Romreiser kan påvirke tarmfunksjonen til astronauter

Bakterie, sopp, og virus kan komme inn i tarmen vår gjennom maten vi spiser. Heldigvis, epitelcellene som strekker tarmene våre tjener som en robust barriere for å forhindre at disse mikroorganismer invaderer resten av kroppene våre.

Et forskerteam ledet av en biomedisinsk forsker ved University of California, Riverside, har funnet ut at simulert mikrogravitasjon, slik som den som ble oppdaget i romfart, forstyrrer funksjonen til epitelbarrieren selv etter fjerning fra mikrogravitasjonsmiljøet.

"Funnene våre har implikasjoner for vår forståelse av virkningen av romfart på tarmfunksjonen til astronauter i verdensrommet, så vel som deres evne til å motstå effekten av midler som kompromitterer intestinal epitelbarrierefunksjon etter at de kommer tilbake til jorden, "sa Declan McCole, professor i biomedisinsk vitenskap ved UC Riverside School of Medicine, som ledet studien som ble publisert i dag i Vitenskapelige rapporter .

Mikrogravitasjonsmiljøet som oppstår i rommet har dype effekter på menneskelig fysiologi, som fører til kliniske symptomer og sykdommer, inkludert gastroenteritt; tidligere studier har vist at mikrogravitasjon svekker det menneskelige immunsystemet. Mikrogravitasjon har også vist seg å øke den tarmsykdomsfremkallende evnen til matbårne bakterier som salmonella.

Studien vår viser for første gang at et mikrogravitasjonsmiljø gjør epitelceller mindre i stand til å motstå effekten av et middel som svekker barriereegenskapene til disse cellene. Viktigere, vi observerte at denne defekten ble beholdt opptil 14 dager etter fjerning fra mikrogravitasjonsmiljøet. "

Declan McCole, professor i biomedisinsk vitenskap ved UC Riverside School of Medicine

Det permeabilitetsfremkallende middelet McColes team valgte å undersøke var acetaldehyd, en alkoholmetabolitt. McCole forklarte at alkohol kompromitterer barrierefunksjonen og øker gastrointestinal permeabilitet hos normale personer og hos pasienter med alkoholisk leversykdom.

Barrierefunksjonen til tarmepitelet, han la til, er avgjørende for å opprettholde en sunn tarm; når den blir forstyrret, det kan føre til økt permeabilitet eller lekkasje. Dette, i sin tur, kan øke risikoen for infeksjoner og kroniske inflammatoriske tilstander som inflammatorisk tarmsykdom, cøliaki, Type 1 diabetes, og leversykdom.

McColes team brukte et roterende veggkar - en bioreaktor som opprettholder celler i et kontrollert rotasjonsmiljø som simulerer nær vektløshet - for å undersøke virkningen av simulert mikrogravitasjon på dyrkede tarmepitelceller.

Etter kultur i 18 dager i fartøyet, teamet oppdaget at tarmepitelceller viste forsinket dannelse av "tette veikryss, "som er veikryss som forbinder individuelle epitelceller og er nødvendige for å opprettholde ugjennomtrengelighet. Det roterende veggfartøyet produserer også et endret mønster av tette krysssammenstillinger som beholdes opptil 14 dager etter at tarmepitelcellene ble fjernet fra karet.

"Vår studie er den første som undersøker om funksjonelle endringer i egenskapene til epitelcellebarriere opprettholdes over tid etter fjerning fra et simulert mikrogravitasjonsmiljø, "McCole sa." Vårt arbeid kan informere langsiktig romfart og kolonisering der eksponering for et matbårent patogen kan resultere i en mer alvorlig patologi enn på jorden. "

• Studie avslører ny vei for å målrette tykktarmskreft
• Nøkkelmekanisme identifisert for hvordan antivirale immunresponser omprogrammerer levermetabolismen