Wie verändert eine Reise in den Weltraum die Körper von vier zivilen Besatzungsmitgliedern?

In einer Reihe von Artikeln, die kürzlich in der Zeitschrift Nature Portfolio veröffentlicht wurden, beschreiben Wissenschaftler die verschiedenen Auswirkungen des Weltraums auf die Gesundheit der Besatzungsmitglieder.

Die vier zivilen Besatzungsmitglieder der Inspiration4-Mission, von links nach rechts: Chris Sembroski, Sian Proctor, Jared Isaacman und Hayley Arceneaux. Credit: SpaceX/Disclosure.

Lassen Sie uns zunächst über Inspiration4 sprechen. Im Jahr 2021 schickte SpaceX, das Raumfahrtunternehmen von Elon Musk, vier zivile Besatzungsmitglieder an Bord einer Rakete auf eine kurze, dreitägige Reise in die Erdumlaufbahn, die sogenannte Inspiration4-Mission. Es handelte sich dabei um den ersten privat finanzierten Flug, bei dem Zivilisten von der Erde abhoben.

Die vier Besatzungsmitglieder starteten um 21:03 Uhr vom Startkomplex 39A des Kennedy Space Center der NASA, in Florida (Vereinigte Staaten), am 15. September 2021.

Hier nun die Nachricht dieses Artikels: Wissenschaftler verschiedener Institutionen aus der ganzen Welt haben sich zusammengefunden, um die von diesen Besatzungsmitgliedern gesammelten Daten zu analysieren und haben beispiellose Dokumente darüber veröffentlicht, wie sich der Aufenthalt im Weltraum auf die menschliche Gesundheit auswirken kann. Es handelt sich um eine Zusammenstellung von 44 Studien, die unter dem Namen Space Omics and Medical Atlas (SOMA) veröffentlicht wurden und am vergangenen Dienstag, den 11. November, in der Zeitschrift Nature Portfolio erschienen sind.

Eine bisher unveröffentlichte und detailliertere Studie

Christopher Mason, Genetiker an der Weill Cornell Medicine, der die meisten Studien leitete, erklärte, dass die NASA zwar bereits in den letzten Jahren die Gesundheit der Astronauten untersucht habe, private Flüge jedoch eine detailliertere Risikobewertung ermöglichten. Genau das haben er und die anderen Wissenschaftler getan..

Es handelt sich um die größte Veröffentlichung biomedizinischer Daten über Astronauten, die je gemacht wurde. Etwa 30-40 % des Inhalts der Tests sind bisher unveröffentlicht: Christopher Mason, ein Genetiker, der einen Großteil der SOMA-Studien leitete.

Die Besatzungsmitglieder wurden vor, während und nach dem Raumflug medizinisch betreut. Anhand der gesammelten Daten (molekulare, zelluläre, physiologische und phänotypische Daten) und der Daten des Raumflugs führten die Forscher eine Reihe von Analysen durch. Die Analysen umfassen die Genome, Mikrobiome, Transkriptome (Boten-RNA) und Proteome (Proteine) der Individuen.

Vergleich der Entfernung zwischen Objekten auf verschiedenen Erdumlaufbahnen (die Internationale Raumstation - ISS, die Inspiration4-Mission und das Hubble-Weltraumteleskop). Credit: Inspiration4/SpaceX-Mission/Disclosure.

Außerdem ist die Analyse mit der Besatzung dieser Mission anders, da die SpaceX-Rakete die Erde in einer Höhe von 585 km umkreist hat. Diese Höhe ist deutlich höher als die der Internationalen Raumstation (ISS), wodurch die Besatzung einer anderen, wahrscheinlich intensiveren Strahlungsumgebung ausgesetzt ist.

Nebenwirkungen des Weltraums auf den menschlichen Körper

Im Orbit führte die Besatzung eine Reihe von wissenschaftlichen Experimenten durch, die von den Wissenschaftlern verarbeitet, sequenziert und analysiert wurden. Diese stellten dann fünf Hauptnebenwirkungen fest, die nach der Rückkehr der Zivilisten auf die Erde beobachtet wurden. Dabei handelte es sich um Veränderungen im Transkriptom (die Gesamtheit der exprimierten RNA-Moleküle), im Epigenom (die Gesamtheit der biochemischen Signale entlang des Genoms), in der Zelldynamik, in der Bewegung des Mikrobioms und in den mitochondrialen Reaktionen.

Einer der beobachteten Effekte ist, dass sich die Mikrobiome der Crewmitglieder im Laufe der Zeit einander annähern.

Die Besatzungsmitglieder beobachteten einen Verlust an Muskelmasse, Biomarker für Alterungsprozesse in ihrem Körper und Hautentzündungen. Diese Effekte stehen in engem Zusammenhang mit dem körperlichen Stress, dem sie während des Fluges ausgesetzt waren. Weltraumflüge beeinträchtigten die Transkription von Genen des Immunsystems, was die Fähigkeit des Körpers, sich gegen Viren zu wehren, verringern könnte.

Jared Isaacman (links) und Hayley Arceneaux (rechts) sammelten während der privaten Mission Inspiration4 Gesundheitsdaten. Credit: Inspiration4/SpaceX-Mission/Veröffentlichung.

Ein Unterschied wurde auch in Bezug auf das Geschlecht festgestellt: Die beiden weiblichen Besatzungsmitglieder fanden schneller zu einem normalen Immunsystem zurück als die beiden männlichen Besatzungsmitglieder.

Tejaswini Mishra, Genetikerin an der Stanford University, sagte, dass Männer und Frauen im Weltraum unterschiedlichen Risiken ausgesetzt sind und sich nach ihrer Rückkehr auf die Erde unterschiedlich schnell erholen..

Astronauten sind im Weltraum selbst bei kurzen Reisen Gesundheitsrisiken ausgesetzt.

Letztendlich lautet die endgültige Botschaft der SOMA-Studie , dass Astronauten auch bei kurzen Reisen ins All Gesundheitsrisiken eingehen. Die Forscher hinter der SOMA-Studie erweitern ihre Arbeit, indem sie die Daten von Astronauten untersuchen, die mit Raumflügen des Unternehmens Axiom Space zur ISS gereist sind.

Quellenhinweis:

Nature Portfolio. “Space Omics and Medical Atlas (SOMA) across orbits”. 2024.

Science. “Astronauts face health risks—even on short trips in space”. 2024.