Astronauten wirken nach Rückkehr aus dem All oft geschwächt und ausgemergelt, ihre Muskeln und Knochen sind selbst nach kurzen Missionen abgebaut. Eine neue Studie von der Internationalen Raumstation deutet darauf hin, dass der Übeltäter tief in ihren Zellen stecken könnte: die Mitochondrien, die winzigen Strukturen, die fast alles antreiben, was eine Zelle tut.
In Schwerelosigkeit gezüchtete menschliche Zellen produzierten deutlich weniger mitochondriale Proteine als Zellen, die auf der Erde wuchsen. Dieser Rückgang der Proteinproduktion könnte erklären, warum der Körper im All beginnt, sich quasi selbst zu verzehren.
Zellen ohne eigene Kraftwerke
Forscher schickten menschliche Zellkulturen zur Internationalen Raumstation und ließen sie mehrere Tage in Schwerelosigkeit wachsen. Zurück auf der Erde verglichen sie diese Zellen mit identischen Kulturen, die in normaler Schwerkraft geblieben waren. Die Weltraumzellen zeigten eine deutliche Verringerung der Menge an Proteinen, die von ihren Mitochondrien produziert wurden.
Mitochondrien werden oft als die Kraftwerke der Zelle bezeichnet. Sie wandeln Nährstoffe in die Energie um, die Muskeln, Knochen und Organe brauchen, um zu funktionieren. Wenn diese Kraftwerke ins Stocken geraten, können sich die Zellen nicht mehr erhalten. Der Körper beginnt, Gewebe als Brennstoff abzubauen.
Warum das für lange Missionen wichtig ist
Die Studie wurde von Wissenschaftlern der Stanford University in den USA in Zusammenarbeit mit der NASA geleitet. Sie nutzten ein speziell entwickeltes Gerät an Bord der Raumstation, um die Zellen in einer kontrollierten Umgebung zu kultivieren. Der Befund bietet einen biologischen Mechanismus für ein Problem, das Raumfahrtagenturen seit Jahrzehnten rätseln lässt.
Astronauten auf der Internationalen Raumstation trainieren bereits stundenlang täglich, um Muskel- und Knochenschwund zu verlangsamen. Doch die neuen Daten deuten darauf hin, dass die Zellen selbst trotz Training möglicherweise mit einem Defizit arbeiten. Wenn Mitochondrien nicht genügend Proteine herstellen, kann sich der Körper nicht mehr so effektiv reparieren.
Die Leute vor Ort, also die Astronauten, die auf der Station leben und arbeiten, kümmern sich darum, weil ihre Gesundheit davon abhängt, dies zu verstehen. Je länger Menschen im All bleiben, desto mehr baut ihr Körper ab. Eine Reise zum Mars würde Monate dauern, und die derzeitigen Gegenmaßnahmen könnten nicht ausreichen.
Ein Hinweis für die Medizin auf der Erde
Derselbe mitochondriale Rückgang könnte auch bei Menschen auf der Erde auftreten, die bettlägerig, gelähmt oder an Muskelschwunderkrankungen leiden. Die Raumstation bietet ein einzigartiges Labor, um diesen Prozess auf eine Weise zu untersuchen, die am Boden unmöglich ist.
Durch die Identifizierung der spezifischen Proteine, die in Schwerelosigkeit abfallen, können Forscher nun nach Medikamenten oder anderen Eingriffen suchen, die Mitochondrien funktionsfähig halten könnten. Die Studie bietet noch keine Lösung, zeigt aber direkt ein Ziel auf.
Diese Forschung beweist nicht, dass mitochondrialer Versagen die einzige Ursache für Muskelschwund im All ist. Sie gibt Wissenschaftlern jedoch einen klaren Ansatzpunkt, um nach Antworten zu suchen. Für Astronauten, die von tieferen Weltraumreisen träumen, ist das ein Schritt nach vorn.
