太空人經常面臨便秘問題，但科學家尚未完全理解為何在太空中會干擾正常的消化功能。
哥本哈根大學與美國國家航空暨太空總署（NASA）合作的新研究，提供了一個可能的解釋。科學家分析了52名在國際太空站停留數月的太空人的血液樣本，發現消化系統在太空人離開地球後相對較快地開始發生變化。
「我們在太空人的血液樣本中看到一些變化，顯示腸道細菌在太空人抵達太空後數週內，開始比平常更大量地發酵蛋白質，這種變化會持續到他們返回地球為止，」該研究的共同第一作者、營養、運動與體育系副教授 Giorgia La Barbera 表示。
蛋白質發酵發生在腸道中的細菌開始分解蛋白質而非纖維時，因為可用的膳食纖維已被用盡。這個過程並非太空人獨有，在地球上的人們身上也會發生。
研究人員懷疑，微重力可能會減緩食物通過消化道的移動速度。如果食物在腸道中停留的時間更長，細菌就有更多時間轉向蛋白質發酵。
「太空中的失重很可能導致食物在腸道中移動得更慢，這與我們觀察到蛋白質發酵增加的跡象相符。這也可能解釋太空人的便秘問題，」該文章的共同作者、營養、運動與體育系副教授 Henrik Roager 說。
這些發現來自對太空人血液中代謝物的調查。代謝物是循環於血液中的小分子，可以提供身體功能運作的線索。
透過分析這些分子，研究人員可以了解從飲食、新陳代謝到腸道內部發生情況的各種過程。
這些結果可能不僅對消化功能很重要，因為腸道變化會影響身體的其他部分，包括大腦。
「我們知道蛋白質發酵的產物經常與負面健康後果相關，例如腎臟損傷、對情緒的潛在影響或專注力下降等，」該研究的資深作者、營養、運動與體育系教授 Lars Ove Dragsted 表示。
這對火星任務為何重要
隨著太空機構為更長的月球任務，乃至最終的火星任務做準備，這些發現可能變得尤為重要。這些旅程中的太空人離開地球重力環境的時間，可能遠超過目前在國際太空站執勤的太空人。
「當我們規劃更長的太空旅程時，例如前往火星，可能需要採取對策來減輕太空旅行對腸道的負面影響，」Giorgia La Barbera 說。
研究人員表示，幾種方法可能有助於減少這些消化道的變化。
「我們的發現可以為潛在的干預措施提供資訊，例如直接增加膳食纖維、補充益生元或其他促進蠕動並縮短腸道運輸時間的治療方法。這將有助於減少蛋白質發酵，從而提供健康的腸道環境並避免負面的健康後果，」Henrik Roager 補充道。
蠕動是指協調的肌肉收縮，將食物和廢物通過消化系統。支持這種運動可以縮短物質在腸道中停留的時間，並減少過度蛋白質發酵的機會。
這些發現也可能幫助地球上的病患
這項研究的影響可能遠超太空飛行。
長期臥床的病人也經常會經歷便秘。研究人員建議，這些病患腸道移動緩慢可能產生類似的腸道發酵變化。
「你可以利用這些知識來幫助臥床不起的病患。他們也會經歷便秘，並且很可能也有蛋白質發酵增加的情況，這可能會加劇健康狀況，」該論文的資深作者 Lars Ove Dragsted 總結道。
蛋白質發酵發生在腸道中的細菌在沒有足夠纖維可用後開始分解蛋白質。
當食物在腸道中停留時間較長時，這個過程更容易發生，即使一個人沒有明顯感覺到便秘。
隨著細菌消化蛋白質，它們會產生各種代謝物。這些分子可以進入血液並在全身循環。
有些還能通過腸腦軸影響大腦，這是連接消化道和大腦的雙向溝通系統。
先前的研究已將蛋白質發酵過程中產生的代謝物與大腦的影響聯繫起來，包括焦慮和專注力下降。
結果為何如此清晰
血液代謝物的研究可能難以解釋，因為每個人的新陳代謝差異很大。
太空人數據的獨特性幫助研究人員克服了部分變異性，並增強了他們對觀察到的模式的信心。
「我們分析的樣本來自總共52名不同的太空人，他們參與了不同的任務，跨越多年。這與你通常做研究的方式非常不同。因此，我們的研究方法能夠如此清晰地顯示蛋白質發酵始終較多，這非常令人印象深刻，」共同第一作者、助理教授 Jan Stanstrup 說。
研究人員通過測量太空人血液中的代謝物，研究了人體新陳代謝在太空飛行期間的變化。
他們的分析表明，當太空人離開地球進入微重力時，腸道中的蛋白質發酵會增加。血液樣本還顯示了與魚類和咖啡因攝入量相關的較小變化。
研究人員沒有只尋找預先確定的物質，而是採用了一種所謂的「非目標性」方法。這使他們能夠分析血液中廣泛的代謝物，並確定哪些在太空飛行期間發生了變化。
這些樣本來自國際太空站進行的三項研究。儘管只有少量血液樣本可用，研究人員仍能夠進行額外的分析，並從現有研究中提取更多科學資訊。
哥本哈根大學和NASA研究人員之間的合作，也凸顯了國際太空站所促成的國際科學合作。
