Was der Weltraum mit dem Astronautenkörper macht

Die bislang größte Studie über den Gesundheitszustand von Raumfahrern gibt Hinweise darauf, womit bei zukünftigen Langzeitmissionen zu rechnen ist.

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(Bild: NASA)

Von
  • Neel V. Patel
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Scott Kelly wurde berühmt durch die Tatsache, dass er insgesamt 340 Tage auf der Internationalen Raumstation (ISS) verbrachte – die längste Zeit, die je ein US-Raumfahrer im Weltraum verbracht hat. Seine Mission gibt Forschern nun grundlegende Einblicke darin, was mit einem menschlichen Körper während eines solchen Langzeit-Aufenthaltes im Orbit geschieht.

Weil Kelly einen eineiigen Zwilling hat, Mark (auch Astronaut und in Kürze US-Senator), hatten die Forscher eine seltene Möglichkeit: Während sie untersuchten, was mit Scotts Körper während seines Jahres im Weltraum geschehen ist, hatten sie mit Bruder Mark den Vorteil eines genetischen Kontrollsubjekts, das auf der Erde geblieben war. Dabei konnte die NASA-Zwillingsstudie mehr Erkenntnisse liefern als ursprünglich erhofft.

Was passiert, wenn ein Mensch sich in einer eingeschlossenen Kapsel unter Mikrogravität und längerer Strahlenexposition befindet? Das Immunsystem leidet, die Augenform verschlechtert sich und es kommt zu einem wesentlichen Verlust in der Muskel- und Knochenmasse. Das war bekannt. Doch es gab auch einige überraschende Folgen.

So erlebte Scott Kelly Veränderungen im Mikrobiom seines Darms, seine kognitiven Fähigkeiten verlangsamten sich, manche Gene wechselten zwischen aktiven und inaktiven Zustand, und seine Chromosomen durchliefen strukturelle Veränderungen. "Die Zwillingsstudie gab uns einen ersten Eindruck auf die molekularen Reaktionen eines menschlichen Körpers auf Weltraummissionen, aber die fehlenden Daten konnten nun gefüllt werden", sagt Christopher Mason, Associate Professor der Physiologie und Biophysik am Weill Cornell Medical College. "Die Veränderungen, die wir gesehen habe, mussten mit Parallelversuchen kontextualisiert werden. Wir brauchten zusätzliche Studien, um die Frequenz der Veränderungen, die wir bei anderen Astronauten und Organismen, die ins Weltall gehen, beobachtet haben, einordnen zu können. Außerdem mussten wir herausfinden, ob das Ausmaß der Veränderungen auch bei kürzeren Missionen ähnlich war."

Der Zwillingsstudie folgte eine umfangreiche, darauf aufbauende Forschungsreihe, die vorhandene Originaldaten mit neuen Techniken und verfügbaren Vergleichen anderer Astronauten neu analysierte. Eine Reihe von neunzehn Studien wurde im November in einigen wissenschaftlichen Zeitrschriften veröffentlicht, darunter befinden sich noch zehn Paper im Preprint-Stadium, die noch begutachtet werden. Forscher wie Mason, ein Hauptautor von vierzehn der Paper, untersuchten die physiologischen, biochemischen und genetischen Veränderungen, die in 56 Astronauten, die im All waren (einschließlich Kelly), zu sehen waren. Es handelt sich um die größte diesbezügliche Studie, die je durchgeführt wurde. Die neuen Paper beinhalten Ergebnisse der Erstellung von Zellprofilen sowie Gen-Sequenzierungstechniken, die erst seit kurzem leichter durchzuführen sind. Sie zeigen, dass es "einige Veränderungen bei Reisen ins All gibt, die konsistent in Menschen, Mäusen und anderen Tieren auftauchen", sagt Mason. "Es scheint sich um eine Reihe von Kernanpassungen von Säugetieren zu handeln und um Reaktionen auf die Härten der Raumfahrt."