科學(xué)家發(fā)現(xiàn)，太空可能對(duì)我們的腸道微生物組構(gòu)成意想不到的威脅

一個(gè)多世紀(jì)以來，人們一直夢想著人類（作為一個(gè)物種）冒險(xiǎn)進(jìn)入太空的那一天。

近幾十年來，由于商業(yè)航天工業(yè)（NewSpace）的興起，對(duì)太空探索的重新興趣，以及在月球表面的低地球軌道（LEO）建立棲息地的長期計(jì)劃，這一夢想已經(jīng)更接近實(shí)現(xiàn)，并且火星.

根據(jù)進(jìn)展，很明顯，太空探索不會(huì)為宇航員和政府航天機(jī)構(gòu)保留太久。

但在“大遷徙”開始之前，有很多問題需要解決。也就是說，長時(shí)間暴露在微重力和太空輻射下將如何影響人類健康？其中包括肌肉和骨密度損失的充分研究方面，以及太空時(shí)間如何影響我們的器官功能以及心血管和心理健康。

在一個(gè)近期研究，一個(gè)國際科學(xué)家團(tuán)隊(duì)認(rèn)為人類健康中經(jīng)常被忽視的一個(gè)方面：我們的微生物組。簡而言之，太空中的時(shí)間將如何影響我們的腸道細(xì)菌，這對(duì)我們的健康至關(guān)重要？

該團(tuán)隊(duì)由來自電離和非電離輻射防護(hù)研究中心（INIRPRC）的生物醫(yī)學(xué)研究人員組成。設(shè)拉子醫(yī)科大學(xué)（SUMS）、黎巴嫩國際大學(xué)、貝魯特國際大學(xué)、格拉斯哥大學(xué)MVLS學(xué)院、應(yīng)用數(shù)學(xué)與生物信息學(xué)中心（CAMB） 在科威特海灣大學(xué)，核物理研究所（NPI） 的捷克科學(xué)院 （CAS） 和維也納原子研究所工業(yè)大學(xué)在維也納。描述他們發(fā)現(xiàn)的論文最近出現(xiàn)在微生物學(xué)前沿.

微生物組是生活在我們體內(nèi)和體內(nèi)的所有微生物的集合，包括細(xì)菌、真菌、病毒，以及它們各自的基因。這些微生物是我們的身體如何與周圍環(huán)境相互作用的關(guān)鍵，因?yàn)樗鼈儠?huì)影響我們對(duì)異物和物質(zhì)存在的反應(yīng)。

特別是，一些微生物會(huì)改變異物，使其更有害，而另一些微生物則充當(dāng)緩沖劑，減輕毒素的影響。正如他們在研究中指出的那樣，宇航員的微生物群將受到微重力和太空輻射（包括銀河宇宙射線（GCR））的升高壓力。

宇宙射線是一種高能輻射形式，主要由質(zhì)子和原子核組成，這些質(zhì)子和原子核被剝離了被加速到接近光速的電子。

當(dāng)這些射線是由比氫或氦重的元素產(chǎn)生的，它們的高能原子核成分被稱為HZE離子，特別危險(xiǎn)。當(dāng)這些影響我們的大氣層或航天器上的保護(hù)性屏蔽或國際空間站（國際空間站），它們會(huì)導(dǎo)致次生粒子的陣雨。

雖然地球的保護(hù)性磁層和大氣層阻止了這些粒子中的大多數(shù)到達(dá)表面，但太空中的宇航員經(jīng)常暴露在它們面前。

正如作者所指出的，先前的研究表明，這種暴露可能會(huì)增強(qiáng)宇航員對(duì)輻射的抵抗力，這一過程被稱為無線電適應(yīng)。然而，他們也指出，宇航員適應(yīng)的程度因宇航員而異，有些人在開始深空任務(wù)之前經(jīng)歷了不利的生物影響。

出于這個(gè)原因，他們建議進(jìn)行進(jìn)一步的研究，以確定與太空環(huán)境相關(guān)的風(fēng)險(xiǎn)，因?yàn)樗饕少|(zhì)子組成，宇航員在遇到HZE粒子之前會(huì)接觸到質(zhì)子。

