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May 04, 2023

Rückenschmerzen kommen bei Astronauten sehr häufig vor

Seit Jahrtausenden zieht es den Menschen dazu, den Kosmos zu erkunden. Seit Apollo 11

Seit Jahrtausenden zieht es den Menschen dazu, den Kosmos zu erkunden. Seit Apollo 11-Astronauten 1969 zum ersten Mal den Mondboden betraten, haben mehr als 72 Länder ihre eigenen Raumfahrtprogramme ins Leben gerufen. Und da die NASA plant, bis 2028 eine dauerhafte Präsenz auf dem Mond aufzubauen, einschließlich eines möglichen Stützpunkts für künftige Missionen zum Mars, wird die bemannte Weltraumforschung in den kommenden Jahren voraussichtlich rasant voranschreiten.

Aber jeder Weltraumreisende muss möglicherweise mit einem überraschend banalen (und sehr häufigen) irdischen Problem zu kämpfen haben: Rückenschmerzen.

Laut einem Bericht eines Forscher- und Ärzteteams, der 2021 in der Fachzeitschrift Anesthesiology veröffentlicht wurde, leiden mehr als die Hälfte der Raumfahrer während ihrer Reise unter irgendeiner Form von Rückenschmerzen. Während die meisten Rückenschmerzen im Weltraum dazu neigen, von selbst nachzulassen, sagen die Wissenschaftler sagen voraus, dass die Zahl der Menschen, die unter solchen Beschwerden leiden, parallel zum prognostizierten Anstieg der Zahl der Menschen, die über unsere Atmosphäre hinausreisen, zunehmen wird.

Darüber hinaus könnten weitere Untersuchungen von Methoden zur Vorbeugung, Diagnose und Behandlung von Rückenschmerzen bei Astronauten – wie spezielle Raumanzüge und bestimmte Arten von Übungen – auch erdgebundenen Menschen zugute kommen, die mit Rückenschmerzen zu kämpfen haben.

Sie müssen nicht in der Schwerelosigkeit schweben oder an Bord der Internationalen Raumstation klettern, um die Belastung eines schmerzenden Rückens zu spüren.

Fast 65 Millionen Amerikaner leiden zu jedem Zeitpunkt unter Rückenschmerzen, und etwa 16 Millionen Erwachsene leiden unter chronischen Schmerzen, die ihre täglichen Aktivitäten einschränken. In den USA ist es die sechstteuerste Erkrankung und verursacht jährlich Kosten in Höhe von 12 Milliarden US-Dollar für die Gesundheitsfürsorge und die damit verbundenen Kosten.

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„In einigen Bevölkerungsgruppen ist es die häufigste Ursache für Behinderungen weltweit“, sagt Steven P. Cohen, einer der Mitautoren des Berichts und Professor für Anästhesiologie und Intensivmedizin an der Johns Hopkins Medicine. „Und so gut wie jeder hat Rückenschmerzen – wenn man körperlich aktiv ist, bekommt man Rückenschmerzen, auch wenn sie nicht gemeldet werden.“

In ihrem Bericht führten die Wissenschaftler einen umfassenden Überblick über frühere Studien durch, in denen die Auswirkungen der Raumfahrt auf die Wirbelsäule analysiert wurden. Ihre Untersuchung ergab, dass 52 Prozent der Raumfahrer in den ersten zwei bis fünf Tagen des Raumflugs Rückenschmerzen hatten, als sie sich an die Mikrogravitation gewöhnten, basierend auf einer Studie über 722 Raumflüge, die 2012 in Aerospace Medicine and Human Performance veröffentlicht wurde.

Während die meisten Fälle von Rückenschmerzen bei Astronauten vorübergehend und mild waren und 90 Prozent der Astronauten Linderung durch Bewegungen wie das Beugen der Wirbelsäule oder das Anziehen der Knie an die Brust verspürten, beeinträchtigten die Beschwerden dennoch ihre Fähigkeit, Aufgaben auszuführen.

Obwohl die meisten Fälle der als „Raumanpassungs-Rückenschmerzen“ bezeichneten Erkrankung auf die ersten Tage in der Schwerelosigkeit beschränkt sind, kann die Belastung durch die wechselnden Gravitationskräfte immer noch Probleme wie einen Bandscheibenvorfall verursachen – eine Verletzung des gummiartigen Gewebestreifens zwischen der Wirbelsäule Knochen. Laut einer NASA-Studie aus dem Jahr 2010 ist die Wahrscheinlichkeit eines Bandscheibenvorfalls bei Astronauten mindestens viermal höher als bei der Allgemeinbevölkerung, insbesondere unmittelbar nach ihrer Rückkehr auf die Erde.

Wissenschaftler haben immer noch nicht genau herausgefunden, warum Rückenschmerzen bei Astronauten so häufig vorkommen.

