Berlin. Eine neue Studie aus den USA untersucht die Herzalterung im All. Dafür wurden Proben an die ISS geschickt und ausgewertet.
Wissenschaftler haben untersucht, wie sich der Aufenthalt im Weltraum auf das menschliche Herz auswirkt – mit überraschenden Ergebnissen. Bereits nach einem Monat im All zeigen menschliche Herzzellen deutliche Anzeichen von Alterung und Funktionsverlust, wie eine neue Studie zeigt, die in den Proceedings of the National Academy of Sciences erschienen ist.
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„Herz auf einem Chip“ für einen Monat auf der ISS
Forscher unter der Leitung von Deok-Ho Kim von der Johns Hopkins University in Baltimore schickten für dieses Experiment künstlich hergestelltes menschliches Herzgewebe für 30 Tage zur Internationalen Raumstation (ISS). Dieses Gewebe wurde aus speziellen Stammzellen erzeugt, die sich in Herzmuskelzellen umwandeln können. Das System, das sie „Herz auf einem Chip“ nennen, ermöglichte es den Wissenschaftlern, die Stärke der Kontraktionen und die Schlagmuster des Gewebes in Echtzeit zu messen, ähnlich wie bei einem echten Herz.
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Bereits nach zwölf Tagen im All hatte sich die Kontraktionskraft der Gewebeproben um die Hälfte verringert, während die Kontrollproben auf der Erde stabil blieben. Zudem wurde festgestellt, dass die Schlagmuster der Proben im Weltraum zunehmend unregelmäßig wurden. Die Zeit zwischen den Schlägen stieg bis zum 19. Tag der Mission um das Fünffache an.
Grund dafür ist laut den Forschern die Mikrogravitation, also der Zustand der annähernden Schwerelosigkeit, der für den Körper und das Herz sehr belastend sei. Nach der Rückkehr zur Erde erholten sich die Schlagmuster der Proben wieder, was darauf hindeutet, dass ähnliche Herzprobleme, die bei Astronauten während Langzeitmissionen auftreten könnten, sich nach ihrer Rückkehr ebenfalls normalisieren könnten.
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Molekulare Veränderungen im Herzgewebe
Nach der Rückkehr der Proben zur Erde nutzten die Forscher Elektronenmikroskopie, um das Herzgewebe auf molekularer Ebene zu untersuchen. Sie stellten fest, dass die für Muskelkontraktionen verantwortlichen Proteinbündel, sogenannte Sarkomere, im Weltraum kürzer und weniger geordnet waren. Auch die Mitochondrien, die Energiewerke der Zellen, zeigten Anzeichen von Schwellung und Fragmentierung.
Die Ergebnisse der Studie liefern wertvolle Einblicke in die molekularen Mechanismen unseres wichtigsten Organs, wobei die negativen Auswirkungen von Langzeitweltraumflügen deutlich werden. Kim und seine Kollegen planen, weitere Herz- und Organgewebe für einen längeren Zeitraum ins All zu schicken, um die Auswirkungen des Weltraumflugs auf die Gesundheit genauer zu untersuchen. Die Forscher hoben zudem hervor, dass der „Herz auf einem Chip“-Ansatz zwar innovativ sei, er andere wichtige kardiovaskuläre Veränderungen des menschlichen Herzes, wie beispielsweise den Druck in den Arterien, nicht erfasse.