Reisen zum Mars und Winterschlaf wie ein Braunbär | 2020

Inhaltsverzeichnis:

Anonim

Mit automatischen Systemen im Griff stünden die Astronauten vor der Herausforderung, auf engstem Raum zu leben und über einen extrem langen Zeitraum nicht viel zu tun zu haben. "Könnte auch ausschlafen!"

Die vom Advanced Concepts Team der ESA initiierten Studien sind noch einen Schritt weiter gegangen. Wäre es nicht schön, wenn Astronauten überwintern könnten?

Zwei Biologen untersuchen als ESA-Berater die physiologischen Mechanismen, die Säugetiere für den Winterschlaf nutzen.

Es gibt deutliche Unterschiede zwischen den Arten. Eine Siebenschläferin geht in einen tiefen Schlaf, wobei ihre Körpertemperatur gegen Null sinkt und ihr Stoffwechsel dramatisch unterdrückt wird. Während des "Winterschlafes" hält ein Braunbär bei nahezu normaler Körpertemperatur Winterschlaf. Seine Herzfrequenz sinkt um ein Viertel und er verbringt 3-7 Monate in einem Zustand der Erstarrung, weder beim Essen, Trinken, Stuhlgang noch beim Urinieren.

Prof. Marco Biggiogera vom Institut für Tierbiologie der Universität Pavia in Italien untersucht seit zwei Jahren, wie ein Opiatderivat die Aktivität lebender Zellen hemmt.

"Das Molekül DADLE ähnelt demjenigen, das wir im menschlichen Gehirn haben, und ähnelt einem der Proteine, die den Winterschlaf auslösen. Es kann den Energiebedarf von Zellen verringern, sei es in Kulturen isoliert oder in anderen Tieren oder Organismen vorhanden", erklärt Prof Biggiogera.

"Wir würden sehr gerne die grundlegenden Mechanismen verstehen und mit diesem Wissen versuchen, einen Zustand des Hypostoffwechsels bei einem Tier und vielleicht sogar eines Tages bei einem Menschen wiederherzustellen, obwohl dies wirklich weit entfernt ist."

An dieser Studie ist auch die Universität von Verona beteiligt. Dort wird das DADLE-Molekül in ein Nagetier injiziert, das speziell mit Sensoren ausgestattet ist, um Körpertemperatur, Herzfrequenz und andere lebenswichtige Aktivitäten zu messen. Nach dem Vergleich des Verhaltens des Tieres mit dem einer normalen Ratte werden die Hauptorgane der Testperson gescannt, um Änderungen festzustellen.

"Unsere vorläufigen Ergebnisse zeigen, dass vier Stunden nach einer DADLE-Injektion die Körpertemperatur merklich sinkt und die Ratte deutlich weniger aktiv ist", sagt Prof. Carlo Zancanaro.

"Irgendwann könnten wir diese Prozesse, die den Winterschlaf auslösen, mithilfe von Chemikalien oder auf andere Weise an Tiere wie Ratten anpassen, die normalerweise nicht überwintern. Was den Menschen betrifft, befinden wir uns jedoch noch in einem extrem frühen Stadium."

Die Forschung könnte auch zu weitreichenden Anwendungen im medizinischen Bereich führen, beispielsweise zur Verlängerung der Nutzungsdauer eines Transplantationsorgans oder sogar zu Herztransplantationsoperationen, während sich die Patienten in einem Zustand des Hypostoffwechsels befinden.

Die physischen und psychischen Anforderungen einer Astronauten-Besatzung auf ein Minimum zu reduzieren, ohne deren Sicherheit zu gefährden, würde viele Aspekte einer Weltraummission von langer Dauer erheblich vereinfachen.

Zum Beispiel würde weniger Nahrung und Wasser benötigt, ebenso wie die Menge an unter Druck stehendem Raum und andere Umwelteinflüsse, die die Astronauten benötigen würden, um ihre psychische Gesundheit aufrechtzuerhalten. Dies würde eine große Verringerung der Raumfahrzeugmasse ermöglichen, wodurch die Anforderungen an das Antriebsteilsystem gelockert würden.

Darüber hinaus hätte die Fähigkeit des Astonauten, in den Ruhezustand zu wechseln, in Abbruch- und Notfallszenarien einen erheblichen Vorteil. Natürlich müsste ein geeignetes und leichtes "Hibernaculum" entworfen werden, um Astronauten während ihres "langen Schlafs" zu schützen.

Winterschlaf für Menschen ist ein ethisch umstrittenes Konzept, und Kritiker mögen es als Traum eines verrückten Wissenschaftlers betrachten. Prof. Biggiogera antwortete mit einem Lächeln: "Ohne solche Träumer wäre die Menschheit immer noch im Mittelalter."