Diseñan una dieta para astronautas basada en la microbiota

Como la microgravedad y la radiación afectan a los microbios, es necesario diseñar una dieta específica para las condiciones de los vuelos espaciales

Los viajes espaciales alteran la salud de los astronautas

Durante las misiones espaciales, los astronautas están expuestos a distintas situaciones que suponen un estrés para su organismo: la microgravedad, la radiación cósmica, alteraciones del ritmo circadiano que afecta a la calidad del sueño, ruido constante y estrés psicológico, sedentarismo, modificación de la dieta, pérdida de apetito, menor ingesta de líquidos… Además, permanecer mucho tiempo confinados en espacios reducidos hacen que una infección sea más probable si se introduce un patógeno en la nave espacial. Todo esto es lo que se suele denominar el exposoma espacial. Estas situaciones suelen conducir a padecer síndromes metabólicos, trastornos neuroconductuales, pérdida de masa muscular y ósea, pérdida de salud cardiovascular, deterioro inmunológico, cognitivo y motor, e incluso manifestaciones dermatológicas.

La microbiota de los astronautas

Aunque no existe un consenso sobre cómo definir una microbiota sana, en general una alteración en la proporción de los grupos Bacteroidetes y Firmicutes, una disminución en las bacterias que se consideran promotoras de la salud como Lactobacillus, Bifidobacterium y Akkermansia, unos niveles reducidos de bacterias productores de ácidos grados de cadena corta y un aumento en algunos patógenos oportunistas como los Clostridium, reflejan una alteración de la microbiota intestinal o disbiosis. Un intestino sano se caracterizada por tener una gran riqueza y diversidad de microorganismos que le hacen ser más resistente a perturbaciones o cambios.

No existen muchos estudios sobre cómo afecta un viaje espacial a la microbiota (es muy difícil comparar distintos trabajos y sacar conclusiones), pero algunos estudios sugieren que los vuelos espaciales prolongados generan una alteración de la microbiota.

Se han realizado experimentos con ratones en la Estación Espacial Internacional que revelan cambios en la microbiota intestinal. En estos estudios, se observó que las condiciones “espaciales” generaban una disminución en la abundancia de grupos como Bifidobacterium y Lactobacillus con un aumento concomitante de patógenos oportunistas como Pseudomonas aeruginosa, E. coli, Fusobacterium nucleatum o Clostridium. Se redujo también una abundancia de Akkermansia muciniphila, que se asocia con efectos antiinflamatorios y beneficiosos para la salud. En definitiva, estos cambios sugieren que lo de viajar al espacio no parece bueno para la microbiota intestinal… de los ratones.

Uno de los estudios más completos lo realizó la NASA hace unos años con dos astronautas gemelos idénticos, los hermanos Scott y Mark Kelly. Scott estuvo dando vuelta alrededor de la Tierra durante casi un año en la Estación Espacial Internacional, mientras su hermano Mark permaneció en la Tierra. Durante ese tiempo, la NASA tomó miles de muestras y datos de ambos para estudiar y comparar cómo puede afectar al cuerpo humano vivir durante largos periodos de tiempo en el espacio. Mark era el control perfecto (gemelo idéntico) para estudiar los cambios biológicos y fisiológicos que podían ocurrir en su hermano Scott con su estancia en el espacio. De todos los estudios que les hicieron los que nos interesan aquí es cómo influyó a la microbiota intestinal de Scott vivir en el espacio durante tanto tiempo. Se comprobó que las bacterias también cambian cuando estamos en el espacio. Durante el tiempo que Scott estuvo en la Estación Espacial Internacional la proporción Firmicutes y Bacteroidetes se modificó, pero sin embargo no se observó un cambio drástico en el número de especies bacterianas diferentes. Dicho de otra forma, no hubo cambios en la biodiversidad de microbios intestinales. Además, esas pequeñas alteraciones volvieron a su proporción original después de que Scott regresara a la Tierra.

En 2014, China fabricó una estación espacial experimental terrestre, una cabina de 160 metros cuadrados, que simulaba el entorno lunar, ubicada en la Universidad de Beihang. Le llamaron Yuegong-1 o Palacio Lunar Chino.

El objetivo era poder llevar a cabo diversos experimentos controlados en un entorno muy similar a la Luna. Ahí se llevó a cabo un primer estudio que duró 105 días con tres “astronautas” a los que se les proporcionó una dieta rica en plantas y fibra, y se les analizó el cambio en su microbiota intestinal. El objetivo era definir la mejor dieta para mantener una microbiota sana en el espacio. Se comprobó que esa dieta generó una mayor diversidad y abundancia de bacterias que tenía un impacto positivo en el mantenimiento de una microbiota equilibrada y saludable. De forma similar, se llevó a cabo otro estudio de la microbioma intestinal en otros cuatro “astronautas” que permanecieron 60 días en el “palacio” con una dieta y un horario estrictos. En este caso se comprobó una disminución de bacterias como Faecalibacterium prausnitzii, Bifidobacterium longum y E. coli, y un aumento concomitante del grupo Lachnospiraceae y de la síntesis de glutamato/triptófano. Ambos estudios sugerían un aumento de la producción de ácidos grasos de cadena corta, que se relaciona también con un estado saludable.

La dieta ideal de los astronautas

Estos estudios sugieren la conveniencia de diseñar una dieta personalizada en función de los problemas de salud preexistentes de los astronautas. Lo ideal para un astronauta sería una dieta con suplementos probióticos, prebióticos, postbióticos y simbióticos antes, durante y después de las misiones espaciales, para favorecer una restauración de su microbiota intestinal. Por ejemplo, se ha propuesto el consumo de leche de soja fermentada como probiótico durante viajes espaciales de larga duración. Cuando no están en misiones, los astronautas deberían tener una dieta equilibrada con fibra y probióticos personalizados para que su microbiota sea resistente a las misiones espaciales. Se ha sugerido incluso la posibilidad de incorporar un fermentador en los vuelos espaciales para producir probióticos activos que los astronautas pudieran tomar durante su estancia en el espacio (recuerda que los probióticos son microorganismos vivos).

Todo esto lo que demuestra es la importancia, no solo de cuidar la salud de los astronautas sino también la de sus bacterias, porque nuestra salud depende de nuestros microbios.

Para saber más:

A designer diet layout for astronauts using a microbiome mediated approach. Arora, S., y col. FEMS Microbiology Letters, Volume 369, Issue 1, 2022, fnac049.