Das Ziel der vorliegenden Dissertation war es, die Veränderungen innerhalb der Körperzusammensetzung, des metabol-hormonellen sowie des hämatopoetischen Status während eines Langzeitaufenthalts in einer antarktischen Forschungsstation zu ermitteln. Es wurden drei aufeinanderfolgende Gruppen der jährlichen Überwinterungskampagnen (2005-2007) des Alfred-Wegener-Instituts für Polar- und Meeresforschung in der deutschen Antarktisstation Neumayer II über fünfzehn Monate untersucht. Bei den Teilnehmern handelte es sich vorranging um Wissenschaftler und Techniker (16 Männer, 8 Frauen). Die Besonderheit dieser Arbeit liegt zum einen in der Zeitreihenanalyse verschiedener Parameter über mehr als ein Jahr, dem Vergleich mehrerer Überwinterungen sowie der experimentellen Möglichkeit, diese Untersuchungen in den außergewöhnlichen Umweltbedingungen in der Antarktis durchzuführen, die durch extreme Kälte, prolongierte Hell-/Dunkel-Phasen und der Abgeschiedenheit gekennzeichnet sind. Alle genannten Umweltbedingungen können auch bei Langzeitmissionen im All von Bedeutung sein. Neben einer Analyse der Körperzusammensetzung im 12-tägigen Abstand mittels bioelektrischer Impedanzanalyse erfolgte im zweimonatigen Rhythmus die Bestimmung biochemischer Parameter des Fettstoffwechsels (LDL, HDL, TAG, Leptin, Adiponektin), der Hämatopoese (Hb, Hk, Erythropoietin, Serum- Transferrinrezeptor) und des TSH. Es zeigte sich, i) eine signifikante Zunahme des Körpergewichts und der Fettmasse bei den Frauen sowie eine gleichbleibende bzw. abnehmende Körpermasse bei den Männern, ii) eine signifikante Abnahme der fettfreien Körpermasse und Körperzellmasse, iii) verminderte Leptin- und Adiponektinkonzentrationen in der Dunkelphase des antarktischen Winters sowie iv) eine signifikante Abnahme der Hämatopoese (Erythropoietin, sTfR, Hämoglobin) im selben Zeitraum. Weiterhin wies das Hormon TSH zirkannuale Schwankungen auf. Die vorliegende Arbeit zeigt, dass das Leben und Arbeiten in extremer Umwelt, wie der Antarktis, i) zu verschiedenen intra- und interindividuellen Anpassungen führt, ii) diese Untersuchungen zum Verständnis der Adaptationsvorgänge des Menschen an extreme Bedingungen beitragen, iii) in Zukunft gezielt geschlechtsspezifische Untersuchungen in der Antarktis durchgeführt werden sollten und iv) nicht zuletzt derartige Studien wichtig für die Planung und erfolgreiche Durchführung künftiger Missionen ins All seien können.
The aim of this thesis was to investigate the changes in body composition, metabolic-endocrine and hematopoietic status during a long-time residence in an antarctic research station. There were three successive groups of the annual winter campaigns (2005-2007) of the Alfred Wegener Institute for Polar and Marine Research in the German Antarctic station Neumayer II examined for more than fifteen months. Primarily the participants were scientists and technicians (16 men, 8 women). The speciality of this study is partly carried out in the time series analysis of various parameters on more than one year, a comparison of several hibernations and the experimental possibility of these investigations into the special environmental conditions in Antarctica, caused by extreme cold, prolonged luminance and darkness. All these environmental conditions may even exist in long-duration missions in space flights. In addition to an analysis of body composition in 12-day intervals using bioelectrical impedance analysis, the determination of biochemical parameters of lipid metabolism (LDL, HDL, TAG, leptin, adiponectin), hematopoiesis (hemoglobin, hematocrit, erythropoietin, serum transferrin receptor) and the TSH was performed in every two months. It turned out, i) a significant increase in body weight and fat mass in women as well as a constant or decreasing body mass in men, ii) a significant decrease in lean body mass and body cell mass, iii) decreased concentrations in leptin and adiponectin during the dark phase of the antarctic winter and iv) a significant decrease in hematopoiesis (erythropoietin, sTfR, hemoglobin) in the same period. Furthermore the hormone TSH showed circannual fluctuations. The present thesis shows that life and work in extreme environment such as in Antarctica, i) caused intra-and inter-individual adaptations, ii) contributes facts for a better understanding of adaptation processes of people in extreme environments, iii) targeted in future gender specific investigations in the Antarctic studies and iv) last but not least, such studies are important to the successful planning and implementation of future space missions.
