Astronauten verlieren im Weltraum jahrzehntelange Knochenmasse, die sich viele auch nach einem Jahr auf der Erde nicht erholen, haben Forscher herausgefunden und warnen davor, dass dies ein „großes Problem“ für zukünftige Missionen zum Mars sein könnte.
Frühere Untersuchungen haben gezeigt, dass Astronauten für jeden Monat, den sie im Weltraum verbringen, zwischen 1 % und 2 % ihrer Knochendichte verlieren, da die fehlende Schwerkraft ihre Beine beim Stehen und Gehen entlastet.
Um herauszufinden, wie sich Astronauten erholen, sobald sie wieder auf dem Boden sind, hat eine neue Studie die Hand- und Fußgelenke von 17 Astronauten vor, während und nach einem Aufenthalt auf der Internationalen Raumstation (ISS) gescannt.
Die von Astronauten verlorene Knochendichte entspreche der Menge, die sie in mehreren Jahrzehnten verlieren würden, wenn sie wieder auf der Erde wären, sagte der Co-Autor der Studie, Dr. Steven Boyd, von der kanadischen Universität von Calgary und Direktor des McCaig Institute for Bone and Joint Health.
Die Forscher fanden heraus, dass sich die Schienbeindichte von neun der Astronauten nach einem Jahr auf der Erde nicht vollständig erholt hatte – und ihnen fehlte immer noch die Knochenmasse von etwa einem Jahrzehnt.
Die Astronauten mit den längsten Missionen, die zwischen vier und sieben Monaten auf der ISS dauerten, erholten sich am langsamsten. „Je länger man im Weltraum ist, desto mehr Knochen verliert man“, sagte Boyd.
Boyd sagte, es sei ein „großes Anliegen“ für geplante zukünftige Missionen zum Mars, bei denen Astronauten Jahre im Weltraum verbringen könnten.
„Wird es mit der Zeit immer schlimmer werden oder nicht? Wir wissen es nicht“, sagte er.
„Es ist möglich, dass wir nach einer Weile einen stabilen Zustand erreichen, oder es ist möglich, dass wir weiterhin Knochen verlieren. Aber ich kann mir nicht vorstellen, dass wir es weiter verlieren, bis nichts mehr übrig ist.“
Eine Modellstudie aus dem Jahr 2020 prognostizierte, dass bei einem dreijährigen Raumflug zum Mars 33 % der Astronauten einem Osteoporose-Risiko ausgesetzt wären.
Boyd sagte, einige Antworten könnten aus der Forschung stammen, die derzeit an Astronauten durchgeführt wird, die mindestens ein Jahr an Bord der ISS verbracht haben.
Guillemette Gauquelin-Koch, Leiterin der medizinischen Forschung bei der französischen Weltraumagentur CNES, sagte, dass die im Weltraum erlebte Schwerelosigkeit die „drastischste körperliche Inaktivität ist, die es gibt“.
„Selbst bei zwei Stunden Sport am Tag ist es, als ob man die anderen 22 Stunden bettlägerig wäre“, sagte der Mediziner, der nicht Teil der Studie war. „Es wird für die Besatzung nicht einfach sein, bei ihrer Ankunft einen Fuß auf Marsboden zu setzen – es ist sehr lästig.“
Die neue Studie, die war veröffentlicht in Wissenschaftlichen Berichtenzeigte auch, wie die Raumfahrt die Struktur der Knochen selbst verändert.
Boyd sagte, wenn Sie an die Knochen eines Körpers wie den Eiffelturm denken, wäre es, als ob einige der verbindenden Metallstangen, die die Struktur halten, verloren gingen. „Und wenn wir zur Erde zurückkehren, verdicken wir, was übrig bleibt, aber wir schaffen keine neuen Stäbe“, sagte er.
Einige Übungen sind besser für den Erhalt der Knochenmasse als andere, fand die Studie heraus. Kreuzheben erwies sich als deutlich effektiver als Laufen oder Radfahren, hieß es, und schlug vor, in Zukunft mehr schwere Unterkörperübungen zu machen.
Aber die Astronauten – die größtenteils fit und in den Vierzigern waren – bemerkten den drastischen Knochenschwund nicht, sagte Boyd und wies darauf hin, dass das erdgebundene Äquivalent Osteoporose als „die stille Krankheit“ bekannt ist.
Der kanadische Astronaut Robert Thirsk, der die meiste Zeit im Weltraum verbracht hat, sagte, dass seine Knochen und Muskeln nach dem Weltraumflug am längsten brauchten, um sich zu erholen.
„Aber innerhalb eines Tages nach der Landung fühlte ich mich wieder wohl als Erdbewohner“, sagte er in einer Erklärung, die die Forschung begleitete.