Het onderzoek heeft nieuwe gegevens opgeleverd over het botverlies bij astronauten ten gevolge van de microzwaartekracht in de ruimte en de mate waarin de botdichtheid op aarde kan worden teruggewonnen. Het betrof 14 mannelijke en drie vrouwelijke astronauten, gemiddeld 47 jaar oud, wier missies varieerden van vier tot zeven maanden in de ruimte, met een gemiddelde van ongeveer 5-1/2 maand.

Een jaar na terugkeer op aarde vertoonden de astronauten gemiddeld 2,1% verminderde botmineraaldichtheid aan het scheenbeen - een van de beenderen van het onderbeen - en 1,3% verminderde botsterkte. Negen herstelden de botmineraaldichtheid niet na de ruimtevlucht, en ondervonden een permanent verlies.

"Wij weten dat astronauten tijdens langdurige ruimtevluchten bot verliezen. Het nieuwe aan deze studie is dat wij de astronauten een jaar lang na hun ruimtereis gevolgd hebben om te begrijpen of en hoe het bot zich herstelt," zei professor Leigh Gabel van de Universiteit van Calgary, een bewegingswetenschapper die hoofdauteur was van het onderzoek dat deze week in het tijdschrift Scientific Reports https://www.nature.com/articles/s41598-022-13461-1 gepubliceerd is.

"Astronauten ondervonden een aanzienlijk botverlies tijdens ruimtevluchten van zes maanden - een verlies dat we zouden verwachten bij oudere volwassenen gedurende twee decennia op Aarde, en zij herstelden slechts ongeveer de helft van dat verlies na één jaar terug op Aarde," zei Gabel.

Het botverlies ontstaat doordat botten die op aarde normaal gewicht dragen, in de ruimte geen gewicht dragen. De ruimtevaartorganisaties zullen de tegenmaatregelen - oefeningsprogramma's en voeding - moeten verbeteren om botverlies te helpen voorkomen, zei Gabel.

"Tijdens de ruimtevlucht worden de fijne botstructuren dunner, en uiteindelijk komen sommige van de botstaafjes los van elkaar te staan. Zodra de astronaut op aarde terugkomt, kunnen de overblijvende botverbindingen dikker worden en sterker worden, maar de verbindingen die in de ruimte verbroken zijn, kunnen niet opnieuw opgebouwd worden, zodat de totale botstructuur van de astronaut blijvend verandert," zei Gabel.

De astronauten van de studie vlogen in de afgelopen zeven jaar op het ruimtestation. In de studie werden hun nationaliteiten niet vermeld, maar zij waren van de Amerikaanse ruimtevaartorganisatie NASA, de Canadese ruimtevaartorganisatie, de Europese ruimtevaartorganisatie en de Japan Aerospace Exploration Agency.

De ruimtevaart stelt het menselijk lichaam voor verschillende uitdagingen - belangrijke bekommernissen voor de ruimtevaartagentschappen wanneer zij nieuwe verkenningen plannen. De NASA streeft er bijvoorbeeld naar astronauten terug naar de maan te sturen, een missie die nu op zijn vroegst in 2025 gepland is. Dat zou een voorbode kunnen zijn van toekomstige astronautenmissies naar Mars of een aanwezigheid op langere termijn op het maanoppervlak.

"Microzwaartekracht beïnvloedt een heleboel lichaamssystemen, waaronder spieren en botten," zei Gabel.

"Ook het cardiovasculaire systeem ondergaat veel veranderingen. Zonder zwaartekracht die het bloed naar onze voeten trekt, ondervinden astronauten een vloeistofverschuiving waardoor meer bloed zich in het bovenlichaam verzamelt. Dit kan invloed hebben op het hart- en vaatstelsel en het gezichtsvermogen.

"Straling is ook een groot gezondheidsrisico voor astronauten, want hoe verder zij van de aarde reizen, hoe groter de blootstelling aan de straling van de zon en het verhoogde risico op kanker," zei Gabel.

Uit de studie bleek dat langere ruimtemissies zowel tot meer botverlies leidden als tot een geringere kans op herstel van het bot na afloop. Oefeningen tijdens de vlucht - weerstandstraining op het ruimtestation - bleken belangrijk om spier- en botverlies te voorkomen. Astronauten die meer deadlifts uitvoerden in vergelijking met wat zij gewoonlijk op aarde deden, bleken meer kans te hebben om na de missie bot te herstellen.

"Er is nog veel dat wij niet weten wat betreft de invloed van microzwaartekracht op de gezondheid van de mens, vooral bij ruimtemissies langer dan zes maanden, en over de gevolgen voor de gezondheid op lange termijn," zei Gabel. "Wij hopen echt dat het botverlies uiteindelijk afvlakt bij langere missies, dat de mensen geen bot meer verliezen, maar wij weten het niet."