Втрата кісткової маси у астронавтів може бути пов’язана зі змінами в складі кишкової мікробіоти. Дослідження показало, що миші, які пробули на Міжнародній космічній станції протягом кількох тижнів, мали інший склад кишкових бактерій, ніж їхні «земні» родичі. Деякі мікроорганізми виробляють молекули, які впливають на процеси побудови кісток.
Умови мікрогравітації різним чином впливають на здоров’я космонавтів. Тривале перебування в космосі порушує добовий ритм, негативно впливає на зір і знижує щільність кісткової тканини космонавтів. Опубліковане в науковому журналі “Cell Reports” дослідження показує, що однією з причин останнього захворювання можуть бути зміни в складі кишкової мікробіоти – всіх мікроорганізмів, що населяють кишечник ссавців.
Миші в космосі
Мета експерименту полягала в тому, щоб визначити, як змінюється мікробіота під час тривалого впливу мікрогравітації та чи пов’язано це якимось чином зі змінами щільності кісток. Щоб перевірити це, вчені відправили 20 гризунів на Міжнародну космічну станцію (МКС). Через 4,5 тижні 10 тварин повернулися на Землю, а ще 10 залишилися в космосі наступні тижні. Під час експерименту контрольну групу з 20 гризунів утримували в ідентичних умовах, але в умовах земного тяжіння.
Дослідники вивчили та оцінили склад мікробіоти кишечника тварин перед запуском, після повернення на Землю та в кінці дослідження. Виявилося, що перебування в космосі збільшило різноманітність кишкових мікробів. Види бактерій, які були особливо поширені у позаземних тварин, пов’язані з виробництвом молекул, які впливають на ремоделювання кісток. Чим довше тварини залишалися на космічній станції, тим чисельнішими ставали популяції цих мікробів.
«Це ще один яскравий приклад динамічної взаємодії між кишковою мікробіотою та організмом-господарем», — пояснив Веньюань Ши з Інституту Форсайта Кембриджського університету в Массачусетсі. – Мікроорганізми в нашому кишечнику постійно реагують на фактори навколишнього середовища, навіть на мікрогравітацію.
Модульна система для транспортування гризунів на Міжнародну космічну станціюNASA/Дослідницький центр Еймса/Домінік Харт
Зворотні зміни
Дослідники нагадують нам, що кістки не є статичними – навіть у дорослих матеріал, з якого вони утворюються, постійно додається та видаляється в процесі, який називається ремоделюванням. Дослідження показують, що кишкові мікроби відіграють важливу роль у контролі цього механізму. Ті самі мікроби також виробляють різні метаболічні молекули, принаймні деякі з яких опосередковано взаємодіють з клітинами, відповідальними за ремоделювання кісток.
– Космічні подорожі по-різному впливають на мікробіоту. Перш за все, йдеться про фізичні сили, мікрогравітацію та вплив космічних променів, які впливають не лише на клітини людського тіла, а й на клітини бактерій, пояснює Джозеф К. Бедрі з Каліфорнійського університету в Лос-Анджелесі, провідний автор навчання.
Інші фактори також могли вплинути на мікробіоту гризунів. Наприклад, тварини не могли брати участь у копрофагії, нормальному процесі, подібному до гризунів, поглинанні власних фекалій для повторного введення мікробів у кишечник. Після повернення на Землю гризуни повернулися до такої поведінки, що, можливо, прискорило відновлення мікробіоти.
«Тож хороша новина полягає в тому, що хоча склад мікроорганізмів змінюється, ці зміни можуть зникнути після повернення на Землю», — додали вчені.
Подальші дослідження
Дослідники підкреслюють, що це дослідження значно додає до кращого розуміння зв’язку між умовами в космосі, мікробами, які населяють наш кишечник, і щільністю кісток. Подальші роботи з цієї теми планується проводити на Землі.
«Якщо ми зможемо з’ясувати, які мікроби підтримують підтримку щільності кісткової тканини, це може допомогти астронавтам залишатися здоровішими під час космічної подорожі», — підсумував Ши. «Потенційно це може призвести до розробки нових методів лікування таких захворювань, як остеопороз, що корисно не тільки для астронавтів», – додав він.
Основне джерело фото: Shutterstock
