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Wieso können Astronauten im Weltraum schlechter „groß“?
Träge Verdauung in Schwerelosigkeit: Bei 52 Astronauten haben Forscher im Blut schon wenige Wochen nach dem Start deutliche Zeichen einer verstärkten bakteriellen Proteingärung entdeckt. Die Veränderungen verschwanden nach der Rückkehr zur Erde wieder. Sie könnten erklären, warum Verstopfung im All häufig ist, direkt gemessen wurde die Darmpassage jedoch nicht.
Frederiksberg (Dänemark). Verstopfung gehört zu den bekannten Beschwerden bei längeren Aufenthalten im All. Warum der Darm unter Mikrogravitation träger werden kann, ist aber nicht geklärt. Einen neuen Hinweis liefert nun der Stoffwechsel im Blut: Bestimmte Veränderungen passen dazu, dass Darmbakterien während des Raumflugs stärker Protein statt vergärbarer Kohlenhydrate abbauen.
Forscher der University of Copenhagen (UCPH) um Henrik M. Roager haben dafür Blutproben von 52 Astronauten ausgewertet, die mehrere Monate auf der Internationalen Raumstation (ISS) verbracht hatten. Die Proben waren vor, während und nach dem Raumflug genommen worden. Mit einer nicht zielgerichteten Flüssigchromatographie-Massenspektrometrie suchte das Team breit nach Veränderungen kleiner Stoffwechselmoleküle im Plasma.
Insgesamt veränderte der Raumflug die Konzentration von rund 40 zirkulierenden Stoffwechselprodukten. Ein besonders klares Muster betraf Moleküle, die mit der bakteriellen Proteingärung im Darm zusammenhängen. Diese Veränderungen traten schon kurz nach dem Start auf und gingen innerhalb weniger Tage nach der Landung wieder zurück.
„Wir sehen Veränderungen in den Blutproben der Astronauten, die darauf hindeuten, dass die Darmbakterien innerhalb weniger Wochen nach der Ankunft im All beginnen, Protein stärker als üblich zu vergären, und diese Veränderung hält an, bis sie wieder auf der Erde sind“, sagt Giorgia La Barbera von der University of Copenhagen (UCPH).
Auch die Ernährung hinterließ Spuren im Stoffwechsel. Veränderungen im Zusammenhang mit Koffein, Fisch und einigen Fetten betrafen jedoch weniger als ein Drittel der Stoffwechselprodukte, die auf den Raumflug reagierten. Größere geschlechtsspezifische Unterschiede im Stoffwechsel fanden die Forscher nicht.
Proteingärung nimmt typischerweise zu, wenn Darmbakterien weniger Ballaststoffe und andere vergärbare Kohlenhydrate vorfinden und stärker auf Protein als Energiequelle ausweichen. Ein längerer Aufenthalt des Nahrungsbreis im Darm kann diesen Wechsel begünstigen. Genau hier vermutet das Team einen Zusammenhang mit der Mikrogravitation.
„Die fehlende Schwerkraft im All führt wahrscheinlich dazu, dass sich Nahrung langsamer durch den Darm bewegt, und das passt dazu, dass wir Anzeichen einer verstärkten Proteingärung sehen. Das könnte auch helfen, die Verstopfung bei Astronauten zu erklären“, sagt Henrik M. Roager.
Die Studie hat die Darmpassage allerdings nicht direkt gemessen und auch Verstopfung nicht als eigenen Endpunkt untersucht. Die langsamere Darmbewegung ist daher eine plausible Erklärung für das Stoffwechselmuster, kein nachgewiesener Mechanismus. Ebenso lässt sich aus den Blutwerten nicht ableiten, wie stark einzelne Astronauten tatsächlich unter Verdauungsbeschwerden litten.
Für längere Missionen zum Mond oder Mars könnte das Stoffwechselmuster dennoch relevant sein. Einige Produkte der bakteriellen Proteingärung werden in anderen Forschungszusammenhängen mit ungünstigen Wirkungen in Verbindung gebracht. Ob die während des Raumflugs beobachteten Konzentrationen selbst gesundheitliche Schäden verursachen, hat die Untersuchung jedoch nicht gezeigt.