Nature: میکروبیوم‌های داخلی، سلامت و رفاه ما را شکل می‌دهند

به گزارش مجله خبری نگار، اگرچه اکولوژی میکروبی فضا‌های ساخته شده تنها کسری از زیست توده میکروبی در محیط خارجی است، اما تأثیرات قابل توجهی بر سلامت سیستم ایمنی، عصبی و غدد درون ریز انسان دارد. در یک بررسی اخیر که در Nature Reviews Microbiology منتشر شده است، محققان به بررسی متون مربوط به میکروبیوم داخلی، پویایی میکروبی در فضا‌های ساخته شده و ارتباط آنها با رفاه انسان پرداخته‌اند.

آنها بر رابطه بین انتخاب‌های طراحی شهری و افزایش مشاهده‌شده باکتری‌های مقاوم به آنتی‌بیوتیک تمرکز می‌کنند و پیشرفت‌های فناوری و مداخلات هدفمندی را که می‌توانند نتایج سلامت عمومی را در آینده بهبود بخشند، برجسته می‌کنند.

اصطلاح میکروبیوم داخلی شامل تمام باکتری‌ها، قارچ‌ها، تک‌یاخته‌ها، آرکی‌ها و ویروس‌های موجود در محیط‌های ساخته شده توسط انسان (ساختمان‌ها)، به ویژه آنهایی که برای سکونت انسان استفاده می‌شوند، می‌شود. میکروبیوم داخلی یک اکوسیستم پویا است که در آن جوامع بر اساس حرکت (انسان‌ها و غیرانسان‌ها در داخل آن) و ورودی از فضا‌های خارجی اطراف (خاک، آب و هوا) دائماً در حال تغییر هستند.

تحقیقات نشان داده است که ترکیب دائمی جوامع میکروبی داخل ساختمان به طور قابل توجهی تحت تأثیر حضور حیوانات غیرانسانی (حیوانات خانگی)، نزدیکی به فضا‌های سبز، تراکم ساکنین و انتخاب‌های طراحی ساختمان (از جمله مصالح و پرداخت سطوح) قرار دارد. به نوبه خود، مشاهده شده است که این جوامع میکروبی به طور قابل توجهی پیامد‌های سلامت انسان را تغییر می‌دهند و به حساسیت‌زدایی سیستم ایمنی (که بیشتر در افراد جوان قابل توجه است)، تغییرات در میکروبیوتای روده انسان و ظهور مجدد پاتوژن‌های مقاوم به آنتی‌بیوتیک کمک می‌کنند.

در دنیای امروز که شهرنشینی و استفاده از زمین به طور بی‌سابقه‌ای در حال افزایش است (تغییر محیط طبیعی توسط انسان به محیط ساخته شده)، درک تعاملات بین میکروبیوم‌های داخلی و سلامت سیستم ایمنی انسان به طور فزاینده‌ای اهمیت پیدا می‌کند. این درک می‌تواند بینش‌های علمی لازم را برای برنامه‌ریزان و توسعه‌دهندگان شهری فراهم کند تا انتخاب‌های خود در مورد استفاده از زمین و توسعه را بهینه کنند و از این طریق به فردایی سالم‌تر کمک کنند.

مانند محیط خارجی، جوامع میکروبی داخلی توسط عوامل فیزیکوشیمیایی از جمله دما، نوع سوبسترا، در دسترس بودن مواد مغذی و رطوبت/آب شکل می‌گیرند. با این حال، برخلاف همتایان خارجی خود، جوامع میکروبی داخلی در معرض شرایط بسیار خشک و اغلب کمبود مواد مغذی قرار دارند.

مشخص شده است که این امر باعث کاهش سریع و قابل توجه زیست توده میکروبی پس از قرار گرفتن در معرض محیط ساخته شده می‌شود - مطالعات نشان داده‌اند که بیش از ۷۵ ٪ از کل مواد ژنتیکی باکتریایی توالی‌یابی شده از محیط داخلی متعلق به سلول‌های مرده یا لیز شده هستند. متأسفانه، میکروب‌هایی که زنده می‌مانند اغلب گونه‌های مقاومی مانند باسیلوس یا آنهایی هستند که در لوله‌های آب و سایر مکان‌های به ندرت در دسترس رشد می‌کنند (گونه‌های تشکیل دهنده بیوفیلم مانند دنیتراتیسما) که می‌توانند اثرات جدی و گاهی نامطلوبی بر سلامت انسان داشته باشند.

