Att spendera långa perioder i rymden leder inte bara till muskelatrofi och minskad bentäthet, det verkar också ha bestående effekter på hjärnan. Neuroimagingstudier (bland annat från detta LMU-team av forskare) har antytt detta under de senaste tre åren. Dock, lite är känt om de observerade hjärnstrukturella förändringarna är ofarliga eller kliniskt relevanta. LMU-läkarna professor Peter zu Eulenburg och professor Alexander Choukér har tillsammans med välrenommerade forskare från Göteborgs universitet (Sverige) och ryska kollegor bedömt den mänskliga hjärnans strukturella integritet via blodbaserade markörer hos astronauter efter återkomsten från ett långvarigt uppdrag. Forskarna kunde visa med sin pilotstudie publicerad i JAMA Neurologi att det finns starka indikationer på hjärnskada och accelererat åldrande efter ett långvarigt uppdrag.

Forskarna undersökte longitudinella blodprover från fem kosmonauter som i genomsnitt befann sig 169 dagar ombord på den internationella rymdstationen (ISS). Alla rymdflygare hade gett blod strax före sina uppdrag och omedelbart efter återkomsten till jorden. Blod togs också en och tre veckor efter landning. "Detta gav oss ett aldrig tidigare skådat och detaljerat fönster för att bedöma hjärnans strukturella hälsa via blodbaserade markörer efter långvarig rymdfärd, " säger professor zu Eulenburg.

Blodprover visar ökning av proteiner som härrör från hjärnan

Blodproverna visade en betydande ökning för flera hjärnspecifika proteiner, särskilt under den första veckan efter återkomsten jämfört med utgångsvärdena före uppdraget. De upptäckta proteinerna pekar mot en skada på de långa nervfibrerna i den vita substansen i den mänskliga hjärnan och stödvävnaden, glia. En ännu större ökning i magnitud sågs i två varianter av amyloid-beta-proteinet. Denna amyloidförhöjning varade under hela observationsperioden på tre veckor och korrelerade med tiden från uppdragets start. Tau-proteinet som markör för den grå substansen visade ett betydande fall tre veckor efter återkomsten till jorden jämfört med blodanalyser före flygning. Forskarna säger att det korrelerade tidsförloppet för dessa vitt skilda proteiner talar för ett omfattande hjärnsvar och inte bara en vävnadstyp påverkas.

"Tagen tillsammans, våra resultat pekar mot en lätt men bestående hjärnskada och potentiellt accelererad neurodegeneration, " säger zu Eulenburg. "Alla relevanta vävnadstyper i hjärnan verkar vara påverkade." Hittills är den huvudsakliga kliniska indikationen för skadliga neurologiska effekter en minskning av synskärpan som har påvisats hos flera långvariga rymdresenärer.

Stört venöst utflöde av huvudet

Orsaken till den observerade ökningen av hjärnspecifika proteiner kan ligga i det störda venösa utflödet av huvudet i mikrogravitation. Denna mekanism kan leda till en ökning av cerebrospinalvätskan och trycket på den vita och den grå substansen över tiden. Det finns redan vissa indikationer på ett samband med tiden som spenderas i rymden för dessa effekter. "Ytterligare studier av motåtgärder mot effekterna av mikrogravitation på den mänskliga hjärnan behövs för att minimera neurologiska risker för långvariga uppdrag och innan vi börjar planera en resa till Mars, säger zu Eulenburg.