NASA-Zwillinge-Studie stellt die Raumfahrt wirkt sich auf die Darm Bakterien

NASA-Zwillinge-Studie stellt die Raumfahrt wirkt sich auf die Darm Bakterien

Forschung von der NASA, dem Wahrzeichen Zwillinge Studie fand heraus, dass der extended spaceflight wirkt sich auf den menschlichen Darm microbiome.

Während seines einjährigen Aufenthalts auf der Internationalen Raumstation (ISS), astronaut Scott Kelly erlebt eine Verschiebung im Verhältnis von zwei großen Gruppen von Bakterien in seinem Darm microbiome. Die Vielfalt der Bakterien in seinem mikrobiom, aber nicht zu ändern, die während der Raumfahrt, die die Northwestern-Universität-geführtes Forschungsteam fand ermutigend.

Darmflora beeinflusst, die Verdauung, den Stoffwechsel und Immunität; und, mehr kürzlich, Veränderungen in der microbiome wurden mit Veränderungen von Knochen, Muskeln und das Gehirn.

Die Studie ist zu finden helfen könnte, ärzten und Forschern zu identifizieren und zu implementieren, die Möglichkeiten zum Schutz der Astronauten und Weltraum-Touristen‘ microbiomes während lange Anfälle von Raumfahrt, wie zum Beispiel während der mit Spannung erwartete mission zum Mars. Diese Gegenmaßnahmen könnten, umfassen pre-, pro – und postbiotics.

„Wir können nicht senden Menschen zum Mars, ohne zu wissen, wie die Raumfahrt auf den Körper, einschließlich die Mikroben Reisen mit den Menschen auf den Mars bringen“, sagte der Northwestern Fred W. Turek, wer führte die mikrobiom-Studie. „Und wir müssen wissen, eher früher als später. Der plan ist, senden Menschen zum Mars bis 2035, so können wir nicht warten, bis 2033 zu erlangen, diese Informationen.“

Nordwest-Darm mikrobiom-Forschung wurde eine Studie von zehn, veröffentlichen am Freitag (April 12) in einem umfassenden Papier in der Zeitschrift Science. Jede Studie untersucht, ein Aspekt, der, wie die Raumfahrt wirkt sich auf den menschlichen Körper, einschließlich Veränderungen in der Genexpression, die Knochendichte, Reaktionen des Immunsystems und die Telomer-Dynamik.

„Es waren zehn teams von Forschern, sondern nur ein Artikel“, sagte Martha Vitaterna, die erstautorin der Studie der Northwestern. „Dieses multi-system, integrierte Analyse über die Zeit ist eine Sache, die macht, die Zwillinge Studieren, einzigartig und kraftvoll. Wir können sehen, die Dinge ändern sich, zusammen in den menschlichen Körper.“

Vergleich der Zwillinge

Von 2015 bis 2016, Scott Kelly war der erste amerikanische astronaut zu verbringen fast ein ganzes Jahr lang im Raum. Scott Kelly und sein eineiiger Zwilling, pensionierter astronaut Mark Kelly nahm an der beispiellosen einjährigen Untersuchung, durchgeführt von der NASA Human Research Program. Mark Kelly ein Basisszenario für die Beobachtung auf der Erde, und Scott Kelly, sofern ein vergleichbarer test-Fall im Raum.

Turek und Vitaterna angeschaut, wie die Zusammensetzung der Bakterien im Scott Kelly-Darm verändert sich über Zeit und Raum. Das paar sammelte zwei fäkale Proben von Scott Kelly, bevor er nach Platz vier im Laufe des Jahres im Raum und drei, nachdem er auf die Erde zurück.

„Wir haben Scott vergleichen mit Mark, das war interessant,“ sagte Turek, Charles und Emma Morrison Professor der Neurobiologie im Nordwesten der Weinberg-College von Künsten und Wissenschaften und Direktor der Mitte für Schlaf und Zirkadiane Biologie. „Aber der eigentliche Vergleich war der Blick auf Scott‘ s-Proben vor, während und nach dem Flug. Das ist wohl die wertvollsten Informationen, die wir haben.“

Bedeutung der Darmgesundheit

Oft als „neue-Orgel-system,“ der Darm-das mikrobiom ist eine komplexe Gemeinschaft von Mikroorganismen, einschließlich Bakterien, Viren und Pilze, Leben im Verdauungstrakt. Nur innerhalb der letzten 10 Jahre haben Forscher angefangen, zu verstehen, wie das mikrobiom, die Gesundheit und die Vielfalt auf den rest des menschlichen Körpers. Änderung der mikrobiom kann führen zu Veränderungen in den Knochen, Muskel und Gehirn.

„Der Einfluss der Bakterien auf allen anderen Systemen des Körpers ist wirklich bemerkenswert“, sagte Vitaterna, ein Forschungs-professor von Neurobiologie an der Northwestern. „Es gibt Studien, die link-änderungen in den Darm mikrobiom mit neurologischen und physiologischen Bedingungen, wie Alzheimer-Krankheit, Parkinson-Krankheit, Autismus und Schizophrenie. Durch den Schutz der gut, können wir schützen alle diese anderen Systeme.“

Mehr als 90 Prozent von Darm – Bakterien gehören zu zwei Kategorien: Firmicutes oder den Bacteroidetes. Beide Kategorien enthalten eine Mischung aus guten und schlechten Bakterien. Die ratio zwischen Firmicutes und Bacteroidetes in Scott Kelly ‚ s mikrobiom erlebt eine ausgeprägte Verschiebung während der Raumfahrt—die Zahl der Firmicutes erhöht, während der Bacteroidetes sank. Dieser übergang wurde unter den größeren kompositorischen ändern, dass die Forscher stellten fest, in Scott Kelly ‚ s mikrobiom, die zur Normalität zurückgekehrt, nachdem er kam zurück auf die Erde.

„Es war eine Art von Großhandel Verschiebung in der Umgestaltung der Struktur dieser Gemeinschaft von Mikroorganismen,“ Vitaterna sagte. „Wir können nicht sagen, ob es gut oder schlecht ist.“

Was verursacht die Verschiebung?

Eine Reihe von Variablen beeinflusst haben könnte Scott Kelly ‚ s mikrobiom, während im Raum, darunter Schwerelosigkeit, erhöhte Strahlung, Verschiebungen in den circadianen Rhythmus, verminderte Schlaf, Zeit, mangelnde Luftzirkulation, der stress des Lebens in einen geschlossenen Raum und eine veränderte Ernährung. Turek und Vitaterna waren besorgt, dass Scott Kelly ‚ s Diät im Raum, die, bestehend vor allem aus gefriergetrockneten, bestrahlt, abgepackten Lebensmitteln, verringern würde die Vielfalt in seinem mikrobiom. Zunächst, Diät scheint nicht zu Rolle, so viel wie die Forscher besorgt.

Dieses Ergebnis gespiegelt Maus Studien der Northwestern-pair-Mädchen in der Vergangenheit durchgeführt. In der Erwägung, dass Scott und Mark Kelly nicht Essen die gleichen Lebensmittel, die während der einjährigen Studie, die Mäuse, die in früheren Studien aß die genau die gleiche Diät. Immer noch die space-Mäuse erlebt Verschiebungen in Ihren Darm microbiomes im Vergleich zu den Kontroll-Mäusen auf der Erde.