Ernæring i rummet

Dansk Rumfart nr. 62 – december 2004

Ernæring i rummet

af Charlotte Elisabeth Mithril og Lone Graasbøl Rasmussen, Den Kongelige Veterinær- og Landbohøjskole

Smagsindtrykene ændres under vægtløshed. Flere astronauter har udtrykt ønske om stærkere og kraftigere smagsstoffer i kosten. (Foto: Poul Puplis, StockFood)

Ophold i rummet giver anledning til en række forskellige ændringer i kroppen. Nogle af dem har stor betydning for astronauters og kosmonauters velfærd og sundhedstilstand. Gennem kosten kan man regulere på nogle af disse ændringer, men det har ikke været et felt som har nydt den store bevågenhed gennem mange år. Med tankerne om længere varende rejser til f.eks. Mars er kosten blevet et vigtigt element at tage hensyn til. Betydningen af kosten for kroppen og dens velbefindende er vigtig, og både i forskningnsverdenen og industrien er der flere projekter igang – projekter som også har betydning for de fødevarer vi kan købe i dagligvarebutikkerne.

Selvom man arbejder indenfor et felt, der i Danmark ikke har den store interesse indenfor rumfartsforskning betyder det ikke, at man ikke kan komme til at beskæftige sig med området. Vi er to speciale-studerende der læser på overbygningen Human Ernæring på Den Kgl. Veterinær- og Landbohøjskole i København. Vi har vidt forskellig baggrund (henholdsvis en BA i levnedsmiddel fra DTU og en BA i biologi fra KU), men deler den samme interesse for bemandet rumfart. En workshop for rumfartsinteresserede studerende fra forskellige studieretninger (1st Danish Student Space Workshop arrangeret af Dansk Selskab for Rumfartsforskning) blev starten på et godt samarbejde og har ført til et omfattende netværk omfattende alt fra forskningsmiljøet inden for bemandet rumfart/rummedicin på Panum, til Arla Foods’ innovationsprojekt (Lacmos) der udvikler mejeriprodukter til NASA (hvor Charlotte nu skriver speciale) og adskillige kontaktpersoner hos ESA. Indenfor rumfartsforskningen har man efterhånden fået øjnene op for, hvor vigtig en rolle ernæring spiller i forhold til at få astronauterne til at yde deres bedste, og for at astronauterne tager mindst mulig skade af opholdet i rummet.

Michael Foale (NASA) og André Kuipers (ESA) spiser hollansk ost til morgenmad ombord på ISS. Michael Foale var en del af Ekspedition 9 og Andre Kuipers var ombord i en uge i april 2004. (Foto: ESA/NASA).

Sammensætning af kost til astronauter

Under ophold i rummet udsættes kroppen for et uvant og stresset miljø grundet den vægtløse tilstand. Omstændighederne påvirker balancen af de forskellige næringsstoffer i kroppen og kommer til udtryk ved blandt andet ændringer i kropssammensætningen samt ændringer i energiforbruget. Udover at astronauternes kost skal opfylde de på Jorden gældende kostanbefalinger, er der også visse næringsstoffer der er et øget behov for.

Den vægtløse tilstand har en negativ indvirkning på kroppens knoglemasse, da skelettet ikke styrkes ved at bære kroppens egen vægt som på Jorden. Dette medfører en konstant nedsættelse af kalciumindholdet i knoglerne på omkring 1-2% pr. måned og kan over lang tid føre til udvikling af knogleskørhed. Det er derfor utrolig vigtigt at kosten er rig på kalcium og ikke mindst D-vitamin, som sørger for optagelsen af kalcium i tarmene og i knoglemassen. Normalt er direkte sollys en vigtig kilde til D-vitamin, men dette er af åbenlyse grunde ikke muligt under ophold i rummet.

Muskelvævet reduceres også grundet vægtløsheden og de begrænsede muligheder for at dyrke fysisk aktivitet. For at opretholde fyldte proteinlagre i kroppen skal kosten efterleve den anbefalede mængde med et proteinindhold på mellem 12-15% af den totale energi, men om behovet i rummet er større er endnu uvist.

En anden faktor der påvirker de ernæringsmæssige behov under ophold i rummet er ændringer i fordøjelseskanalens funktion. Det er muligt at væskeændringer i kroppen, et nedsat væskeindtag, og kvalme forårsaget af opholdet i rummet (vægtløshed giver ofte perioder med kvalme) er med til at nedsætte transittiden gennem fordøjelseskanalen og dette kan medføre forstoppelse. Endvidere tyder noget på at tarmfloraen ændres, og at der forekommer flere uønskede bakterier i tarmene, som kan give dårlig mave. Disse gener kan afhjælpes ved at f.eks. mejeriprodukter tilsættes probiotika¹, som er medvirkende til at opretholde den naturlige tarmflora.

