Raumfahrt-Pharmakologie

Im Weltraum verändert sich die Wirkung von Medikamenten auf mehreren Ebenen. Die Flüssigkeitsverschiebung im Körper (cephalad fluid shift) verändert das Blutplasmavolumen und damit die Verteilung von Wirkstoffen. Die gastrointestinale Motilität ist in der Schwerelosigkeit verlangsamt, was die Absorption oraler Medikamente beeinflusst.

Ein weiteres Problem ist die Haltbarkeit: Kosmische Strahlung und erhöhte Temperatur- und Feuchtigkeitsschwankungen beschleunigen den Zerfall von Wirkstoffen. Eine NASA-Studie analysierte Medikamente, die auf der ISS gelagert worden waren, und fand, dass viele Präparate schneller ihre Wirksamkeit verloren als auf der Erde, teilweise bereits nach Monaten statt nach Jahren.

Astronauten verwenden häufig Schlafmittel (Zolpidem, Melatonin), Antiemetika (gegen Weltraumkrankheit), Schmerzmittel und abschwellende Mittel. Die NASA-Zwillingsstudie dokumentierte veränderte Leberenzyme bei Scott Kelly, die auf eine veränderte Metabolisierung hindeuten.

Für Mars-Missionen werden stabile Arzneiformulierungen benötigt, die 3 Jahre unter Strahlungsbelastung wirksam bleiben. Forschungsansätze umfassen strahlenresistente Verpackungen, lyophilisierte (gefriergetrocknete) Wirkstoffe und die Möglichkeit, einfache Medikamente an Bord zu synthetisieren, eine Art pharmazeutischer 3D-Druck.

Gerade die begrenzte Haltbarkeit von Medikamenten ist ein unterschätztes Problem, das jede Marsmission von der ersten Planung an mitdenken muss. Auf der Erde lässt sich ein abgelaufenes Präparat einfach ersetzen, doch eine Crew unterwegs zum Mars führt eine geschlossene Apotheke mit, die über drei Jahre hinweg wirksam bleiben muss, obwohl Strahlung und Temperaturschwankungen den Zerfall beschleunigen. Verliert ein lebenswichtiges Medikament unbemerkt seine Wirkung, könnte das im Ernstfall fatal sein. Hinzu kommt, dass dieselben Wirkstoffe im veränderten Körper anders aufgenommen und abgebaut werden, sodass selbst die richtige Dosierung zur offenen Frage wird. Die Idee, einfache Arzneien bei Bedarf an Bord zu synthetisieren, statt sie über Jahre zu lagern, gilt deshalb als vielversprechender Ausweg, steckt aber noch in den Anfängen. Die Raumfahrt-Pharmakologie verbindet damit Chemie, Strahlenphysik und Physiologie zu einer eigenen Disziplin, deren Erkenntnisse zugleich der Arzneimittellagerung in extremen Umgebungen auf der Erde zugutekommen.