Boravak u bestežinskom stanju menja rad creva već tokom prvih nedelja misije. Nova studija Univerziteta u Kopenhagenu i NASA ukazuje da se crevne bakterije tada sve više okreću razgradnji proteina, što bi moglo da bude povezano sa usporenim prolaskom hrane kroz digestivni trakt.
Zatvor je jedan od problema sa kojima se astronauti relativno često suočavaju tokom boravka u svemiru. Međutim, naučnici do sada nisu u potpunosti razumeli šta tačno stoji iza promena u varenju koje nastaju kada čovek napusti Zemlju.
Nova studija istraživača sa Univerziteta Kopenhagen, sprovedena u saradnji sa NASA, sada nudi moguće objašnjenje.
Naučnici su analizirali uzorke krvi 52 astronauta koji su tokom različitih misija proveli mesece na Međunarodnoj svemirskoj stanici. Rezultati ukazuju da se promene u radu creva pojavljuju relativno brzo nakon dolaska u svemir.
Crevne bakterije menjaju jelovnik
Jedan od najzanimljivijih rezultata odnosi se na takozvanu fermentaciju proteina.
U normalnim uslovima, bakterije u crevima koriste različite sastojke hrane, među kojima su posebno važna vlakna. Kada dostupnih vlakana nema dovoljno, bakterije mogu u većoj meri početi da razgrađuju proteine.
Upravo takav obrazac istraživači su uočili kod astronauta.
„Vidimo promene u uzorcima krvi astronauta koje ukazuju na to da crevne bakterije počinju da fermentišu proteine u većoj meri nego obično već nekoliko nedelja nakon dolaska u svemir“, objašnjava Đorđa La Barbera, jedna od prvih autorki istraživanja.
Promena je, prema rezultatima, trajala sve dok se astronauti nisu vratili na Zemlju.
Kakve veze sa tim ima bestežinsko stanje?
Istraživači pretpostavljaju da bi jedan od ključnih faktora mogla da bude mikrogravitacija.
Na Zemlji gravitacija, zajedno sa pokretima mišića digestivnog trakta, doprinosi normalnom kretanju sadržaja kroz creva. U svemiru se uslovi menjaju.
Ako se sadržaj sporije kreće kroz digestivni trakt, bakterije imaju više vremena da deluju na njega. To bi moglo da pogoduje većoj fermentaciji proteina.
„Nedostatak gravitacije u svemiru verovatno uzrokuje sporije kretanje hrane kroz creva, što se uklapa u činjenicu da vidimo znake povećane fermentacije proteina“, kaže Henrik Roager sa Univerziteta u Kopenhagenu.
Prema njegovim rečima, upravo bi to moglo da pomogne u objašnjenju zatvora kod astronauta.
Promene u crevima možda ne ostaju samo u crevima
Istraživanje je zasnovano na analizi metabolita – malih molekula koji cirkulišu kroz krv i mogu da posluže kao svojevrsni tragovi o tome šta se dešava u organizmu.
Njihovom analizom naučnici mogu da dobiju informacije o metabolizmu, ishrani, ali i procesima koji se odvijaju u crevima.
To je važno zato što proizvodi fermentacije ne moraju ostati u digestivnom sistemu.
Neke od supstanci koje nastaju tokom razgradnje proteina mogu dospeti u krvotok i uticati na druge delove organizma. Istraživači zato upozoravaju da bi dugotrajne promene u crevima potencijalno mogle imati šire posledice.
Posebno ih zanima veza između creva i mozga, odnosno crevno-moždana osa.
„Znamo da se proizvodi fermentacije proteina često povezuju sa negativnim posledicama po zdravlje, kao što su oštećenje bubrega, mogući uticaji na raspoloženje ili smanjena sposobnost koncentracije“, navodi Lars Ove Dragsted, senior autor studije.
Važno je, međutim, naglasiti da ova studija ne dokazuje da su astronauti zbog ove promene nužno imali probleme sa raspoloženjem ili koncentracijom. Ona pokazuje metaboličke promene koje mogu biti povezane sa takvim efektima.
