摘要：随着人类航天事业的发展，宇航员在太空环境中的健康问题备受关注，尤其是微重力环境下舱内眼爆炸伤的研究具有重要意义。本文基于现有的研究成果，分析了太空飞行相关神经眼综合征（SANS）以及眼爆炸伤在太空环境中的危害，阐述了微重力环境对眼部生理的影响及当前研究的进展，
刘猛
摘要： 随着人类航天事业的发展，宇航员在太空环境中的健康问题备受关注，尤其是微重力环境下舱内眼爆炸伤的研究具有重要意义。本文基于现有的研究成果，分析了太空飞行相关神经眼综合征（SANS）以及眼爆炸伤在太空环境中的危害，阐述了微重力环境对眼部生理的影响及当前研究的进展，探讨了研究中存在的问题与挑战，并对未来的研究方向和应对策略提出了展望，旨在强调深入研究该领域对于保障宇航员眼部健康和推动航天医学发展的必要性。
太空探索是人类拓展认知边界、追求科学进步的伟大征程。然而，太空环境中的微重力、辐射、极端温度等因素对宇航员的健康构成了诸多挑战。近年来，宇航员眼部健康问题逐渐凸显，其中微重力环境下舱内眼爆炸伤的研究成为航天医学领域的重要课题。深入了解其发生机制、影响因素以及探索有效的防护和治疗措施，对于确保宇航员在太空任务中的视觉功能和整体健康，推动航天事业的可持续发展具有关键意义。
长期太空飞行后，宇航员中出现的 SANS 表现为视盘水肿、眼球扁平、视神经蛛网膜下腔增宽等多种眼部结构和功能变化。据 NASA 研究，约 40% 的宇航员发生眼球后部扁平，60% 出现视神经鞘扩张，20% 发生视神经扭折等现象。这些变化不仅影响宇航员的视力，还可能导致永久性视觉损害，严重威胁其在太空任务中的作业能力和生命安全。在太空环境中，宇航员需要依靠良好的视力进行复杂的操作和科学实验，SANS 的发生使得他们在执行任务时面临更高的风险，如操作失误、无法准确判断空间位置等。
太空舱内虽然相对封闭，但仍存在爆炸冲击伤的风险，且以爆炸性事故为主。眼冲击伤具有致残、致盲率高的特点，其发病机制涉及视神经的机械性和缺血性损害等。在太空环境中，由于舱内空间的特殊性，爆炸产生的冲击波会反射、叠加，增强其破坏力，同时环境因素不利于伤后恢复，使得眼爆炸伤的后果更加严重。目前，我们对太空环境中爆炸冲击伤的发生机制了解有限，一旦发生此类事故，宇航员难以获得及时有效的救助，眼部损伤可能会持续恶化，进一步加剧了对宇航员眼部健康的威胁。
通过尾悬吊大鼠模型等研究手段，发现微重力环境可导致视神经节细胞数量降低、凋亡因子 caspase - 3 含量上升，激活视神经节细胞凋亡；同时使大鼠 Iba1 蛋白含量上升，激活炎症反应。这些研究结果表明微重力环境本身就对眼部生理产生了不良影响，改变了眼部细胞的正常生理状态，为后续研究微重力环境下眼爆炸伤的机制提供了重要的基础数据。
眼部形态与结构变化实验设置不同组别，观察到微重力类大鼠眼部在遭受爆炸冲击伤后，出血比率高于正常重力类，且两类出血率随时间变化。同时，微重力下大鼠视网膜各细胞层紊乱断裂程度较正常重力更为严重，结构损伤更明显。这些结果表明微重力环境加剧了爆炸冲击伤对眼部形态和结构的破坏，使得眼部损伤更为复杂和严重。视网膜自噬相关变化在视网膜神经节细胞层和视细胞层自噬体结构方面，微重力类大鼠在眼部爆炸冲击伤后的变化与正常重力类不同，且自噬基因和蛋白表达也呈现出独特的变化规律。例如，眼部爆炸冲击前微重力组自噬基因表达升高，冲击伤后正常重力下自噬基因先震荡后升高，微重力下则急剧下降。这些变化表明微重力环境干扰了视网膜自噬的正常过程，影响了细胞对损伤的应对机制，进一步揭示了微重力环境下眼爆炸伤的复杂性。视网膜内质网自噬因子变化研究发现内质网自噬标记蛋白在正常重力和微重力环境下眼部爆炸冲击伤后的表达变化不同，如正常重力下升高，微重力下下降。这说明微重力环境对视网膜内质网自噬也产生了显著影响，内质网自噬在微重力眼爆炸伤中的作用机制需要进一步深入研究。目前采用的尾悬吊法模拟太空微重力环境虽然在一定程度上能够反映微重力对眼部的影响，但与真实的太空微重力环境仍存在差异。例如，尾悬吊模型可能无法完全模拟太空微重力环境下的体液分布、血液循环等生理状态，这可能导致研究结果与实际太空环境中的情况不完全相符，从而影响对微重力环境下眼爆炸伤机制的准确理解和防护措施的制定。
