Astronauten unter Stress: Wie wirkt sich Schwerelosigkeit auf den Körper aus?

Es ist ein alter Traum der Menschheit, in Raumschiffen durch den Weltraum zu gleiten, ferne Planeten zu besuchen und an seltsamen Sternen vorbei zu fliegen. Abgesehen von der Tatsache, dass es bisher nur schnelle Raumschiffe gibt, die solche Reisen nur in Science-Fiction-Filmen durchführen können, stellt sich eine ganz andere Frage: Wie wirken sich lange Aufenthalte im Weltraum tatsächlich auf den menschlichen Organismus aus?

Dies ist auch für Gesundheitswissenschaftler von Interesse. Schließlich sind Langzeitaufenthalte im Weltraum seit Jahren real – viele Astronauten leben seit Monaten auf der Internationalen Raumstation. Und die Experten erwägen nun auch eine Reise zum Mars. Menschen sind Schwerelosigkeit und Strahlung ausgesetzt.

In einer Studie untersuchten Daniela Bezdan vom Universitätsklinikum Tübingen und andere Forscher das Blut der Zwillingsbrüder Mark und Scott Kelly. Die 1964 geborenen NASA-Astronauten waren beide im Weltraum und waren mit verschiedene Studien teilgenommen. Sie sind die einzigen identischen Zwillingsastronauten bis heute. Aus den in der Magazin „Cell“ veröffentlicht gibt es Hinweise darauf, dass Astronauten während eines längeren Aufenthalts in Schwerelosigkeit einen erhöhten Stresslevel haben.

„Wir haben die Daten der Zwillinge vor, während und nach Scotts einjähriger Mission im Weltraum verglichen“, sagte Bezdan gegenüber SPIEGEL. Eine höhere Konzentration einer bestimmten genetischen Substanz wurde im Blut des Raumfahrers gefunden: cfDNA. Diese sogenannte zirkulierende freie DNA tritt als Abbaurest außerhalb der Zellen auf. Der Analyse zufolge stammte es aus den Mitochondrien, den Energieversorgern von Zellen. Dies weist auf einen erhöhten Stress während eines langen Aufenthalts im Weltraum hin. Scott Kelly war ungefähr ein Jahr im Weltraum. Während seines Aufenthalts auf der ISS nahm er sich Blut ab. Teilweise wurde es mit einer Raumkapsel auf die Erde geschickt.

Es wurden jedoch noch nicht alle Daten der Forscher ausgewertet. „Wir haben Proben von mehr als 50 Astronauten, die alle auf der ISS waren. Blut, DNA, Urin, Stuhl sowie Mikroben und Viren in diesen Proben und aus der Umwelt auf der ISS «, sagt Bezdan. Das entspricht ungefähr zehn Prozent aller Männer und Frauen, die jemals den Weltraum besucht haben. Darin steckte noch viel Wissen. Die aktuelle Studie aus Tübingen war Teil eines Pakets von 20 Fachartikeln zur Weltraumforschung, die in verschiedenen Fachzeitschriften von Cell Press veröffentlicht wurden.

Bezdan sieht eine große Zukunft in der Weltraumgesundheitspflege. Die großen Weltraumagenturen auf der Erde wie Nasa, Esa, Roskosmos in Russland oder die Agenturen aus Japan und China werden es nicht vermeiden können, ihre Weltraumpiloten langfristig und mit immer größeren Missionen auf die gesundheitlichen Folgen ihrer Arbeit zu untersuchen.

Weltraummedizin der Zukunft

Eine bessere medizinische Überwachung der Astronauten während ihrer Raumflüge ist daher wünschenswert. Bezdan glaubt, dass einige mögliche Änderungen der Genaktivität direkt auf der ISS analysiert werden könnten. „Wir brauchen nur ein bisschen Blut«. Zellveränderungen könnten künftig an Bord des Space Shuttles mit Hilfe von Blutmarkern untersucht werden. Entsprechende Sequenziergeräte sind jetzt klein und handlich.

Der Co-Autor Christopher Mason von der US-amerikanischen Forschungseinrichtung Weill Cornell Medicine in New York City sagt: „Wir können jetzt über längerfristige Missionen auf molekularer und zellulärer Ebene nachdenken. Und auch darüber, welche Medikamente, Gegenmaßnahmen und Therapien eingesetzt werden könnten, um die Gesundheitsrisiken für Astronauten zu minimieren. „“

Studien waren früher nach den Missionen der Zwillinge erschienen. Untersuchungen hatten gezeigt, dass zumindest keine dauerhafte körperliche Beeinträchtigung sind zu erwarten. Laut NASA gingen die meisten Verschlechterungen der körperlichen Verfassung, die während der Zeit im Weltraum beobachtet werden konnten, nach Abschluss der Mission zurück.