Slik påvirkes astronautenes tarmflora av romferden 

Ny forskning på tarmfloraen skjer på et noe uventet sted – ute i verdensrommet. Akkurat nå samler NASA inn prøver fra astronautene på den internasjonale romstasjonen ISS for å kunne undersøke hvordan de ekstreme forholdene påvirker mikrobiomet deres. 

 

NASA tar prøver av mikrobiomet

Under et opphold i verdensrommet utsettes astronauter for en unik situasjon som medfører en rekke forskjellige stressfaktorer – alt fra g-krefter, stråling og mikro-gravitasjon til høye lydnivåer og forstyrrede søvnsykluser. Dessuten innebærer en romekspedisjon også mentalt stress forårsaket av isolasjon, hjemlengsel og uro. Også omstillingen av kostholdet som astronauter gjennomgår, kan ha en innvirkning på velværet deres.

Et eksempel på den ekstraordinære situasjonen til astronautene er kostholdet deres under oppholdet i verdensrommet. Kostholdet er tilpasset for konsum i rommet og må derfor oppfylle visse kriterier, for eksempel å være appetittlig, enkelt å tilberede og ha et næringsinnhold som er i tråd med besetningens anbefalte inntak. Likevel er tilbudet veldig begrenset ettersom maten må ha en lang holdbarhet, noe som ofte innebærer frysetørking eller konservering. Dette gjør at utvalget av fersk frukt og grønt er lite.

Kostholdet virker inn på astronautenes helse både sosialt og psykologisk og er derfor en viktig del av planleggingen av en romferd. Det er ikke uvanlig at astronauter spiser for lite under oppholdet og går ned i vekt. Dette er sannsynligvis et resultat av at maten ikke «setter seg» i magen på samme måte i rommet som den gjør på jorden. Astronautene kan da oppleve en metthetsfølelse til tross for at de ikke har spist nok. Derfor er det viktig at kostholdet som astronautene får i seg er næringsrik, men også god nok for å øke appetitten og unngå sykdommer og psykologisk stress.

Både stress og kosthold har vist seg å kunne forårsake endringer i tarmfloraen, noe som innebærer at astronauter og det ekstraordinære miljøet deres er spesielt interessant for forskere på området.

For å kunne studere astronautenes mikrobiom samler NASA inn prøver fra spytt, avføring, hud og nese både før, under og etter romferden. Prøvene som tas om bord på romstasjonen, blir fryst ned og sendes med første tilgjengelige farkost til Johnson Space Center i Houston i Texas. Alle prøver tas i samsvar med NASA Spaceflight Standard Measures for å sikre at de er konsekvente og kan bidra til fremtidig forskning rundt effektene av romopphold.

 

Romekspedisjon påvirker tarmfloraen

I en studie som ble publisert i 2019 ble det undersøkt hvordan astronautenes mikrobiom endrer seg i løpet av en lengre romferd. Gjennom å analysere sammensetningen av mikroorganismer før avreise (når astronautene var i fysisk toppform), samt senere under romferden kunne de studere påvirkningen på astronautenes helse.

Ni astronauter deltok i studien og prøver ble tatt ved flere anledninger. I tillegg til innsamling av mikrobiom ble også immunforsvar og stressnivåer målt gjennom analyse av spytt- og blodprøver. Resultatet fra studien viste at mikrobiomet hadde endret seg i løpet av oppholdet i verdensrommet. Mengden av bakterien parasutterella hadde økt. Det er en bakterie som er forbundet med kronisk tarmbetennnelse hos pasienter med IBD. Samtidig ble det observert en reduksjon av fusicatenibacter, pseudobutyvibrio og akkermansia. Alle bakteriene har betennelsesdempende egenskaper. Nivåene av stresshormoner hadde også endret seg. Analysen av tarmfloraen avslørte dessuten at sammensetningen av bakterier hadde blitt mer lik astronautene imellom, selv om de ikke hadde vært sammen på romstasjonen. Dette tror forskerne kan skyldes at astronautene spiste et mer ensidig kosthold i rommet enn på jorden. Ytterligere studier av flere astronauter er likevel nødvendig for å kunne generalisere resultatene av studien.

