Η αφόδευση στο Διάστημα δεν είναι δύσκολη μόνο εξαιτίας της έλλειψης βαρύτητας και της ιδιαίτερα περίπλοκης διαδικασίας χρήσης μιας διαστημικής τουαλέτας.

Μια νέα μελέτη, με την υποστήριξη και κοινή υπογραφή της NASA και του Ευρωπαϊκού Οργανισμού Διαστήματος (ESA) προσφέρει πλέον μια πολύ πιο συγκεκριμένη εξήγηση για ένα πρόβλημα που ταλαιπωρεί τους αστροναύτες από τότε που ο άνθρωπος άρχισε να παραμένει για μεγάλα χρονικά διαστήματα εκτός Γης – τη δυσκοιλιότητα.

Αναλύοντας εκατοντάδες δείγματα αίματος αστροναυτών που έζησαν στον Διεθνή Διαστημικό Σταθμό (ISS), οι ερευνητές κατέληξαν στο συμπέρασμα ότι η μικροβαρύτητα φαίνεται να επιβραδύνει την κίνηση της τροφής μέσα στο έντερο.

Η αλλαγή αυτή επηρεάζει με τη σειρά της τη λειτουργία των βακτηρίων του εντέρου, τα οποία αρχίζουν να διασπούν περισσότερες πρωτεΐνες από ότι συνήθως.

Η ανακάλυψη δεν εξηγεί μόνο γιατί η επίσκεψη στην τουαλέτα γίνεται δυσκολότερη στο Διάστημα.

Αναδεικνύει και έναν πιθανό, μέχρι σήμερα λιγότερο προφανή κίνδυνο για την υγεία των αστροναυτών σε πολύμηνες ή πολυετείς αποστολές, όπως ένα μελλοντικό ταξίδι στον Άρη.

Η δυσκοιλιότητα μπορεί να αρχίσει από τις πρώτες εβδομάδες

Οι πεπτικές διαταραχές αποτελούν γνωστό πρόβλημα των διαστημικών αποστολών.

Σύμφωνα με τη NASA, εκτός από δυσκοιλιότητα, οι αστροναύτες μπορεί να εμφανίσουν φούσκωμα, δυσπεψία και γαστροοισοφαγική παλινδρόμηση.

Για τους περισσότερους, η δυσκοιλιότητα παραμένει μια ενοχλητική αλλά διαχειρίσιμη παρενέργεια της παραμονής σε τροχιά.

Σε ορισμένες περιπτώσεις, ωστόσο, χρειάζεται η χορήγηση καθαρτικών, γι’ αυτό και τέτοια φάρμακα περιλαμβάνονται συστηματικά στον εξοπλισμό των διαστημικών αποστολών.

Οι επιστήμονες υποψιάζονταν εδώ και χρόνια ότι βασικός υπεύθυνος είναι η μικροβαρύτητα.

Το δύσκολο ήταν να αποδειχθεί τι ακριβώς αλλάζει μέσα στον οργανισμό και ποιες μπορεί να είναι οι συνέπειες μιας παρατεταμένης διαταραχής της λειτουργίας του εντέρου.

Τα νέα λοιπόν στοιχεία έδωσε η μελέτη που αναφέρεται και που δημοσιεύθηκε στο επιστημονικό περιοδικό Nature Communications.

Οι ερευνητές εξέτασαν περισσότερα από 400 δείγματα αίματος από 52 αστροναύτες, καθένας από τους οποίους είχε παραμείνει για περισσότερο από δύο μήνες στον ISS.

Οι αποστολές που συμπεριλήφθηκαν στην έρευνα πραγματοποιήθηκαν μεταξύ 2006 και 2018.

Τι συμβαίνει μέσα στο έντερο χωρίς τη βαρύτητα της Γης

Στα δείγματα αίματος, οι επιστήμονες αναζήτησαν μεταβολίτες, δηλαδή ουσίες που παράγονται κατά τις μεταβολικές διεργασίες με τις οποίες ο οργανισμός επεξεργάζεται μεταξύ άλλων τις τροφές, τα φάρμακα και τους ιστούς.

Εντοπίστηκαν 40 σχετικές ενώσεις, με τις σημαντικότερες ενδείξεις να προέρχονται από ουσίες που παράγονται από τα βακτήρια του εντέρου όταν αυτά διασπούν πρωτεΐνες.

Η επικεφαλής συγγραφέας της μελέτης, Τζόρτζια Λα Μπαρμπέρα, αναπληρώτρια καθηγήτρια στο Τμήμα Διατροφής, Άσκησης και Αθλητισμού του Πανεπιστημίου της Κοπεγχάγης, εξήγησε:

«Βλέπουμε αλλαγές στα δείγματα αίματος των αστροναυτών που δείχνουν ότι τα βακτήρια του εντέρου αρχίζουν να ζυμώνουν πρωτεΐνες σε μεγαλύτερο βαθμό από ό,τι συνήθως».

