_ De ce să studiem astronauții? microbiomele sunt esențiale pentru a asigura succesul misiunii în spațiul adânc

Explorarea spațiului este o misiune complexă și riscantă care necesită o pregătire atentă și o înțelegere aprofundată a provocărilor inerente vieții în spațiu.

Una dintre cele mai critice aspecte ale acestui efort este sănătatea astronauților, care sunt expuși la condiții extreme, cum ar fi microgravitația, radiațiile ionizante și schimbările de mediu. În acest context, cercetările privind microbiomul uman și adaptarea acestuia la mediul spațial au devenit un domeniu de studiu crucial pentru succesul misiunilor spațiale pe termen lung, în special pentru călătoriile pe Marte.

Microbiomul uman. este ansamblul de microorganisme care trăiesc în simbioză cu corpul nostru, în special în intestin, piele și mucoase. Aceste microorganisme joacă un rol crucial în digestie, imunitate și reglarea diferitelor procese fiziologice.

Cu toate acestea, mediul spațial poate perturba echilibrul microbiomului, ceea ce poate avea consecințe negative asupra sănătății astronauților. Prin urmare, cercetarea microbiomului spațial a devenit un domeniu crucial de studiu pentru a înțelege modul în care microorganismele se pot adapta la mediul spațial și cum poate afecta acest lucru sănătatea astronauților. Co-autorii mei și cu mine discutăm această necesitate în noul nostru articol Frontiers in Microbiology.

Integrarea pregătirii astromicrobiologice în planificarea și execuția misiunii este necesară pentru a proteja sănătatea și bunăstarea astronauților și succesul general al deep. eforturi spațiale.

Astromicrobiologia — studiul microorganismelor din spațiul cosmic — implică înțelegerea efectelor persistenței și succesiunii microbiene asupra sistemelor închise, cum ar fi navele spațiale și habitatele, și dezvoltarea tehnologiilor, cum ar fi agricultura spațială și extracția metaboliților secundari microbieni pentru medicamente, arome și medicamente nutritive. Este posibil ca compoziția și funcția microbiomului să sufere modificări în timpul zborului spațial.

Luarea de măsuri adecvate pentru a susține un microbiom sănătos la astronauți poate ajuta nu numai la menținerea sănătății acestora în timpul misiunii, ci și la reabilitarea lor la întoarcerea pe Pământ. . Una dintre principalele probleme de sănătate pentru astronauți este expunerea la radiații. Radiațiile spațiale sunt foarte diferite și mult mai intense decât radiațiile de pe Pământ, care pot avea efecte dăunătoare asupra sănătății astronauților.

Microorganismele expuse la radiații pot induce rezistență la antibiotice, UV, căldură, uscăciune extremă și alți factori potențial fatali. Prin urmare, este esențial să înțelegem efectele potențiale ale radiațiilor nu numai asupra oamenilor, ci și asupra microbiomului acestora, pentru a dezvolta strategii eficiente de reducere a riscurilor pentru misiunile spațiale.

Explorând microbiomul astronauților în spațiu, putem de asemenea, înțelegeți în continuare modul în care mediul spațial afectează compoziția și diversitatea microbiomului. Condițiile unice ale spațiului, cum ar fi microgravitația, expunerea la radiații și modificările dietetice, pot perturba echilibrul microbiomului. Studiind modificările microbiomului în timpul călătoriilor în spațiu, oamenii de știință dobândesc cunoștințe despre modul în care aceste modificări pot afecta sănătatea astronauților și sunt în prezent în proces de dezvoltare a strategiilor de atenuare a efectelor negative.

Apărarea agenților patogeni din spațiu.

În plus, studiul microbiomului poate ajuta cercetătorii să înțeleagă impactul călătoriilor în spațiu asupra sistemului imunitar. Microorganismele care locuiesc în diferite părți ale corpului uman joacă un rol crucial în menținerea sănătății prin producerea de vitamine esențiale și ajutând la dezvoltarea și reglarea sistemului nostru imunitar.

Modificările în compoziția florei intestinale cauzate de factori genetici și de mediu pot crește probabilitatea infecției cu agenți patogeni, încurajează răspândirea organismelor dăunătoare care, sub anumite modificări de mediu sau genetice, pot începe să induce boala. și contribuie la apariția tulburărilor inflamatorii.

Astfel, microbiomul joacă un rol crucial în formarea și modularea sistemului imunitar, iar orice întrerupere a acestuia poate afecta potențial funcția imunitară. Înțelegerea modului în care călătoriile în spațiu afectează interacțiunea dintre microbiom și sistemul imunitar poate ajuta la dezvoltarea strategiilor de menținere a sănătății astronauților și de prevenire a infecțiilor în timpul misiunilor spațiale de lungă durată.

Când explorezi microbiomul astronauților în spațiu, oamenii de știință sunt, de asemenea, capabili să descopere noi microorganisme care pot avea proprietăți și abilități unice care ar putea fi exploatate pentru diverse aplicații, inclusiv dezvoltarea de noi medicamente, agenți antimicrobieni sau progrese biotehnologice.

În plus, mediul modificat. condițiile din spațiu, cum ar fi temperatura, nivelurile de oxigen și limitările de difuzie, oferă o oportunitate de a optimiza producția de metaboliți valoroși de către microorganismele modificate genetic.

Cu toate acestea, studiul microbiomului astronauților din spațiu prezintă și mai multe provocări și obstacole. Un pericol potențial al studierii microbiomului astronauților în spațiu este posibila răspândire a microorganismelor patogene în mediul închis al unei nave spațiale. Spațiul închis și sistemele de aer reciclat pot promova răspândirea microorganismelor patogene, care pot fi periculoase pentru sănătatea astronauților din mai multe motive.

Mediul închis al unei nave spațiale, cuplat cu expunerea prelungită la microgravitație, poate duce la o suprimare a sistemului imunitar al astronauților. Această stare imunitară compromisă îi face pe astronauți mai susceptibili la infecții, așa cum indică studiile care demonstrează un răspuns imunitar diminuat care le împiedică capacitatea de a contracara microorganismele potențial dăunătoare în mod eficient.

În plus, apar îngrijorări cu privire la diseminarea genelor de rezistență la antibiotice în rândul lor. bacterii din microbiota intestinală a astronauților, facilitată de mici entități circulare ADN cunoscute sub numele de plasmide. Această diseminare are potențialul de a submina eficacitatea antibioticelor.

Înțelegerea incompletă a interacțiunilor complexe dintre viața microbiană din spațiu și sistemul imunitar uman exacerbează riscul de infecție. În consecință, eliberarea unui agent patogen într-o navă spațială ar putea periclita în mod semnificativ sănătatea astronauților, în special a celor cu sisteme imunitare compromise, în special în timpul misiunilor prelungite.

Neglijarea preocupărilor astromicrobiologice într-o misiune în spațiul profund cu echipaj uman scade semnificativ probabilitatea de succes. Eliberarea potențială a agenților patogeni prezintă riscuri imediate pentru sănătate pentru astronauți, compromițându-le sistemul imunitar și performanța sarcinilor. În plus, răspândirea genelor de rezistență la antibiotice ar putea submina intervențiile medicale, exacerbarea provocărilor de sănătate în timpul misiunii. Abordarea acestor preocupări este crucială pentru succesul misiunii și bunăstarea astronauților.

(Fluierul)