Was geschieht mit Muskeln, wenn die Schwerkraft fast vollständig verschwindet?
Eine aktuelle Weltraumstudie von NASA und der japanischen Raumfahrtagentur JAXA liefert darauf überraschend klare Antworten – und wirft zugleich die Frage auf,
ob der Mensch auf dem Mars langfristig überhaupt körperlich leistungsfähig bleiben kann.
Warum Mäuse ins All geschickt wurden
Für das Experiment wurden 24 Mäuse zur Internationalen Raumstation ISS gebracht.
Ziel war es, die Auswirkungen unterschiedlicher Schwerkraftstufen auf die Muskelgesundheit zu untersuchen.
Im All konnten Bedingungen geschaffen werden, die auf der Erde nicht reproduzierbar sind.
Die Tiere lebten unter verschiedenen Schwerkraft-Szenarien:
- 0 g: vollständige Schwerelosigkeit (ISS-Bedingung)
- 0,33 g: ein Drittel der Erdschwerkraft
- 0,67 g: zwei Drittel der Erdschwerkraft
- 1 g: normale Erdschwerkraft
Die Ergebnisse wurden in „Science Advances“ veröffentlicht und gelten als wichtiger Meilenstein für zukünftige Langzeitmissionen.
Muskelverlust beginnt früher als gedacht
Ein zentrales Ergebnis der Studie: Muskeln verlieren in Schwerelosigkeit nicht nur Masse, sondern vor allem Funktion.
Besonders betroffen ist der Soleus-Muskel in der Wade, der normalerweise beim Stehen und Gehen stark aktiv ist.
Im All wird er kaum noch belastet.
Die Forschenden entdeckten eine entscheidende Schwelle: Unter etwa 0,67 g beginnt messbarer Kraftverlust.
Bei 0,33 g blieb die Muskelgröße zwar nahezu stabil, doch die Kraft nahm deutlich ab.
Das bedeutet: Die Muskeln sehen ähnlich aus, arbeiten aber schlechter.
Bei 0,67 g hingegen blieb die Muskelkraft fast auf Erd-Niveau stabil – ein wichtiger Hinweis auf eine mögliche Mindestbelastung für gesunde Muskelfunktion.
Warum Muskeln im All „verlernen“ zu arbeiten
Die Studie zeigt, dass nicht nur die Muskelstruktur betroffen ist, sondern auch der Stoffwechsel in den Zellen.
Unter geringer Schwerkraft verändert sich die Energieverarbeitung der Muskeln deutlich.
- Weniger Energiespeicher in Muskelzellen
- Veränderung der Muskelfasertypen
- Inaktive Belastungssignale
Dadurch verlieren Muskeln schneller ihre Leistungsfähigkeit, selbst wenn sie äußerlich kaum schrumpfen.
Übertragbarkeit auf den Menschen
Auch wenn Mäuse keine kleinen Menschen sind, ähneln sich viele biologische Mechanismen stark.
Die Ergebnisse liefern wichtige Hinweise, aber keine endgültigen Antworten für den Menschen.
Die entscheidende Frage bleibt: Ab welcher Schwerkraft kann der menschliche Körper langfristig stabil funktionieren?
Zusätzlich werden auch andere Körpersysteme untersucht:
- Knochen: schneller Mineralverlust und Brüchigkeit
- Organe: Veränderungen im Herz-Kreislauf-System
- Stoffwechsel: hormonelle und metabolische Anpassungen
Reicht die Schwerkraft des Mars?
Der Mars besitzt nur etwa 38 % der Erdschwerkraft. Das liegt deutlich unter der im Experiment beobachteten Stabilitätsgrenze.
Das bedeutet: Allein die Mars-Schwerkraft reicht vermutlich nicht aus, um Muskeln dauerhaft gesund zu halten.
Langfristige Aufenthalte könnten daher trotz geringerer Alltagsbelastung zu funktionellen Einschränkungen führen.
Mögliche Lösungen für die Zukunft
- Intensives Training mit speziellen Raumfahrtgeräten
- Künstliche Schwerkraft durch rotierende Module
- Medikamentöse Unterstützung der Muskelaktivität
- Widerstandsgeladene Raumanzüge
Wahrscheinlich wird eine Kombination dieser Methoden notwendig sein.
Bedeutung für die Erde
Die Erkenntnisse helfen nicht nur der Raumfahrt, sondern auch der Medizin auf der Erde.
Ähnliche Prozesse treten bei älteren oder bettlägerigen Menschen auf: Muskeln bauen ab, bevor sichtbare Veränderungen auftreten.
Das frühzeitige Erkennen von Funktionsverlust könnte Reha und Training grundlegend verbessern.
Fazit
Die Studie zeigt deutlich: Muskeln reagieren extrem sensibel auf fehlende Schwerkraft.
Ohne gezielte Gegenmaßnahmen wird ein längerer Aufenthalt auf dem Mars eine enorme körperliche Herausforderung bleiben.
Die 24 Mäuse auf der ISS liefern damit wichtige Erkenntnisse für die Zukunft der Raumfahrt – und für das Verständnis des menschlichen Körpers insgesamt.
