Wie tickt die innere Uhr des Menschen bei Langzeitisolation?

Das Thermolab im Einsatz auf der ISS

Die Gesundheit und Leistungsfähigkeit eines Menschen hängt in entscheidendem Maße von seiner inneren Uhr ab, die durch den natürlichen Tag-Nacht-Wechsel getaktet wird. Die Mediziner sprechen in diesem Zusammenhang von individuellen zirkadianen Rhythmen, das heißt, das jeder Mensch eine andere innere Uhr hat. Die Berliner Weltraummediziner vermuteten, dass sich die innere Uhr der sechs Probanden im Mars500-Container durch Stress, Isolation, Beengtheit und veränderten Lichtverhältnissen verstellen wird.

Um das zu beweisen ermittelten sie die Körperkerntemperatur der sechs Crewmitglieder vor, während und nach dem Mars500-Experiment. Unter Körperkerntemperatur ist die Temperatur der inneren Organe zu verstehen, die der Körper konstant zu halten sucht. Diese Temperatur erweist sich als Frühindikator für Veränderungen im Körper. Durch ihre kontinuierliche Beobachtung lassen sich beispielweise Erschöpfungszustände beurteilen oder Entzündungen im Körper erkennen.

Für die Untersuchungen kam das in Berlin entwickelte Thermolab zum Einsatz. Es ermittelt einfach, schnell und zuverlässig die Körperkerntemperatur des Menschen mit einem Doppelsensor. Das weltweit einzigartige Gerät befindet sich zur gleichen Zeit auch auf der ISS im Einsatz. Dadurch lassen sich die Ergebnisse von Mars500 mit der ISS vergleichen. Auch auf der Raumstation leben sechs Personen, die mit Stress, Isolation, Beengtheit, veränderten Lichtverhältnissen und darüber hinaus mit Schwerelosigkeit auskommen müssen.

Alexej Sitew erprobt das Thermolab

Die ersten Ergebnisse von Mars500 bestätigen die Ausgangsvermutung: Die Körperkerntemperatur veränderte sich während der anderthalb Jahre. Zum einen sank sie durchschnittlich um 0,4 Grad Celsius, zum anderen verschoben sich das Temperaturminimum und -maximum auf andere Tageszeiten. Schwankungen der inneren Uhr beeinflussen nahezu alle physiologischen und psychologischen Systeme. „Die Temperatur ist der Dirigent, der gesamte Körper das Orchester", erläutert Prof. Gunga und ergänzt: „Während der Isolation ist dieses Orchester leicht aus dem Takt gekommen."

Hinsichtlich des über die Raumfahrt hinausgehenden Einsatzspektrums besitzt das Thermolabsystem ein großes Anwendungspotenzial. Mit dem Sensor lassen sich beispielsweise die Feuerwehrleute im Löscheinsatz überwachen, um Erschöpfung und Überhitzung frühzeitig erkennen und so einem Hitzschlag vorbeugen zu können. Aber auch andere Personen, die unter extremen Bedingungen arbeiten, könnten von der neuen Messtechnologie profitieren. Hierzu zählen Bergleute, Stahlarbeiter, Soldaten im Kampfeinsatz, Taucher, Bergsteiger, Polarforscher und Hochseefischer.

Leitung des Experimentes:
Prof. Dr. Hanns-Christian Gunga, Zentrum für Weltraummedizin, Charité Berlin

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