Космические путешествия могут повлиять на работу кишечника космонавтов

Бактерии, грибы и вирусы могут проникать в наш кишечник через пищу, которую мы едим. К счастью, эпителиальные клетки, выстилающие наш кишечник, служат надежным барьером, препятствующим вторжению этих микроорганизмов в остальные части нашего тела.

Исследовательская группа во главе с ученым-биомедиком из Калифорнийского университета, Риверсайд, обнаружил, что смоделированная микрогравитация, например, в космическом полете, нарушает работу эпителиального барьера даже после удаления из среды микрогравитации.

"Наши результаты имеют значение для нашего понимания влияния космических путешествий на кишечную функцию космонавтов в космосе, а также их способность противостоять воздействию агентов, которые нарушают функцию кишечного эпителиального барьера после их возвращения на Землю, "сказал Деклан Маккол, профессор биомедицинских наук Медицинской школы Калифорнийского университета в Риверсайде, кто руководил исследованием, опубликованным сегодня в Научные отчеты .

Микрогравитационная среда, встречающаяся в космосе, оказывает огромное влияние на физиологию человека, приводящие к клиническим симптомам и заболеваниям, включая гастроэнтерит; предыдущие исследования показали, что микрогравитация ослабляет иммунную систему человека. Также было показано, что микрогравитация увеличивает способность бактерий пищевого происхождения, таких как сальмонелла, вызывать заболевания кишечника.

<цитата>

Наше исследование впервые показывает, что микрогравитация делает эпителиальные клетки менее способными противостоять воздействию агента, который ослабляет барьерные свойства этих клеток. Важно отметить, что мы наблюдали, что этот дефект сохранялся до 14 дней после удаления из среды микрогравитации ».

Деклан Маккол, профессор биомедицинских наук в Медицинской школе Калифорнийского университета в Риверсайде

Агент, вызывающий проницаемость, которую выбрала команда Маккола для исследования, был ацетальдегидом, метаболит алкоголя. Маккол объяснил, что алкоголь нарушает барьерную функцию и увеличивает проницаемость желудочно-кишечного тракта у здоровых людей и пациентов с алкогольной болезнью печени.

Барьерная функция кишечного эпителия, добавил он, критически важен для поддержания здорового кишечника; когда нарушено, это может привести к повышенной проницаемости или неплотности. Этот, по очереди, может значительно увеличить риск инфекций и хронических воспалительных состояний, таких как воспалительное заболевание кишечника, глютеновая болезнь, Сахарный диабет 1 типа, и заболевание печени.

Команда МакКоула использовала сосуд с вращающейся стенкой - биореактор, который поддерживает клетки в контролируемой среде вращения, имитирующей почти невесомость, - чтобы изучить влияние симулированной микрогравитации на культивируемые эпителиальные клетки кишечника.

После культивирования в течение 18 дней в сосуде, команда обнаружила, что эпителиальные клетки кишечника показали замедленное образование «плотных контактов», «которые представляют собой соединения, которые соединяют отдельные эпителиальные клетки и необходимы для поддержания непроницаемости. Вращающаяся стенка сосуда также создает измененный образец узла плотных соединений, который сохраняется до 14 дней после того, как кишечные эпителиальные клетки были удалены из сосуда.

«Наше исследование является первым, в котором изучается, сохраняются ли функциональные изменения барьерных свойств эпителиальных клеток с течением времени после удаления из моделируемой среды микрогравитации, "Наша работа может дать информацию о долгосрочных космических путешествиях и колонизации, где воздействие пищевых патогенов может привести к более серьезной патологии, чем на Земле", - сказал Маккол.

• Исследование раскрывает новый способ борьбы с колоректальным раком
• Выявлен ключевой механизм того, как противовирусные иммунные реакции перепрограммируют метаболизм печени