bacteriën, schimmels, en virussen kunnen onze darm binnendringen via het voedsel dat we eten. Gelukkig, de epitheelcellen die onze darmen bekleden, dienen als een robuuste barrière om te voorkomen dat deze micro-organismen de rest van ons lichaam binnendringen.

Een onderzoeksteam onder leiding van een biomedische wetenschapper aan de Universiteit van Californië, rivieroever, heeft ontdekt dat gesimuleerde microzwaartekracht, zoals bij ruimtevluchten, verstoort de werking van de epitheliale barrière, zelfs na verwijdering uit de microzwaartekrachtomgeving.

"Onze bevindingen hebben implicaties voor ons begrip van de effecten van ruimtereizen op de darmfunctie van astronauten in de ruimte, evenals hun vermogen om de effecten te weerstaan ​​van middelen die de darmepitheliale barrièrefunctie aantasten na hun terugkeer naar de aarde, " zei Declan McCole, een professor in de biomedische wetenschappen aan de UC Riverside School of Medicine, wie leidde de studie die vandaag is gepubliceerd in Wetenschappelijke rapporten .

De microzwaartekrachtomgeving die we in de ruimte tegenkomen, heeft ingrijpende gevolgen voor de menselijke fysiologie, leidend tot klinische symptomen en ziekten, waaronder gastro-enteritis; eerdere studies hebben aangetoond dat microzwaartekracht het menselijke immuunsysteem verzwakt. Er is ook aangetoond dat microzwaartekracht het darmziekteverwekkende vermogen van door voedsel overgedragen bacteriën zoals salmonella verhoogt.

"Onze studie toont voor het eerst aan dat een omgeving met microzwaartekracht ervoor zorgt dat epitheelcellen minder goed bestand zijn tegen de effecten van een middel dat de barrière-eigenschappen van deze cellen verzwakt, "Zei McCole. "Belangrijk, we hebben vastgesteld dat dit defect tot 14 dagen na verwijdering uit de microzwaartekrachtomgeving behouden bleef."

Het permeabiliteit-inducerende middel dat McCole's team koos om te onderzoeken was aceetaldehyde, een alcoholmetaboliet. McCole legde uit dat alcohol de barrièrefunctie in gevaar brengt en de gastro-intestinale permeabiliteit verhoogt bij normale proefpersonen en bij patiënten met alcoholische leverziekte.

De barrièrefunctie van het darmepitheel, hij voegde toe, is van cruciaal belang voor het behoud van een gezonde darm; wanneer verstoord, het kan leiden tot verhoogde doorlaatbaarheid of lekkage. Dit, beurtelings, kan het risico op infecties en chronische inflammatoire aandoeningen zoals inflammatoire darmaandoeningen, coeliakie, diabetes type 1, en leverziekte.

McCole's team gebruikte een roterend wandvat - een bioreactor die cellen in een gecontroleerde rotatieomgeving houdt die bijna gewichtloosheid simuleert - om de impact van gesimuleerde microzwaartekracht op gekweekte darmepitheelcellen te onderzoeken.

Na 18 dagen kweken in het vat, het team ontdekte dat darmepitheelcellen vertraagde vorming van "tight junctions, Dit zijn knooppunten die individuele epitheelcellen verbinden en die nodig zijn om de ondoordringbaarheid te behouden. Het roterende wandvat produceert ook een veranderd patroon van tight junction-assemblage dat tot 14 dagen nadat de intestinale epitheelcellen uit het vat zijn verwijderd, behouden blijft.

"Onze studie is de eerste die onderzoekt of functionele veranderingen in de barrière-eigenschappen van epitheelcellen in de loop van de tijd aanhouden na verwijdering uit een gesimuleerde microzwaartekrachtomgeving, " zei McCole. "Ons werk kan informatie verstrekken over ruimtereizen en kolonisatie op lange termijn, waarbij blootstelling aan een door voedsel overgedragen ziekteverwekker kan resulteren in een ernstiger pathologie dan op aarde."