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

一個多世紀以來，人們一直夢想著人類（作為一個物種）冒險進入太空的那一天。

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劃，這一夢想已經(jīng)更接近實現(xiàn)，并且火星.

根據(jù)進展，很明顯，太空探索不會為宇航員和政府航天機構(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。

在一個近期研究，一個國際科學(xué)家團隊認為人類健康中經(jīng)常被忽視的一個方面：我們的微生物組。簡而言之，太空中的時間將如何影響我們的腸道細菌，這對我們的健康至關(guān)重要？

該團隊由來自電離和非電離輻射防護研究中心（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，因為它們會影響我們對異物和物質(zhì)存在的反應(yīng)。

特別是，一些微生物會改變異物，使其更有害，而另一些微生物則充當緩沖劑，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。當這些影響我們的大氣層或航天器上的保護性屏蔽或國際空間站（國際空間站），它們會導(dǎo)致次生粒子的陣雨。

雖然地球的保護性磁層和大氣層阻止了這些粒子中的大多數(shù)到達表面，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，這種暴露可能會增強宇航員對輻射的抵抗力，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。

出于這個原因，他們建議進行進一步的研究，以確定與太空環(huán)境相關(guān)的風(fēng)險，因為它主要由質(zhì)子組成，宇航員在遇到HZE粒子之前會接觸到質(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像預(yù)期的那樣增加遺傳異常的機會。這可能意味著身體可能具有天然的放射適應(yīng)性防御機制。

在建議方面，該團隊稱贊國際空間站是測試人類微生物組對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，以及輻射對微生物組和環(huán)境細菌的長期影響知之甚少：

“國際空間站（ISS）是一個獨特的受控系統(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)家并不認為適應(yīng)不僅限于宇航員和宇航員體內(nèi)細菌的輻射暴露，或者空間站內(nèi)的細菌不僅會誘導(dǎo)對HZE引起的高水平的DNA損傷產(chǎn)生抗性，而且還會對其他細菌活動威脅因素（如抗生素）產(chǎn)生抗性。

對抗生素的耐藥性增加可能會危及宇航員的生命，他們在長期任務(wù)中面臨受傷和感染的風(fēng)險。此外，他們強調(diào)太空旅行和長時間暴露在微重力下會削弱免疫系統(tǒng)，降低宇航員對微生物的天然抵抗力——尤其是那些對輻射、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，微生物可能會成為贏家，因為它們可以通過快速獲取微生物基因來比人類更快地進化和適應(yīng)。微生物的世代時間要短得多，使它們能夠產(chǎn)生更多的后代，每個后代都有獨特的基因突變，可以幫助它們在太空環(huán)境中生存。

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

這對于識別潛在風(fēng)險和制定緩解策略、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行細胞遺傳學(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，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)境中進行實驗的困難，這會影響微生物的生長和行為，使得獲得準確可靠的數(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。

然而，這是在實現(xiàn)載人深空探索之前需要進行的研究，因為它有可能識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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