تکنولوژی

اسرار میکروبیوم فضانورد؛ سفرهای فضایی چه تاثیری بر سلامت انسان دارد؟



از سیاهچاله ها گرفته تا مرگ گرمایی کیهانی، فضا خطرات بزرگی را برای انسان به همراه دارد. اما همانطور که بشریت به سفرهای فضایی طولانی مدت فکر می کند، خطرات بالقوه کوچکتری وجود دارد که ممکن است مستحق توجه بیشتر باشد. یکی از آنها میکروب های زمینی هستند. روی زمین، محققان در حال کشف چگونگی تأثیر باکتری‌ها و سایر میکروارگانیسم‌های موجود در داخل و خارج بدن انسان (میکروبیوم انسان) بر سلامت جسمی و روانی ما هستند. کاملاً متفاوت از زمین است و دارای سطوح بالایی از تابش و گرانش است. اگرچه علم قطعی نیست، اما این تفاوت‌های بزرگ می‌تواند باعث تغییرات غیرمنتظره در میکروبیوم فضانوردان شود. این، به نوبه خود، می‌تواند منجر به تعدادی از مشکلات سلامتی شود که ممکن است در سفرهای فضایی طولانی، مانند سفر به سیارات دیگر، آشکارتر شوند. می‌گوید سفر به مریخ می‌تواند بر میکروبیوم روده تأثیر بگذارد. ، حتی روی زمین کسانی که به فضا سفر می‌کنند معمولا زیاد نمی‌مانند، زیرا میانگین سفر به ایستگاه فضایی بین‌المللی حدود شش ماه است. با این حال، برخی از محققان هنوز متقاعد نشده‌اند که شواهد کافی برای نشان دادن اینکه میکروبیوم انسان دستخوش تغییرات قابل‌توجهی شده است وجود دارد. با این حال، بسیاری از محققان، از جمله پیرس، در حال تلاش برای درک اینکه آیا فضانوردان در حال تجربه وضعیتی به نام dysbiosis هستند که در آن میکروبیوم آنها دستخوش تغییرات نامطلوب می شود. مکان‌ها: زمین، که شرایط فضا مانندی در خود فضا وجود دارد. در نمونه‌ای از مورد اول، نوربرتو گونزالس یوربه، محقق گروه تحقیقاتی میکروبیوم فضانوردان در بخش بیماری‌های عفونی و پزشکی ژنومیک مؤسسه، ج. کریگ ونتر، میکروبیوم محققانی را که در ایستگاه های کنکوردیا و نیومایر در قطب جنوب هستند، بررسی می کند. گونزالس یاواربه می‌گوید این مکان‌ها تا حدودی شبیه مکان‌هایی هستند که فضانوردان در آن هستند، به خصوص از نظر تاریکی، محصور شدن و تماس محدود انسانی. گونزالس یوربه و همکارانش قصد دارند نمونه هایی از محققان این ایستگاه ها را تجزیه و تحلیل کنند تا ببینند چگونه ترکیب میکروبی دستگاه گوارش آنها تغییر می کند و چگونه سیستم ایمنی آنها به شرایط فضایی در ایستگاه تحقیقاتی واکنش نشان می دهد.به گفته گونزالس یوربه، نتایج اولیه تغییراتی را در میکروب‌های روده نشان داد و تیم تحقیقاتی داده‌های ایمونولوژیک را بررسی کردند. وی پیش بینی می کند که نتایج تحقیقات آنها تا پایان سال جاری منتشر شود.تحقیقات انجام شده در فضا کم است. برای مثال، یک مطالعه در سال 2019، میکروبیوم‌های فضانورد اسکات کلی و برادر دوقلویش مارک را مقایسه کرد. اسکات از سال 2015 حدود یک سال در ایستگاه فضایی بین المللی بود. این مطالعه ادعا می کند که میکروبیوم اسکات در فضا تغییر کرده است. از نظر او، این تغییر شامل کاهش باکتری‌ها (Bacteroidetes) است که اختلال در تنظیم آن با مشکلات عصبی و ایمنی و متابولیک مرتبط است و افزایش Firmicutes که باکتری‌هایی هستند که می‌توانند به تجزیه نشاسته‌ها و فیبرهای خاص کمک کنند. در سال 2019، مطالعه دیگری از J موسسه کریگ ونتر 9 فضانورد را که بین 6 تا 12 ماه را در ایستگاه فضایی بین المللی سپری کرده بودند، بررسی کرد. فضانوردان نمونه هایی را از قسمت های مختلف پوست، بینی و زبان خود جمع آوری کردند. آنها همچنین نمونه هایی از مدفوع، خون و بزاق آنها را به همراه نمونه هایی از سطوح مختلف ایستگاه و مخزن آب آن جمع آوری کردند. زمانی که نمونه ها به دست دانشمندان رسید، آنها DNA نمونه ها را استخراج و توالی یابی کردند تا ببینند میکروبیوم فضانوردان در طول زمان چگونه تغییر می کند.