美國宇航局的多任務(wù)模型表明，宇航員的第一次任務(wù)可以是適應(yīng)劑量。然而，研究小組指出，目前的研究表明，第二次太空飛行不一定會(huì)像預(yù)期的那樣增加遺傳異常的機(jī)會(huì)。這可能意味著身體可能具有天然的放射適應(yīng)性防御機(jī)制。

在建議方面，該團(tuán)隊(duì)稱贊國際空間站是測試人類微生物組對(duì)空間輻射和微重力反應(yīng)的理想環(huán)境。他們還解決了該領(lǐng)域研究的不足，以及輻射對(duì)微生物組和環(huán)境細(xì)菌的長期影響知之甚少：

“國際空間站（ISS）是一個(gè)獨(dú)特的受控系統(tǒng)，用于研究人類微生物組與其棲息地微生物組之間的相互作用。國際空間站是一個(gè)密封的封閉系統(tǒng)，但它藏有許多微生物......在這種情況下，美國宇航局的科學(xué)家并不認(rèn)為適應(yīng)不僅限于宇航員和宇航員體內(nèi)細(xì)菌的輻射暴露，或者空間站內(nèi)的細(xì)菌不僅會(huì)誘導(dǎo)對(duì)HZE引起的高水平的DNA損傷產(chǎn)生抗性，而且還會(huì)對(duì)其他細(xì)菌活動(dòng)威脅因素（如抗生素）產(chǎn)生抗性。

對(duì)抗生素的耐藥性增加可能會(huì)危及宇航員的生命，他們在長期任務(wù)中面臨受傷和感染的風(fēng)險(xiǎn)。此外，他們強(qiáng)調(diào)太空旅行和長時(shí)間暴露在微重力下會(huì)削弱免疫系統(tǒng)，降低宇航員對(duì)微生物的天然抵抗力——尤其是那些對(duì)輻射、熱、紫外線和干燥具有高度抵抗力的宇航員，因此可以在太空環(huán)境中生存。正如他們總結(jié)的那樣：

“在宇航員和他們的微生物組之間適應(yīng)惡劣的太空環(huán)境的競爭中，微生物可能會(huì)成為贏家，因?yàn)樗鼈兛梢酝ㄟ^快速獲取微生物基因來比人類更快地進(jìn)化和適應(yīng)。微生物的世代時(shí)間要短得多，使它們能夠產(chǎn)生更多的后代，每個(gè)后代都有獨(dú)特的基因突變，可以幫助它們在太空環(huán)境中生存。

出于這個(gè)原因，研究小組強(qiáng)調(diào)，在執(zhí)行任務(wù)之前，需要更多的研究來估計(jì)微生物的適應(yīng)程度。

這對(duì)于識(shí)別潛在風(fēng)險(xiǎn)和制定緩解策略、新療法和干預(yù)措施至關(guān)重要。他們還建議宇航員定期進(jìn)行細(xì)胞遺傳學(xué)測試，以測量他們的適應(yīng)性反應(yīng)，并且只有那些對(duì)低劑量輻射表現(xiàn)出高度適應(yīng)性反應(yīng)的宇航員才能被選中執(zhí)行他們將暴露于更高劑量的任務(wù)。

他們還承認(rèn)，在太空中研究宇航員微生物組存在一些挑戰(zhàn)。其中包括在微重力環(huán)境中進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的困難，這會(huì)影響微生物的生長和行為，使得獲得準(zhǔn)確可靠的數(shù)據(jù)具有挑戰(zhàn)性。

在具有循環(huán)空氣系統(tǒng)的封閉環(huán)境中傳播病原體也存在潛在危險(xiǎn)。

然而，這是在實(shí)現(xiàn)載人深空探索之前需要進(jìn)行的研究，因?yàn)樗锌赡茏R(shí)別潛在的病原體并制定防止其在任務(wù)期間傳播的策略。

本文最初發(fā)表于今天的宇宙.閱讀原文.

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