Myotones: ISS-Forschung hilft Rehabilitation bei Muskel- und Knochenschwund zu verbessern

Myotones-Experiment
Bild 1/3, Credit: DLR.

Myotones-Experiment

Die Astronauten auf der Horizons-Mission benutzen mit MyotonPRO ein Gerät, das es in ähnlicher Form bereits auf der Erde gibt und das nun für den Flug ins Weltall optimiert wurde. Bei der Untersuchung gibt das etwa Smartphone-große Gerät einen kurzen Druckimpuls auf den Körper ab und kann aus der Reaktion des Gewebes auf diesen Impuls Informationen über die Elastizität, Steifigkeit und Eigenspannung (Tonus) des ruhenden Muskels errechnen.
Muskeltonusmessungen bei Alexander Gerst
Myotones: Muskeltonusmessungen in Schwerelosigkeit
Bild 2/3, Credit: ESA/NASA.

Myotones: Muskeltonusmessungen in Schwerelosigkeit

MyotonPRO überwacht im Experiment Myotones erstmals die grundlegenden biomechanischen Eigenschaften der Skelettmuskulatur von Astronauten im Weltraum. Als tragbares Gerät in Größe eines Smartphones kann es bei den Raumfahrern an Bord der ISS Veränderungen der Muskulatur durch fehlende Schwerkraft ganz einfach nicht-invasiv untersuchen. So konnte am 19. Juni 2018 bei Alexander Gerst erstmals im Weltraum erfolgreich der Muskelstatus objektiv, schnell und einfach bestimmt werden.
Myotones: Untersuchung der Auswirkungen der Mikrogravitation auf die menschliche Muskulatur
Myotones: Untersuchung der Auswirkungen der Mikrogravitation auf die menschliche Muskulatur
Bild 3/3, Credit: DLR (CC-BY 3.0)

Myotones: Untersuchung der Auswirkungen der Mikrogravitation auf die menschliche Muskulatur

Infografik des horizons-Experiments Myotones, mit dem auf der ISS die Auswirkungen der Mikrogravitation auf die menschliche Muskulatur untersucht wird.

Das Myotones-Projekt analysiert nicht-invasiv die grundlegenden biomechanischen Eigenschaften der Skelettmuskeln mit Hilfe eines kleinen Geräts. Mit MyotonPRO werden an Bord der ISS durch fehlende Schwerkraft bewirkte Veränderungen im ruhenden menschlichen Muskel (Tonus, Elastizität und Steifheit) bei den Astronauten gemessen und bewertet. Die Technik wurde bereits in Bettruhe-Untersuchungen erfolgreich angewendet und die Weltraumtauglichkeit des Geräts für Messungen in der Schwerelosigkeit in Parabelflügen nachgewiesen.

MyotonPRO misst die passiven Eigenschaften der oberen Skelettmuskulatur in ähnlicher Weise, wie der Arzt durch Abtasten der entspannten Muskeln Verspannungen und Verhärtungen untersucht. Hierzu wird ein kurzer mechanischer Impuls auf die Hautoberfläche gesetzt und die Oszillation des darunter liegenden Muskels digital gemessen. Die Daten geben präzise Auskunft über die Elastizität, die Steifheit und den Tonus des untersuchten Muskels im Ruhezustand. So kann erstmals der Muskelstatus objektiv, schnell und einfach bestimmt werden.

Zusätzlich zur Überwachung der physiologischen Parameter von Astronauten auf der ISS lässt sich mit dieser Methode auch der Erfolg von Gegenmaßnahmen bei Muskel- und Knochenschwund in Form von Sportprogrammen, die vor, während und nach dem Aufenthalt auf der ISS durchgeführt werden, überwachen und besser bewerten. Auf der Erde werden die Erkenntnisse zum einen für die Verbesserung von Rehabilitations- und Trainingsprogrammen, zum anderen aber auch für das Bewerten des Trainingserfolgs im Fitness- und Leistungssport genutzt.

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