Im All zu schweben mag spannend klingen, hat aber fatale Folgen

Laut einer neuen Studie entsprechen sechs Monate im All jahrzehntelangem Knochenschwund auf der Erde.

Haben Sie sich jemals gefragt, ob Sie etwas mit einem Astronauten gemeinsam haben? Es stellt sich heraus, dass es 206 davon gibt – Ihre Knochen. Eine Studie zum Knochenschwund bei Astronauten und der kritischen Frage, ob Knochen nach der Rückkehr zur Erde wiederhergestellt werden können, konzentriert sich auf diese Teile unseres Körpers.

Dr. Stephen Boyd, Ph.D., Direktor des McCaig Institute for Bone and Joint Health und Professor an der Cumming School of Medicine, startete 2015 die TBone-Studie. Um festzustellen, ob sich Knochen nach einem „längeren“ Raumflug erholen, forschen Forscher sieben Jahre lang 17 Astronauten vor und nach den Weltraumflügen überwacht. Veröffentlichen Sie die Forschung in der Zeitschrift Wissenschaftliche Berichte. Auch wenn es für Sie während Ihres Aufenthalts auf der Erde nicht relevant erscheint, ist die Studie für das Verständnis der Knochengesundheit im Allgemeinen von entscheidender Bedeutung.

sagt Dr. Lee Gabel, Ph.D., Assistenzprofessor für Kinesiologie und Hauptautor der Studie.

„Zu verstehen, was mit Astronauten passiert und wie sie sich erholen, ist sehr selten. Es ermöglicht uns, die Prozesse zu beobachten, die in so kurzer Zeit im Körper ablaufen. Wir mussten jemanden jahrzehntelang auf der Erde verfolgen, um die gleiche Menge an Knochen zu sehen Verlust“, sagt Gabel.

Die Forscher reisten zum Johnson Space Center in Houston, Texas, um die Hand- und Fußgelenke der Astronauten zu untersuchen, bevor sie ins All abhoben, nachdem sie zur Erde zurückgekehrt waren und sechs und zwölf Monate später erneut.

„Wir fanden heraus, dass sich die tragenden Knochen bei den meisten Astronauten nach einem Jahr Raumflug nur teilweise erholt hatten“, sagt sie. „Dies deutet darauf hin, dass der dauerhafte Knochenschwund durch die Raumfahrt ungefähr einem Jahrzehnt altersbedingten Knochenschwunds auf der Erde entspricht.“

Dieser Verlust tritt auf, weil Knochen, die normalerweise Gewicht auf dem Boden tragen, wie Ihre Beine, in der Mikrogravitation kein Gewicht tragen müssen – Sie schweben einfach.

„Wir haben Astronauten gesehen, die aufgrund von Schwäche und Ungleichgewicht Schwierigkeiten beim Gehen hatten, nachdem sie von der Raumfahrt zurückgekehrt waren, und andere, die fröhlich auf dem Campus des Johnson Space Center mit dem Fahrrad unterwegs waren, um uns zu einem Studienbesuch zu treffen. Es gibt sehr unterschiedliche Reaktionen unter den Astronauten bei ihrer Rückkehr zur Erde“, sagt Boyd.

Präsident und ehemaliger Astronaut der University of Calgary, Dr. Robert Thirsk, BS (Engineering) 76, Hon. LLD’09, MD, weiß aus erster Hand, wie seltsam die Rückkehr zur Erde sein kann. „So wie sich das Objekt zu Beginn einer Mission an den Weltraumflug anpassen muss, muss es sich auch am Ende wieder an das Gravitationsfeld der Erde anpassen“, sagt Thirsk. Müdigkeit, Schwindel und Gleichgewichtsstörungen waren unmittelbare Herausforderungen für mich nach meiner Rückkehr. Knochen und Muskeln brauchen länger, um sich nach einem Weltraumflug zu erholen. Aber innerhalb eines Tages nach der Landung fühlte ich mich wieder wohl als Mensch von der Erde.“

Einige Astronauten, die auf kürzeren Missionen geflogen sind, weniger als sechs Monate, gewannen im Vergleich zu denen, die länger geflogen sind, an Knochenstärke und -dichte im Unterkörper zurück.

Für Astronauten selten zugänglich – das Studienteam umfasst zwei Mitglieder der Europäischen Weltraumorganisation (ESA), Dr. Anna-Maria Leppardt, PhD, und Martina Hare, PhD, sowie zwei Mitglieder von[{“ attribute=““>NASA, Dr. Scott Smith, Ph.D., and Dr. Jean Sibonga, Ph.D. The study was funded by the Canadian Space Agency and conducted in partnership with ESA, NASA, and astronauts from North America, Europe, and Asia.

As future space missions are exploring travel to more distant locations, the study’s next iteration will explore the effects of even longer trips, to support astronauts who may one day travel beyond the International Space Station.

As Thirsk says, “Astronauts will venture to deep space this decade and, in the coming centuries, humanity will populate other star systems. Let’s push back the frontiers of space exploration now to make this vision possible.”

Reference: “Incomplete recovery of bone strength and trabecular microarchitecture at the distal tibia 1 year after return from long duration spaceflight” by Leigh Gabel, Anna-Maria Liphardt, Paul A. Hulme, Martina Heer, Sara R. Zwart, Jean D. Sibonga, Scott M. Smith, and Steven K. Boyd, 30 June 2022, Scientific Reports.
DOI: 10.1038/s41598-022-13461-1

The study was funded by the Canadian Space Agency, Alberta Innovates, and the German Aerospace Centre.