Raumfahrt: Aufenthalt im All schädigt Knochen stärker als angenommen

Eine neue Untersuchung zeigt, wie sehr längere Aufenthalte auf der ISS den Körper dauerhaft schädigen.

Artikel veröffentlicht am 8. Juli 2022, 16:38 Uhr, Werner Pluta

Astronaut Matthias Maurer auf der ISS: Knochenverlust wie in einem Jahrzehnt auf der Erde (Bild: Nasa)

Das geht auf die Knochen: Wir sind nicht für die Schwerelosigkeit gemacht. Eine neue Studie zeigt, wie stark die Auswirkungen eines längere Aufenthaltes im Weltall sind.

Dass die menschlichen Knochen durch den Aufenthalt etwa auf der Internationalen Raumstation (International Space Station, ISS) leiden, ist seit Langem bekannt. Das liegt daran, dass die Knochen, die auf der Erde gewohnt sind, Gewicht zu tragen, in der Schwerelosigkeit nicht belastet werden. Der Mensch schwebt ja.

Die Schäden sind sogar stärker als bisher angenommen. Zu dem Ergebnis kommt die Studie TBone, die von einer Arbeitsgruppe der Universität von Calgary durchgeführt wurde. Beteiligt waren auch die Europäische Raumfahrtagentur (European Space Agency, Esa) und die US-Raumfahrtbehörde National Aeronautics And Space Administration (Nasa).

17 Astronauten wurden untersucht

Das Team um Leigh Gabel und Steven Boyd beobachtete über einen Zeitraum von sieben Jahren 3 Astronautinnen und 14 Astronauten aus Nordamerika, Europa und Asien, die zwischen vier und sieben Monaten auf der ISS waren. Das Durchschnittsalter lag bei 47 Jahren.

Das Team untersuchte sie vor dem Weltraumflug und mehrfach nach der Rückkehr: unmittelbar nach der Landung, nach sechs und dann noch einmal nach zwölf Monaten. Die Ergebnisse hat das Team in der Fachzeitschrift Scientific Reports veröffentlicht.

Per hochauflösender, peripherer, quantitativer Computertomografie (high-resolution peripheral quantitative computed tomography, HR-pQCT) wurden Schienbein und Speiche gescannt. Mit diesem Verfahren, das eine Auflösung von 61 Mikrometern hat, untersuchte die Arbeitsgruppe Knochenbälkchen oder Trabekeln, eine schwammartige Struktur im Innern des Knochens.

Ein Jahr nach dem Flug seien die Festigkeit des Schienbeins, die Knochenmineraldichte und die Knochendicke um 0,9 Prozent bis 2,1 Prozent geringer gewesen als vor dem Flug, heißt es in der Studie. Die Dauer des Weltraumaufenthaltes spielte dabei eine Rolle: Die Knochen von Astronauten, die auf Mission von mehr als sechs Monaten waren, erholten sich schlechter als bei jenen, die kürzer als ein halbes Jahr im All waren.

"Wir stellten fest, dass sich die gewichtstragenden Knochen bei den meisten Astronauten ein Jahr nach dem Weltraumflug nur teilweise erholten", fasst Studienleiterin Gabel zusammen. Die Ergebnisse legten nahe, dass sich Knochenstärke, -dichte und trabekuläre Mikroarchitektur am gewichtstragenden Schienbein nicht vollständig erholten. Der Knochenverlust entspreche "etwa dem altersbedingten Knochenverlust eines Jahrzehnts auf der Erde".

Manche konnten kaum laufen

Allerdings seien die Auswirkungen sehr unterschiedlich ausgefallen, sagte Boyd. "Wir haben Astronauten gesehen, die nach ihrer Rückkehr aus dem Weltraum aufgrund von Schwäche und Gleichgewichtsstörungen Schwierigkeiten beim Gehen hatten, und andere, die fröhlich mit dem Fahrrad auf dem Campus des Johnson Space Centers unterwegs waren, um uns für die Studie zu treffen."

Knochenschwund beim Menschen ist normal: durch Alterung, Immobilität oder Verletzungen. Die TBone-Studie liefere wichtige Erkenntnis für ein allgemeines Verständnis der Knochengesundheit, sagte Gabel. "Zu verstehen, was mit Astronauten passiert und wie sie sich erholen, ist unglaublich selten. Es ermöglicht uns, die Vorgänge im Körper in einer sehr kurzen Zeit zu beobachten. Auf der Erde müssten wir jemanden jahrzehntelang beobachten, um das gleiche Ausmaß an Knochenverlust zu sehen."

Als nächstes will das Team die Auswirkungen von noch längeren Weltraumaufenthalten untersuchen. Das ist relevant, weil die Nasa längere astronautische Missionen zum Mond und zum Mars plant.