Існує кілька добре задокументованих ризиків для здоров’я, пов’язаних з тривалим перебуванням у мікрогравітації, серед яких атрофія м’язів, втрата щільності кісток та зміни функцій і здоров’я органів.
Крім того, астронавти повідомляли про симптоми дисфункції імунної системи, зокрема висипання та інші запальні захворювання.
Згідно з новим дослідженням, ці проблеми можуть бути пов’язані з надзвичайно стерильним середовищем на космічних кораблях та Міжнародній космічній станції (МКС). Результати дослідження припускають, що більша кількість мікробів може покращити здоров’я людини в космосі.
Дослідження очолили Родольфо А. Салідо та Хаочі Ніна Чжао, біоінженер і екологічний аналітичний хімік з Каліфорнійського університету в Сан-Дієго (UCSD) відповідно.
До них приєдналися дослідники з різних програм та центрів UCSD, Університету Денвера, Центру мукозальної імунології алергії та вакцин (cMAV) Університету Чіба і UC San Diego, Space Research Within Reach, Центру космічної медицини Baylor College, Інституту науки Blue Marble Space, Біотехнологічної та планетарної захисту групи NASA JPL, та Офісу астронавтів NASA Johnson.
Дослідження було спільною роботою з астронавтами на МКС, які провели зняття зразків з 803 різних поверхонь — це в 100 разів більше, ніж у попередніх опитуваннях — для того, щоб отримати уявлення про мікроби на станції.
Дослідники ідентифікували бактеріальні види та хімічні речовини, присутні в кожному зразку, і створили тривимірні карти, щоб показати, де і як вони можуть взаємодіяти.
Результати показали, що на МКС значно нижча різноманітність мікробів порівняно з людськими середовищами на Землі.
Загалом, команда виявила, що хімікати від мийних засобів та дезінфекційних засобів присутні на всій станції, а мікроби переважно потрапляють на МКС через відмерлі клітини людської шкіри.
Також було виявлено, що різні модулі мають різні мікробні спільноти та хімічні підписи залежно від їхнього використання.
Наприклад, зони харчування та приготування їжі містили більше мікробів, пов’язаних з їжею, в той час як туалет МКС містив більше мікробів, пов’язаних з сечею та фекаліями, а також біопродуктів метаболізму (метаболітів).
“Ми помітили, що наявність дезінфектантів на поверхнях Міжнародної космічної станції сильно корелює з різноманітністю мікробіому в різних частинах станції”, — зазначає Чжао в пресрелізі Cell.
Ці результати свідчать, що більше мікробів з Землі може допомогти покращити здоров’я астронавтів. Салідо каже:
“Майбутні побудовані середовища, включаючи космічні станції, можуть виграти від навмисного сприяння різноманітним мікробним спільнотам, які краще відображають природні мікробні впливи на Землі, а не покладатися лише на високосанітаризовані простори. Якщо ми справді хочемо, щоб життя процвітало поза Землею, ми не можемо просто взяти маленьку гілку дерева життя та відправити її в космос і сподіватися, що все вийде. Нам потрібно почати думати про те, яких ще корисних супутників нам слід відправити з цими астронавтами, щоб допомогти їм розвивати екосистеми, які будуть стійкими та корисними для всіх.”
Команда виявила, що мікробні спільноти на МКС були менш різноманітними, ніж більшість місць на Землі, за винятком урбанізованих, індустріальних та ізольованих середовищ (наприклад, лікарні).
Вони також знайшли, що на поверхнях МКС бракувало вільноживучих навколишніх мікробів, зазвичай присутніх в ґрунті та воді.
Подібно до добре задокументованих переваг садівництва для імунної системи людини, дослідники роблять висновок, що включення цих мікробів та їхніх субстратів на МКС може покращити здоров’я астронавтів без шкоди для гігієни.
“Є велика різниця між впливом здорового ґрунту від садівництва та перебуванням в нашому власному бруді, що фактично відбувається, коли ми перебуваємо в строго замкнутому середовищі без постійного потоку здорових мікробів ззовні”, — каже співавтор Робін Найт, комп’ютерний мікробіолог та професор UCSD, лідер лабораторії Найт.
Дивлячись у майбутнє, дослідники сподіваються вдосконалити свої аналізи, щоб виявити потенційно патогенні мікроби і як екологічні метаболіти можуть бути використані як індикатори здоров’я астронавтів.
Команда стверджує, що ці методи також можуть допомогти покращити здоров’я людей, які живуть і працюють у подібно стерильних середовищах на Землі.
Це дослідження підтримувалося Національним інститутом здоров’я (NIH), Фондом Альфреда Слоуна, UCSD, Центром просування науки в космосі (CASIS) та Національною лабораторією МКС.
Стаття, яка детально описує їхні висновки, “Міжнародна космічна станція має унікальне та екстремальне мікробне та хімічне середовище, обумовлене патернами використання”, була опублікована 27 лютого в журналі Cell.