Marios C. Kyriacou

1 Departamentul pentru culturi vegetale, Institutul de Cercetări Agricole, Nicosia, Cipru

sistemelor

Stefania De Pascale

2 Departamentul de Științe Agricole, Universitatea din Napoli Federico II, Portici, Italia

Angelos Kyratzis

1 Departamentul pentru culturi vegetale, Institutul de Cercetări Agricole, Nicosia, Cipru

Youssef Rouphael

2 Departamentul de Științe Agricole, Universitatea din Napoli Federico II, Portici, Italia

Prezență prelungită în spațiu și necesitatea unei diete funcționale

Viitorul misiunilor spațiale și prezența umană extinsă în spațiu necesită abilitatea de a oferi un aport alimentar adecvat călătorilor spațiali cu aprovizionare minimă de pe Pământ, deoarece alimentele și ambalajele alimentare reprezintă în prezent o povară semnificativă asupra consumabilelor misiunii spațiale (Perchonok și colab., 2012 ). Acest lucru este esențial pentru menținerea unei stări nutriționale optime pentru călătorii spațiali și pentru atenuarea efectelor stresului cauzate de călătoriile spațiale de lungă durată, inclusiv pierderea în greutate, modificările hematologice și stresul citotoxic oxidativ indus de radiații spațiale, oxidarea proteinelor, proteoliza musculară crescută, afectarea ochilor sănătate și schimbări ale sistemului nervos central (Kennedy și colab., 2007; Vergari și colab., 2010; Cohu și colab., 2014). Astfel de efecte sunt în continuare legate de volatilitatea emoțională, stresul psihologic și depresia în rândul echipajului (Rabin și colab., 2005). Prevenirea fenomenelor dăunătoare care accelerează letalitatea țesuturilor trebuie să includă consumul țintit de antioxidanți pe bază de alimente întregi, mai degrabă decât suplimente (Wan și colab., 2006). Acestea comprimă surse de plante proaspete produse la bord în timpul misiunii, oferind astfel sprijin emoțional și nutrițional călătorilor spațiali.

De exemplu, consumul de carotenoizi prin dieta pe bază de alimente întregi este o măsură de protecție recomandabilă, deoarece corpul uman este incapabil să producă oricare dintre carotenoizii fotoprotectori majori considerați esențiali pentru vederea umană: β-carotenul ca precursor al vitaminei A constitutive ale retinei și zeaxantină și luteină pentru protejarea ochilor prin absorbția excesului de intensitate a luminii (Cohu și colab., 2014). Producția de legume bioactive și în special bogate în carotenoizi, ca parte a sistemelor de susținere a vieții spațiale (SSLS) rămâne un obiectiv critic pentru viitoarele misiuni spațiale (Perchonok și colab., 2012). Conștientizarea importanței alimentelor proaspete funcționale în echipajele de fortificare fizică și mentală în timpul misiunilor a crescut în rândul participanților la misiunea spațială (Vergari și colab., 2010). Prin urmare, este esențial să se încorporeze în SLSSs producția de alimente proaspete funcționale pe bază de plante, pentru a sprijini prezența umană în timpul călătoriilor spațiale pe distanțe lungi sau în locuința extra-planetară.

Elementele esențiale și constrângerile fermei spațiale

Gravitația nu este o cerință absolută pentru nici un pas în ciclul de viață al plantelor, deoarece ontogeneza completă de la sămânță la sămânță a fost demonstrată în condiții de microgravitație (Kuang și colab., 2000). Semințele de roșii formate sub microgravitație simulată au fost complete biologic și funcțional (Colla și colab., 2007). Cu toate acestea, semințele formate în spațiu au demonstrat depunerea întârziată a rezervelor în timpul dezvoltării (Musgrave și colab., 2005), în timp ce mobilizarea redusă a rezervelor de stocare și modificările induse de hipoxie în dimensiunea și forma mitocondrială, precum și în mărimea și distribuția granulelor de amidon au fost raportate în timpul Brassica timpurie. creșterea răsadurilor de-a lungul (Musgrave, 2002). Semințele de Brassica rapa L. produse în spațiu au fost mai mici, au avut o greutate uscată mai mică, au fost deficitare în proteine ​​și au prezentat diferențe în fitochimicale bioactive, cum ar fi glucozinolații, comparativ cu semințele martor la sol (Musgrave și colab., 2005). Mai mult, caracteristicile morfologice și de creștere ale plantelor de roșii pitice au fost modificate în timpul tratamentului de simulare a microgravitației, prezentând creșterea răspândirii, lungimea internodului crescută, randamentul redus al fructelor, mărimea fructelor, zona frunzelor, greutatea uscată a frunzelor, greutatea uscată a fructelor, greutatea totală uscată, cantitățile foliare de clorofile și carotenoide, precum și conținut redus de zahăr din fructe și materie uscată (Colla și colab., 2007).

Candidați ideali pentru salata funcțională a astronautului

Provocări viitoare

Contribuțiile autorului

MK și YR: Aveam ideea originală; MK și YR: prezență prelungită în spațiu și necesitatea unei diete funcționale; MK, YR, SD: elemente esențiale și constrângeri ale fermei spațiale; Toți autorii: Candidați ideali pentru salata funcțională a astronautului; Toți autorii: Provocări viitoare.

Declarație privind conflictul de interese

Autorii declară că cercetarea a fost efectuată în absența oricărei relații comerciale sau financiare care ar putea fi interpretată ca un potențial conflict de interese.