
人类未来想要移居火星,阻碍不在于如何到达,而是人类这个地球生物,要如何适应外太空生活。最近丹麦科学家研究发现,太空人 经常面临便秘问题,原因是太空中的微重力,可能让食物通过肠道的速度变慢,连带改变肠道细菌的代谢方式,长期甚至可能影响肾脏与大脑。
哥本哈根大学与美国太空总署合作研究52名曾在国际太空站执行任务的太空人,分析他们升空前、太空飞行期间,以及返回地球后的 血液样本。结果发现,太空飞行会影响约40种血液中的代谢物,而且部分变化在升空后不久便开始出现。
研究人员发现,太空人进入太空几周后,血液开始出现肠道细菌“蛋白质发酵”增加的迹象,而且这种情况会持续到返回地球,降落后数日,相关代谢变化才逐渐消退。
所谓蛋白质发酵,是当食物长时间停留在肠道、可供细菌利用的碳水化合物与纤维逐渐耗尽后,部分肠道细菌转而大量分解蛋白质。 这种现象并非太空人才有,在地球上也会发生,但研究人员推测,微重力可能使肠道内容物移动速度变慢,因此让蛋白质发酵变得更加明显,这也可能是太空人容易便秘的原因之一。
问题在于,肠道细菌分解蛋白质时会制造各种代谢物,部分物质可以穿过肠道进入血液,随著循环抵达全身。研究团队指出,部分蛋白质发酵产物过去与肾脏损伤等不良健康结果有关,也可能通过“肠脑轴”影响大脑,与情绪及注意力改变有所关联。
这对未来长途太空旅行尤其重要。现在太空人通常只在国际太空站停留数月,但如果人类真的前往火星,单程航行就可能长达数月, 之后还必须长时间生活在低重力环境。原本只是令人不舒服的便秘问题,若持续数月甚至数年,背后的肠道代谢改变就可能成为太空医学必须处理的问题。
研究人员也提出一些解决方法,包括增加膳食纤维或较慢发酵的碳水化合物、补充益生元,或利用其他方式促进肠道蠕动,只要缩短食物与废物停留在肠道的时间,就可能降低细菌过度进行蛋白质发酵的机会,维持较健康的肠道环境。
这项研究提醒人们,人类要成为真正的“跨行星物种”,需要克服的显然不只有火箭、能源与辐射,从骨骼、肌肉到肠道里肉眼看不 见的微生物,人体几乎每一套系统都是在地球重力下演化而来,如何让这副为地球打造的身体,在数千万公里外依然正常运作,可能才是人类移居太空的最大挑战。研究已刊登于《NatureCommunications》。