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Perdita di volume osseo nelle missioni spaziali: possibile ruolo del microbiota intestinale

I risultati di un recente studio suggeriscono che i cambiamenti nel microbiota intestinale nello spazio potrebbero essere associati a una perdita di densità ossea.
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Perdita di volume osseo nelle missioni spaziali: possibile ruolo del microbiota intestinale

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Stato dell’arte
La perdita di densità ossea è uno dei problemi a cui gli astronauti vanno incontro durante i lunghi soggiorni nello spazio. Precedenti studi hanno suggerito un ruolo dei microbi intestinali nel rimodellamento osseo e l’associazione tra la microgravità e una perdita di densità ossea. Tuttavia, non è stato ancora dimostrato come il microbiota cambi durante l’esposizione prolungata alla microgravità e se queste alterazioni influenzino o meno la densità ossea.

Cosa aggiunge questa ricerca
I ricercatori hanno inviato nello spazio 20 topi, metà dei quali sono tornati sulla Terra dopo 4,5 settimane, mentre la restante metà è rimasta in orbita per nove settimane. Rispetto ai controlli, i roditori che hanno trascorso 4,5 settimane o più nello spazio avevano un microbiota alterato e più diversificato. In particolare, i roditori esposti alla microgravità avevano livelli elevati delle specie Lactobacillus e Dorea, il cui metabolismo può contribuire all’aumento della produzione di molecole note per influenzare il rimodellamento osseo.

Conclusioni
I risultati suggeriscono che i cambiamenti nel microbiota intestinale nello spazio potrebbero essere associati a una perdita di densità ossea.

Precedenti studi hanno osservato che gli astronauti perdono tra l’1 e il 2% della densità ossea per ogni mese trascorso nello spazio. 

Una nuova ricerca condotta sui topi riporta che i cambiamenti nel microbiota intestinale che si verificano nello spazio possono essere associati a questa perdita ossea

I risultati, pubblicati su Cell Reports, potrebbero quindi aiutare a identificare i microbi che supportano il mantenimento della densità ossea, facilitando così anche lo sviluppo di strategie per limitarne la riduzione negli astronauti, ma anche in persone che soffrono di perdita ossea per motivi non correlati all’esposizione prolungata alla microgravità. 

«Questo studio potrebbe infatti potenzialmente portare a nuovi strumenti per la gestione di malattie come l’osteopenia o l’osteoporosi», afferma l’autore senior dello studio Wenyuan Shi del Forsyth Institute. 

Astronauti e salute delle ossa

La perdita di densità ossea è uno dei problemi che gli astronauti devono superare durante i lunghi soggiorni nello spazio. I microbi intestinali sono stati implicati nel rimodellamento osseo e la microgravità è associata a una perdita di densità ossea. 

Tuttavia, non è noto come il microbiota cambi durante l’esposizione prolungata alla microgravità e se queste alterazioni influenzino o meno la densità ossea

Per rispondere a queste domande, Shi e i suoi colleghi hanno inviato 20 topi alla Stazione Spaziale Internazionale, un laboratorio multinazionale che orbita a circa 400 chilometri sopra il livello del mare. 

Nello spazio il microbiota cambia

Dieci topi sono stati riportati sulla Terra dopo 4,5 settimane e i restanti dieci sono rimasti in orbita per nove settimane. I ricercatori hanno analizzato le comunità microbiche degli animali prima del lancio, al ritorno sulla Terra e alla fine dello studio. 

Quindi, hanno confrontato il microbiota dei roditori inviati nello spazio con quello dei topi di controllo, che erano alloggiati in condizioni identiche sulla Terra. 

Rispetto ai controlli, i roditori che hanno trascorso 4,5 settimane o più nello spazio avevano un microbiota alterato e più diversificato. In questi animali sono stati anche rilevati una perdita di densità ossea e livelli ematici più elevati di metaboliti come l’acido lattico e quello malico, che sono stati associati al rimodellamento osseo. 

I ricercatori hanno osservato in questi topi livelli più elevati anche dell’antiossidante glutatione, che ha dimostrato di influenzare un processo essenziale per la funzione degli osteoblasti, le cellule necessarie per la sintesi ossea e la mineralizzazione. 

Conclusioni

Il team di ricercatori ha scoperto che i roditori esposti alla microgravità avevano livelli elevati di due specie batteriche, Lactobacillus e Dorea, il cui metabolismo potrebbe aver contribuito all’aumento della produzione delle molecole coinvolte nel rimodellamento osseo. 

Questi roditori avevano anche livelli aumentati di batteri Clostridium, Romboutsia, Ruminiclostridium e Shuttleworthia e livelli ridotti di batteri Hungatella

«Abbiamo osservato che i pathway genetici per Lactobacillus e Dorea sembrano allinearsi con i metaboliti che sono risultati elevati durante l’esposizione alla microgravità», afferma l’autore principale dello studio Joseph Bedree. 

«Quando ci si trova in condizioni di microgravità e si sta verificando una perdita ossea, il proprio corpo dovrebbe cercare di compensare. Sono necessari però ulteriori studi meccanicistici per convalidare questa ipotesi».

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