細(xì)菌,真菌和病毒可以通過(guò)我們吃的食物進(jìn)入腸道。幸運(yùn)的是,腸內(nèi)的上皮細(xì)胞可作為一種強(qiáng)大的屏障,防止這些微生物侵入我們的身體其他部位。
由加利福尼亞大學(xué)河濱分校的生物醫(yī)學(xué)科學(xué)家領(lǐng)導(dǎo)的研究小組發(fā)現(xiàn),即使在從微重力環(huán)境中移除后,模擬微重力(例如在太空中遇到的微重力)也會(huì)破壞上皮屏障的功能。
Declan McCole說(shuō):“我們的發(fā)現(xiàn)對(duì)我們了解太空旅行對(duì)宇航員在腸道中的腸道功能的影響以及他們抵御破壞腸道上皮屏障功能的物質(zhì)的影響的能力具有重要意義。”加州大學(xué)河濱醫(yī)學(xué)院生物醫(yī)學(xué)科學(xué)教授,他領(lǐng)導(dǎo)了這項(xiàng)研究,今天在《科學(xué)報(bào)告》上發(fā)表。
在太空中遇到的微重力環(huán)境對(duì)人體生理有深遠(yuǎn)的影響,導(dǎo)致臨床癥狀和疾病,包括腸胃炎;先前的研究表明,微重力會(huì)削弱人體的免疫系統(tǒng)。還顯示出微重力會(huì)增加腸道疾病的致病能力,這些能力是由食源性細(xì)菌(如沙門氏菌)引起的。
麥考爾說(shuō):“我們的研究首次表明,微重力環(huán)境使上皮細(xì)胞無(wú)法抵抗弱化這些細(xì)胞屏障特性的藥物的作用。”“重要的是,我們觀察到該缺陷在從微重力環(huán)境中移除后最多保留了14天。”
滲透性誘導(dǎo)劑McCole的研究小組選擇研究的是乙醛,一種乙醇代謝物。McCole解釋說(shuō),酒精會(huì)損害正常人和酒精性肝病患者的屏障功能,并增加胃腸道通透性。
他補(bǔ)充說(shuō),腸上皮的屏障功能對(duì)于維持健康的腸至關(guān)重要。當(dāng)破裂時(shí),會(huì)導(dǎo)致滲透性或泄漏性增加。反過(guò)來(lái),這會(huì)大大增加感染和慢性炎癥的風(fēng)險(xiǎn),例如炎癥性腸病,腹腔疾病,1型糖尿病和肝病。
McCole的團(tuán)隊(duì)使用了旋轉(zhuǎn)壁容器(一種將細(xì)胞保持在模擬失重的受控旋轉(zhuǎn)環(huán)境中的生物反應(yīng)器)來(lái)檢查模擬微重力對(duì)培養(yǎng)的腸上皮細(xì)胞的影響。
在血管中培養(yǎng)18天后,研究小組發(fā)現(xiàn)腸上皮細(xì)胞顯示出“緊密連接”的延遲形成,“緊密連接”是連接各個(gè)上皮細(xì)胞的連接,是維持不可滲透性所必需的。旋轉(zhuǎn)壁血管還會(huì)產(chǎn)生緊密連接組件的變化模式,該模式在將腸上皮細(xì)胞從血管中取出后最多保留14天。
McCole說(shuō):“我們的研究是第一個(gè)研究從模擬微重力環(huán)境中移出后上皮細(xì)胞屏障特性的功能變化是否能持續(xù)持續(xù)的研究。”“我們的工作可以為長(zhǎng)期太空旅行和殖民化提供信息,在這種情況下,接觸食源性病原體可能導(dǎo)致比地球上更嚴(yán)重的病理。”