Den Epithel vun der Darmwand spillt eng entscheedend Roll beim Schutz vum Rescht vum Kierper virun de Milliarden Mikroben, op déi d'Mënschen duerch Iessen ausgesat sinn. Wéi och ëmmer, a Mikrogravitatioun, dës Barrière gëtt gestéiert. Dëst verhënnert net nëmmen déi normal Darmfunktioun, awer kompromittéiert d'Fäegkeet vun der Darmbarriär fir d'Infektioun ze widderstoen och nodeems d'Astronauten op d'Äerd zréckkommen.
Den Declan McCole ass e Professer fir biomedizinesch Wëssenschaften um UC Riverside. (UCR School of Medicine/Carrie Rosema)Mikrogravitatioun bewierkt datt de Fonctionnement vum Kierper dramatesch ännert. D'Ännerunge enthalen genetesch, strukturell a biochemesch Ännerungen. Dës kënnen dozou féieren datt den Individuum gastroenteritis erliewen, an aner Symptomer vun Darmkrankheet. Den Immunsystem vum Kierper leid och, wärend Bakterien wéi Salmonellen méi pathogen ginn a Mikrogravitatiounsbedéngungen, verursaacht intestinal Krankheet.
De Grond dofir gëtt deelweis an der aktueller Studie opgedeckt, wat weist datt an engem Mikrogravitatiounsëmfeld ze sinn eng Schwächung vun den intestinalen Epithelzellen verursaacht, reduzéiert hir Fäegkeet fir d'Barrière-brechend Eegeschafte vu bestëmmte Agenten ze widderstoen. An dës Schwächt war bestänneg präsent bis zu 14 Deeg nodeems den Individuum an en normale Ëmfeld zréckkoum.
D'Fuerscher hunn Acetaldehyd agefouert, e Metabolit, deen am Kierper aus Alkohol produzéiert gëtt. Si hunn dësen Agent gewielt well Alkohol bekannt ass d'Darmbarriär ofzebriechen an d'Permeabilitéit vun der Darmwand bei gesonde wéi och alkoholeschen Themen mat Leberschied ze verbesseren.
Leckeg Darm. - Illustratiounskreditt:Designua / ShutterstockDës Barriärfunktioun ass entscheedend fir intestinal Gesondheet, a säi Pann verursaacht Leckage vum Darm. Seng erlaabt Infektiounen a bakteriell Antigenen, oder Metaboliten, fir an de Kierper ze kommen, verursaacht, wéi bekannt ass, chronescher Entzündung. Dëst enthält entzündlech Darmkrankheet, Zöliakie, Typ 1 Diabetis a Liewerkrankheet.
De Modell deen d'Team benotzt huet war e rotéierend Wandschëff, dat hält Zellen an engem Kader wou se konstant kontrolléiert ginn op eng kontrolléiert Manéier. Dëst Schëff ass e Bioreaktor, wou biologesch Reaktiounen a liewegen Zellen optriede kënnen. D'Konditioune simuléieren suergfälteg den Effekt vun der simuléierter Mikrogravitatioun op kultivéiert Zellen aus dem Darmepithel.
D'Zellen konnten an enger eenzeger Schicht iwwer d'Mikrocarrierperlen wuessen. Dës Zellen kéinte enk Kräizunge bilden wärend d'Zellpolaritéit, oder apex-to-base Direktionalitéit, war och net beaflosst.
Nodeems d'Zellen fir 18 Deeg am rotéierende Mauerbehälter kultivéiert goufen, d'intestinal Epithelzellen hu fonnt datt se e wesentleche Verspéidung bei der Bildung vun enge Kräizunge weisen, d'Zell-zu-Zell Kräizunge wou eenzel Epithelzellen zesummekommen fir eng waasserdicht Barriär ze bilden déi kee liewegen Organismus oder biologesche Molekül kann iwwerschreiden. Och wa se geformt goufen, d'Muster war anormal, wahrscheinlech wéinst dem Effekt op de Passage vun enge Kräizungsproteine an d'Zellmembran um Spëtz vun der Zell, wou déi enge Kräizunge geformt ginn. Dëst verännert Muster bestoe bis zu 14 Deeg nodeems d'kultivéiert Zellen aus dem Schëff geläscht goufen.
Wann se d'Zellen fir Acetaldehyddamp ausgesat hunn, si hu gesinn datt Barriärdefekter observéierbar waren, mat enger Erhéijung vun der Permeabilitéit vun der intestinaler Epithelzellbarriär. Also, dës Zellen ware méi vulnérabel fir de Barrière-stéierenden Agent wéi d'Kontrollzellen déi net un d'Mikrogravitatioun ausgesat waren.
D'Proteine involvéiert bei der Bildung vun den enge Kräizunge ware onverännert am Ausdrock, weist datt hire Mangel net verantwortlech war fir d'Verzögerung. Dëst gouf an Zellen gesinn, déi dem Acetaldehyd ausgesat waren, wéi och an deenen, déi net waren. Wéi och ëmmer, an Acetaldehyd ausgesat Zellen, déi enge Kräizungsproteine weisen gestéiert Membranlokaliséierung ënner Mikrogravitatiounsbedéngungen zou. Och wann sou eng Stéierung mam Acetaldehyd a béid rotéierend Mauerbehälter a Kontrollzellen geschitt ass, et war méi grouss am éischte Fall. Also, Mikrogravitatioun mécht den Darmepithel méi ufälleg fir funktionell Barriärdefekter wann se un engem Barriärstéierende Agent ausgesat ass a veruersaacht Reorganisatioun vun den enge Kräizungen.
De Mechanismus kann méiglecherweis vu fréiere Studien erkläert ginn déi weisen wéi Acetaldehyd d'Stabilitéit vun der aktin-enker Kräizungsprotein Interaktioun verschlechtert, verursaacht déi enge Kräizungsproteine Occludin an ZO-1 falsch lokaliséiert ginn.
E Mikrogravitatiounsëmfeld kann gesonde Zellen e Barriärdefekt entwéckelen. Zweetens, wann esou Zellen engem Agent ausgesat sinn, dee fäeg ass dës Barrière ze stéieren, de Mängel gëtt staark verstäerkt, an dëst kann de ganze System vun der Darmhomeostasis verstoppen. Tatsächlech, dëst kéint de Risiko vun enger bakterieller Infektioun iwwerdreiwen, chronesch Entzündung wéinst der Belaaschtung vu bakterielle Produkter, a vu séier seriöer Infektioun.
De Fuerscher Declan McCole seet, "Eis Studie ass déi éischt fir z'ënnersichen ob funktionell Ännerunge vun Epithelzellbarriereigenschaften iwwer Zäit no der Entfernung aus engem simuléierten Mikrogravitatiounsëmfeld nohalteg sinn. Eis Aarbecht kann laangfristeg Raumfaart a Kolonisatioun informéieren, wou d'Belaaschtung fir e Liewensmëttel-gedroe Pathogen zu enger méi schwéierer Pathologie féiere kann wéi op der Äerd.