Bettruhestudie SANS-CM: Liegend dem Weltraum-Augenleiden auf der Spur
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Bettruhestudie SANS-CM: Liegend dem Weltraum-Augenleiden auf der Spur
Eine Vielzahl an Augenuntersuchungen erwartet die Probandinnen und Probanden der aktuellen Bettruhestudie. Das Bild zeigt die Messung der Veränderung der Augachsenlänge mittels der sogenannten objektiven Refraktion zum Ausschluss einer Verkürzung des Augapfels.
Menschen im All – das bedeutet eine enorme Belastung für den Körper. Er ist unter anderem der Weltraumstrahlung ausgesetzt, baut Muskeln ab und Körperflüssigkeiten verschieben sich Richtung Kopf. Zum Schutz vor der Strahlung wird international an Schutzwesten geforscht, zum Beispiel bei der MARE-Mission. Gegen den Muskelschwund sind effektive Trainingsprogramme entstanden, sodass Astronautinnen und Astronauten heute auch nach Monaten auf der Internationalen Raumstation ISS kaum noch Schwierigkeiten nach der Rückkehr zur Erde haben. Allerdings kann der durch die veränderte Flüssigkeitsverteilung erhöhte Druck im Kopf zu dauerhaften Problemen führen – insbesondere für die Augen. Raumfahrende berichten immer wieder über eine Verschlechterung der Sehkraft. Es kommt bei etwa 70 Prozent zu Augenveränderungen. Temporär während des Aufenthalts im All oder auch dauerhaft.
Die Ursachen sind bislang unklar. Es gibt einige Theorien, aber keine Nachweise, warum diese Effekte einige Astronauten treffen, andere nicht. Fakt ist aber, dass es zu dem Augenleiden kommen kann. Denken wir an die Zukunft der astronautischen Raumfahrt mit Missionen zu Mond und Mars, werden Aufenthalte in Schwerelosigkeit perspektivisch immer länger dauern. Auch dann müssen Gesundheit und Sicherheit der Raumfahrerinnen und Raumfahrer erhalten bleiben. Verlässliche Präventions- und Gegenmaßnahmen sind nötig.
Bettruhestudien werden seit vielen Jahren genutzt, um die Veränderungen des Auges unter erhöhten Druckverhältnissen wie in Schwerelosigkeit besser zu verstehen. In der aktuellen NASA- und DLR-Studie SANS-CM führt unsere Luft- und Raumfahrtmedizin während der Liegephasen umfangreiche Untersuchungen durch.
Die Messung des Augeninnendrucks mittels Pneumatonometrie wird im Liegen und auch in der Gegenmaßnahme „Sitzen“ durchgeführt. Hier untersucht Augenärztin Claudia Stern einen der Probanden, während er in seiner Unterdruckkammer liegt.
Regelmäßig misst das DLR-Team der klinischen Luft- und Raumfahrtmedizin um die Augenärztin und Abteilungsleiterin Dr. Claudia Stern unter anderem den Augeninnendruck und untersucht Netzhaut und Sehnerv sowie mittels MRT das Gehirn. Auch das Herz-Kreislauf-System unterliegt ständiger Beobachtung. Und mit der optischen Kohärenztomographie lassen sich Veränderungen im Gehirn mikrometergenau verorten.
Für all die Untersuchungen und Experimente ist zwölfköpfiges DLR-Team im Einsatz. Unsere Studienteilnehmenden sind oft ganz überrascht, was wir alles rund ums Thema Auge genau untersuchen. Sie zeigen sich sehr interessiert und motiviert, uns bei der Arbeit zu unterstützen – und damit künftigen Astronautinnen und Astronauten zu helfen.
Optische Kohärenztomographie im Liegen untersucht die Veränderung des Sehnervenkopfs und der Netzhaut
Der Anteil der „irdischen Raumfahrer“, bei denen Veränderungen im Auge festgestellt werden, ist bei der aktuellen wie auch vergangenen Bettruhestudien ähnlich wie bei den „richtigen“ im All. Der Sehnervenkopf schwillt etwas an und die Sehfähigkeit im Nahbereich verschlechtert sich leicht. Die Veränderungen sind bei Teilnehmenden der Bettruhestudien reversibel, also rückläufig. Einige Zeit nach Studienende hat sich das Auge vollständig regeneriert. Das kann bei Menschen im Weltraum allerdings anders sein. Es gibt ehemalige Astronauten, die seit ihrer Rückkehr zur Erde dauerhaft eine Brille tragen.
Auf der Suche nach Gegenmaßnahmen
Während der VaPER-Bettruhestudie im Jahr 2017 konnte das Anschwellen des Sehnervenkopfs bei einigen Teilnehmenden erstmals nachgewiesen werden. Die Probanden lagen 30 Tage in Sechs-Grad-Kopftieflage, zum ersten Mal ohne Kissen.
Auch bei der Nachfolgstudie AGBRESA 2019 konnte die Veränderung des Sehnervenkopfs festgestellt werden. Mit Fahrten auf der DLR-Kurzarmzentrifuge haben wir eine mögliche Gegenmaßnahme getestet. Mit der aktuellen Bettruhestudie SANS-CM, die Anfang 2022 in die nächste Runde geht, testen wir im Auftrag der NASA erneut Gegenmaßnahmen. Eine ist die Unterdruckkammer LBNP (Lower Body Negative Pressure Device). In späteren Kampagnen soll zum Beispiel ein Radfahr-Training eingesetzt werden.
Der Grüne Star, ein bekanntes Krankheitsbild im All und auf der Erde
SANS steht für Spaceflight Associated Neuro-ocular Syndrome, ein Augenleiden, das Astronautinnen und Astronauten häufig bei längeren Aufenthalten in Schwerelosigkeit trifft. Es umfasst Probleme, unter denen auch „irdische Patienten“ leiden. Unter anderem kann sich der Augeninnendruck ändern. Bekannt ist zum Beispiel das Glaukom, auch als Grüner Star bezeichnet. Es umfasst verschiedene pathologische Veränderungen im Auge umfasst, die durch einen erhöhten Augeninnendruck entstehen. Es ist eine Volkskrankheit und eine der häufigsten Gründe für die Erblindung.
Das SANS beziehungsweise Glaukom entsteht im All durch die fehlende Gravitation, aber auch auf der Erde, zum Beispiel durch langes Liegen. Da das Glaukom von den Betroffenen nicht bemerkt wird und zur irreversiblen, also zur unumkehrbaren Erblindung führen kann, sind ein besseres Verständnis für die Entstehung und den Verlauf der Erkrankung sowie die Entwicklung geeigneter Gegenmaßnahmen besonders wichtig – für den Menschen im Weltraum und auf Erden.
