Flüssigkeitsverlagerungen sind die Haupttreiber der durch Mikrogravitationssimulation ausgelösten immun‑physiologischen Veränderungen: Ergebnisse der VIVALDI‑Studien

Warum der Raum unseren Körper verändert

Während sich die Menschheit auf längere Reisen zum Mond und Mars vorbereitet, stellt sich eine große Frage: Wie beeinflusst die annähernde Schwerelosigkeit unsere Gesundheit, insbesondere unsere Abwehr gegen Infektionen? Echte Raumflüge sind selten und teuer, daher nutzen Forscher clevere erdgebundene Modelle, um Schwerelosigkeit zu imitieren. In dieser Studie wurde eines der realistischsten Modelle verwendet – das sogenannte „Trockeneintauchen“ – um zu beobachten, wie sich Körperflüssigkeiten und das Immunsystem bereits nach fünf Tagen bei gesunden Frauen und Männern verändern und ob sich diese Veränderungen zwischen den Geschlechtern unterscheiden.

Eine Badewanne, die Schwerelosigkeit nachahmt

Beim Trockeneintauchen liegen Freiwillige in einem warmen Wassertank, eingewickelt in einen wasserdichten Stoff, sodass sie nicht wirklich nass werden. Der Auftrieb nimmt fast jeden Druck unter dem Körper weg, ein wenig so, als würde man in der Luft schweben. Dieser zustandsfreie Halt führt dazu, dass Körperflüssigkeiten – Blut und andere Flüssigkeiten – von den Beinen in Richtung Brust und Kopf verlagert werden, ähnlich wie im Orbit. In den VIVALDI‑Studien wurden 18 Frauen und 19 Männer für fünf aufeinanderfolgende Tage eingetaucht. Die Forschenden bestimmten Blutbild, Botenstoffe des Immunsystems, Stresshormone und einfache Flüssigkeitsmarker vor dem Eintauchen, an Tag drei und fünf sowie erneut nachdem die Teilnehmenden wieder aufgestanden waren und sich normal bewegten.

Immunzellen in Bewegung

Während des Eintauchens veränderte sich die Zusammensetzung der zirkulierenden weißen Blutkörperchen auffällig, aber ausgeglichen. Die Zahlen von Granulozyten und natürlichen Killer‑(NK‑)Zellen – Erstverteidiger, die schnell auf Bedrohungen reagieren – stiegen bei Frauen und Männern an und erreichten ihren Höhepunkt etwa in der Mitte oder gegen Ende der fünf Tage. Gleichzeitig sanken die T‑Zellen, die gezieltere Immunantworten liefern, vorübergehend. Entzündungsassoziierte Botenstoffe gingen leicht nach oben, blieben aber auf sehr niedrigem Niveau, und ein allgemeiner Entzündungsmarker im Blut blieb normal. Kurz gesagt: Das Immunsystem reagierte deutlich auf die neue Umgebung, kippte jedoch nicht in eine ausgeprägte Entzündungsreaktion.

Stresssignale und ruhende Viren

Das Team untersuchte außerdem Hinweise darauf, dass die Stresssysteme des Körpers diese Immunveränderungen antreiben könnten. Klassische Stresshormone wie Cortisol und zwei verwandte Steroide (DHEA und DHEA‑S) blieben im normalen Bereich. Ein anderes Stressmolekül, Noradrenalin, stieg jedoch bei beiden Geschlechtern an – mit einem Unterschied: Bei Männern erhöhte es sich früh während des Eintauchens und blieb erhöht, während es bei Frauen bis nach dem Eintauchen niedrig blieb und erst beim Zurückkehren zum normalen Stehen und Gehen anstieg. Um zu prüfen, wie gut das Immunsystem tatsächlich zurechtkam, maßen die Forschenden das Absondern zweier häufiger „Mitfahrer‑Viren“, Epstein‑Barr‑Virus und Torque‑Teno‑Virus, die bei geschwächter Abwehr oft wieder aktiv werden. Epstein‑Barr zeigte nur geringe Veränderungen, aber das Torque‑Teno‑Virus nahm im Speichel bei etwa zwei Dritteln der Frauen zu, verglichen mit nur einem von fünf Männern, was auf subtile geschlechtsspezifische Unterschiede hinweist, die noch nicht erklärt sind.

Flüssigkeitsverlagerungen als Hauptursache

Eines der deutlichsten Ergebnisse war ein beträchtlicher Rückgang des Plasmavolumens – des flüssigen Anteils des Blutes – bei Frauen und Männern während des Eintauchens, begleitet von einer negativeren Wasserbilanz: Die Teilnehmenden tranken weniger, produzierte jedoch ähnlich viel Urin. Diese Veränderungen deuten darauf hin, dass der Körper auf das gefühlte Flüssigkeitsüberangebot im Oberkörper reagierte, indem er zirkulierende Flüssigkeit ausscheidete. Um zu testen, ob diese Verschiebungen – statt der Schwerelosigkeit selbst – die Haupttreiber der Immunveränderungen sind, verglichen die Forschenden ihre männlichen Freiwilligen mit einer anderen Gruppe von Männern, die fünf Tage im Kopf‑abwärts‑Lager (head‑down tilt bed rest), einem weiteren Standard‑Analogon für Raumflug, verbracht hatten. Beide Gruppen zeigten einige Immunverschiebungen, doch die Trockeneintauchgruppe wies stärkere Veränderungen im Flüssigkeitsvolumen, größere Zunahmen von Granulozyten und NK‑Zellen sowie höhere Noradrenalinwerte auf. Marker für Zellaktivierung deuteten auf einen milden, reversiblen Alarmzustand des Immunsystems hin, nicht auf eine echte Erkrankung.

Was das für künftige Raumfahrende bedeutet

Für Nichtfachleute ist die Quintessenz beruhigend, aber wichtig. In dieser kurzen, fünf Tage dauernden Simulation der Mikrogravitation zeigten Männer und Frauen im Großen und Ganzen ähnliche Immun‑ und Stressreaktionen, und es traten keine eindeutigen schädlichen geschlechtsspezifischen Effekte auf. Die Daten legen nahe, dass die rasche Umlagerung und der Verlust von Körperflüssigkeiten – eher als mysteriöse direkte Effekte der Schwerelosigkeit – die Hauptauslöser der hier beobachteten Immunveränderungen sind. Dieses Verständnis weist Ingenieurinnen, Ärzten und Ärzten praktikable Gegenmaßnahmen: bessere Flüssigkeitsregulierung und kardiovaskuläres Training zum Schutz der Besatzungen auf langen Missionen. Längere Studien und detailliertere Tests der Immunfunktion werden nötig sein, doch diese Befunde bringen uns dem sicheren Versand vielfältiger Besatzungen weiter ins All näher.

Zitation: Moser, D., Bareille, MP., Ombergen, A.v. et al. Fluid shifts are main drivers for microgravity simulation-induced immune-physiological changes: findings from the VIVALDI studies. npj Microgravity 12, 15 (2026). https://doi.org/10.1038/s41526-025-00555-z

Schlüsselwörter: Weltraumflug, Mikrogravitation, Immunsystem, Trockeneintauchen, Flüssigkeitsverlagerungen