Микроб редко приходит один. Как микроорганизмы влияют на нашу жизнь

Защитные меры, призванные не допустить биологического загрязнения планет, лун, астероидов и комет земными формами жизни при межпланетных миссиях, называются «planetary protection» — «планетарная защита».

Микрофлора космического корабля

Вопрос о том, возникла ли жизнь где-либо еще за пределами Земли, является одним из центральных при исследовании соседних планет. Основные кандидаты — Марс и Европа, спутник Юпитера. Микробиологи принимают непосредственное участие в поисках ответов на эти вопросы. Они должны выяснить, как ведут себя микроорганизмы в экстремальных и внеземных условиях.

Из-за долгого пребывания людей в космическом корабле или на орбитальной станции появляется своя микрофлора, состоящая из привезенных с Земли микробов. Она может оказывать прямое воздействие на здоровье космонавтов. Поэтому необходимо разработать меры гигиены и деконтаминации.

Что особенно интересно: в невесомости обмен веществ изменяется не только у людей, но и у бактерий. В условиях пребывания в космосе бактерия Salmonella typhimurium ведет себя иначе, более агрессивно по отношению к мышам. Измененная вирулентность и ослабленный невесомостью человеческий иммунитет — не лучшая комбинация. Могут ли безвредные на земле микробы представлять угрозу для жизни космонавтов?

На орбитальной станции космонавт вынужден находиться в ограниченном пространстве с множеством микробов. Причем долгое время. Пилотируемый полет на Марс, например, продлится два года: 250 дней займет полет туда, год экипаж будет жить на красной планете, и затем еще 250 дней лететь обратно.

В целом ряде исследований было показано, что советская пилотируемая орбитальная станция «Мир» была густо заселена микроорганизмами — бактериями и плесневыми грибами. Станция обращалась вокруг Земли с 1986 по 2001 год и была затоплена в океане по причине устаревшего оборудования.

Публикации, основывающиеся на исследованиях бактериальных культур орбитальной станции, сообщают о более чем 100 различных видах микробов. Среди них есть и потенциально патогенные виды, и такие, которые могут за счет образования биопленки привести к коррозии и разрушению материалов, например плесневые грибы.

С точки зрения гигиены жизнь на орбитальной станции или полет в космическом корабле представляют значительные трудности…

• Системы жизнеобеспечения постоянно перерабатывают те же воздух и воду.

• Невесомость и космическое излучение приводят к серьезным физическим изменениям (например, потере мышечной массы), а также к ослаблению иммунной системы.

• Гигиенические процедуры (мытье, душ) возможны в ограниченных количествах.

• Изменения в рационе питания влияют на микробиом космонавтов.

• Психический стресс (теснота, скука) — дополнительная нагрузка на иммунную систему.

• В невесомости микробы и загрязнения распределяются иначе, чем на Земле.

Масштабное исследование микробиома на международной космической станции (МКС) показало, что заселение микробами там практические такое же, как и на Земле. Большое разнообразие микробов (тысячи видов) ученые истолковали как признак «естественного» микробиома среды. Меньший микробиом указывал бы на окружающие условия, способствующие инфекционным заболеваниям.

Поскольку МКС герметична, известно, какими путями микробы попадают на борт: с космонавтами и предметами. Согласно «Планетарной защите», все приборы, выбрасываемые в космос, должны быть стерильны. Они разбираются и стерилизуются в чистых помещениях — достаточно трудоемкая работа.

Чистые помещения регулярно проверяются на заражение микробами. Пару микробов или их молекулярные следы в форме ДНК или РНК находят всегда.

Ученые из Регенсбурга в 2008 году обнаружили особую группу археев, так называемых Thaumarchaeota. Они могли попасть на станцию только с кожных покровов человека.

Проблема в том, что до того не было известно, что археи могут обитать на человеческой коже. Более тщательные исследования показали, что до 10 % прокариотической микрофлоры кожи человека может состоять из этих архей. Их функции или значение для здоровья пока совершенно неизвестны. Без космических исследований мы, вероятно, еще долго не обнаружили бы эту группу кожных микроорганизмов.

Думаю, космические исследования подарят нам еще немало интереснейших знаний, которые можно будет применить в домашней гигиене, к которой здесь, на Земле, относятся с усмешкой. В космосе человек находится один на один со своими спутниками-микробами в тесном пространстве и ему некуда бежать. Именно космос поможет окончательно прояснить, какие меры лучше остальных годятся для того, чтобы отношения человека и микроба стали межпланетной историей успеха.

Эпилог

Летом 2017 года работа перестала приносить мне радость. Наше исследование кухонных губок вызывало большой резонанс, чего мы никак не ожидали. Немецкие и даже иностранные СМИ набросились на эту тему. Редкий день обходился без просьбы дать интервью. Собственно, мечта для ученого, который хочет, чтобы его труд восприняли серьезно.