Организм человека начинает заметно менять работу кишечника уже в первые недели после выхода на орбиту. Исследование ученых Копенгагенского университета совместно с NASA показало, что у астронавтов в условиях микрогравитации кишечные бактерии начинают активнее расщеплять белки. Это может быть связано с замедлением движения пищи по кишечнику и объяснять, почему запоры так часто возникают во время космических полетов.

Исследователи проанализировали образцы крови 52 астронавтов, которые в течение нескольких месяцев находились на борту Международной космической станции. По составу метаболитов в крови ученым удалось обнаружить изменения, указывающие на перестройку процессов, происходящих в кишечнике, рассказывает Sciencedaily.com.

Кишечные бактерии начинают перерабатывать больше белка

В нормальных условиях бактерии кишечника в значительной степени перерабатывают пищевые волокна. Однако когда доступной клетчатки становится недостаточно, микроорганизмы начинают активнее расщеплять белки.

Этот процесс называется ферментацией белка и сам по себе не является необычным. Но у астронавтов исследователи обнаружили признаки того, что он усиливается уже через несколько недель после начала космического полета и сохраняется до возвращения на Землю.

Ученые предполагают, что причина может быть связана с отсутствием нормальной гравитации.

На Земле гравитация вместе с сокращениями кишечника помогает продвигать пищу по пищеварительному тракту. В микрогравитации этот процесс может замедляться. Если содержимое кишечника дольше остается внутри организма, бактерии получают больше времени для переработки белка.

«Отсутствие гравитации в космосе, вероятно, приводит к тому, что пища медленнее перемещается по кишечнику, и это согласуется с тем, что мы наблюдаем признаки усиления ферментации белка. Это также может помочь объяснить запоры у астронавтов», — говорит соавтор исследования Хенрик Роагер.

Изменения кишечника могут затрагивать не только пищеварение

Исследователи изучали метаболиты — небольшие молекулы, которые циркулируют в крови и позволяют косвенно оценивать происходящие в организме процессы.

Часть веществ, образующихся при ферментации белка, может попадать из кишечника в кровоток и воздействовать на другие органы. Поэтому изменение работы кишечных бактерий потенциально имеет последствия далеко за пределами пищеварительной системы.

Особый интерес представляет связь кишечника с мозгом. Некоторые продукты ферментации белка ранее связывали с неблагоприятными последствиями для здоровья, в том числе с возможными изменениями настроения и способности концентрироваться.

При этом новое исследование показывает прежде всего связь между космическим полетом и изменением кишечного метаболизма. Чтобы установить конкретные последствия этих изменений для здоровья астронавтов, потребуются дополнительные исследования.

Для полетов на Марс проблему придется решать заранее

На Международной космической станции астронавты проводят месяцы, но будущие полеты к Марсу будут значительно продолжительнее. Поэтому даже относительно небольшие изменения в работе организма могут стать важной медицинской проблемой при длительных космических миссиях.

Исследователи предполагают, что одним из способов профилактики может стать изменение рациона — в частности, увеличение количества пищевых волокон или использование пребиотиков. Еще один возможный подход заключается в стимулировании перистальтики, то есть естественных сокращений кишечника, которые продвигают его содержимое.

Чем быстрее пища проходит через кишечник, тем меньше времени остается для чрезмерной ферментации белка.

«При планировании более длительных космических путешествий, например к Марсу, могут потребоваться меры, позволяющие уменьшить негативное воздействие космического полета на кишечник», — отмечает первый автор исследования Джорджия Ла Барбера.

Космические данные могут пригодиться пациентам на Земле

Авторы считают, что полученные результаты могут оказаться полезными и для медицины на Земле.

Похожие проблемы возникают у людей, которые долгое время проводят в постели. Из-за малоподвижности у них также может замедляться работа кишечника и возникать запоры.

Если дальнейшие исследования подтвердят связь между замедленным прохождением содержимого кишечника и усилением ферментации белка, полученные в космосе данные могут помочь разрабатывать способы профилактики подобных нарушений у лежачих пациентов.

Ученые нашли закономерность в данных 52 астронавтов

Исследование было необычным еще и масштабом собранного материала. Ученые использовали данные трех исследований, проведенных на Международной космической станции, и объединили образцы крови 52 астронавтов, участвовавших в разных миссиях на протяжении нескольких лет.

Обычно исследования метаболизма сталкиваются с большой индивидуальной разницей между людьми. В данном случае данные разных астронавтов, полученные во время различных космических миссий, позволили обнаружить одну и ту же закономерность.

Ученые использовали неконтролируемый, или нетаргетный, анализ метаболитов. Вместо поиска заранее выбранных веществ они исследовали широкий набор молекул в крови и определяли, какие из них менялись во время космического полета.

Помимо признаков усиления ферментации белка, анализ показал небольшие изменения, связанные с употреблением рыбы и кофеина.

Исследование демонстрирует, что космический полет способен достаточно быстро менять работу кишечника. И проблема здесь может заключаться не только в неприятном симптоме вроде запора: изменение состава продуктов жизнедеятельности кишечных бактерий потенциально затрагивает более широкие процессы в организме. Для будущих полетов к Марсу это делает состояние кишечника еще одной частью системы жизнеобеспечения, которую придется учитывать при подготовке длительных миссий.