太空旅行对人体生理的影响一直是航天医学研究的重点，而宇航员在飞行中常见的便秘问题，其背后的生物学机制长期未明。近日，哥本哈根大学与NASA合作的一项研究，通过分析宇航员的血液样本，揭示了微重力环境下肠道菌群代谢的显著变化，为这一困扰提供了可能的解释。该研究发表于《自然·通讯》（Nature Communications），为理解太空环境对消化系统的影响提供了新的视角。

蛋白质发酵：微重力下的肠道代谢转变

研究团队对52名在国际空间站驻留数月的宇航员的血液样本进行了纵向代谢组学分析。结果显示，宇航员在进入太空后数周内，血液中出现了反映肠道菌群蛋白质发酵增强的代谢标志物。这种变化持续整个太空飞行期间，直至返回地球后才逐渐恢复。论文共同第一作者、哥本哈根大学营养、运动与体育系副教授Giorgia La Barbera指出：“我们观察到宇航员血液样本中的变化表明，肠道细菌在宇航员抵达太空后数周内开始比平时更大幅度地发酵蛋白质，这种变化一直持续到他们返回地球。”蛋白质发酵是肠道菌群在膳食纤维耗尽后，转而分解蛋白质的过程。这一现象并非太空独有，在地球上某些饮食结构下也会发生。然而，在微重力环境中，食物通过肠道的速度减慢，可能为蛋白质发酵提供了更有利的条件。论文共同作者Henrik Roager副教授解释：“太空缺乏重力可能导致食物在肠道中移动更慢，这与我们观察到的蛋白质发酵增强的迹象相符。这或许也有助于解释宇航员的便秘问题。”

肠道变化：影响远不止消化系统

该发现源于对宇航员血液中代谢物的研究。这些在血液中循环的小分子能够反映身体代谢状态，并受饮食和肠道活动等因素影响。研究团队检测到，蛋白质发酵的产物，如某些支链氨基酸和苯酚类化合物，在宇航员血液中的浓度显著升高。这些物质通常与负面健康效应相关。论文资深作者、哥本哈根大学教授Lars Ove Dragsted强调：“我们知道蛋白质发酵的产物往往与负面健康后果相关，例如肾脏损伤、对情绪或专注力的潜在影响等。”这意味着，太空飞行中肠道菌群的代谢变化，可能不仅影响消化功能，还可能波及全身，甚至影响中枢神经系统。随着航天机构计划进行更长期的载人任务，如前往火星，这些肠道变化的影响将变得更加关键。Giorgia La Barbera表示：“当我们规划更长的太空旅程时，例如前往火星，可能需要采取对策来减轻太空旅行对肠道的负面影响。”Henrik Roager补充道：“我们的发现可以为潜在的干预措施提供信息——无论是直接增加膳食纤维、补充益生元，还是其他促进肠道蠕动、缩短肠道传输时间的治疗方法。这将有助于减少蛋白质发酵，从而维持健康的肠道环境，避免负面健康后果。”

从太空到病床：研究的潜在应用

值得注意的是，这项研究的启示不仅限于宇航员。研究团队指出，这些发现也可能对地球上活动严重受限的人群具有参考价值。Lars Ove Dragsted总结道：“你可以利用这些知识来帮助卧床患者。他们也经历便秘，并且可能同样存在蛋白质发酵增强的情况，这可能加剧他们的健康状况。”这一观点将太空医学的研究成果与地面临床实践联系起来，为长期卧床患者的肠道健康管理提供了新的思路。总之，这项研究首次通过纵向代谢组学方法，揭示了太空飞行中肠道菌群蛋白质发酵的动态变化，不仅为宇航员的便秘问题提供了机制解释，也为未来深空任务中的健康维护和地面患者的护理提供了科学依据。