Vergleich von muskuloskelettalen Reaktionen und ihrer Variabilität nach Langzeitraumflug und längerer Bettruhe

Warum Leben ohne Schwerkraft für den Körper wichtig ist

Menschen monatelang ins All zu schicken ist längst keine Science-Fiction mehr, doch unsere Körper sind weiterhin für das Leben unter der Erdanziehung gebaut. Diese Studie fragt, was wirklich mit Beinmuskeln und Knochen passiert während langer Aufenthalte auf der Umlaufbahn und während längerer Phasen strikter Bettruhe auf der Erde, und ob einfache Bettrue-Experimente das Original zuverlässig nachbilden können. Die Antworten sind nicht nur für Astronauten auf künftigen Fernmissionen wichtig, sondern auch für Menschen, die aus medizinischen Gründen ans Bett gebunden sind.

Zwei Wege, das Leben ohne Belastung der Füße zu simulieren

Die Forschenden kombinierten Daten aus zwei Projekten. Eines begleitete 13 männliche Raumfahrer, die jeweils etwa sechs Monate auf der Internationalen Raumstation lebten und fast täglich mit Laufbändern und Widerstandsgeräten trainierten. Das andere verfolgte 11 gesunde junge Männer, die 60 Tage in strikter Kopf-nach-unten-Bettruhe verbrachten, eine bekannte Methode, um die fehlende Belastung des Körpers nachzuahmen. In der Bettruhe führten die Teilnehmenden keinerlei schützendes Training durch. In beiden Settings wurden Abbildungen des Unterschenkels vor, unmittelbar nach und bis zu drei Monate nach der Entlastungsperiode aufgenommen, um zu sehen, wie sich Muskeln und Schienbein veränderten und erholten.

Was mit Muskeln und Knochen passiert

Das Team konzentrierte sich auf die Wadenmuskulatur und das Schienbein, die normalerweise einen großen Teil des Körpergewichts tragen. Nach dem Raumflug verringerte sich die Querschnittsfläche der Wadenmuskeln um etwa 13 Prozent, obwohl die Besatzung regelmäßig im Orbit trainierte. Die Muskelgröße erholte sich dann innerhalb von drei Monaten auf der Erde wieder auf das Niveau vor dem Flug. Das Schienbein erzählte eine andere Geschichte. Der gesamte Mineralgehalt nahm an allen gemessenen Stellen ab, um bis zu etwa 4 Prozent, und dieser Verlust war noch drei Monate nach der Landung deutlich. Die Scans zeigten, dass zwar die Gesamtgröße des Knochens gleich blieb, das Gewebe im Inneren jedoch weniger dicht mineralisiert wurde.

Weltraum versus Bettruhe auf der Erde

Als dieselben Messungen nach 60 Tagen Bettruhe untersucht wurden, ergab sich ein klares Muster. Der Muskelschwund auf der Erde war nur etwa halb so groß wie im Orbit, obwohl die Bettruhe-Teilnehmenden überhaupt nicht trainierten. Im Gegensatz dazu war der Knochenverlust bei Bettruhe überraschend ähnlich zu dem im Weltraum, besonders im zentralen Schaft des Schienbeins. Der Großteil des Knochenverlusts trat früh auf und verlangsamte sich dann. Die Forschenden prüften, ob der Knochen in den ersten zwei Wochen nach dem Wiederaufstehen weiter dünner wurde — ein Muster, das in einigen früheren Bettruhe-Studien beobachtet wurde — fanden jedoch in der Raumfluggruppe keinen starken oder konsistenten zusätzlichen Verlust.

Warum Menschen unterschiedlich reagieren

Nicht jeder Körper reagierte gleich. Einige Besatzungsmitglieder und Teilnehmende verloren deutlich mehr Muskel- oder Knochenmasse als andere, und selbst innerhalb einer Person konnten verschiedene Bereiche des Schienbeins in unterschiedlichem Maße schwächer werden. Ältere Raumfahrer neigten dazu, mehr Muskel- und Knochenverlust an den Enden des Schienbeins zu erleiden und sich langsamer zu erholen. Drei Astronauten wurden auf separaten Missionen zweimal untersucht; bei ihnen war der Muskelschwund auf beiden Flügen ähnlich, doch ihr Knochen erholte sich nach der zweiten Reise schlechter. Mithilfe sorgfältiger Statistik zeigten die Autorinnen und Autoren, dass die Streuung der Reaktionen zwischen Personen und zwischen Messstellen nicht allein durch zufälliges Rauschen in den Scans erklärt werden konnte.

Was das für künftige Besatzungen und Patientinnen und Patienten bedeutet

Für Raumfahrtagenturen ist die Kernbotschaft, dass die derzeitigen Trainingsroutinen im Orbit zwar hilfreich sind, aber Knochen und Muskeln nicht vollständig vor den Effekten der Schwerelosigkeit schützen, und dass einige Individuen von Natur aus stärker gefährdet sind. Für Forschende stützen die Ergebnisse die Verwendung langer Bettruhe als realistische Alternative zum Raumflug, wenn untersucht wird, wie und warum Muskeln und Knochen verschleißen. Einfach ausgedrückt können etwa zwei Monate strikte Bettruhe den Knochenabbau einer sechsmonatigen Mission nachbilden, während rund 80 Tage Bettruhe nötig sind, um den Muskelschwund zu erreichen. Das erleichtert und sichert Tests neuer Trainingsmethoden und hilft, diejenigen zu identifizieren, die auf langen Reisen fern von der Erde zusätzlichen Schutz benötigen.

Zitation: Böcker, J., Lau, P., Mittag, U. et al. Comparison of musculoskeletal responses and its variability after long-term spaceflight and prolonged bed rest conditions. npj Microgravity 12, 43 (2026). https://doi.org/10.1038/s41526-026-00611-2

Schlüsselwörter: Raumflug, Mikroschwerkraft, Bettruhe, Knochenverlust, Muskelatrophie