این مطالعه نشان داد که تعداد میکروب های پوستی مختلف از جمله گونه های گاماپروتئوباکتری کاهش یافته است که با توجه به فرضیه ممکن است نویسندگان مسئول این پدیده باشند.شیوع بثورات و حساسیت شدید پوستی در بین فضانوردان در فضا ممکن است نقش داشته باشد. این یافته ها همچنین نشان می دهد که میکروبیوم دستگاه گوارش فضانوردان تغییر کرده است و جمعیت دو نوع باکتری (آکرمانزیا و رومینوکوکوس) که به نظر می رسد نقش مهمی در حفظ یکپارچگی مخاط دستگاه گوارش و همچنین در تجزیه کربوهیدرات ها پنج برابر کاهش یافته است گونزالس یاوربه که در مطالعه 2019 شرکت نداشت، گفت: تغییر میکروبیوم روده می تواند بر متابولیسم غذا، سلامت استخوان و حتی شناخت تأثیر بگذارد. سفرهای فضایی طولانی تر (مانند سفر 18 ماهه به مریخ و معیوب). برعکس) احتمالاً این مشکلات را تشدید می کند. او گفت: «تغییرات در میکروبیوم کلی پیامدهایی بر سلامت کلی مغز و سلامت شناختی خواهد داشت.» با این حال، همه متقاعد نشده اند که میکروبیوم انسان در فضا در حال تغییر است. به گفته جک گیلبرت، پروفسور اطفال در UC San Diego. و رئیس گروه زیست شناسی در موسسه اقیانوس شناسی اسکریپس، تعداد شرکت کنندگان در مطالعات موجود برای نتیجه گیری بسیار کم است. . گیلبرت همچنین در مورد مطالعه دوقلوی کلی تردید دارد: “ما مطالعات دوقلوهای زیادی داریم که در طول زمان روی زمین انجام داده ایم. ما آنها را مقایسه کردیم و همه آنها انحرافات قابل توجهی از یکدیگر نشان دادند.” آنچه ممکن است نگرانی بزرگ تری برای سلامت انسان در فضا باشد، میکروب هایی هستند که می توانند از بدن فرار کرده و به نسخه های خطرناک تری جهش پیدا کنند. یک مطالعه در سال 2019 توسط گیلبرت و همکارانش نشان می دهد که ممکن است چنین باشد.در مارس 2016، فضانوردان در ایستگاه فضایی بین المللی نمونه هایی از میز غذاخوری ایستگاه جمع آوری کردند. شش روز بعد، نمونه ها به زمین بازگردانده شدند. گیلبرت و تیمش میکروب‌های موجود در نمونه‌ها را جدا کردند و دو سویه از قارچ Fusarium oxysporum را انتخاب کردند و ژن‌های آنها را تعیین توالی کردند. محققان سپس نمونه‌های قارچ جدا شده را با 62 سویه دیگر مقایسه کردند و دریافتند که ژنتیک سویه‌های مرتبط با نمونه‌های ایستگاه فضایی با ژنتیک همتایان زمینی آنها متفاوت است.این تیم همچنین کرم‌های کوچکی به نام نماتد را در هر دو نمونه قرار دادند. آنها دریافتند که میکروب های خاصی که از ایستگاه فضایی بین المللی آمده اند، کرم های بیشتری را می کشند. گیلبرت گفت، ممکن است قارچ‌ها در واکنش به شرایط سخت فضا بیماری‌زاتر شوند، اگرچه تیم او در حال کار بر روی یک مطالعه جدید برای کمک به شفاف‌سازی این ارتباط هستند. میکروب‌ها محیط‌های گرم و مرطوب مانند محیط بدن انسان را ترجیح می‌دهند. بنابراین، میکروب هایی که از این زیستگاه بر روی سطوح سرد و خشک فرار می کنند نیز در معرض تشعشع و جاذبه صفر قرار می گیرند و می توانند مهارت های بقای جدیدی را در طول نسل ها کسب کنند. گیلبرت با اشاره به اینکه فضانوردانی که برای رفتن به فضا انتخاب می‌شوند، اغلب بسیار سالم هستند، می‌افزاید: «برخی از این استراتژی‌های بقا به مواردی مانند مقاومت آنتی‌بیوتیکی یا افزایش بیماری‌زایی در انسان مربوط می‌شوند، بنابراین کمتر احتمال دارد که از این میکروب‌های سرکش بیمار شوند. ، کم است. با این حال، اگر فردی که در یک سفر طولانی به مریخ به دلیل مسمومیت غذایی یا خستگی، سیستم ایمنی ضعیفی داشته باشد، ممکن است به این میکروب های مقاوم آلوده شود. به گفته تمام محققانی که اندرک با آنها