Rumrejser kan gøre tarmen utæt

Bakterie, svampe, og vira kan trænge ind i vores tarm gennem den mad, vi spiser. Heldigvis, epitelcellerne, der beklæder vores tarme, 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, som den man støder på i rumfart, forstyrrer funktionen af ​​epitelbarrieren selv efter fjernelse fra mikrogravitationsmiljøet.

"Vores resultater har implikationer for vores forståelse af virkningerne af rumrejser på astronauters tarmfunktion i rummet, såvel som deres evne til at modstå virkningerne af midler, der kompromitterer tarmepitelbarrierefunktionen efter deres tilbagevenden til Jorden, " sagde Declan McCole, en professor i biomedicinske videnskaber ved UC Riverside School of Medicine, der ledede undersøgelsen offentliggjort i dag i Videnskabelige rapporter .

Det mikrotyngdekraftsmiljø, man støder på i rummet, har dybtgående virkninger på menneskets fysiologi, fører til kliniske symptomer og sygdomme, herunder gastroenteritis; Tidligere undersøgelser har vist, at mikrogravitation svækker det menneskelige immunsystem. Mikrotyngdekraft har også vist sig at øge den tarmsygdomsfremkaldende evne hos 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, " sagde McCole. "Vigtigt, vi observerede, at denne defekt blev bibeholdt op til 14 dage efter fjernelse fra mikrogravitationsmiljøet."

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

Barrierefunktionen af ​​tarmepitel, han tilføjede, er afgørende for at opretholde en sund tarm; når det bliver forstyrret, det kan føre til øget permeabilitet eller utæthed. Det her, på tur, kan i høj grad øge risikoen for infektioner og kroniske betændelsestilstande såsom inflammatorisk tarmsygdom, cøliaki, Type 1 diabetes, og leversygdom.

McColes team brugte en roterende vægbeholder - en bioreaktor, der holder celler i et kontrolleret rotationsmiljø, der simulerer næsten vægtløshed - til at undersøge virkningen af ​​simuleret mikrotyngdekraft på dyrkede tarmepitelceller.

Efter dyrkning i 18 dage i karret, holdet opdagede tarmepitelceller viste forsinket dannelse af "tight junctions, " som er junctions, der forbinder individuelle epitelceller og er nødvendige for at opretholde uigennemtrængelighed. Det roterende vægkar producerer også et ændret mønster af tight junction-samling, der bibeholdes op til 14 dage efter, at tarmepitelcellerne blev fjernet fra karret.

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