SOLO: Knochenschwund durch Salz?

Fördert Salz den Knochenabbau?

Fast dreieinhalb Jahre lief im europäischen Columbus-Modul das Ernährungs- und Physiologie-Experiment SOLO, an dem insgesamt neun ESA- und NASA-Langzeitastronauten teilnahmen. SOLO untersucht den Zusammenhang zwischen erhöhter Salzaufnahme, Salzspeicherung im Körper und beschleunigtem Knochenabbau.

Durch Experimente bei irdischen Isolationsstudien und auf der Raumstation MIR in den 1990er-Jahren entdeckte man einen noch völlig unbekannten Mechanismus der Salzspeicherung. Folgestudien zum Salzhaushalt des menschlichen Körpers deckten einen weiteren unerwarteten Zusammenhang auf: Offenbar fördert eine hohe Salzzufuhr den Knochenabbau.

Salzbedingter Knochenschwund

Als Ursache für den durch zu viel Salz bewirkten Knochenschwund wird eine vermehrte Kalziumausscheidung über den Urin und ein veränderter Säure-Basen-Haushalt – genauer: eine leichte Übersäuerung des Körpers, die die knochenabbauenden Zellen aktiviert – diskutiert. Das Experiment SOLO (SOdium LOading in Microgravity) untersucht diesen Zusammenhang zwischen erhöhter Salzaufnahme und Knochenschwund unter den Bedingungen der Schwerelosigkeit.
Zur Vorbereitung von SOLO wurde 2007 in einer Bettruhestudie beim DLR-Institut für Luft- und Raumfahrtmedizin in Köln ein vergleichbares Experiment unter simulierter Schwerelosigkeit durchgeführt. „Dabei konnten wir eindeutig zeigen, dass der Knochenabbau bei sehr hoher Salzzufuhr um bis zu 50 Prozent erhöht war“, erläutert die zuständige Ernährungswissenschaftlerin beim DLR, Dr. Petra Frings-Meuthen.

SOLO auf der ISS

Andre Kuipers verstaut SOLO-Proben im Tiefkühlschrank MELFI

Im Oktober 2008 lief dann das Experiment auf der Raumstation an. Jeder SOLO-Teilnehmer unter den Astronauten absolvierte auf der ISS zwei fünftägige Spezialdiäten. In den ersten fünf Tagen nahmen die Teilnehmer mit der Nahrung täglich fünf Gramm Salz und in den zweiten fünf Tagen jeweils 14 g Salz zu sich. Zum Ende der Diät-Phasen wurden Urin- und Blutproben genommen. Auch die Körpermasse wurde bestimmt.
Zur Datenerfassung und Probenentnahme diente das europäische Physiologie-Labor EPM (European Physiology Module) an Bord von Columbus. Daten zum Säure-Basen-Haushalt wurden bereits auf der ISS einer ersten Analyse unterzogen. Alle anderen Proben wurden zwecks eingehender Untersuchung auf der Erde eingefroren. Ein Vergleich der engmaschigen Daten aus der ersten und zweiten Diätphase soll Aufschlüsse liefern über die physiologischen und biochemischen Mechanismen hinter den beobachteten Auswirkungen der Salzzufuhr.
Letzter SOLO-Teilnehmer auf der ISS war im Februar 2012 der ESA-Astronaut André Kuipers. Damit war die Experimentalphase im All beendet.

SOLO auf der Erde

Zwecks wissenschaftlichen Vergleichs sollen die Daten aus dem All mit entsprechenden Daten korreliert werden, die am Boden unter Schwerkrafteinfluss erhoben wurden. „Die Teilnehmer müssen die SOLO-Diätphasen deshalb auf der Erde wiederholen", so Petra Frings-Meuthen. Dies ist aber erst sechs Monate nach Rückkehr der Astronauten möglich, weil sich deren Knochenstoffwechsel von der Schwerelosigkeit erholen muss. Da André Kuipers erst Anfang Juli 2012 zur Erde zurückkehren wird, ist das SOLO-Experiment inklusive Diätphasen am Boden also frühestens Anfang 2013 abgeschlossen. Dann erst kann die umfassende wissenschaftliche Auswertung beginnen.

Praktischer Nutzen des Experiments

Die SOLO-Ergebnisse werden nicht nur dazu beitragen, Ernährungspläne und Nahrungsmittel für künftige Langzeitmissionen im All zu optimieren. Sie werden vor allem neue Einblicke in die Mechanismen des Muskel- und Knochenstoffwechsels und in den Prozess des Knochenabbaus eröffnen und so helfen, neue Therapieansätze zur Bekämpfung der Volkskrankheit Osteoporose zu entwickeln.
Auch für Bettlägerige, die wie Astronauten mangels mechanischer Belastung sowieso an Knochenmasse verlieren, sind die SOLO-Ergebnisse interessant, weil sich dann eventuell durch salzarme Ernährung zusätzlicher Knochenschwund vermeiden lässt. „Das gilt im Grunde genommen für die zunehmend körperlich inaktive Gesellschaft insgesamt. Auch hier tragen die SOLO-Ergebnisse dazu bei, ernährungsbedingte Faktoren auszuschalten, die die Folgen mangelnder Bewegung noch verschlimmern", so Frings-Meuthen.

Weitere Informationen:

Dr. Petra Frings-Meuthen
Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt
Institut für Luft- und Raumfahrtmedizin
Linder Höhe
D – 51147 Köln
Fon: +49 (0) 2203 / 6013034
Petra.Frings-Meuthen @ dlr.de

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