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长期困扰宇航员的便秘问题，如今有了来自血液代谢组学的机制解释。哥本哈根大学与NASA合作开展的一项新研究，通过分析52名曾在国际空间站（ISS）驻留数月的宇航员血液样本，发现肠道细菌在宇航员离开地球后数周内便开始增强蛋白质发酵，且这一改变持续至返回地球。该研究发表于《Nature Communications》，为微重力环境下消化系统功能紊乱提供了迄今最清晰的分子证据。

血液代谢物揭示肠道发酵模式转变

研究团队采用非靶向代谢组学方法，对宇航员血液中的小分子代谢物进行全面分析。这些代谢物如同身体运行状态的“化学快照”，能够反映从饮食、代谢到肠道内部活动的多种生理过程。结果显示，宇航员进入微重力环境后，肠道细菌对蛋白质的发酵显著增强。蛋白质发酵通常发生在膳食纤维被耗尽之后，细菌转而分解蛋白质作为能量来源。这一过程并非宇航员独有，在地球上某些饮食结构或肠道转运异常的人群中同样存在。

“我们在宇航员血液样本中观察到，肠道细菌在抵达太空后数周内便开始比平常更大程度地发酵蛋白质，这种变化一直持续到他们返回地球，”共同第一作者、哥本哈根大学营养、运动与体育系副教授Giorgia La Barbera表示。研究推测，微重力可能减缓食物在消化道中的推进速度，使食物在肠道内停留时间延长，从而为细菌提供了更充裕的蛋白质发酵窗口。“太空中的失重状态很可能导致食物在肠道内移动更慢，这与我们看到的蛋白质发酵增强迹象相吻合，也可能有助于解释宇航员的便秘问题，”共同作者Henrik Roager副教授补充道。

肠道改变或波及大脑与全身健康

蛋白质发酵的产物并非无害。资深作者、哥本哈根大学Lars Ove Dragsted教授指出：“我们知道蛋白质发酵产物通常与负面健康后果相关，例如肾脏损伤、对情绪的潜在影响以及注意力下降等。”这些代谢物可进入血液循环，并通过“肠脑轴”这一双向通讯系统影响大脑功能。此前研究已将蛋白质发酵产生的代谢物与焦虑和注意力不集中联系起来。因此，宇航员在太空中的肠道菌群变化可能不仅导致便秘，还可能对认知和情绪产生更广泛的影响。

研究还发现，血液样本中与鱼类和咖啡因摄入相关的代谢物也出现了较小变化，但蛋白质发酵的信号最为突出且一致。共同第一作者、助理教授Jan Stanstrup强调：“我们分析的样本来自52名不同任务、跨越多年的宇航员，这与常规研究设计截然不同。因此，我们的方法能够如此清晰地显示出一致的蛋白质发酵增强，令人印象深刻。”这种跨任务、跨年份的一致性，在很大程度上克服了代谢组学研究常见的个体间变异难题，增强了结论的可靠性。

为火星任务与地球卧床患者提供干预思路

随着航天机构筹备月球乃至火星的长期任务，宇航员将比ISS驻留更长时间脱离地球重力，这些发现的重要性愈发凸显。“当我们规划更长期的太空旅行——例如前往火星时，可能需要采取对策来减轻太空旅行对肠道的负面影响，”La Barbera指出。研究人员提出了多种潜在干预策略：“我们的发现可以为潜在干预措施提供信息——要么直接通过增加膳食纤维，要么补充益生菌或其他促进蠕动、缩短肠道转运时间的治疗。这将有助于减少蛋白质发酵，从而提供健康的肠道环境并避免负面健康后果，”Roager补充道。蠕动是指推动食物和废物通过消化系统的协调肌肉收缩，支持这一运动可缩短物质在肠道内的停留时间，减少过度蛋白质发酵的机会。

该研究的启示远不止于太空飞行。长期卧床的患者同样经常遭受便秘困扰，研究人员认为，这些患者肠道运动减慢也可能产生类似的发酵改变。“你可以利用这些知识帮助卧床患者。他们也会便秘，并且很可能也有蛋白质发酵增加，这可能加重健康状况，”Dragsted总结道。这项由哥本哈根大学与NASA合作完成的研究，不仅凸显了国际空间站作为微重力人体研究平台的独特价值，也为地球上的肠道健康管理提供了新的视角。