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Ärzte Woche

01.04.2019 | Allgemeinmedizin | Ausgabe 14/2019

Weltraummedizin

Ärztin für extraterrestrische Angelegenheiten

Autor:
Dr. Bergita Ganse im Gespräch mit Katrin Derler

Dr. Bergita Ganse ist Fachärztin für Physiologie, sowie Unfallchirurgin – und ist eine von Deutschlands wenigen Weltraummedizinern. Ein Interview über medizinische Notfälle im All, die ungeklärten Fragen vor der ersten Marsmission und warum trotz widriger Bedingungen im Erdorbit noch niemand aus medizinischen Gründen gestorben ist.

Frau Ganse, Sie haben einen außergewöhnlichen Beruf: Weltraummedizinerin. Wie kann man sich Ihren Arbeitsalltag vorstellen?

Ganse: Aktuell besteht mein Arbeitsalltag hauptsächlich aus Forschung. Ich habe jetzt keine Sprechstunde für Astronauten, wie man sich das vielleicht gerne vorstellt, weil es dafür einfach zu wenige Astronauten gibt. Ich forsche am muskuloskelettalen System im Weltraum. Jetzt gerade bereiten wir gerade eine große Studie mit der NASA vor, die im März losgeht. Mit meinen Kollegen experimentiere ich hier im Rahmen einer Bettruhestudie, in der wir Schwerelosigkeit simulieren, in dem wir Menschen für 60 Tage mit sechs Grad Kopftieflage ins Bett legen. Die NASA macht solche Studien schon seit längerem gerne, da man hier tatsächlich viele Effekte genau so wiederfindet, wie in richtiger Schwerelosigkeit. Wenn sich in Bettruhe bestimmte Dinge als gut herausstellen, probiert man sie auch bei den Astronauten.

Konkret testen wir gerade eine Zentrifuge, um künstliche Schwerkraft zu erzeugen. Die NASA überlegt derzeit, eine solche Zentrifuge mit dem ersten bemannten Raumschiff mit zum Mars zu schicken. Es gibt so viele Nachteile in der Schwerelosigkeit für den Körper: den Abbau der Muskeln und der Knochen, aber auch Herz-Kreislauf-Probleme. Darum versucht man gerade, eine Humanzentrifuge zu entwickeln. Das ist eine Art kleines Karussell, in dem die Probanden und später vielleicht die Astronauten im Kreis geschleudert werden. Die Zentrifugalkraft würde dann auf den Körper wie eine Art Schwerkraft wirken. Richtige Schwerkraft ist das ja nicht, aber es hat auf den Körper den gleichen Effekt.

Wie lange müsste man dafür in einer solchen Zentrifuge kreiseln, damit ein Effekt entsteht?

Ganse : Man müsste natürlich nicht den ganzen Tag in dieser Zentrifuge sein. Es sieht derzeit so aus, als müsste man sie etwa eine halbe Stunde pro Tag benutzen. Konkret testen wir gerade eine halbe Stunde am Stück, sowie sechs mal fünf Minuten – und wir glauben, dass sechs mal fünf Minuten viel besser funktioniert, weil man diesen Reiz sechsmal setzt. Bei den meisten Effekten hat man am Anfang die größte Wirkung.

Meine Gruppe untersucht dabei die neuromuskuläre Überleitung, also den Abbau und die Veränderungen der Muskulatur. Man beobachtet bei Astronauten die gleichen Veränderungen in der Muskulatur wie bei lange im Bett liegenden oder querschnittsgelähmten Patienten. Bisher gibt es auf der Raumstation ja Trainingsmöglichkeiten, ein Laufband, ein Fahrrad sowie ein Krafttrainingsgerät. Das wirkt auch schon ganz gut, aber kann die Abbauprozesse noch nicht zufriedenstellend eindämmen. Zudem muss man das sehr lange machen: jeden Tag zweieinhalb Stunden. Deshalb versucht man hier, etwas Effektiveres zu finden. Zum einen, um die muskuloskelettalen Vorgänge, aber auch ein Schrumpfen des Herzens und des Gehirns in der Schwerelosigkeit zu stoppen.

Gleichzeitig wächst der Körper aber in die Länge, stimmt das?

Ganse : Genau, es dehnen sich nämlich die Bandscheiben bei Schwerelosigkeit auf, schon in den ersten 24 Stunden um etwa 5,5 Zentimeter! Es gab sogar einen Kosmonauten (Anm.: ein russischer Astronaut), der ist 13 Zentimeter größer geworden und hat nicht mehr in seinen Raumanzug gepasst. Er konnte deshalb nicht zur Erde zurück, sondern musste erst auf einen neuen Raumanzug warten. Interessanterweise haben Raumfahrer eine erhöhte Wahrscheinlichkeit für einen Bandscheibenvorfall, wenn sie wieder zurück zur Erde kommen. Im Weltraum schwellen die Bandscheiben an, das Gewebe rundherum wird ausgedehnt und ausgeleiert. Wenn auf der Erde die Schwerkraft wieder auf sie einwirkt und das Stützgewebe rundherum aber ausgeleiert ist, hält es die Bandscheiben nicht mehr so gut fest.

