国际空间站存在卫生问题,但这不是你想象的那样
长时间处于微重力下会带来几种有据可查的健康风险,包括肌肉萎缩、骨密度下降以及器官功能和健康的变化。
此外,宇航员还报告了免疫功能障碍的症状,包括皮疹和其他炎症。
根据新研究,这些问题可能是由于航天器和国际空间站 (ISS) 内部极其无菌的环境造成的。他们的结果表明,更多的微生物可以帮助改善太空中的人类健康。
该研究由鲁道夫·萨利多和赵昊琪 Nina Zhao,分别是加州大学圣地亚哥分校 (UCSD) 的生物工程师和环境分析化学家。
来自多个 UCSD 项目和中心的研究人员、丹佛大学、千叶大学-加州大学圣地亚哥分校粘膜免疫学过敏和疫苗中心(cMAV)、触手可及的太空研究这贝勒学院空间医学中心这Blue Marble Space 科学研究所(BMSIS)、NASA JPL 的生物技术和行星保护小组以及 NASA Johnson 的宇航员办公室。
这项研究是与国际空间站上的宇航员合作进行的,他们擦拭了 803 个不同的表面——是之前调查的 100 倍——以对空间站上的微生物进行普查。
研究人员确定了每个样本中存在哪些细菌种类和化学物质,并创建了三维地图来说明它们中的每一种被发现的位置以及它们可能如何相互作用。
他们的结果表明,与地球上人类建造的环境相比,国际空间站的微生物多样性要低得多。
总体而言,该团队发现,清洁产品和消毒剂中的化学物质在整个空间站中无处不在,宇航员主要通过脱落的人体皮肤细胞将微生物引入国际空间站。
他们还发现,根据模块的用途,不同的模块具有不同的微生物群落和化学特征。
例如,餐厅和食物准备区包含更多与食物相关的微生物,而国际空间站的太空厕所包含更多与尿液和粪便相关的微生物以及新陈代谢的生物产物(代谢物)。
“我们注意到,国际空间站表面消毒剂的丰度与空间站不同位置的微生物组多样性高度相关,”赵在细胞压榨机释放.
这些结果表明,来自地球的更多微生物可能有助于改善宇航员的健康状况。萨利多说:
“包括空间站在内的未来建筑环境可以从有意识地培养多样化的微生物群落中受益,这些微生物群落可以更好地模拟地球上经历的自然微生物暴露,而不是依赖高度消毒的空间。如果我们真的希望生命在地球之外茁壮成长,我们就不能只把生命之树的一小根树枝发射到太空中,然后希望它能成功。我们需要开始考虑我们应该为这些宇航员发送哪些其他有益的同伴,以帮助他们开发可持续且对所有人有益的生态系统。
该团队发现,与地球上大多数地方相比,国际空间站上的微生物群落的多样性较低,除了城市、工业化和孤立环境(即医院)之外。
他们进一步发现,国际空间站表面缺乏通常在土壤和水中发现的自由生活环境微生物。
与有据可查的园艺对人类免疫系统的好处类似,研究人员得出结论,将这些微生物及其基质纳入国际空间站可以在不牺牲卫生的情况下改善宇航员的健康状况。
合著者说:“从园艺中接触健康的土壤与在我们自己的污秽中炖煮之间存在很大差异,如果我们处于一个严格封闭的环境中,没有从外部持续输入这些健康的微生物来源,就会发生这种情况罗宾·奈特,计算微生物学家和加州大学圣地亚哥分校教授,也是奈特实验室.
展望未来,研究人员希望改进他们的分析,以检测潜在的致病微生物以及如何将环境代谢物用作宇航员健康的指标。
该团队声称,这些方法还可以帮助改善在地球上类似无菌环境中生活和工作的人们的健康状况。
这项研究得到了美国国立卫生研究院(NIH) 中,该阿尔弗雷德 P. 斯隆基金会、加州大学圣地亚哥分校、太空科学促进中心 (Center for the Advancement of Science in Space)(CASIS) 和ISS 国家实验室.
详细介绍他们调查结果的论文,”国际空间站拥有由使用模式驱动的独特而极端的微生物和化学环境“于 2 月 27 日发表在杂志上细胞.