Reisen in den Weltraum, selbst von kurzer Dauer, stellen eine Herausforderung für die Gesundheit dar, mit Veränderungen auf vielen Ebenen, obwohl sich ein Großteil davon bei der Rückkehr normalisiert, wie aus zwanzig neuen Studien hervorgeht, die Daten der ersten Besatzung umfassen, die nur aus Personen bestand Astronauten keine Profis.
SEHEN: Was würde mit unserem Körper passieren, wenn wir im Weltraum sterben würden?
An den von mehreren Zeitschriften der Nature-Gruppe veröffentlichten Studien beteiligten sich hundert wissenschaftliche Einrichtungen, deren Ergebnisse das größte Kompendium an Daten zur Luft- und Raumfahrtmedizin und Weltraumbiologie darstellen.
Reisen in den Weltraum führen zu molekularen, zellulären und physiologischen Veränderungen und stellen den menschlichen Körper vor unzählige biomedizinische Herausforderungen, die immer relevanter werden, je mehr Menschen sich auf den Weg machen.
Forscher haben Daten von Aufenthalten von bis zu einem Jahr auf der Internationalen Raumstation (ISS) verwendet, aber das Novum ist die Analyse von Daten, die auf Inspiration 4 gesammelt wurden, der ersten privaten Mission mit einer Besatzung, die ausschließlich aus zivilen Astronauten bestand.
Im Jahr 2021 verbrachten zwei Frauen und zwei Männer drei Tage 590 Kilometer von der Erde entfernt (etwa 200 über der ISS), wo sie verschiedene Experimente durchführten und Proben von Blut, Speichel, Kot oder Hautbiopsien entnahmen.
Diese kurzzeitige Mission im niedrigen Erdorbit verursachte Veränderungen auf mehreren Ebenen, von denen einige denen von Flügen mit längerer Dauer entsprachen, obwohl „sie kein erhebliches Risiko für die Gesundheit der Besatzung darstellte“, heißt es in einer der Untersuchungen.
Zurück zum Normalem
Die meisten Veränderungen der Telomere (Chromosomenenden), der Blutchemie, der Proteine oder der Genexpression normalisieren sich nach der Rückkehr „innerhalb weniger Monate“, betonte Christopher Mason von der New York School of Medicine, Unterzeichner mehrerer Artikel.
Manson sagte, dass diese Rückkehr zum Grundniveau bei einer Crew stattfand, „die weder besonders olympische Athleten sind noch zehn Jahre lang für den Weltraumflug trainiert“.
Obwohl 95 % der Marker in den Monaten nach Ende der Mission auf ihren Ausgangswert zurückkehren, scheinen einige Proteine, Gene und Zytokine erst während der Genesung aktiviert zu werden und mindestens drei Monate lang bestehen zu bleiben.
Dies deutet darauf hin, dass die erneute Anpassung an die Erde eine Reihe von Reparaturmechanismen aktiviert, die dazu beitragen, den physiologischen Stress, der durch die Exposition gegenüber der Weltraumumgebung entsteht, zumindest teilweise wiederherzustellen.
Die physiologischen Veränderungen, die sich zunächst am stärksten auf den Körper auswirken, treten beim Start und beim Wiedereintritt in die Erde aufgrund der Schwankung der Schwerkraft auf, sagte der Mexikaner Emmanuel Urquieta, medizinischer Direktor des American Translational Research Institute for Health, gegenüber EFE Space (TRISH).
Der Artikel, an dem Urquieta mitarbeitete, konzentrierte sich auf die ersten Phasen der Fluganpassung auf anatomischer, zellulärer, physiologischer und kognitiver Ebene, wobei letzterer Parameter „keine signifikanten Veränderungen aufwies“.
Die ersten sind die neurovestibulären Veränderungen, die mit der Orientierung zusammenhängen und Schwindel und Erbrechen verursachen, die bei 80 % der Menschen auftreten, dann – fügte er hinzu – die Veränderungen, die mit der Umverteilung von Blut und Flüssigkeiten in den Brustkorb, den Hals und den Kopf zusammenhängen.
Urquieta wies darauf hin, dass die Stichprobe mit vier Personen klein sei und dass bei zukünftigen Flügen mehr Daten zu denselben Parametern benötigt würden.
Das Immunsystem und das Alter
Andere Studien konzentrierten sich auf die Auswirkungen der Schwerelosigkeit auf das Immunsystem und kombinierten Daten aus Simulationen, Astronauten und Mäusen auf der ISS. Die Ergebnisse deuten auf die Reaktivierung latenter Viren oder Infektionen auch auf Kurzflügen hin.
Die verschiedenen Zellen des Immunsystems im peripheren Blut werden durch die Schwerelosigkeit geformt, insbesondere Lymphozyten und Monozyten, die die Hauptakteure der Immunität sind.
Diese unter anderem vom Buck Institute for Research on Aging (USA) unterzeichnete Arbeit untersuchte mögliche Verbindungen zur Umkehrung der Auswirkungen der Schwerelosigkeit und wies darauf hin, dass Quercetin vielversprechend ist, um diese Schäden zu mildern.
Die während der Raumfahrt beobachteten Veränderungen des Immunsystems ähneln denen des Alterns auf der Erde, sodass dieses Wissen genutzt werden kann, um Interventionen zur Bekämpfung der mit dem Alter einhergehenden Immunschwäche zu entwickeln.
Telomere (im Zusammenhang mit der Zellalterung) sind Gegenstand anderer Forschungen, denn obwohl bereits beschrieben wurde, dass sie sich im Raum verlängern, war nicht bekannt, wann dies geschah.
Die Forscherin der Colorado State University (USA), Susan Bailey, gab auf der Pressekonferenz an, dass sie anhand der Daten von Inspiration 4 bestätigt habe, dass die Telomere aller von ihnen während einer Reise von nur drei Tagen gewachsen seien.
Bailey präzisierte, dass diese bei der Rückkehr „drastisch verkürzt“ seien und das Gesamtergebnis sei, dass „sie immer noch kürzer sind als zu Beginn der Reise des Astronauten“.
Nierenpflege
Eine der vom University College London geleiteten Studien warnt davor, dass die Struktur und Funktion der Nieren durch Strahlung, sowohl solarer als auch galaktischer Natur (aus dem Weltraum), so stark verändert wird, dass eine Mission zum Mars gefährdet sein könnte.
Die Forschung simulierte mit Mäusen eine Exposition gegenüber galaktischer Strahlung, ähnlich wie bei einer Reise zum Mars, und das Ergebnis war eine dauerhafte Schädigung und ein Verlust der Nierenfunktion.
Die aktuellen Rahmenbedingungen für die Luft- und Raumfahrtmedizin bleiben hinter den Fortschritten in der Präzisionsmedizin auf der Erde zurück, was die Notwendigkeit unterstreicht, schnell weltraummedizinische Datenbanken, Werkzeuge und Protokolle für bevorstehende Mond-, Mars- und Satellitenmissionen zu entwickeln.
Die Daten dieser Untersuchungen sind Teil eines Space Medical and Omic Atlas (SOMA), eines integrierten Repositorys mit Daten aus einer Vielzahl von Weltraummissionen, sowie der TRISH-Datenbank „EXPAND“.