Gibt es weitere Erkrankungen oder Befindlichkeiten, auf die sich ein künftiger Astronaut einstellen muss?

Ganse : Ganz typisch sind noch Schlafprobleme, einerseits wegen der Rückenschmerzen, andererseits aber auch wegen der Geräusche. So eine Raumstation ist ja sehr laut. Besonders bei männlichen Astronauten treten auch Sehprobleme auf, dass sie etwa nach ihrer Rückkehr nicht mehr so klar sehen, wie vorher. In der Fachsprache ist die Rede vom Sans-Problem. Die Theorie ist, dass ein gesteigerter Hirndruck mitspielt. Man beobachtet einen fluid shift von den Beinen Richtung Oberkörper und Gehirn. Die Weltraummedizin glaubt, dass das zusammenhängt, aber das wird gerade noch untersucht.

Das tolle an der Weltraummedizin ist, dass es noch viele Sachen gibt, die jetzt erst festgestellt werden, obwohl man schon seit so vielen Jahren im All ist, hatte man das mit Sehproblemen noch gar nicht bemerkt. Vor allem jetzt, wo es langsam Richtung Mars- und Langzeitflüge geht. Bisher war ja noch nie ein Mensch außerhalb des Systems Erde-Mond.

Wie oft kommt es zu medizinischen Notfällen an Bord eines Spaceshuttles oder einer Raumstation?

Ganse : Das kommt natürlich darauf an, wie man das definiert. Es gibt ja mittlerweile einige Effekte, die kennt man und weiß: Das ist halt einfach so in Schwerelosigkeit. Zum Beispiel die Weltraumkrankheit, dass einem in den ersten Tagen fürchtbar übel ist und man viel Erbrechen muss. Das würde ich nicht mehr als Notfall bezeichnen. Insgesamt wird das Ganze aber relativ gut vertragen. Es gab noch nie jemanden, der im Weltraum gestorben ist, außer bei der Landung, wenn etwas schiefgegangen ist. Im Erdorbit ist aber zum Glück noch nichts Schlimmes passiert.

Welche konkreten medizinischen Vorfälle in der Geschichte der Raumfahrt sind Ihnen besonders im Gedächtnis geblieben?

Ganse : Einmal hatte ein Raumfahrer eine Urosepsis aufgrund eines festgesetzten Nierensteins, weshalb seine Mission abgebrochen werden musste. Auch Wunden und Quetschungen hat es schon gegeben. Interessanterweise schwellen Extremitäten in Schwerelosigkeit gar nicht an, sodass man eine Verletzung häufig als weniger einschätzt.

Am Weg zum Mond gab es durchaus schon mehrere Notfälle, da ist es häufiger mal zu Herzrhythmusstörungen gekommen. Es gibt auch das sogenannte „Apollo 15 Syndrom“: Die Raumanzüge, mit denen die Astronauten auf dem Mond gelaufen sind, wurden defekt, sodass die Astronauten aus ihrem Trinksystem nicht mehr genug Wasser bekommen haben. Die Folge war Dehydrierung, mit Schmerzen in den Fingerkuppen und Herzrhythmusstörungen. Leider ist einer dieser Astronauten nach seiner Rückkehr auf die Erde gestorben. Man sieht: Eine Raumfahrt ist also nicht mal eben so leicht zu nehmen.

Wurde im Weltall schon einmal eine Operation durchgeführt?

Ganse : Nein. Das liegt daran, dass man immer innerhalb von 24 Stunden auf die Erde zurückkehren kann, solange man im Erdorbit ist. Daher gab es bisher auch keine Notwendigkeit, diese Dinge zu erforschen oder auszuprobieren. Man hatte ganz ursprünglich bei den Plänen der ISS an ein medizinisches Modul gedacht, wo man das alles hätte ausprobieren können. Das ist dann aber Sparmaßnahmen zum Opfer gefallen. Deshalb hat man nur sehr rudimentäre Vorstellungen von medizinischen Behandlungsvorgängen in der Schwerelosigkeit.

