Во время космических путешествий астронавты нередко сталкиваются с ослаблением иммунной системы, кожным зудом и воспалениями. По мнению авторов недавнего научного исследования, это связано с чрезмерной стерильностью космической станции и попытками исключить из неё микроорганизмы. Они предложили решение этой проблемы.
С начала освоения космоса внутренние помещения космических кораблей и орбитальных станций подвергались стерилизации, поскольку существовала обеспокоенность по поводу неконтролируемого размножения микроорганизмов, которое могло бы представлять опасность для людей. Однако эффективность этой меры всегда была недостаточной. Следует учитывать, что значительная часть клеток, составляющих человеческий организм, принадлежит не ему: это бактерии и археи, которые находятся в симбиотических отношениях с человеком.
В условиях недостатка типичных микроорганизмов, не связанных с человеком, на орбитальных станциях, некоторые «внутричеловеческие» бактерии и археи начинают распространяться по поверхностям станций и системам жизнеобеспечения, что приводит к возникновению уникального вида микробного загрязнения, не характерного для Земли. Дело в том, что на поверхности планеты «обитатели человека» ограничены в возможности колонизировать окружающую среду: все доступные ниши уже заняты «дикими» бактериями, более приспособленными к существованию вне человеческого организма.
Однако авторы новой работы в Cell показали, в стратегии «держим станцию стерильной» присутствует еще одна сложность. Специалисты провели анализ 803 мазка, взятых с МКС – это в сто раз больше, чем обычно использовалось в предыдущих исследованиях. Затем они сопоставили микробное и химическое разнообразие этих образцов с земными образцами, взятыми из городов.
На Международной космической станции большинство обнаруженных на стенках микроорганизмов были связаны с человеческой кожей. Уровень дезинфицирующих и чистящих средств был равномерным во всех отсеках станции. Тем не менее, наблюдались и различия: в зонах приготовления и употребления пищи фиксировалось большее разнообразие микроорганизмов, способных существовать на продуктах питания. В «санитарных» модулях обнаруживалось большее количество микробов, типичных для фекалий и мочи – хотя подобная ситуация характерна и для условий проживания на Земле).
Образцы, собранные на Земле, значительно отличались. Там наблюдалось гораздо большее разнообразие микроорганизмов. Похожие по составу образцы встречались лишь в крупных медицинских учреждениях и в городских квартирах, где поддерживается высокая степень чистоты. Кроме того, в земных образцах было зафиксировано большее количество бактерий, обитающих в почве и воде. Это представляет определенную значимость, поскольку они нередко характеризуются биологической нейтральностью по отношению к человеку, в отличие от микроорганизмов, происходящих из собственного микробиома человека и живущих вне его тела. Если сам носитель хорошо приспособлен к ним, то другие люди на борту МКС — нередко уже нет.
Ученые предлагают целенаправленно доставлять на МКС почвенные и водные бактерии, происходящие с Земли. По словам авторов исследования, существует значительная разница между воздействием здоровой почвы и пребыванием в неблагоприятных условиях. Именно подобное развитие событий наблюдается в замкнутой среде, лишенной внешних источников микроорганизмов.
Повышение микробного разнообразия может уменьшить риск развития астмы и аллергических реакций. При этом авторы, признавая это, предостерегли, что в исследованиях на животных не всегда удается зафиксировать снижение частоты аллергий при увеличении микробного разнообразия, однако все равно оценили этот фактор как значимый. Проще говоря, они в значительной степени придерживаются «гипотезы гигиены», которая объясняет широкое распространение аллергий у людей, ведущих современный образ жизни, как следствие избыточной чистоты в их жилищах, регулярно подвергаемых обработке дезинфицирующими средствами. Международная космическая станция, по мнению ученых, является ярким примером такой обработки и, возможно, одним из наименее безопасных.
Судя по всему, предложенная методика уже прошла проверку в реальных условиях, а именно при наземной подготовке к космическим миссиям. В 1972–1973 годах в Советском Союзе был реализован эксперимент «БИОС-3», в рамках которого трое человек провели 180 дней в герметичном и замкнутом по газу отсеке. По своим параметрам – размеру, продолжительности и количеству участников – этот эксперимент соответствовал бы полету к Марсу на «Тяжелом межпланетном корабле», разрабатывавшемся в конструкторском бюро Королева спроектировали еще в 1960-х годах. Тогда люди выращивали себе пшеницу и ряд других сельскохозяйственных культур в мини-оранжерее, затем съедая продукты из выращенных растений.