درک تراکم و ترکیب جوامع میکروبیوم داخلی، پیامد‌های مهمی برای سلامت عمومی و آموزش دارد. علیرغم ضدعفونی مکرر که منجر به تراکم جمعیت میکروبی کم و غنای گونه‌ای می‌شود، این فضا‌ها اغلب تحت سلطه گونه‌های بیماری‌زا و حتی مقاوم به آنتی‌بیوتیک هستند که افراد می‌توانند آنها را به خانه‌های خود منتقل کنند.

دانشمندان می‌گویند: «نظارت بر محیط ساخته‌شده برای درک منشأ عوامل بیماری‌زا و مقاومت ضدمیکروبی و همچنین چگونگی شیوع عفونت‌های مقاوم به ضدمیکروبی بسیار مهم است.»

تأثیر میکروبیوم داخلی بر سلامت چند عاملی است. تحقیقات مرسوم نشان می‌دهد که میکروبیوم داخلی می‌تواند مستقیماً بر سلامت انسان، از جمله رشد سیستم ایمنی، بیماری‌های عفونی، آلرژی‌ها و حتی بیماری‌های متابولیک (از طریق تأثیر بر میکروبیوم روده انسان) تأثیر بگذارد. قرار گرفتن در معرض یا عدم وجود برخی آنتی‌ژن‌های میکروبی یا محیطی (مانند گرده) می‌تواند به طور قابل توجهی بر ایمنی انسان، به ویژه در دوران کودکی، تأثیر بگذارد.

تحقیقات جدیدتر، پیامد‌های نامحسوس شهرنشینی سریع، از جمله اثرات بر سلامت روان و «سندرم ساختمان بیمار» که اخیراً توصیف شده است را شناسایی کرده‌اند. سندرم ساختمان بیمار زمانی رخ می‌دهد که افرادی که مدت طولانی را در داخل خانه می‌گذرانند، علائم حاد مربوط به سلامت یا آسایش را بدون علل زمینه‌ای قابل تشخیص تجربه می‌کنند. محققان معتقدند که این وضعیت ممکن است ناشی از تهویه نامناسب، روشنایی نامناسب (که باعث خستگی چشم می‌شود)، تابش الکترومغناطیسی بیش از حد (از لوازم الکترونیکی) و حتی انتخاب مصالح ساختمانی باشد.

تحقیقات میکروبیوم داخلی، ترکیبی از پزشکی، علوم محیطی، بهداشت عمومی و طراحی ساختمان است. پیشرفت‌های اخیر در تکنیک‌های استخراج و تعیین توالی DNA و RNA، محققان را قادر ساخته است تا جوامع میکروبی داخلی را توصیف و تعیین کمیت کنند و داده‌های ضروری را برای مطالعات اپیدمیولوژیک فراهم کنند.

تحقیقات نویدبخشی با هدف تحقق مفهوم «ساختمان‌های سالم» انجام می‌شود - نوآوری‌های طراحی که بر رفاه انسان و پایداری محیط زیست تمرکز دارند. توسعه‌دهندگان و طراحان در حال بررسی راه‌هایی برای ادغام پیشرفت‌ها در هوش مصنوعی (AI) و دستگاه‌های هوشمند برای نظارت بر کیفیت هوا و سطح در زمان واقعی و ارائه پاسخ‌های خودکار هستند. چالش فعلی در دستیابی به این هدف، بار مالی قابل توجه مرتبط با ساخت و راه‌اندازی اولیه این ساختمان‌های هوشمند است که تخمین زده می‌شود چندین برابر بیشتر از طرح‌های سنتی هزینه داشته باشند.

نویسندگان این مطالعه توضیح دادند: «ارتقاء سازه‌های موجود برای برآورده کردن این استاندارد‌های پیشرفته، موانع لجستیکی و مالی را به همراه دارد. عادت دادن ساکنان به این محیط‌های غنی از فناوری، نگرانی‌هایی را در مورد سازگاری فرهنگی و رفتاری نیز ایجاد می‌کند. علاوه بر این، فقدان یک چارچوب نظارتی و استانداردسازی یکپارچه در تعریف آنچه یک ساختمان سالم را تشکیل می‌دهد، لایه‌ای از پیچیدگی را ایجاد می‌کند.»

میکروبیوم‌های داخلی به طور جدایی‌ناپذیری با سلامت افرادی که زیر یک سقف زندگی می‌کنند، مرتبط هستند. پیشرفت‌ها در «-omics» و ماهیت میان‌رشته‌ای تحقیقات میکروبیوم، درک ما را از این روابط اغلب ظریف بین افراد و میکروب‌ها گسترش می‌دهد و به شکل‌دهی توسعه‌های آینده و تصمیمات مربوط به کاربری زمین کمک می‌کند که می‌تواند منجر به مناظر شهری سالم‌تر و پایدارتر در آینده شود.