一个多世纪以来,人们梦想着人类(作为一种物种)冒险进入太空的那一天。
近几十年来,由于商业太空行业的兴起(报纸),对太空探索的兴趣以及长期计划在低地轨道(LEO),在月球表面和长期建立栖息地的计划,这一梦想已更加接近实现。。
基于进步,很明显,去太空探索将不会为宇航员和政府太空机构保留更长的时间。
但是,在开始“大型迁移”之前,需要解决很多问题。也就是说,长期暴露于微重力和空间辐射将如何影响人类健康?这些包括肌肉和骨密度损失的良好方面以及太空的时间如何影响我们的器官功能以及心血管和心理健康。
在最近的研究一支国际科学家团队认为,人类健康的一个经常被忽视的方面:我们的微生物组。简而言之,太空的时间将如何影响我们的肠道细菌,这对我们的福祉至关重要?
该团队由来自电离和非电离辐射保护研究中心(INIRPRC)的生物医学研究人员组成设拉子医学科学大学(总和),黎巴嫩国际大学,贝鲁特国际大学,格拉斯哥大学的MVLS学院,应用数学和生物信息学中心(CAMB)在科威特海湾大学的CAMB,核物理研究所捷克科学院(CAS)的(NPI)和维也纳技术大学原子研究所在维也纳。描述他们发现的论文最近出现在微生物学的前沿。
微生物组是所有生活在我们体内和内部的微生物的集合,包括细菌,真菌,,及其各自的基因。这些微生物是我们身体如何与周围环境相互作用的关键,因为它们可以影响我们对异物和物质的存在的反应。
特别是,一些微生物以使它们更有害的方式改变了异物,而另一些微生物则是缓解毒素作用的缓冲液。正如他们在研究中所指出的那样,宇航员的微生物群将遇到微重力和空间辐射的应力升高,包括银河宇宙射线(GCR)。
宇宙射线是一种高能量的辐射形式,主要由质子和原子核组成,这些原子核被剥离的电子,这些核被加速以接近光速。
当这些射线是由比氢或氦气重的元素产生的,它们的高能源核成分被称为HZE离子,这特别危险。当这些影响我们的气氛或航天器上的保护性屏蔽或保护性时国际空间站(ISS),它们导致次要颗粒的淋浴。
尽管地球的保护性磁层和大气使大多数这些颗粒无法到达地面,但太空中的宇航员会定期暴露于它们。
正如作者指出的那样,先前的研究表明,这种暴露如何有可能增强宇航员对辐射的弹性,这是一种称为射线适应的过程。但是,他们还指出,宇航员适应的程度从一名宇航员到另一个宇航员不等,在进行深空任务之前,有些人会经历不良的生物学效果。
因此,他们建议进行进一步的研究以确定与太空环境相关的风险,因为它主要由质子组成,质子会在遇到HZE颗粒之前暴露于质子。
NASA的多杀手模型表明,宇航员的第一个任务可能是适应剂量。但是,该小组指出,当前的研究表明,第二个太空飞行并不一定会增加遗传异常的机会。这可能意味着人体可能具有天然的放射自适应防御机制。
在建议方面,团队称赞ISS是测试人类微生物组对太空辐射和微重力的响应的理想环境。他们还解决了该领域的研究短缺以及辐射对微生物组和环境细菌的长期影响:很少了解:
"The International Space Station (ISS) is a unique and controlled system to study the interplay between the human microbiome and the microbiome of their habitats. The ISS is a hermetically sealed closed system, yet it harbors many microorganisms… In this context, NASA scientists did not consider that adaptation is not limited to astronauts and radiation exposure to bacteria inside an astronaut's body or that bacteria inside the space station could induce resistance不仅是由HZE引起的高水平的DNA损伤,而且还针对其他威胁性活性因素(例如抗生素)。”
抗生素的耐药性增加可能对宇航员危及生命,宇航员在长期任务中面临伤害和感染的风险。此外,他们强调了太空行进和长时间暴露于微重力可以削弱免疫系统,从而降低了宇航员对微生物的自然抵抗,尤其是那些对辐射,热,紫外线和干燥水平较高的耐药性,因此可以在太空环境中存活。当他们总结一下:
在宇航员及其微生物组之间的竞争以适应苛刻的空间环境中,微生物可能会成为赢家,因为它们可以通过快速获取微生物基因来发展和更快地适应微生物基因。微生物的微生物具有更短的时间,使他们能够产生更多的杂经,从而使他们能够使他们变得更加稳定,从而使他们能够生存,从而可以使他们能够生存。
因此,研究小组强调,需要进行更多的研究来估计任务安装之前微生物的适应程度。
这对于确定潜在风险并制定缓解策略,新颖的疗法和干预措施可能至关重要。他们还建议宇航员进行定期的细胞遗传学测试以测量其适应性反应,并且只有那些对低剂量的辐射表现出高度自适应反应的人才能选择将其暴露于更高剂量的任务中。
他们还承认,在太空中研究宇航员微生物组提出了几个挑战。其中包括在微重力环境中进行实验的困难,这可能会影响微生物的生长和行为,从而使获得准确可靠的数据具有挑战性。
还有潜在的危害在封闭的环境中通过再生空气系统传播病原体。
但是,这是需要在船员深空探索之前进行的研究,因为它有可能识别潜在的病原体并制定策略以防止其在任务期间的传播。