кислоты в сыворотке после полета могут иметь более высокий риск. Чувствительность к повышению концентрации CO2, диета с высоким содержанием соли и интенсивные силовые упражнения также считаются факторами образа жизни и окружающей среды.

4. Диагностика и методы обследования

Диагностика SANS проводится с использованием комбинации нескольких методов. Место проведения и цель каждого исследования указаны ниже.

Метод исследования	Место проведения	Основная цель / результаты
МРТ	На земле (до/после полета)	Увеличение оболочки зрительного нерва, уплощение заднего полюса глазного яблока, вдавление гипофиза
УЗИ орбиты	На борту МКС	Качественное обнаружение уплощения глазного яблока
ОКТ и исследование глазного дна	На борту МКС (передача на Землю)	Подтверждение отека диска зрительного нерва, складок и мягких белых пятен
люмбальная пункция	только на земле	измерение начального давления ЦСЖ (нормальное или пограничное)

Подробности результатов МРТ

На МРТ, выполненных до и после полета, наблюдаются следующие признаки.

увеличение диаметра оболочки зрительного нерва, увеличение диаметра зрительного нерва, «изгиб» зрительного нерва
Гиперинтенсивный сигнал на Т2-ВИ (наблюдается у 96% космонавтов)
Уплощение заднего полюса глазного яблока, вдавление верхнего края гипофиза, заднее смещение ножки гипофиза, краниальное смещение головного мозга

Другие исследования

ОКТ-ангиография (ОКТА) : недавно внедрена на МКС. Ожидается получение количественных данных об изменениях хориоидального кровотока.
Рефрактометрия : количественная оценка степени гиперметропического сдвига.
Лабораторные исследования : проверка дефицита ферментов в пути одноуглеродного метаболизма, зависимого от цианокобаламина и фолиевой кислоты.
Люмбальная пункция (ЛП) : выполняется только на Земле. Начальное давление ЦСЖ обычно нормальное или пограничное (максимум 28,5 см вод. ст. зарегистрирован через 2 месяца после посадки). Диагностическая ценность спорна.

Следует отметить, что измерение внутриглазного давления не является надежным показателем развития SANS, как указано в протоколе мониторинга здоровья астронавтов NASA.

5. Стандартное лечение

Ведение SANS основано на подходе «контрмер», а не «лечения» ⁶⁷. Варианты в условиях космоса ограничены, и используются следующие три основные контрмеры.

Нутритивная поддержка

Добавки фолиевой кислоты и витамина B12 : нутритивное управление для компенсации потенциальных ферментативных дефектов в пути одноуглеродного метаболизма.

У астронавтов с глазными симптомами было подтверждено снижение уровня фолата в сыворотке крови, и его восполнение является основным направлением контрмер.

Очки

Плавательные очки (Swim goggles) : используются для относительного снижения трансламинарного градиента давления (TLPD) через решетчатую пластинку.

Создавая положительное давление вокруг глазного яблока, уменьшается разница давления на зрительный нерв.

Медикаментозная терапия

Ацетазоламид : используется селективно для подавления продукции ЦСЖ.

Это применимо не ко всем случаям и решается в зависимости от ситуации.

6. Патофизиология и подробные механизмы развития

Механизм развития SANS не является единым; было предложено несколько гипотез. В настоящее время он считается многофакторным, и вклад каждого фактора может различаться у разных космонавтов.

Основные сведения

В условиях микрогравитации нарушается выделительная функция лимфы, ЦСЖ и кровеносных сосудов под действием гравитации, что приводит к смещению жидкости в сторону головы, шеи и глазниц. Считается, что это смещение жидкости повышает гидростатическое давление в головном мозге (внутричерепное давление) и в глазнице (внутри оболочки зрительного нерва)¹⁷.

Гипотеза 1: Теория повышения внутричерепного давления

Цефалический сдвиг жидкости → увеличение внутричерепного объема и давления.

Повышение давления ЦСЖ → передача на орбиту через оболочку зрительного нерва → отек диска зрительного нерва и уплощение глазного яблока.