Das ist erst jetzt ein so großes Thema, seit es darum geht, größere Distanzen zurückzulegen. Bei einem Notfall auf einer Marsmission könnte man nicht eben mal schnell zurück zur Erde fliegen – da ist man erst mal zwei Jahre unterwegs. Es muss daher alles, was man brauchen könnte, bereits im Raumschiff vorhanden sein. Das ist auch ein großes ethisches Thema. Die NASA sagt, wir haben zu wenig Platz. Im Fachjargon nennen wir das „payload“. In der Weltraum-Community wird gerade lebhaft diskutiert, wie viel man wirklich mitnehmen muss und wofür man gewappnet sein sollte. Da gilt es jetzt, einen guten Mittelweg zu finden. Gleichzeitig wird aber auch an neuen, kompakteren Geräten gearbeitet, etwa besonders kleine Ultraschallgeräte, handliche Apparate zur Nierenstein-Zertrümmerung, etc. Davon würden schließlich auch die Menschen auf der Erde profitieren.

Welche Hilfsmittel zu Therapie und Diagnostik gibt es denn bereits auf der ISS und welche Arzneien stehen den Raumfahrern zur Verfügung?

Ganse : Es gibt natürlich eine Erste Hilfe-Versorgung, also einen Defibrillator, die wichtigsten gängigen Notfall-Medikamente, etc. Man muss sich das ungefähr so vorstellen wie in einem Rettungswagen. Zudem gibt es EKG, Ultraschall, aber kein Röntgen und keine Möglichkeiten für operative Eingriffe.

Eines der größten Probleme in der medizinischen Versorgung in der Raumfahrt ist, dass Medikamente im Weltall aufgrund der Strahlung schnell ihre Wirkung verlieren. Im Erdorbit geht das gerade noch, bei weiteren Flügen wird das aber immer schwieriger. Man muss miteinberechnen, dass man für dieselbe Wirkung immer höhere Dosen braucht. Wer etwa Antibiotika mit zum Mars nimmt, bräuchte auf der Rückfahrt bereits die dreifache Dosis, wie auf dem Hinflug.

Ist das einer der Gründe, warum die Pläne der Mars One Mission schon vor der Umsetzung gescheitert sind?

Ganse : Die Mars One Mission ist sowieso etwas ganz Spezielles. Alle, die wirklich mit dem Thema Raumfahrt vertraut sind, haben das von vornherein für Unsinn gehalten. Die Organisation hat nie funktionsfähige Konzepte vorgelegt – in keiner Weise. Weder ein Raumschiff, weder medizinische Konzepte, noch sonst etwas. Vonseiten Mars One wurde immer nur geredet. Genauso wie Elon Musk und sein SpaceX-Programm medizinisch noch überhaupt keine Lösungsvorschläge für die wesentlichen, drängenden Probleme gebracht haben. Die einzigen, die im Moment wirklich ernsthafte Konzepte haben, sind die großen Raumfahrtorganisationen wie die NASA, die Russen und die Chinesen. Das sind diejenigen, die Experten haben, die an diesen Themen brüten und auch etwas zustande bringen können. Aber Mars One hatte nie mehr vorzuzeigen als ein nettes 3D-Modell – geschweige denn ein echtes Raumschiff in Auftrag gegeben.

Für jene Ärzte, die nach dem Lesen das Weltraumfieber packt: Wie wird man denn eigentlich Weltraummediziner?

Ganse : Ich selbst bin Fachärztin für Physiologie sowie für Orthopädie und Unfallchirurgie. Physiologie ist in der Form ja in vielen Ländern kein eigener Facharzt. Ich habe meine Ausbildung jedenfalls beim Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt gemacht und dort die Astronauten vor und nach den Flügen medizinisch mitbetreut, viel Forschung gemacht, Bettruhestudien durchgeführt, war aber auch schon einigen internationalen Projekten mit dabei. Tatsächlich ist die Weltraummediziner-Community eine sehr kleine, das muss man schon sagen. Wenn man als fertig ausgebildeter Arzt in das Thema einsteigen möchte und schon ein bisschen Forschung gemacht hat, gibt es immer wieder Studien, die von der ESA ausgeschrieben werden. Dort kann man als Wissenschaftler Experimente einreichen. So sind auch wir zu unserer aktuellen Studie gekommen. In nächster Zeit werden sicher einige Calls von dieser Stelle folgen – sogenannte „announcements of opportunity“, wie es bei der ESA heißt. Etwa für die neue Raumstation, die geplant wird, oder auch wieder einmal für die Antarktis oder weitere Bettruhestudien. Bei der ESA gibt es auch die sogenannten flight surgeons. Das sind meistens Allgemeinmediziner, die sich direkt um die Astronauten selbst kümmern. Dieser bekommt immer für zwei Jahre einen Astronauten zugeteilt. In den USA ist das aber natürlich ein viel coolerer Job als in Deutschland!

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