Ovo bi moglo biti važno za putovanje na Mars
Za astronaute na Međunarodnoj svemirskoj stanici ovakvi problemi mogu biti neprijatni, ali buduće misije predstavljaju mnogo veći izazov.
Put do Marsa i boravak na Marsu trajaće znatno duže od tipičnih misija na ISS-u. Zbog toga čak i relativno mala fiziološka promena može postati značajna ako traje nedeljama ili mesecima.
Ako mikrogravitacija zaista usporava prolazak sadržaja kroz creva i podstiče veću fermentaciju proteina, buduće misije mogle bi zahtevati posebne mere za očuvanje zdravlja digestivnog sistema.
Jedna od mogućnosti je povećanje količine vlakana u ishrani. Istraživači pominju i prebiotike, kao i druge pristupe kojima bi se mogao podstaći normalan rad creva i smanjiti vreme zadržavanja sadržaja u digestivnom traktu.
Cilj bi bio jednostavan: održati normalno kretanje sadržaja kroz creva i smanjiti uslove koji pogoduju prekomernoj fermentaciji proteina.
Isti problem postoji i na Zemlji
Zanimljivo je da istraživanje možda neće biti korisno samo za svemirske misije.
Ljudi koji dugo moraju da leže, na primer zbog teških bolesti ili oporavka, takođe često imaju problem sa zatvorom i usporenim radom creva.
„Ovo znanje može se koristiti za pomoć pacijentima koji su vezani za krevet. I oni imaju zatvor i verovatno povećanu fermentaciju proteina koja može dodatno pogoršati njihovo zdravstveno stanje“, kaže Dragsted.
Drugim rečima, astronauti predstavljaju neobičnu grupu ljudi kod koje naučnici mogu da proučavaju šta se događa kada se normalno funkcionisanje organizma promeni usled odsustva Zemljine gravitacije – a ono što nauče može potencijalno biti primenjeno i na pacijente na Zemlji.
Zašto su rezultati posebno zanimljivi?
Metabolizam se veoma razlikuje od čoveka do čoveka, pa je ovakva istraživanja inače teško tumačiti.
Međutim, istraživači su ovog puta imali uzorke 52 astronauta iz različitih misija i tokom više godina.
To im je omogućilo da uoče obrazac koji se ponavlja kod različitih ljudi.
„Prilično je impresivno što je naša metoda tako jasno pokazala da postoji konstantno veća fermentacija proteina“, kaže Jan Stanstrup, jedan od prvih autora rada.
Istraživači su koristili takozvani netargetirani pristup, odnosno nisu unapred tražili samo nekoliko konkretnih supstanci. Umesto toga, analizirali su širok spektar metabolita u krvi i posmatrali koji se od njih menjaju tokom svemirskog leta.
U istraživanju su korišćeni uzorci iz tri različite studije sprovedene na Međunarodnoj svemirskoj stanici.
Pored promena povezanih sa crevnom fermentacijom, analiza je pokazala i manje metaboličke promene koje su istraživači mogli da povežu sa unosom ribe i kofeina.
Od zatvora do Marsa
Na prvi pogled, zatvor možda ne deluje kao veliki problem u poređenju sa izazovima poput radijacije, mikrogravitacije ili psihološkog stresa tokom puta na Mars.
Ali upravo ovakva istraživanja pokazuju koliko je ljudski organizam složen.
Čak i probavni sistem mora da se prilagodi životu van Zemlje.
Ako budući astronauti treba da provedu mesece ili čak godine van Zemlje, razumevanje tih promena moglo bi da bude jednako važno kao i zaštita mišića, kostiju i drugih sistema organizma.
Istraživanje zato otvara zanimljivo pitanje za buduće svemirske misije: da li će jelovnik budućih astronauta morati da bude posebno dizajniran ne samo za njihove kalorijske potrebe, već i za bakterije koje žive u njihovim crevima?
