Problem Schwerelosigkeit

Studie: Knochendichte schwindet im All – Übungen können helfen

Sind Astronautinnen und Astronauten im All, wirken auf ihre Körper aufgrund der Schwerelosigkeit nicht dieselben Kräfte wie auf der Erde.

Der Knochenabbau während eines längeren Weltraumaufenthalts ist bei vielen Astronautinnen und Astronauten auch ein Jahr nach dem Rückflug noch nicht wieder ausgeglichen. Zu diesem Ergebnis kommt eine Studie, für die die Eigenschaften der Beinknochen von 17 Astronautinnen und Astronauten gemessen wurden. Bestimmte Sportübungen können dem Knochenabbau jedoch entgegenwirken, schreibt eine Forschenden-Gruppe um Leigh Gabel und Steven Boyd von der University of Calgary (Kanada) im Fachjournal „Scientific Reports“. Die Erkenntnisse seien wichtig für längere Weltraum­missionen, etwa einen Flug zum Mars.

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Knochenstrukturen wurden vor und nach dem Allaufenthalt untersucht

Auffällig war für die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler zunächst einmal, dass es große individuelle Unterschiede zwischen den untersuchten Astronautinnen und Astronauten gab. „Wir haben Astronautinnen und Astronauten gesehen, die nach der Rückkehr aus dem Weltraum aufgrund von Schwäche und Gleichgewichtsstörungen Probleme beim Gehen hatten, und andere, die fröhlich mit ihrem Fahrrad auf dem Campus des Johnson Space Center unterwegs waren, um uns zu einem Studienbesuch zu treffen“, wird Boyd in einer Mitteilung seiner Universität zitiert. Die Forschenden versuchten in ihrer Studie, Gründe für diese Unterschiede zu finden.

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Die 17 untersuchten Astronautinnen und Astronauten, darunter drei Frauen, waren bei ihrem Abflug im Durchschnitt 47 Jahre alt und vier bis sieben Monate im All. Sie kamen aus Nordamerika, Europa und Asien. Die Messungen am Schienbein fanden vor dem Hinflug, unmittelbar nach der Rückkehr auf die Erde sowie sechs und zwölf Monate nach der Rückkehr statt. Dabei verwendeten Boyd und Kollegen erstmals bei einer Astronautenstudie die hoch­auflösende periphere quantitative Computertomografie (HR-pQCT). Diese bildgebende Technologie hat eine Auflösung von 61 Mikrometern (Tausendstel Millimetern) und macht es möglich, bei Messungen verschiedene Knochenstrukturen zu unterscheiden.

Knochenabbau so groß wie in einem Jahrzehnt auf der Erde

Das nutzten die Forschenden, um erstmals Veränderungen der Knochenbälkchen im Knocheninneren zu untersuchen. Die Knochenbälkchen (Trabekeln) gehören zu einer schwammartigen Struktur, die von Knochenmark umgeben ist. Die Messungen zeigten, dass die Veränderungen in hohem Maße von der Dauer des Weltraumaufenthalts abhängig waren: Bei Astronautinnen und Astronauten, die sechs Monate oder länger im All waren, war die Knochenmineraldichte der Knochenbälkchen nach zwölf Monaten im Durchschnitt noch 2,6 Prozent geringer als vor dem Abflug, bei den anderen Astronautinnen und Astronauten nur 0,9 Prozent.

„Wir fanden heraus, dass sich die gewichtstragenden Knochen bei den meisten Astronau­tinnen und Astronauten ein Jahr nach dem Weltraumflug nur teilweise erholten“, sagt Gabel. Der permanente Knochenverlust durch den Weltraumflug sei etwa so groß wie der alters­bedingte Knochenverlust auf der Erde in einem Jahrzehnt. Auch aus anderen Messdaten ist ersichtlich, dass der Knochenabbau umso größer ist, je länger die Menschen der Schwere­losigkeit ausgesetzt waren.

Doch die Studienautoren machen auch Hoffnung: Diejenigen Astronautinnen und Astronauten, die ihre Beine im All regelmäßig einer großen Kraft entgegengestemmt hatten, hatten nach zwölf Monaten ihre Knochenmineraldichte im Schienbein vollständig wieder­erlangt. In diesem Fall war die entscheidende Übung das Kreuzheben (eine Art Gewichtheben).

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RND/dpa

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