Η μεταβολή αυτή, όπως πρόσθεσε, εμφανίζεται «μέσα σε λίγες εβδομάδες από την άφιξη των αστροναυτών στο Διάστημα» και μπορεί να συνεχίζεται «μέχρι να επιστρέψουν στη Γη».

Γιατί τα βακτήρια στρέφονται στις πρωτεΐνες

Υπό φυσιολογικές συνθήκες, πολλά βακτήρια του εντέρου προτιμούν να αξιοποιούν σύνθετους υδατάνθρακες, όπως οι φυτικές ίνες.

Όταν όμως η διαθέσιμη ποσότητα αυτών των ουσιών περιορίζεται, μπορούν να στραφούν περισσότερο στις πρωτεΐνες, προκαλώντας αυτό που ονομάζεται πρωτεϊνική ζύμωση.

Το ίδιο φαινόμενο μπορεί να εμφανιστεί και στη Γη, για παράδειγμα εξαιτίας κακής διατροφής ή ορισμένων πεπτικών διαταραχών. Στο Διάστημα, όμως, οι επιστήμονες θεωρούν ότι ο μηχανισμός συνδέεται κυρίως με τη μικροβαρύτητα.

Ο Χένρικ Ρόαγκερ, επικεφαλής της ερευνητικής ομάδας Microbiome & Metabolomics στο Πανεπιστήμιο της Κοπεγχάγης και συν-συγγραφέας της μελέτης, το περιγράφει απλά: «Η έλλειψη βαρύτητας στο Διάστημα πιθανότατα κάνει την τροφή να κινείται πιο αργά μέσα στο έντερο».

Αυτή ακριβώς η επιβράδυνση φαίνεται να βρίσκεται στην καρδιά του προβλήματος.

Όσο περισσότερο χρόνο παραμένει η τροφή στο πεπτικό σύστημα, τόσο περισσότερο χρόνο έχουν τα βακτήρια για να διασπάσουν τις διαθέσιμες φυτικές ίνες.

Όταν αυτές εξαντληθούν, στρέφονται σε μεγαλύτερο βαθμό στις πρωτεΐνες. Η βραδύτερη αυτή κινητικότητα του εντέρου, σύμφωνα με τον Ρόαγκερ, μπορεί επομένως να εξηγήσει και τη δυσκοιλιότητα που παρουσιάζουν οι αστροναύτες.

Με άλλα λόγια, δεν είναι ότι το ανθρώπινο έντερο «σταματά» να λειτουργεί στο Διάστημα. Η μικροβαρύτητα φαίνεται να αλλάζει τον ρυθμό με τον οποίο μετακινείται το περιεχόμενό του, πυροδοτώντας μια αλυσίδα μεταβολών στη λειτουργία του πεπτικού συστήματος και του μικροβιώματος.

Δεν φταίει μόνο η μικροβαρύτητα

Η διατροφή των αστροναυτών φαίνεται επίσης να παίζει κάποιον ρόλο. Οι ερευνητές εντόπισαν συσχετίσεις με αλλαγές στην κατανάλωση καφεΐνης, ψαριών και λιπαρών.

Ωστόσο, οι διατροφικές μεταβολές μπορούσαν να εξηγήσουν λιγότερο από το ένα τρίτο των αλλαγών που παρατηρήθηκαν στους μεταβολίτες. Αυτό ενισχύει την εκτίμηση των επιστημόνων ότι η μικροβαρύτητα αποτελεί τον βασικό παράγοντα.

Και εδώ βρίσκεται ίσως το σημαντικότερο εύρημα της έρευνας. Η αυξημένη ζύμωση πρωτεϊνών δεν αφορά μόνο τη δυσκολία στην αφόδευση, αλλά μπορεί να έχει ευρύτερες επιπτώσεις στον οργανισμό.

Το κρυφό πρόβλημα πίσω από τη «διαστημική δυσκοιλιότητα»

Κατά τη διάσπαση των πρωτεϊνών από τα βακτήρια παράγονται ουσίες όπως η αμμωνία και το υδρόθειο. Σε μικρές ποσότητες και για περιορισμένο χρονικό διάστημα πιθανότατα δεν αποτελούν σοβαρό κίνδυνο για έναν υγιή αστροναύτη.

Η εικόνα, όμως, ενδέχεται να αλλάζει όταν η διαδικασία συνεχίζεται για μεγάλο χρονικό διάστημα.

Ο Λαρς Όβε Ντράγκστεντ, επικεφαλής του τμήματος Προληπτικής και Κλινικής Διατροφής στο Πανεπιστήμιο της Κοπεγχάγης και επίσης συν-συγγραφέας της έρευνας, ανέφερε: «Γνωρίζουμε ότι τα προϊόντα της πρωτεϊνικής ζύμωσης συχνά συνδέονται με αρνητικές επιπτώσεις στην υγεία, όπως βλάβες στα νεφρά, πιθανές επιδράσεις στη διάθεση ή μειωμένη ικανότητα συγκέντρωσης, μεταξύ άλλων».

