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Weltraum:Um-Welt-Bedingungen

Mark und Scott Kelly

Perfekte Versuchspersonen, um zu erforschen, wie sich die extremen Umweltbedingungen des Weltalls auf den menschlichen Körper auswirken: Scott Kelly (rechts) und sein eineiiger Zwillingsbruder Mark.

(Foto: Robert Markowitz/dpa)

Zehn Forscherteams untersuchen den US-Astronauten Scott Kelly und seinen Zwillingsbruder Mark. Sie wollen wissen, was der Weltraum mit dem Menschen macht. Erste Erkenntnis: Die extremen Bedingungen verändern die Genaktivität.

Als Scott Kelly von einer längeren Dienstreise zurückkehrte, da war er seinem eineiigen Zwillingsbruder plötzlich nicht mehr so ähnlich wie zuvor. Der Ausflug hatte seine Gene verändert. Ziel von Scotts Reise war der Weltraum. Dort weilte der Astronaut von März 2015 bis Februar 2016 an Bord der Internationalen Raumstation (ISS). Die extremen Bedingungen im Orbit veränderten seine Genaktivität zu sieben Prozent. Dies sei auch sechs Monate nach der Rückkehr zur Erde messbar gewesen, wie die Nasa jüngst mitteilte. "Das könnten gute Nachrichten sein", witzelte Kelly in einem Tweet, "ich muss Mark Kelly nicht mehr meinen identischen Zwillingsbruder nennen."

Doch hier widerspricht die Nasa. "Mark und Scott sind immer noch eineiige Zwillinge", schreibt die US-Raumfahrtbehörde in ihrer Mitteilung, "Scotts DNA hat sich nicht fundamental verändert." Der genetische Code des Astronauten sei immer noch der gleiche. Die Wissenschaftler hätten aber Veränderungen in der sogenannten Genaktivität beobachtet. Zellen lesen zu einem beliebigen Zeitpunkt nämlich nur einen Teil ihrer Gene aus. Das gleiche Genom kann also unterschiedliche Mengen und Sorten von Eiweißen herstellen. Welche Gene aktiv oder überhaupt angeschaltet sind, hängt von den Aufgaben der Zelle ab, und von den äußeren Umständen, in denen sich der Organismus befindet.

In Scotts Fall war die Veränderung daher sogar erwartbar: Kosmische Strahlung, Schwerelosigkeit, veränderter Tag-Nacht-Rhythmus - das Leben im All unterscheidet sich erheblich vom irdischen Alltag. Und selbst auf der Erde können äußere Bedingungen wie Ernährung oder Sport beeinflussen, ob Gene abgelesen werden. Forscher sprechen auch von Genexpression.

Das Weltall verändert allerdings nicht nur die Genexpression, es beeinflusst den Körper in vielerlei Weise. Durch die Schwerelosigkeit schwinden Knochen- und Muskelmasse und die Blutgefäße vergrößern sich. Dadurch verschiebt sich das Blut stärker in die obere Körperhälfte, das Gesicht schwillt an. Auch das Immunsystem wird schwächer. Die Körpertemperatur von Astronauten ist erhöht, sie haben Fieber, ohne es zu merken. Die Sehschärfe nimmt ab. Und sogar das Hirn scheint sich zu verändern, die Zentralfurche und verschiedene hirnwasserleitende Gefäße verengen sich.

Die meisten Veränderungen Kellys hätten sich binnen kurzer Zeit wieder zurückgebildet, schreibt die Nasa. Einzige Ausnahme: die Genexpression. "Wir beginnen erst zu verstehen, wie Raumfahrt die molekulare Ebene des menschlichen Körpers beeinflusst." Zehn Forschungsteams untersuchen Scott Kelly und seinen Bruder Mark noch weiter. Für die Forscher bieten die Zwillinge eine großartige Möglichkeit, die Auswirkungen des Weltraums auf den menschlichen Körper zu untersuchen. Im Sommer sollen die Ergebnisse der "Twin Study" vollständig vorgestellt werden.

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