Robert Klatt
Die gesundheitlichen Auswirkungen von langen Aufenthalten im Weltraum sind bisher kaum erforscht. Eine neue Studie zeigt nun, ob die Nieren von Astronauten eine Marsmissionen überstehen würden.
London (England). Es ist seit etwa 50 Jahren bekannt, dass Aufenthalte im Weltraum der Gesundheit von Astronauten schaden können. Zu den Gesundheitsproblemen gehören unter anderem Knochenmasseverlust, die Schwächung des Herzens und der Sehkraft und die Bildung von Nierensteinen. Die Wissenschaft geht davon aus, dass die Probleme primär durch die Weltraumstrahlung, etwa Sonnenwinde und die galaktische kosmische Strahlung (GCR) aus dem tiefen Weltraum, vor denen das Erdmagnetfeld den Menschen schützt, verursacht wird.
Weil die meisten bemannten Raumflüge in der niedrigen Erdumlaufbahn (LEO) stattfinden, wo Menschen noch teilweise durch das Erdmagnetfeld geschützt sind, waren bisher nur 24 Menschen für einen Zeitraum von sechs bis 12 Tagen der GCR ungehindert ausgesetzt. Es ist deshalb noch nicht bekannt, welche Auswirkungen die GCR auf Organe von Astronauten bei Langzeitaufenthalten außerhalb des Erdmagnetfeldes hat.
Forscher des University College London (UCL) um Keith Siew haben nun Experimente mit Mäusen durchgeführt, um die Auswirkungen der GCR bei Marsmissionen zu untersuchen. Laut ihrer Publikation im Fachmagazin Nature Communications wurde die Tiere in der Simulationen GCR-Dosen ausgesetzt, die einer 1,5 oder 2,5-jährigen Marsmissionen entsprechen.
Laut den Ergebnissen wird die Niere durch die Bedingungen im Weltraum verändert und Nierentubuli, die die Feinabstimmung des Kalzium- und Salzhaushalts steuern, schrumpfen bereits nach wenigen Monaten. Die Wissenschaftler gehen davon aus, dass für diese Veränderung jedoch nicht die GCR, sondern die geringe Gravitation verantwortlich ist. Es sind jedoch weitere Studien nötig, die untersuchen, ob die Wechselwirkung der Mikrogravitation und der GCR die strukturellen Veränderungen beschleunigen oder verschlimmern.
Die Medizin ging bislang davon aus, dass die Bildung von Nierensteinen während Weltraummissionen vor allem durch den Knochenverlust, der zu einer höheren Konzentration von Kalzium im Urin führt, verursacht wird. Die neuen Ergebnisse des UCL deuten jedoch darauf hin, dass Nieren im Weltraum Salze anders verarbeiten und dadurch vermehrt Nierensteine bilden.
Laut den simulierten Marsmissionen kommt es bei einem 2,5-jährigen Aufenthalt im Weltraum außerhalb des Erdmagnetfelds zu dauerhaften Schäden und einem Funktionsverlust der Niere. Die Astronauten können laut der Simulation zwar den Mars erreichen, würden auf dem Rückweg zur Erde jedoch Dialyse benötigen.
„Wir wissen, was mit Astronauten auf den relativ kurzen Raumfahrtmissionen bisher passiert ist, in Bezug auf eine Zunahme von Gesundheitsproblemen wie Nierensteinen. Was wir nicht wissen, ist, warum diese Probleme auftreten, noch was mit Astronauten auf längeren Flügen wie der geplanten Mission zum Mars passieren wird.“
Wie Stephen B. Walsh erklärt, ist es jedoch denkbar, dass Schutzmaßnahmen vor der Strahlung oder neue Medikamente die Schäden verhindern.
„Unsere Studie hebt hervor, dass Nieren wirklich wichtig sind, wenn man eine Weltraummission plant. Man kann sie nicht durch Abschirmung vor galaktischer Strahlung schützen, aber während wir mehr über die Nierenbiologie lernen, könnte es möglich sein, technologische oder pharmazeutische Maßnahmen zu entwickeln, um längere Raumreisen zu erleichtern.“
Laut Walsh ist es denkbar, dass auch Menschen auf der Erde von den potenziellen Entwicklungen profitieren.
„Jede für Astronauten entwickelte Medikation könnte auch hier auf der Erde von Vorteil sein, beispielsweise indem sie es den Nieren von Krebspatienten ermöglicht, höhere Dosen von Strahlentherapie zu tolerieren, wobei die Nieren einer der limitierenden Faktoren sind.“
Nature Communications, doi: 10.1038/s41467-024-49212-1
