Les faibles niveaux de gravité (microgravité) dans l’espace provoquent des changements importants dans les yeux et la vision des astronautes après six à 12 mois à bord de la Station spatiale internationale (ISS), selon une étude. publié dans le Journal ouvert IEEE d’ingénierie en médecine et biologie.
Santiago Costantino, ophtalmologiste à l’Université de Montréal, a découvert qu’au moins 70 % des astronautes à bord de l’ISS ont été touchés par le syndrome neuro-oculaire associé aux vols spatiaux, ou SANS.
Dans l’unité de recherche en biophotonique qu’il dirige à l’Hôpital Maisonneuve-Rosemont, affilié à l’UdeM, Costantino a réuni un groupe de chercheurs pour identifier les changements biomécaniques responsables de ce trouble.
Ils ont analysé les données recueillies par l’équipe canadienne de la NASA sur 13 astronautes ayant passé entre 157 et 186 jours sur l’ISS.
Les sujets avaient en moyenne 48 ans et provenaient des agences spatiales américaine, européenne, japonaise et canadienne ; 31 % étaient des femmes ; huit en étaient à leur première mission.
Trois paramètres impliqués
Les chercheurs ont comparé trois paramètres oculaires avant et après les missions spatiales des astronautes : la rigidité oculaire, la pression intraoculaire et l’amplitude du pouls oculaire.
Ils ont mesuré la rigidité oculaire par tomographie par cohérence optique avec un module vidéo personnalisé pour améliorer la qualité des images de la choroïde. Les deux autres paramètres, la pression intraoculaire et l’amplitude du pouls oculaire, ont été mesurés par tonométrie.
L’étude a révélé des changements significatifs dans les propriétés biomécaniques des yeux des astronautes : une diminution de 33 % de la rigidité oculaire, une diminution de 11 % de la pression intraoculaire et une réduction de 25 % de l’amplitude du pouls oculaire.
Ces changements étaient accompagnés de symptômes, notamment une réduction de la taille des yeux, une altération du champ focal et, dans certains cas, un œdème du nerf optique et des plis rétiniens.
Les chercheurs ont également découvert que cinq astronautes avaient une épaisseur choroïdienne supérieure à 400 micromètres, ce qui n’était pas corrélé à l’âge, au sexe ou à une expérience spatiale antérieure.
« L’apesanteur modifie la répartition du sang dans le corps, augmentant le flux sanguin vers la tête et ralentissant la circulation veineuse dans les yeux », a expliqué Costantino. « C’est probablement ce qui provoque l’expansion de la choroïde, la couche vasculaire qui nourrit la rétine. »
Des changements durables
Selon les chercheurs, l’expansion de la choroïde en apesanteur pourrait étirer le collagène de la sclère, la couche externe blanche de l’œil, provoquant des modifications durables des propriétés mécaniques de l’œil.
Ils pensent également que les pulsations sanguines en microgravité peuvent créer un effet de coup de bélier dans lequel des changements soudains de la pression artérielle provoquent un choc mécanique à l’œil, conduisant à un remodelage tissulaire important.
Les yeux reviennent à la normale
Selon les chercheurs, ces modifications oculaires ne sont généralement pas préoccupantes lorsque la mission spatiale dure de six à 12 mois. Bien que 80 % des astronautes étudiés aient développé au moins un symptôme, leurs yeux sont revenus à la normale une fois de retour sur Terre.
Dans la plupart des cas, le port de lunettes correctrices suffisait à corriger les symptômes développés à bord de l’ISS.
Cependant, la communauté des chercheurs et les agences spatiales internationales se montrent prudentes quant aux conséquences de missions plus longues, comme un vol vers Mars. Les effets sur la santé oculaire d’une exposition prolongée à la microgravité restent inconnus et aucune mesure préventive ou palliative n’existe actuellement.
L’équipe de recherche de Maisonneuve-Rosemont attend davantage de données de la NASA pour poursuivre ses investigations.
« Les changements observés dans les propriétés mécaniques de l’œil pourraient servir de biomarqueurs pour prédire le développement du SANS (syndrome neuro-oculaire associé aux vols spatiaux) », a déclaré Costantino.
« Cela permettrait d’identifier les astronautes à risque avant qu’ils ne développent de graves problèmes oculaires lors de missions de longue durée. »
Plus d’informations :
Marissé Masís Solano et al, Réponses biomécaniques oculaires aux vols spatiaux de longue durée, Journal ouvert IEEE d’ingénierie en médecine et biologie (2024). DOI : 10.1109/OJEMB.2024.3453049