Solen er en vigtig kilde bl.a. til optagelsen af calcium. Den ultraviolette stråling fra Solen sørger for at vitamin D syntetiseres i huden som gennem yderligere transformationer hjælper både ved optagelsen fra tarmen, og reguleringen af calcium i knoglevævet. (Foto: ESA/NASA)

Astronauter spiser ikke nok

Et andet stort problem omkring astronauters ernæring er, at det daglige indtag er for lille. Mange ressourcer bruges på at udregne energibehov og lave specifikke kostplaner for hver enkelt astronaut og der findes et stort udvalg af fødevarer som astronauterne selv kan sammensætte deres daglige måltider udfra, altsammen for at sikre astronauterne en optimal energiindtagelse. Alligevel spiser de simpelthen ikke nok med bl.a. vægttab til følge. Får kroppen ikke den mængde energi der er brug for, kan den ikke fungere optimalt og det vil påvirke astronauten både fysisk og psykisk. Det er derfor utroligt vigtigt (især for fremtidige langtids-missioner) at finde en løsning på dette problem.

Hvad skyldes dette manglende indtag så? Nedsat eller manglende appetit gives ofte som forklaring. Kroppen bliver påvirket af utrolig mange faktorer i vægtløs tilstand og disse har selvfølgelig også indflydelse på appetitten, som f.eks den førnævnte kvalme forårsaget af vægtløshed. Et stort spørgsmål er derfor, hvordan man kan stimulere astronauternes appetit. I søgningen på et svar kan sensorik² formodentligt være et behjælpeligt værktøj.

Meget tyder på at smagsoplevelsen ikke er den samme når man er vægtløs som under normale forhold. Der findes adskillige beretninger fra astronauter om en ændring i hvad man har lyst til at spise når man er i rummet i forhold til på Jorden, f.eks. berettes om en nedsat lyst til søde fødevarer og en øget lyst til krydrede fødevarer. Meget tyder altså på, at de fire basis-smage (sødt, salt, bittert og surt) opleves anderledes i rummet end på Jorden. Hvis dette er sandt vil det have stor betydning for udvikling af fødevarer til astronauter. I dag udvikles disse så de minder så meget som muligt om de fødevarer vi spiser til dagligt på Jorden. Men måske er dette udgangspunkt forkert. Måske skal fødevarer til astronauter udvikles så de smager anderledes end det vi normalt foretrækker. For eksempel kan det tænkes, at en yoghurt skal være mindre sød end normalt eller at en suppe skal være mere krydret end den normalt foretrækkes. Det er meget vigtigt at finde ud af hvordan maden bliver mest appetitlig da dette naturligvis vil have stor indflydelse på hvor meget man har lyst til at spise af den. Det er derfor essentielt at få undersøgt om der findes denne forskel i smagsoplevelsen når man er vægtløs i forhold til under normale forhold. Dette skal derfor undersøges i Charlottes speciale skrevet under Arla Foods’ Lacmos projekt formodentligt i samarbejde med ESA.

Mælk som kugler i fast form. Under Arla Foods’ LACMOS projekt har Arla Foods udviklet disse kugler som indeholder samme mængde kalcium som mælk. (Foto: Arla Foods).

Udvikling af produkter

Der stilles som nævnt strenge krav til astronauternes kost ernæringsmæssigt, men også med hensyn til udseende, smag og duft er der store krav til at maden bliver så appetitvækkende som muligt. Derudover er ethvert produkt underlagt store begrænsninger i forhold til vægt, volumen, opbevaring, forberedelsestid og -teknik, konsistens (må f.eks. ikke krumme) samt mængde af affald det genererer. For at produkterne kan holde sig friske længe, skal emballagen forhindre forekomst af mikrobiel vækst. Produkterne skal enten være konserverede (med salt og andre krydderier), eller der skal under produktionen være anvendt en teknologi, der øger holdbarheden såsom frysetørring eller bestråling.

En stor mængde forskning er nødvendig for at udvikle produkter, der kan efterleve de givne krav. Arla Foods er én af de få virksomheder i Danmark, der beskæftiger sig med dette og har f.eks. udviklet nogle såkaldte “milk bites” som er tørmælk i fast form, formet som kugler, hvor 4 stk svarer til et glas mælk. Derudover har de udviklet ost og proteinbarer i små stykker samt mælkedrikke og yoghurt, som er tilsat probiotika.

Alt dette er med til at understrege vigtigheden af, at der bliver fokuseret noget mere på ernæring i fremtidens rumfartsforskning for at kunne opnå det optimale resultat fra astronauterne. At Arla Foods er begyndt at beskæftige sig med området er et kæmpe skridt, og forhåbenligt vil flere virksomheder følge trop i fremtiden. I hvert fald vil denne artikels forfattere gøre hvad de kan for at forfølge drømmen og udbrede interessen indenfor området i Danmark.

Noter
¹ Probiotika er mikroorganismer med en særlige evne til at.opretholde tarmens naturlige bakterieflora, som hjælpe kroppen til at nedbryde og optage næringsstofferne fra kosten.
² Sensorik er den diciplin der omhandler kroppens evne til at sanse, beskrive og bedømme omverdnen, og herunder hvordan et emnes smag og duft sanses, samt samspillet mellem alle sansernes oplevelse af emnet.