Door middel van springoefeningen kunnen toekomstige ruimtereizigers wellicht hun gewrichten soepel en gezond houden.
Verschillende ruimtevaartorganisaties spelen met de gedachte om de maan langdurig te bezetten. Sterker nog, er liggen zelfs reisjes naar Mars in het verschiet. Deze plannen gaan echter gepaard met een heleboel uitdagingen. Eén daarvan is dat het heel waarschijnlijk is dat toekomstige ruimtereizigers tijdens langdurige missies kraakbeenschade zullen oplopen. Maar misschien hebben onderzoekers dat probleem nu wel getackeld.
Aanslag op spieren en botten
Met de huidige technologie zou het zo’n 9 maanden kosten om met een bemand vaartuig naar de rode planeet af te reizen. Ons lichaam is echter niet gemaakt voor zo’n onderneming naar Mars. Als we één ding geleerd hebben van de bemande missies naar het ISS, dan is het wel dat je spieren en botten er niet op vooruitgaan. Het heelal heeft een behoorlijke aanslag op onze spieren en botten. Dit heeft te maken met de zwaartekracht (of beter gezegd: een gebrek daaraan). Hier op aarde moeten onze spieren hard werken om op te boksen tegen de zwaartekracht. Maar in de ruimte – waar de zwaartekracht zeer beperkt is – hoeft dat niet. Het resultaat: de spieren verslappen. Daarnaast heeft een gebrek aan zwaartekracht ook een enorme impact op de botten: die verliezen langzaam maar zeker massa, waardoor de kans op botbreuken toeneemt. En het laatste wat je als Marskolonist wilt, is tijdens die eerste wandeling op Mars door je benen zakken en een been breken.
Kraakbeen
Gezond kraakbeen is cruciaal voor pijnloze beweging, omdat het als een soort demper tussen de botten fungeert en wrijving voorkomt. Het probleem is alleen dat door lange periodes van inactiviteit – of dat nu door bedrust, blessures of ruimtevaart komt – het kraakbeen versneld afbreekt. Bovendien herstelt het langzaam; het regenereert niet zo snel als andere weefsels. Ruimtestraling maakt het probleem nog groter: experimenten van de Europese Ruimtevaartorganisatie tonen aan dat astronauten die maanden op het internationale ruimtestation verbleven, tekenen van kraakbeenafbraak vertoonden.
Mars
“Aangezien de volgende stappen in ruimteverkenning een langdurig verblijf op de maan en een reis naar Mars inhouden, is kraakbeenschade een serieus probleem dat ruimtevaartorganisaties moeten aanpakken, ondanks het beperkte inzicht dat we er tot nu toe in hebben”, zegt onderzoeksleider Marco Chiaberge, astrofysicus aan de Johns Hopkins University, het Space Telescope Science Institute en de Europese Ruimtevaartorganisatie. “Stel je voor: een astronaut wordt naar Mars gestuurd, komt daar aan, maar kan niet meer lopen omdat zijn knieën of heupen zijn aangetast door artrose en zijn gewrichten niet meer goed werken. Astronauten maken daarnaast regelmatig ruimtewandelingen, ze hebben de Hubble-ruimtetelescoop al vijf keer onderhouden en bovendien zullen ze in de toekomst meer tijd in de ruimte en op de maan doorbrengen, waar we grotere telescopen gaan bouwen om het universum verder te verkennen. Ze moeten daar natuurlijk wel zo gezond mogelijk blijven.”
Studie
Eerder onderzoek heeft laten zien dat hardlopen op een loopband het afbreken van kraakbeen bij knaagdieren kan remmen. En daar borduurden onderzoekers nu, in een nieuwe studie gepubliceerd in het vakblad npj Microgravity, op voort. Het team ontdekte dat muizen die negen weken minder bewogen, dunner kraakbeen en celclusters ontwikkelden – tekenen van beginnende artrose. Maar muizen die driemaal per week springoefeningen deden, toonden het tegenovergestelde: dikker, gezonder kraakbeen met een normale celstructuur.
Springoefeningen
Heel concreet ontdekten de onderzoekers dat muizen met beperkte beweging 14 procent dunner kraakbeen hadden, terwijl de muizen die springoefeningen deden een toename van 26 procent in kraakbeendikte vertoonden vergeleken met de controlegroep. Bovendien hadden de springende muizen maar liefst 110 procent dikker kraakbeen dan de muizen met verminderde activiteit. “Het positieve effect dat we bij deze muizen observeerden, was zowel enorm als onverwacht”, stelt Chiaberge. “Ze kunnen hun kraakbeen echt dikker maken door te springen. Misschien kunnen astronauten soortgelijke trainingen als preventieve maatregel voor een langdurige ruimtevlucht inzetten.”
Sterkere botten
Daarnaast zorgde springen ook voor sterkere botten. Het team ontdekte dat de scheenbeenderen van de springende muizen een 15 procent hogere mineraaldichtheid hadden. Het spongieus bot – het sponsachtige weefsel dat schokken opvangt – was duidelijk dikker en robuuster.
Mensen
Hoewel er meer onderzoek nodig is om te bevestigen of mensen dezelfde voordelen zouden ervaren, bieden de bevindingen veelbelovende inzichten voor het beschermen van kraakbeen en botten. Zo zouden astronauten springoefeningen kunnen opnemen in hun voorbereiding op een ruimtevlucht. Daarnaast zou er wellicht ook speciaal ontworpen trainingsapparatuur ontwikkeld kunnen worden, zodat dergelijke oefeningen ook in de ruimte uitgevoerd kunnen worden.
Het onderzoek ondersteunt de voortdurende inspanningen van ruimtevaartorganisaties om astronauten te beschermen tegen het verlies van conditie door lage zwaartekracht. De onderzoekers wijzen er echter op dat verder onderzoek nodig is om te bepalen wat de beste hoeveelheid en frequentie van training is voor het behouden en versterken van kraakbeen. Toekomstige studies zullen ook onderzoeken of springtraining kraakbeenverlies kan omkeren en/of deze oefening astronauten kan helpen om hun kraakbeen na een ruimtevlucht te herstellen en te versterken.
