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Gerade ist Alexander Gerst zum zweiten Mal zu einer 6-monatigen Mission ins All gestartet. Zu dem, was er und seine Kollegen an Bord der ISS essen, hat Frau Prof. Heer mit ihrer Forschung entscheidend beigetragen. Die weltweit führende Expertin verrät, wie Weltraumnahrung beschaffen sein muss und was das mit dem Altern auf der Erde zu tun hat.

Frau Professor Heer, unser „Astro_Alex“ ist ja ein alter Hase im Weltraum. Beraten Sie ihn, was seine Ernährung an Bord betrifft?

Wir führen vorbereitende Gespräche und messen u. a. den Ruhe-Nüchtern-Umsatz, der dem Energieverbrauch in Ruhe entspricht. Wir leiten daraus den täglichen Energiebedarf ab. Ziel ist, sein Körpergewicht während des Aufenthaltes in der Raumstation möglichst konstant zu halten. Die individuellen Empfehlungen hinsichtlich Kalorien, Eiweiß, Fett, Kohlenhydrate sowie Mineralstoffe sind in einer von ESA entwickelten App gespeichert. In einer Datenbank sind zudem Energiegehalt und Zusammensetzung aller Weltraumnahrungsmittel hinterlegt. Während der Mission gibt es Phasen, in denen Alexander Gerst dokumentiert, was er isst. Auf 70% der Produkte an Bord ist ein Barcode aufgebracht. Indem er diese jeweils bei Verzehr scannt, gibt ihm die App einen guten Überblick über seine Versorgung, die er dann selber nach Bedarf anpassen kann. Dreimal während der Mission werten wir diese Daten aus und geben ihm Empfehlungen, wie er seine Ernährung ggf. noch optimieren kann.

Wie müssen wir uns die „Astronautenkost“ vorstellen? Welche Anforderungen muss diese erfüllen? … und wie geht das ohne Kühlschrank und Herd?

Die Nahrungsmittel müssen haltbar, dabei ansprechend und schmackhaft sein, die ernährungsphysiologischen Anforderungen erfüllen und so verpackt sein, dass sie in Mikrogravitation gegessen werden können. Zur Konservierung werden die Lebensmittel entweder hitzesterilisiert oder gefriergetrocknet. Die sterilisierten Produkte sind in Dosen oder Plastikbeutel verpackt. Das macht einen Kühlschrank überflüssig. Erhitzt werden sie in einem speziellen Ofen. Gefriergetrocknetes wie Rührei, Kartoffelbrei oder Spinat wird mit heißem Wasser rehydriert. Es wird versucht, eine möglichst vielseitige Ernährung mitzugeben, die mit der auf der Erde vergleichbar ist, z. B. Shrimpscocktail, Ratatouille, Spargel, Joghurt mit Erdbeeren und vieles mehr. Dabei werden die verschiedenen kulturellen Hintergründe der Astronauten mitberücksichtigt. Das heißt, es gibt auf der ISS russische, amerikanische und japanische Kost. Auf europäischer Ebene wurden in der Vergangenheit Sterneköche beauftragt, Rezepturen für die Astronauten ihrer jeweiligen Nation zu entwickeln. Die Berücksichtigung der unterschiedlichen Kulturen erhöht die Variabilität der Speisen.

Welche Auswirkungen hat die Schwerelosigkeit auf den menschlichen Körper und wie beeinflusst das die Ernährung bzw. den Bedarf an bestimmten Makro- und Mikronährstoffen?