صحبت کرده است، تحقیقات بسیار کمی در مورد میکروبیوم انسان انجام شده است. در فضا و مجهولات زیادی در این مورد وجود دارد. به عنوان مثال، نیکول باکلی، رئیس برنامه SciSpacE آژانس فضایی اروپا، خاطرنشان کرد که تشخیص مشکلاتی مانند بی خوابی در فضا ناشی از اختلالات میکروبی است یا اینکه آیا میکروب ها در ایجاد یا پاسخ به بیماری نقش دارند یا خیر. پیرس گفت همچنین مشخص نیست که چگونه محققان می توانند میکروبیوم یک فرد را در فضا تثبیت کنند تا مختل نشود و باعث بیماری نشود. به عنوان مثال، پیوند مدفوعی که حاوی بسیاری از باکتری‌های مفید از مدفوع یک اهداکننده سالم به یک فرد بیمار است، می‌تواند به بازیابی عملکرد سیستم ایمنی در افراد مبتلا به بیماری‌های خاص کمک کند. اما از آنجایی که میکروبیوم ها بسیار پیچیده هستند، مانند تجویز دارویی نیست که نتیجه خاصی داشته باشد. شما در حال مصرف ارگانیسمی هستید که ممکن است تثبیت شود و نتیجه مطلوب را به همراه داشته باشد، یا ممکن است تثبیت نشود و نتیجه مورد انتظار را ایجاد نکند. اگرچه برخی از محققان خاطرنشان می کنند که تغییرات نسبتاً ساده می تواند سلامت فضانوردان را بهبود بخشد. گونزالس یوربه گفت: خوردن میوه ها و سبزیجات تازه و غذاهای پر فیبر می تواند میکروب ها را در دستگاه گوارش افزایش دهد که اسیدهای چرب با زنجیره کوتاه تولید می کنند که به حمایت از سیستم ایمنی کمک می کند. باکلی خاطرنشان کرد که غذاهای پری بیوتیک و پروبیوتیک نیز ممکن است در این زمینه مفید باشند.مقالات مرتبط به گفته گریس داگلاس از پروژه فناوری غذایی پیشرفته ناسا، فضانوردان در فضا به غذاهای خشک شده در انجماد دسترسی دارند که دارای سطوح طبیعی میکروارگانیسم های مرتبط با مواد غذایی هستند. فضانوردان همچنین مقادیر کمی میوه و سبزیجات تازه را در ماموریت های تامین مجدد دریافت می کنند. با این حال، به گفته باکلی، یک میکروبیوم سالم به غذاهای کم فرآوری شده و میوه ها و سبزیجات بیشتر و غذاهای غنی از فیبر نیاز دارد. محققانی که بیش از یک سال در ایستگاه تحقیقاتی کنکوردیا در قطب جنوب باقی مانده اند. تصور می شود این ترکیبات در ایجاد یک میکروبیوم سالم در نوزادان مهم هستند. این مطالعه تأثیر الیگوساکاریدها را بر میکروبیوم، سیستم ایمنی و سیستم ایمنی محققان آزمایش می کند. خلق و خوی. هنوز زمینه های دیگری وجود دارد که نیاز به کاوش دارند و می توانند درک دانشمندان از تأثیر فضا بر میکروبیوم انسان را بهبود بخشند. برای مثال، باید اطلاعات بیشتری در مورد فضانوردان فردی و تعادل میکروبی آنها و آنچه که میکروبیوم آنها را می سازد، آموخت. پیرس افزود: پایدار یا ناپایدار. فضانوردان ممکن است با پاتوژن های فرصت طلب شناخته شده (میکروب ها، کویت) مواجه شوند. o معمولاً بی ضرر هستند، اما زمانی که سیستم ایمنی بدن ضعیف می شود، می توانند خطرناک شوند، مانند استافیلوکوکوس اورئوس مقاوم به متی سیلین (MRSA) که در دو درصد از افراد یافت می شود. اما او گفت که ممکن است ناشناخته‌هایی نیز در این زمینه وجود داشته باشد: میکروب‌هایی که انسان به فضا حمل می‌کند پتانسیل ناشناخته‌ای برای تبدیل شدن به عوامل بیماری‌زا دارند. پیرس گفت که هنوز نمی توان گفت که چگونه میکروبیوم انسان در یک سفر طولانی به مریخ در مقایسه با اقامت نسبتا کوتاه در ایستگاه فضایی بین المللی تغییر خواهد کرد. در دهه 2030 یا اوایل دهه 2040، دانشمندان زمان زیادی برای درک بهتر نقش میکروبیوم در سلامت فضانوردان دارند. آفتاب. تا آن زمان، محققان باید با استفاده از تمام ابزارهای موجود به مطالعات خود ادامه دهند.

Leave a Reply

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *