火星任务会让人类生病吗?太空环境可能会让某些细菌变得特别难缠 ...( 二 )


根据这项研究,低重力环境会削弱人体的免疫系统,使我们更容易感染疾病 。同时,微重力似乎改变了微生物在压力下的反应 。在某些情况下,它甚至可以增强致病性和耐药性 。在太空空和地球上模拟微重力环境进行的数十项研究表明,太空空飞行会影响某些细菌对环境的反应 。
“我们真的很惊讶微生物的致病性会因为too 空飞行而改变,”尼克松说 。她的实验室已经证明存在一种特殊的鼠伤寒沙门氏菌(沙门氏菌enterica ssp 。enterica系列 。鼠伤寒杆菌(Typhimurium),它会导致人类食物中毒,如果它在微重力状态下停留一段时间,它会变得更加致命 。
2006年,他们让沙门氏菌跟随亚特兰蒂斯号航天飞机进入轨道 。当Nixon和她的团队在地球上培养沙门氏菌的时候,Tai 空人也同时在Tai 空进行培养 。当航天飞机Tai 空返回地球时,尼克松用沙门氏菌感染了地球上和Tai 空中的老鼠 。
结果如何呢?Too 空飞行增加了沙门氏菌的毒性,让细菌以更低的剂量更快地杀死老鼠 。然而,尼克松谨慎地指出,这种影响只是暂时的 。
“这是一个短期实验,”她说 。“我们看到的并不是永久的、可遗传的变化 。细菌只是为了适应环境而变化 。如果环境再发生变化,细菌也会改变适应方式 。…这是细菌为了生存和感染世界各地的人类而必须做的事情 。」
进一步的研究表明,微重力环境与沙门氏菌经常遇到的环境信号是一样的——即当液体在细胞表面移动,导致力减小时,它向细胞发出了可以开始感染的信号 。在地球上,这样相对平静的状况可能出现在保护良好的肺囊或肠内,但在Tai 空,这样的环境无处不在 。
“以前没有人证明过这一点,”尼克松说 。“没有人认为物理状态可以改变生物体的毒性或致病性 。」
全部封锁
但到目前为止,研究人员只在沙门氏菌中发现了这种飞行对活体动物诱发的微生物毒性增加的现象 。然而,还有许多其他研究表明,too 空飞行改变了微生物的生长、大小、代谢、抗生素抗性和其他特性 。
其中一些实验是在Tai 空进行的,另一些实验是在模拟微重力条件下进行的 。测试对象中包含了许多众所周知的微生物,如大肠杆菌、鼠疫杆菌、变形链球菌、金黄色葡萄球菌、枯草芽孢杆菌和白色念珠菌,这些都是可以感染酵母菌的真菌 。有研究表明,在微重力环境下,一些微生物变得毒性更强,而另一些则相反,或者没有变化 。
“过去50年的许多实验表明,Tai 空飞行过程中的微生物培养会产生独特的微生物反应,包括生长动力学、抗生素耐药性和生物膜形成的变化 。美国宇航局的马克·奥特是这么说的 。
值得注意的是,生物膜的变化可能会对人类健康和环境系统造成重大问题 。这些微生物聚集并附着在表面共同生长,形成复杂的层状结构,增强对免疫防御和不良环境的抵抗力 。所以这样的情况如果发生在人体内部,治疗起来会非常困难,而且如果是在Tai 空站上,会阻断和破坏Tai 空站的重要基础设施 。
伦斯勒理工学院的辛西娅·柯林斯(Cynthia Collins)和她的同事在最近的一篇论文中报告说:“在自然界中,绝大多数细菌生长在附着于表面的微生物群落中 。“在俄罗斯的和平号空间站上,发现了大量的生物膜,导致设备腐蚀,水质净化 。」
2011年,科林斯和她的同事将泰空当地人弗雷德·海瑟飞行疾病的罪魁祸首绿脓杆菌送入了泰空亚特兰蒂斯号航天飞机 。他们发现,与地球环境相比,Tai 空中的铜绿假单胞菌很容易形成更厚更大的生物膜 。科学家还发现,这些细菌形成了“地球上从未见过的柱子-树冠结构” 。
其他研究表明,在Tai 空中不仅有细菌生长,这些微生物的生长和行为的变化也使得我们更难杀死它们 。1982年,在苏联Tai 空站的Salyut 7上进行的实验结果表明,特别是在地球轨道上,大肠杆菌对抗生素的耐药性会显著增加 。
最近,泰空人特里·维尔茨和杰夫·威廉姆斯在国际空间站的八个地方——包括餐桌、泰空个人空房间,以及
“国际空间站不是一个无菌的环境,”马尔卡希说 。“Taitai 空人们会像我们在家里一样定期打扫卫生 。」
隶属喷气推进实验室的实验小组从这些样本中培养微生物,并对其基因进行测序 。结果发现有9种致病生物和许多其他微生物,对包括青霉素在内的许多抗生素表现出耐药性 。基因测序的结果也表明,这些微生物也可能对其他抗生素产生耐药性,但这一假设并未得到实验验证,无法证明too 空飞行是耐药性增加的罪魁祸首 。

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