Внутри и на каждом человеческом существе обитает бесчисленное множество микроорганизмов — микробиота, которая помогает формировать и направлять жизнь своих хозяев. Аналогичное явление происходит между людьми, микробами и домами, которые они делят.

В выпуске журнала Science Advances от 24 июня 2022 года ученые из Медицинской школы Калифорнийского университета в Сан-Диего и других стран сообщают о молекулярном воздействии жизни в помещении, описывая, как присутствие людей взаимодействует с их микробными соседями по комнате, изменяя биологию и химию дома.

Полученные результаты, по мнению авторов, должны повлиять на будущие проекты зданий.

Современные американцы проводят около 70 процентов своего времени внутри дома, изменяя микробиом помещений с помощью своего организма. Ограниченные исследования изучали взаимодействие между людьми и воздействием в помещении определенных загрязняющих веществ, токсинов и частиц, но новое исследование более амбициозно документирует, как люди влияют на весь молекулярный и химический состав дома посредством рутинных действий.

Летом 2018 года в Остине, штат Техас, был возведен экспериментальный тестовый дом. Дом был спроектирован для обычного использования и включал в себя ванные комнаты, кухню, места для сбора и работы. Ночевки были запрещены, но 45 участников исследования, плюс посетители, проводили время в доме, занимая его примерно по шесть часов в день в течение 26 дней, в течение которых они выполняли предусмотренные сценарием действия, такие как приготовление пищи, уборка и общение.

Исследователи проанализировали распределение обнаруживаемых молекул и микробов по всей занимаемой площади дома в начале эксперимента, получившего название T1, и снова 28 дней спустя, получившего название T2, в основном путем взятия мазков с поверхностей и проведения различных геномных, метаболических и химических анализов.

Перед Т1 дом был тщательно очищен раствором отбеливателя. Тем не менее, исследователи заявили, что следы молекул, связанных с людьми, все еще присутствуют. В T2, после почти месячного пребывания человека, дом был полон молекулярного и микробного изобилия и разнообразия, хотя и неравномерно распределенных.

Исследователи обнаружили молекулы, связанные с продуктами по уходу за кожей, клетками кожи, лекарствами (такими как антидепрессанты и анаболические стероиды), молекулами пищевого происхождения (такими как терпены и флавоноиды), метаболитами человека или животных (молекулами, образующимися в процессе метаболизма, такими как желчь и жирные кислоты), аминокислотами, сахарами и микробные метаболиты.

Большинство молекул внутренней поверхности были натуральными продуктами (биологически произведенные молекулы, а не синтетические соединения), пищей, молекулами, связанными с внешним миром, средствами личной гигиены и метаболитами человеческого происхождения, часто обнаруживаемыми в фекалиях.

Вероятными первичными источниками считались продукты питания, микробы, ассоциированные с человеком, фекалии, строительные материалы и микробы, которые на них растут, а также строительные материалы во влажных условиях.

Неудивительно, что кухня и туалет были очагами молекулярного и микробного разнообразия, хотя их количество колебалось в зависимости от очистки поверхности и санитарных условий. "Похоже, что даже когда часть химических веществ удаляется из-за очистки, это является лишь временным и / или частичным, поскольку общая сумма очистки и человеческой деятельности в целом приводит к увеличению накопления более богатых химических веществ", - пишут авторы.

Поверхности, к которым обычно прикасались люди, такие как столы, выключатели и ручки, были более богаты молекулярной и микробной химией. Полы демонстрировали меньшее молекулярное разнообразие, возможно, потому, что их чаще чистили. Окна, стулья и двери, к которым обычно не прикасались люди, демонстрировали наименьшее изменение химического разнообразия между T1 и T2.

Другие жители

Конечно, люди были не единственными обитателями тестового дома. Исследователи обнаружили, что внутренние поверхности покрыты бактериями, грибками и другими микробами, а также их метаболитами. Регулярная уборка со временем изменяла эти микробные популяции и разнообразие, позволяя различным видам повторно заселять очищенные помещения.

В конце периода тестирования осталось менее половины первоначального микробиома дома, но на его долю приходилось более 96 процентов всей подсчитанной микробной жизни. Большая часть обнаруженного микробиома при T2 была получена от людей, в основном от комменсальных видов, обитающих на коже человека или в кишечнике. Свободноживущие, связанные с окружающей средой микробы были уничтожены деятельностью человека. Другими словами, очищенный или вытесненный.

"Мы не знаем точно, как микробы, связанные с человеком, вытеснили микробы окружающей среды, потому что есть много способов, которыми это могло произойти, но ясно, что это так", - сказал Роб Найт, доктор философии, один из главных исследователей исследования и директор Центра инноваций микробиома в Калифорнийском университете в Сан-Франциско. Диего. "Понимание этого явления станет ключевой целью будущих исследований в области микробиологии искусственной среды".

Авторы отметили, что по крайней мере 1 процент обнаруженных молекул в помещении может оказывать чрезмерное воздействие на здоровье. Например, бактериальный вид Paenibacillus был связан с молекулами кофе, одним из основных источников обнаруженных пищевых молекул в помещении. В домашних условиях, особенно в T2, Paenibacillus наблюдался в зоне приготовления кофе и вокруг нее, и было обнаружено, что этот род растет в кофемашинах. Виды Paenibacillus использовались в качестве пробиотиков у кур и пчел, а также могут способствовать здоровью человека, что согласуется с недавними сообщениями о том, что употребление кофе связано с улучшением здоровья сердечно-сосудистой системы и долголетием.

"Понимание того, как именно наши наблюдения о том, что как люди, так и микроорганизмы изменяют химический состав дома, должны влиять на дизайн строительных материалов для улучшения здоровья человека, потребует дополнительных исследований", - сказал соавтор исследования Питер Доррестейн, доктор философии, директор Инновационного центра совместной масс-спектрометрии в Школе фармации Скаггса. и фармацевтических наук в Калифорнийском университете в Сан-Диего.

ИСТОЧНИК