FESTVORTRAG
Knochen und Muskel in der Schwerelosigkeit -
Eine Würdigung des Beitrages von Dieter Felsenberg zur Weltraum-Medizin
Reinhold Ewald & Jörn Rittweger
Die menschliche Raumfahrt ist auch heute noch ein Abenteuer. Gerade durch das Einsetzen der Schwerelosigkeit ist der längere Aufenthalt im Weltraum mit großen Herausforderungen an die psychische und physische Anpassungsfähigkeit der Besatzung verbunden. Dieses betrifft den Bewegungsapparat, wo es schnell zu einem deutlichen Knochenabbau und zur Muskelatrophie kommt. Dieser Abbau tritt an der unteren Extremität und in gewissem Ausmaß auch am Körperstamm auf, nicht aber an der oberen Extremität. Die regionale Betonung der Veränderungen spricht gegen die ursprünglichen Hypothesen z.B. eines Vitamin-D Mangels, sondern legt vielmehr eine mechanische Hypothese nahe. Als Dieter Felsenberg sich 1996 dazu entschloss, die ‚Muskel-Knochen‘-Hypothese wissenschaftlich zu untersuchen, erkannte er schnell die mögliche Bedeutung für Gegenmaßnahmen im All ebenso wie in gleichgelagerten Fällen in der Geriatrie: wenn der Knochen sich den durch regionale Muskelkontraktionen entstehenden Kräften anpasst, und weil Astronauten in der Schwerelosigkeit ihre Beinmuskulatur nicht ausreichend aktivieren können, dann ist der Bein-betonte Knochenabbau die logische Konsequenz hieraus. Folglich müsste man die Muskulatur im Weltraum so trainieren, dass ein ausreichendes Maß von Knochenverformungen erreicht wird.
Bettruhe-Studien in 6°-Kopftieflage sind ein Modell, um die typischen Veränderungen im All auch auf der Erde nachzubilden. Um Effekte am Knochen zusehen, sollte die Liegedauer mindestens zwei Monate betragen. So konnte die Gruppe von Dieter Felsenberg in den vergangenen zwei Jahrzehnten die Wirksamkeit von verschiedenen Trainingsmethoden untersuchen. In der LTBR-Studie erwies sich das Kraft-Training mit Flywheel als teilweise effektiv für Muskeln und Knochen, während in der WISE Studie ein Laufbandtraining – in liegender Position! - ohne wirksamen Effekt blieb. In der BBR-Studie konnte dann durch ein Widerstands-Vibrationstraining die Muskulatur und der Knochen vollständig erhalten werden, und die Nachfolger-Studie BBR-2 wies den eigenständigen Effekt der Vibration für den Knochen nach. Schließlich wurde in der RSL-Studie ein reaktives Sprungtraining als hochwirksam gefunden. Zusammenfassend ergibt sich, dass der Erhalt einer kraftfähigen Muskulatur eine wichtige Voraussetzung auch für den Erhalt des Knochens scheint. Vor diesem Hintergrund sollten die Trainingsmaßnahmen für die Raumfahrt überdacht werden, ebenso wie die physiotherapeutischen Interventionen in der Geriatrie.
