UZH-Logo

Maintenance Infos

Funktion des Immunsystems in Schwerelosigkeit - Vom Astronauten für die Erde lernen


Ullrich, O; Bolshakova, O; Paulsen, K (2011). Funktion des Immunsystems in Schwerelosigkeit - Vom Astronauten für die Erde lernen. Flugmedizin – Tropenmedizin – Reisemedizin, 18(3):118-122.

Abstract

Das Immunsystem gehört zu den auf einem Raumflug mit am stärksten beeinträchtigen Systeme des menschlichen Körpers. Seit den ersten Apollo Missionen ist die Geschichte des bemannten Raumflugs von medizinischen Zwischenfällen in Form von Infektionskrankheiten geprägt. Funktionstests von Zellen des Immunsystems in Schwerelosigkeit zeigen eine deutlich verminderte Aktivität von T-Lymphozyten, natürlichen Killerzellen und des Monozyten-/Makrophagensystems. Das Problem der gestörten Immunfunktion liegt wahrscheinlich nicht allein in der Stressreaktion des Gesamtorganismus begründet, sondern auch in der direkten Wirkung der Schwerelosigkeit auf Zellebene. Die zelluläre Schwerkraftwahrnehmung ist wahrscheinlich nicht die Folge der direkten Aktivierung eines einzelnen Moleküls, sondern Folge der Änderung der Kraftwirkung auf die extrazelluläre Matrix, der Zellform, der Zytoskelettorganisation oder der inneren Vorspannung der mechanischen Elemente der Zelle. Die Entwicklung dieser mechanosensitiven Mechanismen war wahrscheinlich eine unverzichtbare evolutionäre Voraussetzung, unsere Zellen in die Lage zu versetzen, ihre Umgebung wahrzunehmen und somit sich in einem komplexen Organismus zu organisieren. In der Schwerelosigkeit aber könnten nun diese optimal an das Leben auf der Erde angepassten Systeme ein Problem darstellen.

Long-term sensitivity of human cells to reduced gravity has been supposed since the first Apollo missions and was demonstrated during several space missions in the past. In vitro experiments demonstrated that cells of the immune system are exceptionally sensitive to microgravity. Therefore, serious concerns arose whether spaceflight-associated immune system weakening ultimately precludes the expansion of human presence beyond Earth's orbit. In human cells, gravitational forces may be sensed by an individual cell in the context of altered extracellular matrix mechanics, cell shape, cytoskeletal organization or internal pre-stress in the cell-tissue matrix. The development of cellular mechanosensitivity was probably an evolutionary requirement to sense the individual microenvironment of a cell. Therefore, it is possible that the same mechanisms, which enable human cells to sense and to cope with mechanical stress, contribute to cellular malfunction in microgravity.

Das Immunsystem gehört zu den auf einem Raumflug mit am stärksten beeinträchtigen Systeme des menschlichen Körpers. Seit den ersten Apollo Missionen ist die Geschichte des bemannten Raumflugs von medizinischen Zwischenfällen in Form von Infektionskrankheiten geprägt. Funktionstests von Zellen des Immunsystems in Schwerelosigkeit zeigen eine deutlich verminderte Aktivität von T-Lymphozyten, natürlichen Killerzellen und des Monozyten-/Makrophagensystems. Das Problem der gestörten Immunfunktion liegt wahrscheinlich nicht allein in der Stressreaktion des Gesamtorganismus begründet, sondern auch in der direkten Wirkung der Schwerelosigkeit auf Zellebene. Die zelluläre Schwerkraftwahrnehmung ist wahrscheinlich nicht die Folge der direkten Aktivierung eines einzelnen Moleküls, sondern Folge der Änderung der Kraftwirkung auf die extrazelluläre Matrix, der Zellform, der Zytoskelettorganisation oder der inneren Vorspannung der mechanischen Elemente der Zelle. Die Entwicklung dieser mechanosensitiven Mechanismen war wahrscheinlich eine unverzichtbare evolutionäre Voraussetzung, unsere Zellen in die Lage zu versetzen, ihre Umgebung wahrzunehmen und somit sich in einem komplexen Organismus zu organisieren. In der Schwerelosigkeit aber könnten nun diese optimal an das Leben auf der Erde angepassten Systeme ein Problem darstellen.

Long-term sensitivity of human cells to reduced gravity has been supposed since the first Apollo missions and was demonstrated during several space missions in the past. In vitro experiments demonstrated that cells of the immune system are exceptionally sensitive to microgravity. Therefore, serious concerns arose whether spaceflight-associated immune system weakening ultimately precludes the expansion of human presence beyond Earth's orbit. In human cells, gravitational forces may be sensed by an individual cell in the context of altered extracellular matrix mechanics, cell shape, cytoskeletal organization or internal pre-stress in the cell-tissue matrix. The development of cellular mechanosensitivity was probably an evolutionary requirement to sense the individual microenvironment of a cell. Therefore, it is possible that the same mechanisms, which enable human cells to sense and to cope with mechanical stress, contribute to cellular malfunction in microgravity.

Altmetrics

Additional indexing

Other titles:Function of the immune system in microgravity - To learn from the Astronauts for Earth
Item Type:Journal Article, refereed, original work
Communities & Collections:04 Faculty of Medicine > Institute of Anatomy
Dewey Decimal Classification:570 Life sciences; biology
610 Medicine & health
Language:German
Date:2011
Deposited On:06 Mar 2012 15:03
Last Modified:05 Apr 2016 15:44
Publisher:Thieme
ISSN:1864-175X
Publisher DOI:10.1055/s-0031-1281459

Download

Full text not available from this repository.View at publisher

TrendTerms

TrendTerms displays relevant terms of the abstract of this publication and related documents on a map. The terms and their relations were extracted from ZORA using word statistics. Their timelines are taken from ZORA as well. The bubble size of a term is proportional to the number of documents where the term occurs. Red, orange, yellow and green colors are used for terms that occur in the current document; red indicates high interlinkedness of a term with other terms, orange, yellow and green decreasing interlinkedness. Blue is used for terms that have a relation with the terms in this document, but occur in other documents.
You can navigate and zoom the map. Mouse-hovering a term displays its timeline, clicking it yields the associated documents.

Author Collaborations