Studie:Darmmikrobiome von Astronauten werden im Weltraum vielfältiger als weniger

Wir alle tragen unser eigenes Mikrobiom mit sich herum, eine Welt von Mikroorganismen, die auf unserer Haut und in unserem Körper leben, spielen eine wichtige Rolle bei der Erhaltung der Gesundheit, während wir mit dem Rest der Welt interagieren.

Überall wohin wir gehen, unser Mikrobiom interagiert mit den Mikrobiomen neuer Umgebungen und der Menschen, denen wir begegnen (siehe Mikrobiologie 101:Wohin die Menschen gehen, Mikroben folgen).

Die Forscher wollten herausfinden, wie sich die einzigartigen Bedingungen, die während langer Weltraumreisen auftreten, auf das Mikrobiom von Astronauten auswirken.

Ein Zeitschriftenartikel vom Juni 2019 in Scientific Reports diskutiert die Ergebnisse von Microbiome, eine mehrjährige Studie über die Mikroorganismen, die auf und in einzelnen Astronauten mit längeren Aufenthalten auf der Internationalen Raumstation leben.

Die Untersuchung befasste sich mit der Interaktion des menschlichen Mikrobioms mit dem Umweltmikrobiom der Raumstation. Zu den untersuchten Bereichen des menschlichen Mikrobioms gehörten der Darm, die Nasengänge, der Zunge und der Haut von Stirn und Unterarm.

Speichel- und Blutproben wurden ebenfalls untersucht, zusammen mit Proben, die von verschiedenen Orten innerhalb der Station entnommen wurden.

"Da der Bahnhof eine sehr saubere Umgebung ist, Wir erwarteten eine reduzierte Darmdiversität im Weltraum im Vergleich zum Preflight oder Postflight, da die Astronauten weniger Umweltbakterien ausgesetzt sind. Obwohl die Nahrung, die sie essen, nicht steril ist, es hat eine sehr geringe Bakterienbelastung, “ sagte Hernan Lorenzi, Ph.D., leitender Forscher der Studie und ein Forscher der Abteilung für Infektionskrankheiten, J. Craig Venter Institut in Rockville, Maryland.

Überraschenderweise, Darmmikrobiome der meisten Astronauten wurden im Weltraum vielfältiger als weniger, trotz der begrenzten Exposition gegenüber neuen Bakterien. Dieses Ergebnis ist wichtig, da eine größere Vielfalt im Allgemeinen besser für die allgemeine Gesundheit ist.

"Normalerweise, wenn jemand eine Krankheit wie eine entzündliche Darmerkrankung hat, Sie würden eine Verringerung der Diversität im Darmmikrobiom feststellen. Erhöhte Vielfalt weist in der Regel auf eine größere Resistenz gegen Krankheiten hin, “ sagte Lorenzi.

Forscher vermuten, dass die erhöhte Vielfalt im Darmmikrobiom aus der großen Vielfalt an Nahrungsmitteln resultieren könnte, die auf der Station verfügbar sind. Die Ernährungswissenschaftler der NASA arbeiten eng mit Astronauten zusammen, um sich auf eine ausgewogene Ernährung zu konzentrieren. Bereitstellung von mehr als 200 Essens- und Getränkeoptionen, um sicherzustellen, dass die Besatzungsmitglieder die Möglichkeit haben, verschiedene Lebensmittel zu konsumieren, vielleicht sogar mehr, als viele Menschen normalerweise auf der Erde essen.

Im Gegensatz zum Darm, Hautmikrobiome von Astronauten zeigten gemischte Ergebnisse, wobei die Hautvielfalt bei einigen Astronauten nach oben und bei anderen nach unten geht. Das konsistente Ergebnis war eine Reduzierung einer bestimmten Mikrobe.

„Wir haben sehr früh während der Mission Veränderungen im Hautmikrobiom festgestellt, und die Veränderung, die wir beobachtet haben, unabhängig von anderen Veränderungen der Vielfalt, war eine signifikante Verringerung einer Art von Bakterien, die Proteobakterien genannt werden, " sagte Lorenzi. "Genauer gesagt, zwei Subtypen von Proteobakterien, Beta- und Gamma-Proteobakterien genannt."

Frühere Forschungen haben gezeigt, dass diese Art von Bakterien auf der Haut mit einem Schutz vor überempfindlichen Hautreaktionen einhergeht. wie zum Beispiel Hautausschläge. Im Weltraum, diese schützenden Mikroben werden auf der Haut der Astronauten schnell aufgebraucht, Dies könnte mit der höheren Wahrscheinlichkeit von Hautausschlägen und Überempfindlichkeitsepisoden bei Astronauten zusammenhängen.

Ein besseres Verständnis der Gründe für diese Veränderung würde die möglichen Ansätze zur Prävention oder Behandlung klären. Eine Möglichkeit hat mit der normalen Quelle dieser Mikroben zu tun.

„Diese Art von Proteobakterien kommt in sehr großen Mengen im Boden vor. Da die Raumstation eine nicht grüne Umgebung ist, die sehr sauber bleibt, es ist möglich, dass die Verringerung des Kontakts mit Umweltbakterien der Erde diese Mikroben auf der Haut reduziert, “ sagte Lorenzi.

Eine zweite mögliche Erklärung bezieht sich auf die sich verändernde Struktur der Haut selbst. Proteobakterien neigen dazu, näher an der Oberfläche zu bleiben, Wenn die Haut von Astronauten also schneller abfällt, die Proteobakterien konnten entfernt werden.

Lorenzi empfahl Folgestudien, um potenzielle Behandlungen zur Verbesserung der Hautgesundheit von Astronauten zu identifizieren und zu testen, wie beispielsweise eine topische Creme mit Probiotika.

Gesamt, Forscher stellten fest, dass das Mikrobiom der Station selbst das Mikrobiom der menschlichen Haut widerspiegelt und umgekehrt.

Viele andere Berichte fanden heraus, dass das Umweltmikrobiom der Raumstation dem menschlichen Hautmikrobiom sehr ähnlich sieht. Interessant an unserer Studie war, dass sich die Zusammensetzung des Stationsmikrobioms ständig änderte.

Das Stationsmikrobiom ähnelte eher der Zusammensetzung des Hautmikrobioms der Astronauten, die zu diesem Zeitpunkt im Weltraum lebten. Astronautenhaut beginnt, das Mikrobiom der Station zu beeinflussen, auch wenn die Station die Haut der Astronauten beeinflusst."

Hernan Lorenzi, Ph.D., Studienleiter und Forscher, Abteilung für Infektionskrankheiten, J. Craig Venter Institut in Rockville, Maryland

Die Ergebnisse der Mikrobiom-Untersuchung werden durch die Arbeit an der Microbial Tracking-2-Forschung weiter bestätigt. Die Ergebnisse dieser Studie erschienen am 29. April 2020, in der Zeitschrift PLOS One und werden in einem verwandten Artikel beschrieben.

Das weitere Wissen darüber, wie Gemeinschaften von Mikroben im Weltraum interagieren, hilft den Forschern, mehr darüber zu erfahren, wie man Astronauten gesund hält und sich auf eventuelle Langzeitmissionen zum Mond und Mars vorbereitet.

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