Das Herz in der Schwerelosigkeit: Warum Mäuse auf der ISS nach 40 Tagen Flugzeit ihre Kontraktionskraft nicht verloren haben

Im August 2026 erhielt die wissenschaftliche Gemeinschaft unerwartete Daten über die Auswirkungen von langfristiger Mikrogravitation auf das Herzgewebe. Wissenschaftler der Universität von Chicago und der Universität von Nebraska veröffentlichten die Ergebnisse einer Studie, die zeigte: Fast 40 Tage Aufenthalt auf der Internationalen Raumstation (ISS) führten nicht zu einer merklichen Verringerung der Fähigkeit der Herzzellen von Mäusen, sich zusammenzuziehen. Diese Entdeckung stellt einige zuvor bestehende Hypothesen über die unvermeidliche Degeneration des Herzmuskels im Weltraum in Frage.

Sarkomere unter dem Mikroskop: Kraft und Empfindlichkeit

Der Schlüsselgegenstand der Untersuchung waren Sarkomere – die grundlegenden kontraktilen Strukturen der Herzzelle, die für die Mechanik der Muskelarbeit verantwortlich sind. Die Wissenschaftler verglichen die Daten von fünf Mäusen, die 38,5 Tage auf der Umlaufbahn verbrachten, mit einer Kontrollgruppe, die auf der Erde blieb. Die Ergebnisse waren überraschend stabil: Die maximale Kontraktionskraft der Sarkomere bei den „kosmischen“ Tieren unterschied sich nicht von ihren irdischen Artgenossen.

Die Forscher beschränkten sich nicht nur auf die Kraft. Sie überprüften die Empfindlichkeit der Sarkomere gegenüber Kalzium – einem Ion, das für den Start der Kontraktion von kritischer Bedeutung ist – sowie den Grad der Kooperativität ihrer Arbeit. Keiner dieser Parameter änderte sich wesentlich. Auch wurden keine Unterschiede in der passiven Kraft und der Querschnittsfläche der Zellen festgestellt. Dies deutet darauf hin, dass die innere Mechanik der Herzzelle auch nach längerer Einwirkung der Schwerelosigkeit funktionsfähig bleibt.

Proteinanalyse: Die verborgene Reaktion des Immunsystems

Um die molekularen Prozesse zu verstehen, führte das Team eine massenspektrometrische Analyse der Proteine des Herzgewebes durch. Obwohl bei den Proteinen, die für die kontraktilen Funktionen verantwortlich sind, keine wesentlichen Änderungen festgestellt wurden, zeigten sich bei der „kosmischen Gruppe“ Veränderungen in der Proteinzusammensetzung, die mit Immunprozessen in Verbindung stehen. Dies deutet darauf hin, dass der Organismus auf die Flugbedingungen reagiert, aber diese Reaktion andere Systeme betrifft und nicht direkt den kontraktilen Apparat des Herzens.

Die Autoren betonen, dass die gewonnenen Daten das Fehlen wesentlicher Veränderungen des inneren kontraktilen Zustands der Zellen belegen, aber nicht das vollständige Fehlen physiologischer Folgen des Fluges bedeuten. Der Organismus passt sich an, und das Immunsystem kann eine Schlüsselrolle bei dieser Anpassung spielen.

Widersprüchliche Daten

Obwohl die Ergebnisse ermutigend wirken, gibt es in der wissenschaftlichen Gemeinschaft unterschiedliche Meinungen zur Interpretation dieser Daten. Einerseits bestehen die Forscher darauf, dass die Sarkomere ihre Funktion bewahrt haben. Andererseits weisen Kritiker darauf hin, dass die Studie auf einer geringen Anzahl von Tieren (insgesamt 5 Mäuse) basiert. Darüber hinaus vermuten einige Wissenschaftler, dass der Stress, der mit der Rückkehr zur Erde verbunden ist, die Ergebnisse beeinflusst haben könnte, und schlagen vor, Messungen direkt auf der Umlaufbahn durchzuführen. Dies schafft Raum für weitere Diskussionen und Präzisierungen.

Ausblick: Von Mäusen zu Menschen

Trotz der Einschränkungen hat die Studie eine wichtige Bedeutung für zukünftige Weltraummissionen. Das Herz einer Maus schlägt bis zu 600 Mal pro Minute, während das des Menschen etwa 60–100 Schläge pro Minute macht. Nach Schätzung der Autoren entsprechen 38,5 Tage für eine Maus ungefähr 7,5–10 Monaten der menschlichen Herzarbeit. Dies macht die Ergebnisse relevant für die Bewertung der Risiken langer Flüge, beispielsweise zum Mars.

Das Team plant, die Forschung fortzusetzen, indem es längere Aufenthalte im Weltraum überprüft und Gewebe von Tieren untersucht, die direkt auf der Umlaufbahn gewonnen wurden. Dies wird es ermöglichen, den Einfluss des Rückkehrstresses auszuschließen und ein vollständigeres Bild der physiologischen Veränderungen zu erhalten. Der nächste Schritt wird sein zu prüfen, ob dieses Ergebnis bei längeren Flügen erhalten bleibt und wie die entdeckten Veränderungen des Immunprofils mit der Herzfunktion zusammenhängen.