Forscher des Medical College of Wisconsin sind zu dem Schluss gekommen, dass Raumflügge verzögerte gesundheitliche Folgen haben können, die sich nicht sofort nach der Einwirkung der Weltraumumgebung zeigen, sondern erst nach längerer Zeit bemerkbar machen. Dies berichtet RBC-Ukraine unter Berufung auf eine Arbeit, die im Fachjournal PLOS veröffentlicht wurde. Da es derzeit unmöglich ist, ein vollwertiges Labor außerhalb des schützenden Erdmagnetfelds zu errichten, verwendeten Wissenschaftler spezielle NASA-Bodenprotokolle, um Schlüsselfaktoren der Raumfahrt — Schwerelosigkeit und Strahlungsexposition — unter kontrollierten Bedingungen zu simulieren.

Wie die Weltraumbedingungen simuliert wurden

Für das Experiment wurden mittelalte Ratten herangezogen, was der Alterskategorie erfahrener Astronauten entspricht. Die Simulation der Schwerelosigkeit erfolgte durch die Methode der Hinterbeinaufhängung: Die Hinterbeine der Tiere wurden 30 Tage lang in einem Winkel von 30 Grad angehoben, was eine Flüssigkeitsverschiebung in den Kopf verursachte und den Unterkörper entlastete. Die Simulation der Weltraumstrahlung wurde im NASA Space Radiation Laboratory am Brookhaven National Laboratory mit der Anlage simGCRsim durchgeführt, die schwere Silizium- und Eisenionen in Kombination mit Hochenergie-Protonen nutzt. Nach intensiver Bestrahlung und einem Monat im aufgehängten Zustand wurden die Tiere ein Jahr lang beobachtet, was etwa 25 Menschenjahren entspricht.

Kardiovaskuläre Folgen: Narben und Herzinfarktrisiko

Die Beobachtungsergebnisse erwiesen sich als enttäuschend für die Planung zukünftiger bemannter Marsmissionen. Die Wissenschaftler stellten fest, dass eine Strahlendosis von 1,5 Gray zur Entwicklung einer perivaskulären Fibrose führte — dem Wuchern von Bindegewebe, das die Koronargefäße umgibt und sie komprimiert, was das Herzinfarktrisiko erheblich erhöht. Selbst bei niedrigeren Dosen, die bei einem dreijährigen Marsflug zu erwarten sind, entwickelten sich ein Jahr nach der Bestrahlung bei 83 Prozent der untersuchten Tiere narbige Veränderungen. Dabei traten die Symptome selbst nicht sofort, sondern erst nach längerer Zeit auf, was sie für Astronauten besonders gefährlich macht, da die Pathologie zum Zeitpunkt ihrer Entdeckung bereits irreversibel sein kann.

Schlag für das Immunsystem: Verlust von NK-Zellen und Blockade der Regeneration

Die kosmische Strahlung in Kombination mit Schwerelosigkeit versetzte dem Immunsystem der Versuchstiere einen schweren Schlag. In der Milz der Ratten sank die Zahl der NK-Zellen — der sogenannten natürlichen Killerzellen, die Viren und Tumorzellen vernichten — um zwei Drittel. Entscheidend ist: Während sich das Immunsystem nach der Schwerelosigkeit allein erholte, unterdrückte das Hinzufügen von Strahlung die Fähigkeit des Knochenmarks, auf physiologischen Stress zu reagieren, dauerhaft. Dies bedeutet, dass ein vom Mars zurückkehrender Astronaut möglicherweise über ein chronisch unterdrücktes Immunsystem verfügt, das nicht in der Lage ist, Infektionen und Krebsvorgängen adäquat zu begegnen.

Genetische Mutationen und „beschleunigte biologische Uhr“

Eine genetische Analyse der weißen Blutkörperchen 235 Tage nach der Bestrahlung ergab persistierende Mutationen im Zusammenhang mit klonaler Hämatopoese von unbestimmtem Potenzial (CHIP). Auf der Erde geht dieser Prozess normalerweise mit der natürlichen Alterung einher, wenn mutierte Blutzellen beginnen, gesunde zu verdrängen. Das strahleninduzierte CHIP vervierfacht das Risiko für Herzinfarkte und Schlaganfälle aufgrund von Entzündungen der Arterienwände und erhöht zudem die Wahrscheinlichkeit der Entwicklung von Leukämie. Die Wissenschaftler betonen, dass die Strahlung das Tickens der biologischen Uhr des Herz-Kreislauf-Systems faktisch beschleunigt und es in einen Zustand versetzt hat, der für einen deutlich älteren Organismus charakteristisch ist.

Einschränkungen der Studie und Perspektiven

Die Autoren der Arbeit weisen ehrlich auf die bestehenden Einschränkungen des Experiments hin: Die Tiere erhielten die Strahlung einmalig und nicht schrittweise über mehrere Jahre, wie es bei einem realen Flug der Fall wäre, und es nahmen nur männliche Probanden teil. Dennoch bilden die gewonnenen Daten eine solide Evidenzbasis für die Überarbeitung medizinischer Protokolle zur Vorbereitung von Astronauten und die Entwicklung von Schutzstrategien für langfristige interplanetare Missionen. Die Ergebnisse unterstreichen, dass die Hauptgefahr der Raumfahrt nicht die akute Strahlenkrankheit ist, sondern verzögerte, „stille“ pathologische Prozesse, die sich erst Jahre nach der Rückkehr zur Erde manifestieren können.