Galaxy Gunga

Physiologie-Professor Hanns-Christian Gunga von der Berliner Charité untersucht extreme Lebensbedingungen. Und findet naheliegende Lösungen für Irdisches

Die Extreme berühren sich. Dieser Eindruck drängt sich auf, wenn man Hanns-Christian Gunga besucht. Sein Arbeitsplatz liegt im großstädtisch-zivilisierten Zentrum der Hauptstadt. Man durchschreitet den altehrwürdigen Campus der Charité mit seinen biederen Backsteinbauten, sieht junge und mittelalte Ärztinnen und Ärzte in ihren weißen Kitteln, beobachtet Studierende, die mit ihren Büchern und Laptops angeregt diskutierend von einer Vorlesung kommen, geht am Lieferwagen des »Charité Facility Center« vorbei, der frische Bettwäsche für die Patientenbetten bringt. Alltag auf dem Gelände von Europas größtem Universitätsklinikum. Mittendrin das Institut für Physiologie. Hier forschen und lehren Professoren darüber, wie der gesunde menschliche Organismus arbeitet. Ein solides Grundlagenfach, seit Generationen Pflicht für alle Medizinstudenten. Die normalen Körperfunktionen zu kennen, erdet die angehenden Ärzte.

Als Direktor des Instituts trägt Hanns-Christian Gunga nach Kräften zu dieser Erdung bei. Zugleich hat der sportlich wirkende Professor im hellgrauen Anzug aber auch eine Funktion, die auf den ersten Blick recht abgehoben anmutet: Der 61-Jährige ist Sprecher des Zentrums für Weltraummedizin der Charité. Als Forscher hat er sich auf extreme Umwelten spezialisiert: Zu seinem Alltag gehört das All.

Kein Wunder, dass auch einige seiner Experimente extrem anmuten. Anfang dieses Jahrtausends hat der Physiologe, zusammen mit dem Muskel- und Knochen-Spezialisten Dieter Felsenberg, eine ganze Gruppe junger, gesunder Männer fünf Monate lang zu absoluter Bettruhe verdonnert. Die Probanden durften sich während dieser »Bedrest«-Studie kaum rühren, wurden hinten und vorne bedient. Schließlich ging es darum, möglichst genau die Bedingungen der Schwerelosigkeit zu imitieren. Nur ein Teil der Männer kam regelmäßig in den Genuss einer Maßnahme, die ganz entfernt an »Sport« erinnern könnte: Sie wurden mit einer vibrierenden Platte im Bett trainiert.

Und siehe da: Dieser Teil der Gruppe überstand das erzwungene Lotterleben letztlich mit etwas weniger Schwund an Muskeln und Knochen. Das Gerät namens Galileo könnte sich, so folgerten die Forscher, demzufolge für einen Einsatz in der bemannten Raumfahrt eignen. Aber eben nicht nur.

Einstweilen hat es in ähnlicher Form landauf, landab in vielen Reha-Einrichtungen und Fitness-Studios Einzug gehalten. Weil die Vibrationen zu kleinen Bewegungen mit großer Wirkung auf Nerven, Muskeln und Knochen zwingen, sind sie gut gegen Knochenschwund und alters- wie krankheitsbedingten Verlust von Muskelmasse. »Weltraummedizin ist etwas Irdisches«, kommentiert Gunga.

Auch Bedrest-Studie Nummer zwei lieferte handfeste Ergebnisse für Nicht-Astronauten. Gesunde Versuchspersonen, die wiederum mehrere Wochen ununterbrochen im Bett verbrachten, hatten danach keine Probleme mit der Blut- gerinnung. In dieser Beziehung ist wohl die Schwerelosigkeit des Weltalls ungefährlicher für die menschliche Gesundheit als das stundenlange Sitzen in der Economy-Class eines Passagier-flugzeugs, das weit weniger Abstand zu unserem Planeten hält.

Gunga selbst ist gerade gestern aus einer Transatlantik-Maschine gestiegen. Er hat in Houston/Texas HERA besucht. Die Dame steht im Johnson Space Center und heißt mit vollem Namen Human Exploratory Research Center Analog. Soeben ist eine E-Mail aus Houston gekommen: Die Kollegen schicken ihm ein Gruppenfoto vor der Kulisse der beeindruckenden Raumkabine. In dieser Station soll in einer Woche eine ein-monatige Isolationsstudie mit vier Frauen beginnen, Gunga möchte das Profil der Körpertemperatur über den Tag ermitteln. »Die Temperatur ist sozusagen der Karajan unseres Körpers, sie dirigiert unsere Aktivitäten.« Eine gleichartige, noch laufende Untersuchung der Arbeitsgruppe auf der Internationalen Raumstation ISS hat hierzu sehr überraschende erste Ergebnisse erzielt: »Wir hatten angenommen, dass die Temperaturprofile unter diesen isolierten Bedingungen gründlich aus dem Takt geraten. Doch im Gegenteil scheint es einen ausgeprägten Tages-Nacht-Rhythmus zu geben.«

Als »Fieberthermometer« fungiert bei HERA ein neuartiger Sensor. Für Astronauten kann es existenziell sein, Überhitzung rechtzeitig zu erkennen, denn sie brauchen unter den Bedingungen der Schwerelosigkeit bei körperlicher Belastung dreimal so lange, um wieder abzukühlen. Der Wärmesensor, den Gungas Berliner Arbeitsgruppe entwickelt hat, soll nun, in Helme und Bekleidungsstücke eingebaut, auch bei der Feuerwehr zum Einsatz kommen. Dass dort immer wieder Mitarbeiter an hitzebedingter Kreislauferschöpfung sterben, könnte man verhindern, wenn Einsatzleiter rechtzeitig alarmiert werden. Gunga denkt an eine Überwachungs-Ampel. »Wir reden hier über Minuten, der Übergang von Gelb zu Rot vollzieht sich unheimlich schnell.«

40 Grad Celsius, 100 % Luftfeuchtigkeit, Schwerstarbeit bis zum Umfallen

Wie der Mensch mit extremer Hitze zurechtkommt, hat der Physiologe auch in Goldbergwerken in Ghana studiert. Dort arbeiten Menschen in eineinhalb Kilometer Tiefe unter der Erde, bei über 40 Grad und einer Luftfeuchtigkeit von 100 Prozent.

