Учёные из Копенгагенского университета совместно с NASA (Национальное управление по аэронавтике и исследованию космического пространства США) обнаружили возможную причину проблем с пищеварением у космонавтов. Специалисты изучили образцы крови 52 астронавтов, которые провели месяцы на борту Международной космической станции. Анализ показал, что пищеварительная система начинает перестраиваться уже вскоре после того, как человек покидает Землю.
В крови участников полётов были зафиксированы изменения, свидетельствующие о том, что кишечные бактерии начинают активнее, чем обычно, ферментировать белок уже через несколько недель после прибытия на орбиту. Этот процесс сохраняется вплоть до возвращения на Землю, сообщила один из ведущих авторов работы, доцент кафедры питания, физических упражнений и спорта Джорджия Ла Барбера.
Ферментация белка происходит, когда бактерии в кишечнике переключаются на расщепление белка вместо клетчатки, поскольку доступные пищевые волокна уже израсходованы. Это явление встречается не только у космонавтов, но и у людей на Земле. Исследователи предполагают, что в условиях микрогравитации пища медленнее продвигается по пищеварительному тракту. Если еда задерживается в кишечнике дольше, у бактерий появляется больше времени для ферментации белка. По словам соавтора работы Хенрика Роагера, отсутствие гравитации в космосе, вероятно, замедляет движение пищи по кишечнику, что согласуется с признаками усиленной ферментации белка и может объяснять запоры у астронавтов.
Выводы были сделаны на основе исследования метаболитов — небольших молекул, циркулирующих в кровотоке и дающих представление о работе организма. Анализ этих молекул позволяет узнать о процессах, связанных с питанием, обменом веществ и состоянием кишечника. Результаты могут иметь значение не только для пищеварения, поскольку изменения в кишечнике способны влиять на другие системы организма, включая мозг. Как отметил старший автор исследования, профессор Ларс Ове Драгстед, продукты ферментации белка часто связаны с негативными последствиями для здоровья, такими как повреждение почек, возможное влияние на настроение и снижение способности концентрироваться.
Полученные данные могут оказаться особенно важными при подготовке длительных миссий на Луну и в перспективе на Марс, где космонавты будут проводить вне земной гравитации гораздо больше времени, чем экипажи МКС. По словам Джорджии Ла Барбера, при планировании дальних полётов, например к Марсу, могут потребоваться меры для смягчения негативного воздействия космического путешествия на кишечник. Исследователи называют несколько возможных подходов: увеличение потребления пищевых волокон, приём пребиотиков или другие виды лечения, стимулирующие перистальтику и сокращающие время прохождения пищи по кишечнику. Это помогло бы уменьшить ферментацию белка, создать здоровую среду в кишечнике и избежать негативных последствий для здоровья, добавил Хенрик Роагер.
Работа может принести пользу и пациентам на Земле. Люди, длительное время прикованные к постели, также часто страдают запорами. Исследователи предполагают, что замедленное движение кишечника у таких пациентов способно вызывать сходные изменения ферментации. Ларс Ове Драгстед заключил, что эти знания можно использовать для помощи лежачим больным, у которых также возникают запоры и, вероятно, усиливается ферментация белка, усугубляющая проблемы со здоровьем.