Istraživački tim predvođen biomedicinskim znanstvenikom sa Sveučilišta u Kaliforniji, Riverside, je otkrio da simulirana mikrogravitacija, poput onog koje se susreće u svemirskim letovima, remeti funkcioniranje epitelne barijere čak i nakon uklanjanja iz mikrogravitacijskog okruženja.
"Naši nalazi imaju implikacije za naše razumijevanje učinaka svemirskog putovanja na crijevnu funkciju astronauta u svemiru, kao i njihovu sposobnost da izdrže učinke agenasa koji ugrožavaju funkciju crijevne epitelne barijere nakon njihovog povratka na Zemlju, "rekao je Declan McCole, profesor biomedicinskih znanosti na Medicinskom fakultetu UC Riverside, koji je vodio studiju objavljenu danas u Znanstvena izvješća .
Okruženje mikrogravitacije u svemiru ima duboke učinke na ljudsku fiziologiju, dovodi do kliničkih simptoma i bolesti uključujući gastroenteritis; prethodne studije pokazale su da mikrogravitacija slabi imunološki sustav čovjeka. Također se pokazalo da mikrogravitacija povećava sposobnost crijevnih bolesti uzrokovati bakterije koje se prenose hranom, poput salmonele.
Naše istraživanje prvi put pokazuje da mikrogravitacijsko okruženje čini epitelne stanice manje sposobnima oduprijeti se učincima agensa koji slabi barijerna svojstva ovih stanica. Važno je, primijetili smo da se ovaj nedostatak zadržao do 14 dana nakon uklanjanja iz mikrogravitacijskog okruženja. "
Declan McCole, profesor biomedicinskih znanosti na Medicinskom fakultetu UC Riverside
Sredstvo za izazivanje propusnosti koje je McColeov tim odlučio istražiti bio je acetaldehid, metabolit alkohola. McCole je objasnio da alkohol narušava barijernu funkciju i povećava propusnost probavnog sustava kod normalnih ispitanika i kod pacijenata s alkoholnom bolesti jetre.
Barijerna funkcija crijevnog epitela, on je dodao, kritičan je za održavanje zdravog crijeva; kada je poremećen, može dovesti do povećane propusnosti ili propuštanja. Ovaj, zauzvrat, može uvelike povećati rizik od infekcija i kroničnih upalnih stanja poput upalne bolesti crijeva, celijakija, Dijabetes tipa 1, i bolesti jetre.
McColeov je tim upotrijebio rotirajuću stijenku posude - bioreaktor koji održava stanice u kontroliranom rotacijskom okruženju koje simulira gotovo bestežinsko stanje - kako bi ispitao utjecaj simulirane mikrogravitacije na kultivirane epitelne stanice crijeva.
Prateći kulturu 18 dana u posudi, tim je otkrio da su epitelne stanice crijeva pokazale odgođeno stvaranje "čvrstih spojeva, "koji su spojevi koji povezuju pojedinačne epitelne stanice i neophodni su za održavanje nepropusnosti. Rotirajuća stijenka posude također proizvodi promijenjeni uzorak čvrstog spoja koji se zadržava do 14 dana nakon uklanjanja epitelnih stanica crijeva iz posude."
"Naša je studija prva koja istražuje zadržavaju li se funkcionalne promjene svojstava epitelne stanične barijere tijekom vremena nakon uklanjanja iz simuliranog okruženja mikrogravitacije, "Naš rad može informirati dugoročna svemirska putovanja i kolonizaciju gdje izloženost patogenu koji se prenosi hranom može rezultirati ozbiljnijom patologijom nego na Zemlji."