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WASHINGTON – Es gibt zunehmend Hinweise darauf, dass das Reisen in der Mikrogravitationsumgebung des Weltraums den menschlichen Körper auf vielfältige Weise beeinträchtigt. Neue Forschungsergebnisse zeigen, wie dadurch die Aktivität von Genen in weißen Blutkörperchen, die für das Immunsystem wichtig sind, verringert wird.
Eine Studie mit 14 Astronauten, die 4½ bis 6½ Monate an Bord der Internationalen Raumstation verbrachten, ergab, dass die Genexpression in diesen Zellen, auch Leukozyten genannt, schnell abnahm, als sie den Weltraum erreichten, und sich dann nicht lange nach der Rückkehr zur Erde wieder normalisierte, sagten Forscher am Donnerstag .
Die Ergebnisse geben Aufschluss darüber, warum Astronauten während Flügen anfälliger für Infektionen sind, und zeigen, wie das körpereigene System zur Abwehr von Krankheitserregern im Weltraum geschwächt ist.
„Eine schwächere Immunität erhöht das Risiko von Infektionskrankheiten und schränkt die Fähigkeit von Astronauten ein, ihre sehr anspruchsvolle Arbeit im Weltraum auszuführen. Wenn sich eine Infektion oder ein immunbedingter Zustand zu einem schweren Zustand entwickeln würde, der medizinische Versorgung erfordert, wären die Astronauten im Weltraum eingeschränkt gewesen.“ Zugang zu Pflege und Medikamenten“, sagte die Molekularbiologin Odette Laneuville von der University of Ottawa in Kanada, Hauptautorin der in der Fachzeitschrift Frontiers in Immunology veröffentlichten Studie.
Leukozyten werden im Knochenmark produziert und wandern durch den Blutkreislauf und das Gewebe. Sobald sie körperliche Eindringlinge wie Viren oder Bakterien entdecken, produzieren sie Antikörperproteine, um den Krankheitserreger anzugreifen. Bestimmte Gene steuern die Freisetzung solcher Proteine.
Die Forscher untersuchten Leukozyten, die im Blut von Astronauten – elf Männern und drei Frauen – der kanadischen Raumfahrtbehörde und der US-Raumfahrtbehörde NASA isoliert wurden, einmal vor dem Flug, viermal an Bord der Raumstation und fünfmal nach der Rückkehr zur Erde.
Die Genexpression in 247 Genen in Leukozyten lag im Weltraum bei etwa einem Drittel des normalen Niveaus, wie die Studie ergab. Dies geschah innerhalb der ersten Tage im Weltraum, blieb dann aber auf einem stabilen Niveau. Die Gene kehrten typischerweise innerhalb von etwa einem Monat nach der Rückkehr eines Astronauten zur Erde zu ihrem normalen Verhalten zurück.
„Weiße Blutkörperchen reagieren sehr empfindlich auf die Umgebung des Weltraums. Sie tauschen ihre speziellen Immunfunktionen aus, um sich um die Zellerhaltung oder den Haushalt zu kümmern. Vor dieser Arbeit wussten wir von einer Immunschwäche, aber nicht von den Mechanismen“, sagte der Co-Autor der Studie Guy Trudel, Spezialist für Rehabilitationsmedizin im Ottawa Hospital.
Die Entdeckung eines veränderten Genverhaltens in Leukozyten sei „ein bedeutender Schritt zum Verständnis der menschlichen Immunschwäche im Weltraum“, fügte Trudel hinzu.
Dieses veränderte Verhalten, so die Forscher, könnte auf ein Phänomen namens „Flüssigkeitsverschiebung“ zurückzuführen sein, bei dem Blut ohne die Erdanziehungskraft vom unteren zum oberen Teil des Körpers umverteilt wird. Es sei unwahrscheinlich, dass eine stärkere Sonneneinstrahlung im Weltraum die Ursache sei, fügten sie hinzu.
„Es werden neue und gezielte Gegenmaßnahmen nötig sein“, sagte Trudel.
Wissenschaftler haben zuvor dokumentiert, dass Astronauten im Weltraum an einer Immunschwäche litten. Dazu gehörte die Reaktivierung latenter Viren wie: Epstein-Barr, verantwortlich für die infektiöse Mononukleose; Varizellen-Zoster, verantwortlich für Gürtelrose; und Herpes simplex 1, verantwortlich für Fieberbläschen.
Es wurde auch gezeigt, dass Astronauten im Weltraum mehr Viruspartikel in ihren biologischen Flüssigkeiten – Speichel und Urin – ausscheiden, was das Risiko erhöht, Krankheitserreger auf andere Astronauten zu übertragen, deren eigenes Immunsystem möglicherweise geschwächt ist.
Die von der Canadian Space Agency finanzierte Studie folgt einer am 8. Juni veröffentlichten, von der NASA finanzierten Studie, die detaillierte Gehirnveränderungen bei Astronauten beschreibt – die Erweiterung von Räumen im Gehirn, die Flüssigkeit enthalten, die es abfedert, um es vor plötzlichen Stößen zu schützen und Abfallprodukte zu entfernen.
Weitere dokumentierte Auswirkungen der Raumfahrt sind Knochen- und Muskelschwund, Herz-Kreislauf-Veränderungen, Probleme mit dem Gleichgewichtssystem im Innenohr und ein Augensyndrom. Ein weiteres Problem ist das Krebsrisiko durch eine höhere Strahlenbelastung.