I en studie publisert i 1976 fantes det indikasjoner på at nivåene av skadelige bakterier hadde økt markant hos astronauter som hadde oppholdt seg i verdensrommet under stressende omstendigheter. Ytterligere en studie viste at mengden av de godartede bakteriene bifidobacterium og lactobacilli minsket, samtidig som mengden av de skadelige bakteriene E. coli og enterobacter økte under forberedelse til en romferd. Økningen var også ekstra merkbar i perioden rett etter at farkosten hadde forlatt jorden. En annen interessant observasjon var at endringene i tarmfloraens sammensetning under romferden viste seg å vare i flere uker fremover, i noen tilfeller i flere måneder eller år.

 

Stressfaktorer på jorden påvirker tarmfloraen på en lignende måte

Også studier av grupper som befinner seg på jorden har vist at både mentalt og fysisk stress påvirker tarmfloraen. Et eksempel er en studie som ble gjennomført på 23 studenter i to separate perioder: I begynnelsen av semesteret var stressnivået lavt og i den første tentamens-uken var stressnivået betydelig høyere. Resultatet var at mengden gode bakterier i tarmfloraen minsket i forbindelse med tentamens-perioden. De gode bakteriene i tarmfloraen har en positiv effekt på helsen Det innebærer at tapet av disse kan føre til at fordøyelsen endrer seg, at immunforsvaret svekkes og at mengden skadelige bakterier øker. Dessuten viste studien at tarmfloraen fortsatt ikke hadde hentet seg inn igjen etter fem dager.

 

Lærdommer fra studiene

Til tross for at astronauter blir utsatt for en ekstrem og ekstraordinær situasjon håper forskerne at innsiktene fra studiene skal kunne generere nyttig kunnskap også for oss på jorden. En relevant faktor er for eksempel sammenhengen mellom stress og tarmflora, siden stress er noe som i ulik grad rammer de aller fleste. Angående tidligere studier på astronauter har professor Stig Bengmark kommentert at «man i lang tid har kunnet se, både klinisk og gjennom eksperimenter, at mentalt stress kan forårsake store problemer for magehelsen». Også kunnskap om hvordan det begrensede kostholdet påvirker tarmfloraen kan være av betydning i andre sammenhenger enn i verdensrommet.

NASA sin nåværende innsamling av data ventes å pågå til og med mars 2023, noe som kommer til å gi opphav til mer spennende kunnskap om tarmfloraen i fremtiden.

 

Kilder:

Bengmark, Stig. (2017). Inflammation: From Molecular and Cellular Mechanisms to the Clinic, First Edition. John Wiley & Sons, Ltd.

Gilles, C. R. (2022) Spaceflight Standard Measures. NASA.

Gonzales-Juarbe, N., Ott, M., Pierson, D. (2019). Astronaut Microbiome. JCVI.

Knowles, S.R., Nelson, E.A., and Palombo, E.A. (2008) Investigating the role of perceived stress on bacterial flora activity and salivary cortisol secretion: a possible mechanism underlying susceptibility to illness. Biol. Psychol., 77, 132–137.

Lorenzi, H., Mark Ott, C., Pierson, D. L. (2021). Study of the Impact of Long-Term Space Travel on the Astronauts’ Microbiome.

Tesei, D., Jewczynko, A. Lynch, A. M., Urbaniak, C. (2022). Understanding the Complexities and Changes of the Astronaut Microbiome for Successful Long-Duration Space Missions. Life.

Voorhies, A.A., Mark Ott, C., Mehta, S. et al. Study of the impact of long-duration space missions at the International Space Station on the astronaut microbiome. Sci Rep 9, 9911 (2019).

 

Mer fra Helse