Ağırlıksızlıkta bağırsak bakterileri proteine yöneliyor: astronotlardaki kabızlığın izi

Uzay uçuşu yalnızca kemikleri ve kasları değil, sindirim sistemini de etkiliyor. Kopenhag Üniversitesi Beslenme, Egzersiz ve Spor Bölümü'nden araştırmacıların NASA ile birlikte yürüttüğü çalışma, Uluslararası Uzay İstasyonu'nda aylarca kalan 52 astronotun kan örneklerini inceledi. Kandaki metabolitler, uzaya çıkıştan birkaç hafta sonra bağırsak bakterilerinin proteini belirgin biçimde daha fazla fermente etmeye başladığını ve bu durumun astronotlar Dünya'ya dönene kadar sürdüğünü gösteriyor. Araştırmacılara göre bu değişim, astronotlarda sık bildirilen kabızlıkla bağlantılı olabilir.

Bağırsaktaki bakteriler ne yer?

İnsan bağırsağında trilyonlarca bakteri yaşıyor ve bu topluluğa bağırsak mikrobiyotası deniyor. Bu bakterilerin tercih ettiği besin, ince bağırsakta sindirilemeden kalın bağırsağa ulaşan liflerdir. Lifleri fermente eden bakteriler bütirat gibi kısa zincirli yağ asitleri üretir; bu bileşikler bağırsak duvarındaki hücreleri besler ve genel olarak sağlığa yararlı kabul edilir.

Lif azaldığında ya da besinler bağırsakta uzun süre kaldığında bakteriler başka bir kaynağa, proteine yönelir. Protein fermantasyonu ise farklı yan ürünler üretir: amonyak, fenol ve indol türevleri, hidrojen sülfür ve dallı zincirli yağ asitleri. Bu maddelerin bir kısmı kana karışır ve kandaki düzeyleri, bağırsakta neler olduğuna dair dolaylı bir gösterge işlevi görür. Kopenhag ekibinin yaklaşımı da buna dayanıyor: dışkı örneği yerine kan örneklerindeki metabolitlere bakarak bağırsaktaki süreçleri izlemek.

Yerçekimi olmadan yavaşlayan bağırsak

Araştırmacıların önerdiği mekanizma basit. Yeryüzünde yerçekimi, bağırsak içeriğinin ilerlemesine yardımcı olan etkenlerden biri. Ağırlıksız ortamda bu katkı ortadan kalkıyor ve besinler bağırsak boyunca daha yavaş ilerliyor. İçerik bağırsakta daha uzun kaldıkça bakterilerin proteini fermente etmek için daha fazla zamanı oluyor. Çalışmanın ortak yazarlarından Henrik Roager, gözlenen artışın bu yavaşlamayla uyumlu olduğunu belirtiyor.

Uzayda başka etkenler de devreye giriyor. Ağırlıksızlıkta vücut sıvıları baş ve göğüs bölgesine doğru kayıyor, fiziksel hareketin biçimi değişiyor, uyku düzeni bozulabiliyor ve diyet, uzun raf ömrüne sahip işlenmiş yiyeceklere dayanıyor. Bu etkenlerin her biri bağırsak hareketlerini ve mikrobiyotayı etkileyebileceğinden, sonuçlar tek bir nedene bağlanmamalı.

Çalışmanın ilk yazarlarından Giorgia La Barbera'ya göre değişimin uçuşun ilk haftalarında başlaması, sindirim sisteminin uzay koşullarına erken bir evrede uyum sağladığını gösteriyor.

Sindirimin ötesinde olası etkiler

Protein fermantasyonu yan ürünlerinin bir kısmı, yeryüzündeki araştırmalarda böbrek sağlığı, ruh hali ve dikkat gibi alanlarla ilişkilendiriliyor. Çalışmanın kıdemli yazarı Lars Ove Dragsted, bu bileşiklerin bağırsak ile beyin arasındaki iletişim yolu üzerinden merkezi sinir sistemini de etkileyebileceğini hatırlatıyor. Ancak bu bağlantı astronotlarda doğrudan ölçülmüş değil; çalışma yalnızca bu tür etkilerin araştırılmaya değer olduğunu gösteriyor.

Uzay tıbbında bağırsak mikrobiyotası son yıllarda giderek daha fazla ilgi görüyor. NASA'nın 2019'da yayımlanan İkizler Çalışması, Uzay İstasyonu'nda yaklaşık bir yıl kalan Scott Kelly ile Dünya'daki ikizi Mark Kelly'yi karşılaştırmış ve uçuş sırasında Scott Kelly'nin bağırsak mikrobiyotasının bileşiminde değişiklikler bulmuştu. Bu değişikliklerin önemli bir kısmı Dünya'ya döndükten sonra eski hâline yaklaşmıştı. Kopenhag çalışması daha büyük bir astronot grubuyla, bu değişimin hangi biyokimyasal yönde ilerlediğine dair daha somut bir tablo sunuyor.

Bugün Uzay İstasyonu'ndaki görevler genellikle altı ay civarında sürüyor. Mars'a yapılacak bir insanlı görev ise gidiş, yüzeyde kalış ve dönüşle birlikte iki ila üç yıl sürebilir. Bu kadar uzun bir sürede bağırsak sağlığında birikebilecek değişiklikler, astronotların performansını ve genel sağlığını etkileyebilir. Üstelik böyle bir görevde Dünya'dan tıbbi destek almak çok sınırlı olacak.

Araştırmacılar olası önlemler olarak diyetteki lif oranının artırılmasını, bağırsaktaki yararlı bakterileri besleyen prebiyotik takviyeleri ve bağırsak kaslarının dalga biçimli kasılmalarını, yani peristaltik hareketi destekleyen yöntemleri öneriyor. Peristaltik hareket hızlandırılabilirse, besinlerin bağırsakta kalma süresi kısalabilir ve protein fermantasyonu azalabilir.

Yatağa bağlı hastalar için de önemli

Bulguların yeryüzünde de bir karşılığı var. Uzun süre yatakta kalan hastalarda da bağırsak hareketleri yavaşlıyor ve kabızlık sık görülüyor. Dragsted'e göre bu hastalar da astronotlarda görülene benzer mikrobiyal değişiklikler yaşıyor olabilir. Uzay araştırmalarında yatak istirahati zaten ağırlıksızlığın bazı etkilerini taklit etmek için yaygın bir yöntem olarak kullanılıyor; bu nedenle iki alanın bulguları birbirini besleyebilir.

Çalışmanın sınırları da var. Bulgular kan metabolitlerine dayanıyor; bağırsaktaki bakteri topluluğu doğrudan ölçülmedi. Astronotların diyeti, egzersiz programları ve görev süreleri de birbirinden farklıydı. Sonraki adım, uçuş sırasında alınacak dışkı örnekleri ve kontrollü diyet müdahaleleriyle önerilen mekanizmanın doğrudan sınanması olacak.