现有研究样本量相对较小，可能无法全面涵盖微重力环境下眼爆炸伤的各种情况和个体差异。同时，研究多集中在现象观察和初步机制探讨，对于细胞和分子水平的深入机制研究还不够充分。例如，在自噬与炎症相互作用的网络中，具体的信号通路和调控分子尚未完全明确，这限制了我们对微重力环境下眼爆炸伤复杂病理生理过程的全面认识，也阻碍了有效治疗策略的开发。
太空舱内爆炸冲击伤的发生机制涉及多个因素，如冲击波特性、环境温度、压力变化等，且这些因素之间相互作用，使得研究难度较大。目前我们对太空环境中爆炸冲击伤的发生机制了解有限，尤其是在微重力环境下，冲击波的传播、反射和对眼部组织的作用机制尚不清楚，这给预防和治疗太空环境中的眼爆炸伤带来了巨大挑战。
进一步深入研究微重力、爆炸冲击伤和自噬之间的相互作用机制，尤其是在细胞和分子水平上的信号传导通路。例如，研究自噬相关信号通路如 mTOR、AMPK 等在微重力眼爆炸伤中的变化，以及它们与炎症反应的交互作用，通过精准调控这些信号通路，寻找关键的调控分子作为治疗靶点。探索其他可能参与微重力环境下眼爆炸伤过程的细胞和分子机制，如细胞外基质重塑、神经递质调节等，全面了解眼部损伤和修复的复杂网络，为开发更有效的治疗方法提供理论依据。开发更接近真实太空微重力环境的实验模型，结合多种模拟技术，如旋转培养系统、随机定位机等，更准确地模拟太空环境下的生理状态，减少实验模型与实际情况的差异，提高研究结果的可靠性和外推性。采用多组学技术，如转录组学、蛋白质组学、代谢组学等，对微重力环境下眼爆炸伤后的眼部组织进行全面分析，获取更丰富的生物学信息，深入挖掘潜在的生物标志物和治疗靶点，为精准医疗提供支持。根据对微重力环境下眼爆炸伤机制的深入理解，研发针对性的物理防护措施。例如，设计具有更好抗冲击性能、适应微重力环境的眼部防护装备，优化太空舱内设备布局，减少爆炸风险，同时提高防护设施的便捷性和舒适性，确保宇航员在紧急情况下能够有效使用。基于机制研究成果，开发创新药物治疗策略。例如，研发能够调节自噬平衡、抑制炎症反应、促进神经细胞修复的药物，或探索联合用药方案，提高治疗效果。同时，开展药物递送系统研究，确保药物能够在微重力环境下准确到达眼部病变部位，发挥治疗作用。利用先进的传感器技术和成像技术，开发实时、无创、高灵敏度的眼部健康监测设备，能够在太空任务中持续监测宇航员眼部生理参数和结构变化，实现早期预警和病情评估。例如，开发基于人工智能的眼部图像分析系统，自动识别和分析眼部细微变化，及时发现潜在的眼部疾病风险。加强宇航员眼部健康相关知识培训，提高其对眼部疾病的认识和自我防护意识。开展应急处理培训，使宇航员在遭遇眼部突发状况时能够迅速、正确地采取应对措施，如进行简单的眼部急救、正确佩戴防护装备等，降低眼部损伤的进一步恶化风险。航天医学是全球性的领域，各国应加强合作，共享研究成果、实验技术和临床经验。开展国际多中心联合研究，整合资源，扩大研究样本量，提高研究效率。共同制定统一的宇航员眼部健康评估标准和防护指南，促进航天医学领域的标准化和规范化发展。通过国际合作，加速微重力环境下眼爆炸伤研究的进程，为全球航天事业的健康发展提供有力保障。
微重力环境下舱内眼爆炸伤的研究对于保障宇航员眼部健康和推动航天医学发展具有重要意义。尽管目前研究已取得一定进展，但仍面临诸多问题与挑战。通过深化机制研究、优化实验模型、加强防护和治疗措施研发、强化宇航员健康监测与培训以及促进国际合作等多方面的努力，我们有望在未来更好地应对微重力环境下的眼部健康问题，确保宇航员在太空探索任务中拥有清晰的视力和健康的眼部，为人类航天事业的持续发展奠定坚实的基础。航天医学领域的科研工作者应不断努力，积极探索，为实现这一目标贡献力量。
来源：医学顾事
