Rumrejser kan påvirke tarmfunktionen hos astronauter

Bakterie, svampe, og vira kan komme ind i vores tarm gennem den mad, vi spiser. Heldigvis, epitelcellerne, der beklæder vores tarm, tjener som en robust barriere for at forhindre disse mikroorganismer i at invadere resten af ​​vores kroppe.

Et forskerhold ledet af en biomedicinsk videnskabsmand ved University of California, Riverside, har fundet ud af, at simuleret mikrogravitation, sådan som den stødte på i rumfart, forstyrrer funktionen af ​​epitelbarrieren, selv efter fjernelse fra mikrogravitationsmiljøet.

"Vores fund har konsekvenser for vores forståelse af rumrejsens virkninger på astronauternes tarmfunktion i rummet, samt deres evne til at modstå virkningerne af midler, der kompromitterer intestinal epitelbarrierefunktion efter deres tilbagevenden til Jorden, "sagde Declan McCole, professor i biomedicinsk videnskab ved UC Riverside School of Medicine, der ledede undersøgelsen offentliggjort i dag i Videnskabelige rapporter .

Mikrogravitationsmiljøet, der opstår i rummet, har dybtgående virkninger på menneskelig fysiologi, fører til kliniske symptomer og sygdomme, herunder gastroenteritis; tidligere undersøgelser har vist, at mikrogravitation svækker det menneskelige immunsystem. Mikrogravitation har også vist sig at øge den tarmsygdomsfremkaldende evne til fødevarebårne bakterier såsom salmonella.

Vores undersøgelse viser for første gang, at et mikrogravitationsmiljø gør epitelceller mindre i stand til at modstå virkningerne af et middel, der svækker disse cellers barriereegenskaber. Vigtigere, vi observerede, at denne defekt blev bevaret i op til 14 dage efter fjernelse fra mikrogravity -miljøet. "

Declan McCole, professor i biomedicinsk videnskab ved UC Riverside School of Medicine

Det permeabilitetsfremkaldende middel McColes team valgte at undersøge var acetaldehyd, en alkoholmetabolit. McCole forklarede alkohol kompromitterer barrierefunktionen og øger gastrointestinal permeabilitet hos normale personer og hos patienter med alkoholisk leversygdom.

Tarmepitelets barrierefunktion, han tilføjede, er afgørende for at opretholde en sund tarm; ved forstyrrelse, det kan føre til øget permeabilitet eller utæthed. Det her, på tur, kan øge risikoen for infektioner og kroniske inflammatoriske tilstande, såsom inflammatorisk tarmsygdom, kraftigt cøliaki, Type 1 -diabetes, og leversygdom.

McColes team brugte et roterende vægkar - en bioreaktor, der opretholder celler i et kontrolleret rotationsmiljø, der simulerer nær vægtløshed - til at undersøge virkningen af ​​simuleret mikrogravitet på dyrkede tarmepitelceller.

Efter kultur i 18 dage i beholderen, teamet opdagede tarmepitelceller viste forsinket dannelse af "tætte kryds, "som er kryds, der forbinder individuelle epitelceller og er nødvendige for at opretholde uigennemtrængelighed. Det roterende vægbeholder frembringer også et ændret mønster af tæt samlingssamling, der bevares op til 14 dage efter, at tarmepitelcellerne blev fjernet fra karret.

"Vores undersøgelse er den første til at undersøge, om funktionelle ændringer af epitelcellebarriereegenskaber opretholdes over tid efter fjernelse fra et simuleret mikrogravitationsmiljø, "McCole sagde." Vores arbejde kan informere langsigtede rumrejser og kolonisering, hvor udsættelse for et fødevarebårent patogen kan resultere i en mere alvorlig patologi end på Jorden. "

• Undersøgelse afslører en ny vej til at målrette tyktarmskræft
• Nøglemekanisme identificeret til, hvordan antivirale immunresponser omprogrammerer levermetabolisme