In dienstlicher Mission ist Gunga überhaupt viel herumgekommen. Hat Abenteuer erlebt wie die Parabelflüge im leergeräumten Airbus, bei dem die Triebwerke in 6 000 Metern Höhe abgeschaltet werden, so dass die Maschine in einer Art Wurfparabel hinuntersegelt, ehe sie wieder Fahrt aufnimmt. Mehr als diese Selbstversuche, deren unerwünschte Folgen man immerhin mit ein paar Tabletten gegen die Übelkeit bekämpfen kann, hat ihn aber der Anblick von physiologischen Grenzsituationen beeindruckt, in die Menschen durch ihre Erwerbsarbeit geraten. Zum Beispiel in den chilenischen Anden. Im Auftrag des Bundeswirtschaftsministeriums und mit Unterstützung des Deutschen Akademischen Austauschdienstes (DAAD) wurden von seinem Team arbeitsmedizinische Untersuchungen im Tagebau mehr als 5 500 Meter über dem Meeresspiegel gemacht. Hier schuften Menschen, obwohl die Luft so dünn ist, dass sie nicht schlafen können, Herzrasen und vielleicht sogar Höhen-Lungenödeme bekommen. Nach Schichten von drei Wochen gehen sie zurück nach Hause, leben wenige Meter über dem Meeresspiegel, bis sie wieder zu ihrem – vergleichsweise lukrativen – Job gebracht werden. »Ein physiologisches Durcheinander«, sagt Gunga kopfschüttelnd. Doch auf das Geld können die Arbeiter und ihre Familien nicht verzichten. Ganz pragmatisch arbeitet man im Rahmen der Studie daran, den Arbeitern den in der Höhe zusätzlich benötigten Sauerstoff nachts über ein spezielles Kissen zur Verfügung zu stellen.

Am Anfang standen bei Gunga dabei nicht solche sozialmedizinischen Erwägungen, sondern die Liebe zur unbelebten Natur und ein abgeschlossenes Studium der Geologie. Wenn er heute aus steinernen Ausgüssen der Körperteile von Dinosauriern Rückschlüsse auf deren Physiologie zieht, ist er also gleich doppelt in seinem Element: »Es gibt im Leben eben Drehtüren, die kann man nicht zuschlagen.«

Im Berliner Naturkundemuseum ist neben dem Brachiosaurus brancai neuerdings auch eine Nachbildung des Skeletts eines Tyrannosaurus rex zu bestaunen. Aus der Verteilung eines bestimmten Isotops im Phosphat von dessen Knochen kann man ableiten, dass das Großtier eine gleichmäßige Körpertemperatur von 38 bis 40 Grad Celsius hatte. Mangels Schweißdrüsen mussten die Dinosaurier, wenn sie vom Laufen erhitzt waren, Wärme über die Lungen abgeben – von denen sie auch entlang der Wirbelsäule mehrere hatten. Und um ihren Kopf in der luftigen Höhe von zwölf Metern mit Blut zu versorgen, brauchten sie einen oberen Blutdruckwert von stattlichen 760 mmHg.

Exemplarisch von außergewöhnlichen Dingen erzählen

Fakten, die auch Studenten spannend finden. Wofür der Blutdruck gut ist, das macht man sich am Dino besser klar als durch stures Auswendiglernen von menschlichen Normalwerten wie 120 zu 70 mmHg. »Exemplarisch von außergewöhnlichen Dingen erzählen«, damit hat der Professor in der Lehre gute Erfahrungen gemacht. Das Wahlpflichtfach »Menschen in extremen Umwelten« ist jedenfalls gut besucht. Falls die Physiologie jemals das Image eines langweiligen Fachs hatte: Spätestens hier verliert sie es völlig.

Unter diesen Umständen verwundert es nicht, dass Gunga immer wieder Anfragen von Menschen erreichen, die etwas Extremes planen und dafür seinen Rat suchen – etwa für die Vorbereitung einer Wanderung über das grönländische Eis. Der freundliche Wissenschaftler wird etwas streng, wenn er von solchen Vorhaben berichtet: »Wer so etwas aus reiner Lust am Abenteuer plant, hat meine Arbeit nicht verstanden.«

Gunga will verstehen, was Organismen aufbieten, um unter extremen Bedingungen zu überleben. Ihn fasziniert, welche Möglichkeiten die Evolution dafür hervorgebracht hat. Er glaubt deshalb noch lange nicht, dass jeder das aus Gründen der Selbsterfahrung an sich selbst austesten sollte. An ihre Grenzen kommen, physisch wie psychisch, das können Menschen seiner Ansicht nach fast besser mitten in Berlin: »Da muss man nur nach der Arbeit und kurz vor Kita-Schluss einen Unfall haben und wissen, dass die Kinder warten.«

Ein Hochschullehrer für Raumfahrtmedizin und extremen Umwelten erdet den großstädtischen Alltag: Spätestens jetzt haben die Extreme sich berührt.

am, Onyx Ausgabe 3, Mai 2016