Obstipation ist bei Astronauten häufig – Forschungsergebnisse betreffen auch Patienten auf der Erde

Viele Dinge sind im Weltraum anders als auf der Erde – auch der menschliche Darm arbeitet in der Schwerelosigkeit anders. Während Obstipation ein bekanntes Problem bei Astronauten ist, wusste man bisher wenig über die Gründe, die dahinterstecken.

Nun gibt eine neue Studie von Forschenden der Universität Kopenhagen (Dänemark) in Zusammenarbeit mit der US-amerikanischen Weltraumbehörde NASA Einblick darin, was im menschlichen Körper unter Verlust der Schwerkraft passiert. Die Wissenschaftler untersuchten Blutproben von 52 Raumfahrern, die an monatelangen Missionen zur Internationalen Raumstation ISS teilgenommen hatten. Dabei beobachteten die Studienautoren gastrointestinale Veränderungen, die kurz nach dem Verlassen der Erde und dem Einsetzen der Schwerlosigkeit auftraten.

„Wir sehen Veränderungen in den Blutproben der Astronauten, die darauf hindeuten, dass Darmbakterien innerhalb von Wochen nach der Ankunft im Weltraum in stärkerem Ausmaß Protein fermentieren als normal“, erläutert Prof. Giorgia La Barbera vom Institut für Ernährung, Bewegung und Sport an der Universität Kopenhagen, eine der Erstautoren der Arbeit. „Diese Veränderungen blieben bis zu ihrer Rückkehr auf die Erde bestehen.“

Zur Proteinfermentation kommt es nach Angaben der Forschenden, wenn Darmbakterien Protein statt Ballaststoffe verarbeiten, weil alle Ballaststoffe aus der Ernährung aufgebraucht sind. Dieser anomale Vorgang betreffe auch viele Menschen auf der Erde, betonen die Autoren.

„Der Verlust der Schwerkraft führt möglicherweise dazu, dass Nahrung langsamer den Verdauungstrakt passiert“, ergänzt Koautor Henrik Roager, ebenfalls Associate Professor am Kopenhagener Institut für Ernährung, Bewegung und Sport. „Dies passt zu der Beobachtung, dass wir Anzeichen für eine erhöhte Proteinfermentierung sehen. Es könnte auch dazu beitragen, die Obstipation von Astronauten zu erklären.“

Metaboliten stören die Darm-Hirn-Achse

Die Forschungsergebnisse stammen aus einer Analyse von Metaboliten im Blut der untersuchten Raumfahrer. Die Bedeutung der Erkenntnisse liegt darin, dass Veränderungen im Darm nicht nur die Verdauung betreffen, sondern auch Folgen für den Rest des Körpers haben – einschließlich des Gehirns.

„Wir wissen, dass Produkte aus der Proteinfermentation mit negativen gesundheitlichen Konsequenzen in Zusammenhang stehen (wie Nierenschäden) sowie mit möglichen Effekten, was die Stimmung angeht, oder einer verminderten Konzentrationsfähigkeit“, erklärt Seniorautor Lars Ove Dragsted, Professor am Institut für Ernährung, Bewegung und Sport in Kopenhagen.

Längere Reisen im Weltraum und Bedeutung für bettlägerige Patienten

Laut den Forschenden könnten die neuen Forschungsergebnisse unter anderem angesichts von Plänen wichtig werden, die längere Aufenthalte von Astronauten-Crews im Weltraum vorsehen, wenn sie zum Mond und darüber hinaus reisen.

La Barbera betont: „Wenn wir längere Weltraumreisen planen, beispielsweise zum Mars, brauchen wir möglicherweise Gegenmaßnahmen, um negative Auswirkungen solcher längeren Expeditionen auf den Verdauungstrakt zu reduzieren.“

Roager fügt hinzu: „Unsere Forschungsarbeiten können zu solchen möglichen Interventionen beitragen – entweder direkt, durch einen erhöhten Ballaststoffgehalt in der Nahrung, die Supplementierung von Probiotika oder andere Formen der Behandlung, die die Peristaltik fördern und die Darm-Transitzeit verkürzen. Dies würde helfen, eine Proteinfermentierung zu reduzieren, so eine gesunde Darmumgebung zu schaffen und negative Effekte auf die Gesundheit zu vermeiden.“

Die Wissenschaftler heben hervor, dass ihre Forschungsergebnisse nicht nur für Astronauten interessant sind, sondern auch auf der Erde: „Die Erkenntnisse könnten auch bettlägerigen Personen zugutekommen. Auch sie können an Obstipation leiden und weisen mit einiger Wahrscheinlichkeit ebenfalls eine verstärkte Proteinfermentation auf, die Erkrankungen fördern“, schlussfolgert Dragsted.

Überraschend deutliche Ergebnisse

Untersuchungen zu Metaboliten im Blut sind wegen einer Reihe von Faktoren häufig schwer zu interpretieren, beispielsweise aufgrund individueller Unterschiede zwischen Individuen. Die Besonderheiten der Forschung an Astronauten halfen, solche Variabilitäten zu reduzieren.

„Die von uns untersuchten Proben stammten von 52 Weltraumfahrern auf unterschiedlichen Missionen und aus einem Zeitraum von vielen Jahren“, konstatiert Assistenzprofessor Jan Stanstrup, einer der Erstautoren der Studie. „Damit unterscheidet sie sich in der Vorgehensweise sehr von anderen Untersuchungen. Es ist recht beeindruckend, dass wir mit unserer Methode so deutlich zeigen konnten, dass es durchweg zu einer verstärkten Proteinfermentation kommt.“

Die analysierten Blutproben stammten aus drei Untersuchungen, die an Bord der ISS durchgeführt worden waren. Neben der erhöhten Proteinfermentation beobachteten die Forschenden auch kleinere Veränderungen im Zusammenhang mit dem Konsum von Fisch und Kaffee. (ac)