„Die Gründe dafür sind unklar“, sagt Cohen. „Aber es hat wahrscheinlich mit der Dehnung der Bänder zu tun, die [in der Schwerelosigkeit] auftreten kann.“

Das liegt daran, dass unsere Wirbelsäule darauf ausgelegt ist, unseren Körper unter dem Gravitationsdruck auf der Erde zu stützen – insbesondere die Krümmung der Wirbelsäule, eine S-förmige Biegung, die es unserem Körper ermöglicht, der Schwerkraft zu widerstehen, flexibel zu bleiben und Gewicht und Stöße zu absorbieren. In der Mikrogravitation ist diese Kurve abgeflacht.

Die Forscher fanden heraus, dass Daten aus den frühesten Erkundungen des Weltraums darauf hindeuten, dass Astronauten durch den Verlust ihrer Wirbelsäulenkrümmung um weitere 3 Zoll an Körpergröße zunahmen. Bei der Rückkehr zur Erde kehrt diese Kurve normalerweise zurück.

Kürzlich ergaben MRT-Scans, dass moderne Astronauten auch in der Schwerelosigkeit eine abgeflachte Wirbelsäule entwickelten, wie aus einer 2018 im Spine Journal veröffentlichten Studie hervorgeht. Die Wissenschaftler vermuten, dass dies möglicherweise nicht nur zu ihren akuten Schmerzen beiträgt, sondern auch ihre Schmerzen verstärkt Verletzungsgefahr, wenn sie auf der Erde landen und wieder die volle Schwerkraft spüren.

Dennoch gibt es noch andere mögliche Faktoren, die über die Verzerrungen der Mikrogravitation hinausgehen – wie zum Beispiel der starke physische Druck, der entsteht, wenn man mit einem Shuttle, das eine Geschwindigkeit von 28.000 km/h erreichen kann, in den Weltraum fliegt. Änderungen in den Ernährungsgewohnheiten von Astronauten können auch die Ernährungswerte verändern und möglicherweise die Gesundheit und Heilung des Gewebes beeinträchtigen.

Glücklicherweise haben Astronauten diesen Stressfaktoren seit Jahrzehnten standgehalten.

Während des gesamten Weltraumzeitalters, sagen die Forscher in ihrem Bericht, seien Widerstandsübungen – von Isometrien und Kniebeugen bis hin zu Ausfallschritten und Bankdrücken – ein Grundpfeiler der Rückenschmerzprävention gewesen. Während Trainingsgeräte und andere Krafttrainingsgeräte auf manchen Raumstationen zur Vorbeugung und Linderung von Symptomen beitragen können, ist dies immer noch ein enormer Zeitfresser, da Astronauten täglich zwei bis drei Stunden trainieren müssen, während sie in der Schwerelosigkeit schweben.

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Es gibt auch andere Gegenmaßnahmen. Spezielle Anzüge können einen Wirbelsäulenwiderstand bieten, der den Druck nachahmt, der unter der Schwerkraft der Erde entsteht. Beispielsweise erhöht der kürzlich neu gestaltete Skinsuit „Gravity Loading Countermeasure“ schrittweise die Spannung, die ein Astronaut an seinen Gliedmaßen und seiner Wirbelsäule verspürt.

Weitere im Bericht erwähnte Methoden sind vorbeugende Massagen und Nahrungsergänzungsmittel vor und während der Raumfahrt. Es gibt auch neue Technologien wie die neuromuskuläre Elektrostimulation, bei der spezielle Geräte zum Senden elektrischer Impulse verwendet werden, die nach einer Expedition die Kontraktion bestimmter Muskeln bewirken.

Auch andere Fortschritte könnten uns auf der Erde zugute kommen. Cohen weist auf Langstrecken-Lkw-Fahrer hin, bei denen das Risiko besteht, Rückenprobleme zu entwickeln, was zum Teil auf die Vibrationen zurückzuführen ist, die sie beim Rumpeln ihrer Fahrzeuge verspüren.

„Wenn wir bessere Mittel zur Isolierung von Piloten und Astronauten entwickeln können, können wir möglicherweise dasselbe auch für Lkw-Fahrer tun“, sagt Cohen. „Und wenn wir empfindlichere Mittel zur Erkennung von Pathologien in Bandscheiben, Gelenken und Bändern entwickeln können, könnte dies allen zugute kommen – der Bevölkerung als Ganzes.“

Dennoch weist Cohen darauf hin, dass eine sensiblere Diagnostik das Potenzial hat, in beide Richtungen zu wirken, was bedeutet, dass sie dabei helfen könnte, herauszufinden, welche Patienten zusätzliche Unterstützung benötigen, sie könnte aber auch umfassend bei Rückenproblemen eingesetzt werden, die möglicherweise keiner Behandlung bedürfen. „Man muss bei der Verwendung nur vorsichtig sein“, sagt er. In der Zwischenzeit werden die Bemühungen zur Vorbeugung von Rückenschmerzen fortgesetzt.