Нарушение оттока по вортикозным венам → утолщение сосудистой оболочки → укорочение переднезадней оси глаза и сдвиг в сторону гиперметропии.

Опровержение: Классические симптомы IIH (головная боль, шум в ушах, преходящая потеря зрения) отсутствуют. Данные о давлении ЦСЖ в полете также недостаточны, что делает теорию «IIH-подобного» состояния спорной.

Гипотеза 2: Синдром компартмента оболочки зрительного нерва

Физиологические изменения ЦСЖ и индивидуальные различия в потоке и выведении внутри оболочки зрительного нерва перекрываются.

Система, подобная обратному клапану: Оболочка зрительного нерва образует закрытый компартмент, задерживая ЦСЖ внутри без повышения перицеребрального давления ЦСЖ.

Исследования введения ЦСЖ: Оболочка зрительного нерва линейно расширяется до точки насыщения, индивидуально варьирующейся, что может объяснять асимметричные находки при IIH и SANS.

Другие патофизиологические факторы

Роль лимфатического выведения: Снижение выделительной способности лимфатической системы может способствовать образованию отека.
Расширение хориоидеи: Увеличение объема хориоидеи способствует появлению ретинально-хориоидальных складок, уплощению заднего полюса глазного яблока и гиперметропии.
Среда с высоким содержанием CO₂: Концентрация CO₂ на МКС примерно в 10 раз выше, чем на Земле. Не следует недооценивать его вклад в повышение внутричерепного давления через церебральную вазодилатацию.
Радиационное облучение: При миссиях по исследованию дальнего космоса за пределами магнитосферы Земли возникает воздействие вредных доз радиации, что может привести к воспалению паренхимы головного мозга и повышению внутричерепного давления через нарушение гематоэнцефалического барьера (ГЭБ).

Q Является ли SANS той же патологией, что и идиопатическая внутричерепная гипертензия (ИВГ)?

SANS и ИВГ имеют схожие признаки (отек диска зрительного нерва, расширение оболочки зрительного нерва и т.д.), но при SANS отсутствуют классические симптомы ИВГ (головная боль, пульсирующий шум в ушах, преходящая потеря зрения и т.д.). Данные о начальном давлении ЦСЖ во время полета также недостаточны, и теория «похожести на ИВГ» является спорной. Считается, что в основе патологии лежат специфические для космического полета механизмы, такие как цефальный сдвиг жидкости и компартментализация оболочки зрительного нерва.

7. Новейшие исследования и перспективы на будущее (отчёты исследовательской фазы)

Прогресс в диагностических технологиях с помощью ОКТА и ИИ

Внедрение ISS в ОКТА : Позволяет получать комплексные и количественные данные об изменениях хориоидального кровотока, что, как ожидается, будет способствовать пониманию патогенеза SANS.
Анализ ОКТ-изображений с помощью ИИ (CNN) : Проводятся попытки анализа ОКТ-изображений в полёте с использованием лёгких свёрточных нейронных сетей (CNN), и ведутся исследования, направленные на автоматическое обнаружение изменений, характерных для SANS.

Глубокое космическое исследование и радиационное облучение

При исследовании дальнего космоса за пределами магнитосферы Земли, например, в миссиях на Луну и Марс, ожидается воздействие значительно более высоких доз радиации по сравнению с МКС. Выяснение связи между радиационно-индуцированным воспалением паренхимы головного мозга, повреждением ГЭБ и развитием SANS стало важной задачей будущих исследований.

Скрининг генетических полиморфизмов пути метаболизма одного углерода

Наличие индивидуальных различий в развитии SANS указывает на существование генетической предрасположенности. Рассматривается подход, заключающийся в предварительном выявлении астронавтов с высоким риском SANS с помощью скрининга полиморфизмов ферментов пути одноуглеродного метаболизма для проведения профилактических вмешательств ⁴⁵.

Контроль давления с помощью плавательных очков

Новый подход к контролю транскриброзного градиента давления (TLPD) с помощью плавательных очков также находится на стадии исследования. Изучается, может ли приложение положительного давления вокруг глаза уменьшить разницу давления на зрительный нерв.

8. Список литературы

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