Marsflüge: Fitness im Weltraum. Ärzte untersuchen Maßnahmen gegen Knochenabbau

Jeder kennt die Bilder: Aus dem Weltraum zurückkehrende Astronauten können ihre ersten Schritte auf der Erde nur mit fremder Hilfe gehen. Das ist nicht nur unangenehm für die Astronauten, es kann sogar sehr gefährlich werden. Es ist zwar ein uralter Traum, die Gesetze der Schwerkraft zu überwinden und „schwerelos“ zu sein, es führt in der Realität jedoch zu ernsthaften Problemen. Spürt unser Körper kein Gewicht mehr, baut er Knochen und Muskeln ab, so dass es leicht zu Brüchen kommen kann. Die Berliner Ärzte Dr. Jörn Rittweger und Prof. Dr. Dieter Felsenberg haben deshalb Knochen- und Muskelabbau unter simulierter Schwerelosigkeit untersucht und Gegenmaßnahmen getestet.

Die beiden Forscher vom Zentrum für Muskel- und Knochenforschung des Universitätsklinikums Benjamin Franklin der Freien Universität Berlin veröffentlichen in Kürze erste Ergebnisse der aufwendigen „Bed rest“-Studie. Bed rest ist der englische Ausdruck für Bettruhe und beschreibt sehr gut den Charakter der Untersuchungen: Zur Simulation von Aspekten der Schwerelosigkeit mussten 25 Männer über drei Monate bei sechs Grad Kopftieflage das Bett hüten. Die Ergebnisse werden sowohl der Patientenversorgung im Universitätsklinikum als auch den Astronauten zu Gute kommen, die in zehn bis fünfzehn Jahren auf die einjährige Reise durch die Schwerelosigkeit zum Mars geschickt werden sollen. Die Studie wurde in der Raumfahrtklinik in Toulouse (Südfrankreich) durchgeführt. Die Anschlussstudie ist ab Februar in Berlin geplant.

Die Knochenmasse wurde erstmals bei einer solchen Studie mit der modernen „Peripheren Quantitativen Computer Tomographie“-Methode alle vierzehn Tage exakt bestimmt. In Toulouse durften die Probanden teilweise mit einen neuen Gerät, dem so genannten „Flywheel“, ihre Fitness trainieren, andere bekamen Medikamente gegen Knochenabbau und eine dritte Gruppe blieb ohne Behandlung. So können die Wissenschaftler den Erfolg der Maßnahmen vergleichen.

Es zeigte sich nun, dass diejenigen, die mit dem Flywheel trainierten, am Ende der Studie noch über mehr als 90 Prozent ihrer Sprungleistung verfügten, während sie bei den Teilnehmern der anderen beiden Gruppen auf unter 70 Prozent abgefallen war. Was den Muskelabbau betrifft, ist das Flywheel den bisher im Weltraum eingesetzten Trainingsmethoden damit deutlich überlegen. Diese halten zwar das Herz-Kreislaufsystem fit, nicht aber die Muskeln. Den Knochenabbau konnte allerdings auch das Training mit dem neuen Flywheel nicht verhindern. Hier überraschte ein anderes Ergebnis: Früher war die Hypothese, dass der Knochenabbau bei allen Menschen ähnlich verläuft. Diese Hypothese ist jetzt widerlegt. Dank der eingesetzten genauen Untersuchungsmethode stellten die Wissenschaftler fest, dass es unabhängig von der Behandlungsart Personen gab, bei denen es zu keinem Knochenabbau kam. Bei anderen betrug er dagegen bis zu 17Prozent. Menschen reagieren also unterschiedlich.

Die Ergebnisse sind auch für Patienten, die durch eine Krankheit an das Bett gefesselt sind, relevant. Nach der neuen Studie führt Bettruhe nicht zwangsläufig zum Knochenabbau. Versteht man die Gründe, warum die einen Knochenmasse verlieren und die anderen nicht, wird man in Zukunft vielleicht auch den „Verlierern“ helfen können. Zur Untersuchung der Gründe ist die geplante Anschlussstudie nötig. Es soll auch eine andere Trainingsmethode getestet werden: Von dem Reflexmuskeltraining mit dem Gerät Galileo, das in der Patientenversorgung im Universitätsklinikum bereits eingesetzt wird, erhoffen sich die Forscher eine effektivere Behandlung des Knochenabbaus.

Eine Frage drängt sich auf: Wer ist bereit, sich für die Forschung als Proband zur Verfügung zu stellen? Sich zu verpflichten, zwei bis drei Monate freiwillig das Bett nicht zu verlassen, stellt eine starke Einschränkung der persönlichen Freiheit dar. „Das sind Idealisten, die etwas für den wissenschaftlichen Fortschritt tun wollen“, sagt Dr. Rittweger, der sich bald auf die Suche nach Freiwilligen in Berlin machen wird. „Außerdem findet die Studie in einem anregenden Umfeld statt und man kann viel lernen.“ Wichtig ist ihm festzustellen, dass niemand bleibende Schäden davontrüge und dass man nach sieben Tagen wieder alltagstauglich sei. Nach spätestens einem Jahr sei auch das Knochen- und Muskelsystem vollständig regeneriert.

Die Studie wird von der Europäischen Weltraumorganisation (ESA) und ihrem Japanischen Partner (NASDA) in der Raumfahrtklinik in Toulouse organisiert und vom Deutschen Luft und Raumfahrtzentrum (DLR) und den anderen Europäischen Weltraumorganisationen unterstützt. Zehn Arbeitsgruppen aus den beteiligten Ländern untersuchen verschiedene Aspekte der Schwerelosigkeit. Neben den Forschern um Dr. Jörn Rittweger und Prof. Dr. Dieter Felsenberg beteiligen sich auch noch weitere Forscher des Zentrums für Weltraummedizin Berlin

Dr. Jörn Rittweger, E-Mail: ritmus@zedat.fu-berlin.de, http://userpage.fu-berlin.de/~ritmus
Renate Bowitz, Tel.: 030 / 8445-4743, E-Mail: renate.bowitz@ukbf.fu-berlin.de