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"Außenposten" im All
Internationale Raumstation ISS
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SOLO - Macht Kochsalz die Knochen der Astronauten im Weltraum noch schwächer? (abgeschlossen)

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  • Überprüfung der SLAMMD%2dHardware

    Überprüfung der SLAMMD-Hardware

    ESA-Astronaut Frank De Winne bei einer Überprüfung der SLAMMD-Hardware. Das Gerät bestimmt die Masse der Astronauten in Schwerelosigkeit.

  • Experiment SOLO

    Experiment SOLO

    Schwächt eine hohe Kochsalzkonzentration in der Nahrung die Knochen der Astronauten noch mehr? Das Experiment SOLO will eine Antwort auf diese Frage finden.

  • Auswertung der Blut%2d, Urin%2d und Speichelproben

    Auswertung der Blut-, Urin- und Speichelproben

    Mehrere tausend Blut-, Urin- und Speichelproben mussten während und nach der Mars500-Mission ausgewertet werden. Auch auf der ISS haben Astronauten ebenfalls Blut-, Urin- und Speichelproben für das SOLO-Experiment abgegeben.

Hintergrund und wissenschaftliche Ziele:

Viele Prozesse im Körper des Menschen werden durch seine Ernährung beeinflusst. Die überzeugenden und teilweise überraschenden Erkenntnisse der letzten Jahre haben dafür gesorgt, dass die Ernährungswissenschaft Einzug in die Raumfahrtmedizin gefunden hat und einen hohen Stellenwert in der humanphysiologischen Forschung genießt. Versuche auf der russischen Raumstation MIR hatten bereits Ende der 1990er-Jahre Zweifel an der strengen Kopplung von Salz- und Wasserhaushalt bei Astronauten in Schwerelosigkeit ausgelöst und damit Lehrbuchwissen in Frage gestellt.

In nachfolgenden Bodenstudien entdeckten Forscher in der Tat einen bislang unbekannten Salzspeicherungsmechanismus in der Haut. Den Ergebnissen zufolge wird dabei Natrium an bestimmte Zucker-Eiweiß-Moleküle gebunden. Zudem scheint zu hoher Salzkonsum einen nachteiligen Effekt auf das Skelettsystem auszuüben: Hohe Kochsalzzufuhr steigert den Knochenabbau, wie in Bettruhestudien bereits gezeigt werden konnte. Treibt eine hohe Kochsalzzufuhr den durch die Schwerelosigkeit ohnehin schon stattfindenden Knochenabbau bei Astronauten also noch zusätzlich voran? Das Sodium Loading in Microgravity (SOLO)-Experiment soll diese Frage beantworten. Experten des DLR-Instituts für Luft- und Raumfahrtmedizin in Köln und der Universität Bonn untersuchen hierbei das Zusammenspiel von Ernährung, Salz-, Flüssigkeits- und Säuren-Basenhaushalt sowie deren Einfluss auf den Knochenstoffwechsel.

Experimentbeschreibung:

Die Astronauten müssen während ihres Aufenthaltes auf der ISS zweimal jeweils fünf Tage lang eine festgelegte Diät einhalten, die einmal einen niedrigen und einmal einen hohen Salzgehalt aufweist. Dabei wird die Ausscheidung von Salz sowie die von bestimmten Markern, die einen Hinweis auf den Knochenstoffwechsel geben, über den Urin exakt erfasst. Blutabnahmen dienen zur Bestimmung weiterer Knochenmarker und der Hormone des Salz- und Wasserhaushalts. Indem sich die Astronauten einen Tropfen Kapillarblut aus der Fingerkuppe entnehmen, wird zusätzlich der Säuren- Basen-Status untersucht. Das regelmäßige Wiegen der Astronauten im All liefert den Wissenschaftlern eine Aussage über die Flüssigkeitsmenge, die über die Haut verlorengegangen ist. Um diesen Fragestellungen nachgehen zu können, bedient sich das Experiment verschiedener Messeinrichtungen, die in das europäische Physiologie-Labor European Physiology Module (EPM) an Bord von Columbus eingebaut sind. Zum Einsatz gelangen so auch verschiedene Module des in deutsch-französischer Kooperation entwickelten Cardiolab - einer Bereitstellung der französischen Raumfahrtagentur CNES und des DLR Raumfahrtmanagements zu den EPM der ESA.

Status:

Die Messungen auf der ISS begannen im Herbst 2008. Insgesamt neun Astronauten nahmen bis zum Ende des Experiments im Sommer 2012 daran teil. Die letzten Nachflugmessungen fanden im Juni 2013 statt.

Ergebnisse:

Erste vorläufige Ergebnisse zeigen, dass bei einer hohen Kochsalzzufuhr mehr Calcium ausgeschieden wird als bei einer niedrigen Kochsalzzufuhr. Dies könnte langfristig zu einer negativen Calciumbilanz und damit zu einer erhöhten Knochenresorption führen. Der Knochenaufbau dagegen scheint, wie auch zu erwarten war, nicht von der Höhe der Kochsalzzufuhr beeinträchtigt. Bei den Markern des Knochenabbaus ergeben erste Auswertungen individuell sehr unterschiedliche Resultate. Etwa die Hälfte der beteiligten Astronauten zeigt einen deutlichen kochsalzbedingten Anstieg, während dies bei der anderen Hälfte nicht zu beobachten ist. Diese individuellen Reaktionsmuster werden derzeit vor allem in Hinblick auf einen möglichen Zusammenhang zur Natriumspeicherung noch genauer untersucht.

Perspektiven für Forschung und Anwendung:

Kochsalzbedingter, erhöhter Knochenabbau hat nicht nur negative Folgeerscheinungen für den Astronauten, sondern wäre auch für den Menschen auf der Erde gerade in unserer alternden Gesellschaft von großer Bedeutung. Sollten sich die vorläufigen Resultate individuell bestätigen, hieße dies, dass wenig körperliche Anstrengung und Aktivität - so wie sie bei alten und bettlägerigen Menschen vorliegt - gekoppelt mit einem hohen Salzverzehr langfristig entweder über eine jahrelange erhöhte Calciumausscheidung oder über einen direkten kochsalzbedingten Anstieg der Knochenresorption zu einem erhöhten Knochenabbau führen würde. Die Entwicklung entsprechender, diätetischer Gegenmaßnahmen zusammen mit geeigneten Fitnessprogrammen wäre dann ein noch wichtigeres Element in der Gesundheitsvorsorge.

ISS-Zeitraum Oktober 2008 bis Mai 2012
Unterbringung Columbus-Modul
Experimentator Dr. Petra Frings-Meuthen; PD Dr. Martina Heer
Einrichtung DLR-Institut für Luft- und Raumfahrtmedizin, Köln; Profil Institut für Stoffwechselforschung GmbH, Neuss; Universität Bonn
Bereich Humanphysiologie
Partner ESA
Deutsche Industrie Airbus Defence & Space, Friedrichshafen

 

Zuletzt geändert am:
03.07.2014 12:00:33 Uhr