Was immer wieder von Astronauten berichtet wird, ist eine Geschmacks- oder Geruchsveränderung, die dazu führen kann, dass ihnen das Essen nicht so schmeckt wie auf der Erde. Eine Hypothese ist die Flüssigkeitsverschiebung. Während sich auf der Erde der größte Teil unserer Körperflüssigkeit in den Beinen befindet, verschiebt sich diese in Schwerelosigkeit in den Oberkörper. Die Schleimhäute, z. B. in Mund und Nase, schwellen an. Das führt möglicherweise – wie bei einem Schnupfen – zu einer verminderten Geschmackswahrnehmung. Die Astronauten können mit salziger Flüssigkeit, Ketchup, Senf oder Barbecue-Soße nachwürzen. Allerdings forciert zu viel Kochsalz auch den Knochenabbau. Dieser ist aufgrund fehlender mechanischer Belastung in den Beinen ohnehin verstärkt. Daher achten wir sehr auf eine ausreichende Calciumzufuhr. Zudem supplementieren wir täglich 1.000 IE Vitamin D wegen der fehlenden UV-Exposition. Ein Thema ist das Zuviel an Eisen: Weil im All das Plasmavolumen sinkt, ist eine relativ vergrößerte Erythrozytenmasse zu verzeichnen. Dadurch findet ein vermehrter Abbau des Hämoglobins statt, wodurch im Körper mehr Eisen verfügbar ist als auf der Erde. Das führt bei der Strahlenbelastung zu oxidativem Stress. Deshalb gilt es, die Eisenzufuhr deutlich zu minimieren, was bei der fleischlastigen Kost an Bord nicht immer einfach ist. Wir motivieren die Astronauten möglichst viel Gemüse zu verzehren, auch um die Kaliumzufuhr aufrechtzuerhalten.

Wer entscheidet eigentlich, über die Menüzusammenstellung und was darf definitiv nicht mit an Bord?

Das Gros der Nahrung sind sogenannte Standardmenüs, die von den Russen für die russischen Astronauten und von den Amerikanern für alle anderen an Bord gestellt werden. Die Menüs variieren für 9 Tage, das heißt, an Tag 10 gibt es wieder die gleiche Abfolge wie an Tag 1. Für mehr Abwechslung sorgen die „Preference Food“- und „Bonus Food“-Container, die sich jeder Astronaut aus seinen bevorzugten Weltraumnahrungsmitteln zusammenstellen kann. Jedem Astronauten steht jeweils einer dieser Container pro Monat zur Verfügung. Erlaubt ist im Prinzip alles, was sich konservieren lässt und mikrobiologisch einwandfrei ist. Mit einer Ausnahme: Alkohol. Der ist selbst in Bratensoße nicht zulässig.

Inwieweit können wir hier auf der Erde von den Erfahrungen mit Ernährung und Lebensmitteln im Weltraum profitieren?

Die beobachteten Phänomene wie Muskel- und Knochenabbau, Schwächung des Immunsystems, zunehmende Glukoseintoleranz, können auch beim Alterungsprozess auftreten. Da der alternde Mensch oft zusätzliche Erkrankungen hat, ist es schwierig, den eigentlichen Alterungsprozess zu untersuchen. Das ist im All anders: Hier sieht man die Veränderungen bei Gesunden in einem relativ kurzen Zeitraum und kann schauen, wie sich diese kompensieren lassen. Welches Trainingsprogramm, welche Ernährung, welche Supplemente können den Prozess verlangsamen? In diesem Bereich könnte die Alterungsforschung noch viel aus den Erfahrungen im All lernen.

 

Prof. Dr. Martina Heer
lehrt und forscht an der Internationalen Hochschule, IUBH in Bad Honnef und als außerplanmäßige Professorin an der Universität Bonn. Seit fast 20 Jahren ist sie wissenschaftliche Beraterin für das European Astronaut Center in Köln und unterstützt u. a. die Astronauten bei der Definition ihres Ernährungsbedarfs auf MIR- und ISS-Missionen. Die weltweit führende Expertin ist Vorsitzende der Internationalen Gesellschaft für Gravitationsphysiologie und Autorin von über 100 Fachpublikationen. Frau Prof. Heer erhielt zahlreiche Auszeichnungen, darunter den Wissenschaftspreis des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt im Jahr 2000.

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