Στο ίδιο το έντερο, αντίστοιχα προϊόντα έχουν συσχετιστεί με φλεγμονή και εξασθένηση του εντερικού φραγμού.

Αυτό σημαίνει ότι σε μια σχετικά σύντομη παραμονή στον ISS το πρόβλημα μπορεί να παραμένει περιορισμένο. Σε ένα ταξίδι προς τον Άρη, όμως, όπου οι άνθρωποι θα βρίσκονται επί μήνες μακριά από τη Γη, η παρατεταμένη παραγωγή αυτών των ουσιών ενδέχεται να αποκτήσει πολύ μεγαλύτερη σημασία.

Το ερώτημα για τις μελλοντικές βάσεις στη Σελήνη και τον Άρη

Υπάρχει ακόμη μία σημαντική άγνωστη παράμετρος. Η συγκεκριμένη έρευνα αφορά αστροναύτες που έζησαν για περιορισμένα χρονικά διαστήματα σε συνθήκες μικροβαρύτητας στον ISS.

Δεν γνωρίζουμε ακόμη με βεβαιότητα τι θα συμβεί στο ανθρώπινο πεπτικό σύστημα έπειτα από πολύ μεγαλύτερη έκθεση σε περιβάλλον χαμηλής βαρύτητας, όπως εκείνο που θα αντιμετωπίζουν άνθρωποι που ενδεχομένως ζήσουν για μεγάλα χρονικά διαστήματα σε μελλοντικές βάσεις στη Σελήνη.

Όπως σημειώνει η Λα Μπαρμπέρα: «Όταν σχεδιάζουμε μεγαλύτερα ταξίδια στο Διάστημα – για παράδειγμα προς τον Άρη – ενδέχεται να χρειαστούν αντίμετρα για τον περιορισμό των αρνητικών επιπτώσεων των διαστημικών ταξιδιών στο έντερο».

Τι θα μπορούσε να βοηθήσει τους αστροναύτες

Οι πιθανές λύσεις που εξετάζουν οι επιστήμονες είναι σχετικά απλές ως προς τη βασική τους λογική – να διατηρηθεί το έντερο όσο το δυνατόν πιο κοντά στον φυσιολογικό τρόπο λειτουργίας του στη Γη.

Μια διατροφή πλουσιότερη σε φυτικές ίνες θα μπορούσε να δώσει στα βακτήρια περισσότερο από το «καύσιμο» που φυσιολογικά προτιμούν, περιορίζοντας την ανάγκη να στραφούν στις πρωτεΐνες. Εξετάζεται επίσης η χρήση προβιοτικών.

Μια άλλη κατεύθυνση είναι η ενίσχυση της περισταλτικότητας, δηλαδή των κυματοειδών μυϊκών συσπάσεων του εντέρου που προωθούν την τροφή, τα υγρά και τελικά τα κόπρανα μέσα στο πεπτικό σύστημα. Αυτό θα μπορούσε ενδεχομένως να επιτευχθεί μέσω ειδικού μασάζ ή φαρμακευτικής αγωγής.

«Αυτό θα βοηθούσε στη μείωση της πρωτεϊνικής ζύμωσης και, κατά συνέπεια, στη διατήρηση ενός υγιούς εντερικού περιβάλλοντος και στην αποφυγή αρνητικών επιπτώσεων στην υγεία», εξήγησε ο Ρόαγκερ.

Η έρευνα, πάντως, μπορεί να αποδειχθεί χρήσιμη και πολύ πιο κοντά στο σπίτι μας. Παρόμοια αύξηση της πρωτεϊνικής ζύμωσης ενδέχεται να παρατηρείται σε ανθρώπους στη Γη των οποίων η κινητικότητα είναι δραστικά περιορισμένη, όπως ασθενείς που παραμένουν κλινήρεις για μεγάλα χρονικά διαστήματα και εμφανίζουν συχνά δυσκοιλιότητα.

Έτσι, ένα φαινομενικά καθημερινό και μάλλον άβολο πρόβλημα των αστροναυτών αποδεικνύεται επιστημονικά πολύ πιο ενδιαφέρον – η δυσκολία στην αφόδευση αποτελεί μία ορατή ένδειξη μιας ευρύτερης αλλαγής που προκαλεί η μικροβαρύτητα στο έντερο και στο μικροβίωμά του.

Και όσο η ανθρωπότητα σχεδιάζει ταξίδια που θα διαρκούν μήνες ή ακόμη και μόνιμη παρουσία πέρα από τη Γη, η διατήρηση ενός υγιούς πεπτικού συστήματος μπορεί να αποδειχθεί πολύ σημαντικότερη απ’ όσο θα φανταζόταν κανείς.