Mäuse, die 37 Tage lang zur Internationalen Raumstation geschickt wurden, erlitten einen besorgniserregenden Knochenverlust. Entgegen der landläufigen Meinung betrifft dieses Phänomen nicht gleichmäßig ihr Skelett, sondern zielt gezielt auf die Knochen ab, die normalerweise durch die Schwerkraft beansprucht werden.
Knochen, die "verschwinden"... aber nicht alle
Die Oberschenkelknochen der Mäuse, die auf der Erde mechanischen Belastungen ausgesetzt waren, verloren bis zu 30 % ihrer Dichte. Im Gegensatz dazu blieben ihre Lendenwirbel, die weniger von der Schwerkraft abhängig sind, stabil. Diese Diskrepanz bestätigt, dass das Fehlen von physischem Druck hauptsächlich für den Abbau verantwortlich ist.
Junge Mäuse zeigten auch eine vorzeitige Alterung ihrer Wachstumsknorpel. Ihre Verknöcherung beschleunigte sich, ein Mechanismus, der die Knochenentwicklung bei zukünftigen jugendlichen Astronauten beeinträchtigen könnte.
Schließlich widerstanden die aktiven Nagetiere – dank Käfigen mit 3D-Wänden – den Auswirkungen besser. Ihre körperliche Aktivität kompensierte teilweise die Effekte der Schwerelosigkeit und bietet einen Ansatzpunkt für bemannte Missionen.
Eine lebenswichtige Herausforderung für die Raumfahrt
Astronauten verlieren bis zu 10 % ihrer Knochenmasse in sechs Monaten, eine Rate, die zehnmal höher ist als bei irdischer Osteoporose. Brüche könnten bei längeren Missionen, wie einer Reise zum Mars, zu einem großen Risiko werden.
Die Studie widerlegt die Hypothese der Weltraumstrahlung: Nicht tragende Knochen wie Wirbel bleiben verschont. Nur die Schwerelosigkeit scheint verantwortlich zu sein, was die Lösungen auf gezielte Übungen oder Lebensräume mit simulierten mechanischen Belastungen lenkt.
Diese Entdeckungen unterstreichen die Dringlichkeit, Raumfahrttechnologien anzupassen. Exoskelette oder künstliche Vibrationen könnten unverzichtbar werden, um die Gesundheit der Besatzungen zu erhalten.
Weiterführend: Kann man Knochenverlust nach einem Raumflug umkehren?
Aktuelle Daten zeigen, dass die Knochenregeneration nach einer Mission langsam und oft unvollständig ist. Nach sechs Monaten im Orbit kann ein Astronaut zwischen 3 und 5 Jahre brauchen, um seine ursprüngliche Knochendichte wiederzuerlangen, mit großen individuellen Unterschieden. Einige erholen sich nie vollständig und behalten Schäden ähnlich einer frühzeitigen Osteoporose.
Rehabilitationsprotokolle kombinieren mehrere Ansätze. Intensives körperliches Training mit schweren Lasten bleibt die effektivste Methode, ergänzt durch Nahrungsergänzungsmittel (Vitamin D, Kalzium). Die NASA testet auch vibratorische Therapien und Osteoporose-Medikamente mit vielversprechenden, aber noch begrenzten Ergebnissen.
Ein Schlüsselfaktor scheint die Missionsdauer zu sein. Nach mehr als einem Jahr im Weltraum könnten Knochenschäden irreversibel werden. Deshalb untersuchen Forscher präventive Gegenmaßnahmen: Anzüge mit künstlicher Schwerkraft, Übungen mit fortschrittlichen Widerstandssystemen und sogar frühe medikamentöse Behandlung.
Diese Entdeckungen haben bedeutende Auswirkungen auf die Erde. Sie helfen, senile Osteoporose oder die von langzeitbettlägerigen Patienten besser zu verstehen und zu behandeln. Der Weltraum dient somit als extremes Labor für die Knochenmedizin und enthüllt Mechanismen, die auf der Erde Jahrzehnte brauchen würden, um sichtbar zu werden.