Agenda Penelitian untuk Mikrobiologi Dalam Ruangan, Kesehatan Manusia, dan Bangunan

Agenda Penelitian untuk Mikrobiologi Dalam Ruangan, Kesehatan Manusia, dan Bangunan – Ada hubungan yang ditunjukkan antara paparan mikroorganisme menular yang ada di lingkungan buatan dan kesehatan manusia. Dalam sejumlah kasus, mekanisme penularan dipahami dengan baik, tetapi lebih banyak yang dapat dipelajari tentang bagaimana desain lingkungan yang dibangun mempengaruhi proliferasi atau transmisi mikroorganisme menular tersebut.

Agenda Penelitian untuk Mikrobiologi Dalam Ruangan, Kesehatan Manusia, dan Bangunan

 Baca Juga : Perlindungan Terhadap Orang yang Hidup Dengan Human Immunodeficiency Virus

hospitalmicrobiome – Ada bukti hubungan antara paparan mikroorganisme dalam ruangan dan perkembangan gejala pernapasan dan alergi, terutama yang timbul dari paparan mikroorganisme yang berkembang dalam pengaturan dalam ruangan yang lembab. Bukti awal menunjukkan bahwa paparan mikroba tertentu, termasuk paparan awal kehidupan terhadap beragam mikroorganisme yang terkait dengan hewan, mungkin memiliki efek kesehatan yang menguntungkan, seperti perlindungan dari alergi dan gejala pernapasan.

Sejumlah dampak kesehatan potensial tambahan (menguntungkan atau merugikan) yang terkait dengan paparan mikroorganisme dalam ruangan sedang dieksplorasi. Dampak pada hasil nonrespirasi (misalnya, neurologis) kurang dipahami dengan baik. Penyelidikan lebih lanjut diperlukan untuk memahami paparan mana yang mungkin menguntungkan atau merugikan dan dengan mekanisme apa.

Studi tambahan akan diperlukan untuk mengklarifikasi hubungan sebab akibat antara paparan mikroba di lingkungan binaan dan dampak kesehatan. Ini harus mencakup studi longitudinal lebih lanjut pada manusia dengan hewan pelengkap dan studi in vitro untuk menilai bagaimana tahap kehidupan, rute paparan, paparan bersama, dosis, dan sensitivitas genetik mempengaruhi hubungan paparan mikroba dalam ruangan individu dengan hasil kesehatan.

Bagaimana mikrobioma dari lingkungan dalam ruangan yang berbeda di mana manusia menghabiskan waktu untuk bekerja, hidup, belajar, dan bermain berdampak pada kesehatan dan kesejahteraan manusia? Kondisi bangunan apa yang mendukung komunitas mikroba yang menguntungkan atau merugikan kesehatan dan kesejahteraan manusia? Jika sebagian besar mikroorganisme tidak menginfeksi manusia, apakah mikroorganisme yang tumbuh subur di lingkungan dalam ruangan memengaruhi kesehatan manusia baik atau buruk, dan jika ya, melalui mekanisme apa? Pertanyaan-pertanyaan ini adalah di antara mereka yang memotivasi studi mikrobioma lingkungan binaan. Bab ini dimulai dengan meletakkan dasar untuk memahami bagaimana mikroorganisme yang ditemukan di bangunan dapat mempengaruhi kesehatan.

Bab ini kemudian membahas, pada gilirannya, penularan infeksi di lingkungan dalam ruangan, hasil kesehatan tidak menular yang terkait dengan mikroorganisme dalam ruangan, dan manfaat potensial dari paparan mikroba.Bagaimana karakteristik bangunan dan penghuni membentuk mikrobioma dalam ruangan, alat yang dapat digunakan dalam penelitian tentang mikrobioma lingkungan binaan, dan intervensi potensial yang dapat mengubah mikrobioma ini.

Beberapa pertimbangan mendukung masuk akal pengaruh membangun mikrobioma pada kesehatan manusia. Pertama, di daerah maju di dunia, lingkungan dalam ruangan adalah ekosistem utama yang dihuni oleh manusia. Kedua, lingkungan yang didiami orang dapat mempengaruhi mikrobioma manusia, yang pada gilirannya dapat berdampak pada kesehatan manusia. Misalnya, mikroorganisme yang ada di lingkungan dapat berkembang biak di ekosistem khusus inang manusia—seperti di saluran udara, usus, dan di kulit. Ketiga, beragam komponen dan karakteristik mikroba diketahui berdampak kesehatan manusia. Akhirnya, sejumlah sumber mikroorganisme dalam lingkungan dalam ruangan berdampak pada kesehatan manusia.

Di daerah maju di dunia, manusia dilahirkan dan menghabiskan sebagian besar hidup mereka di dalam ruangan, yang dapat membatasi keragaman mikroorganisme yang mereka terpajan. Selubung bangunan (pondasi, dinding, jendela, dan atap) memisahkan lingkungan dalam dan luar ruangan, sehingga mengurangi paparan mikroorganisme yang berkembang biak di luar ruangan dan berpotensi meningkatkan paparan organisme yang berkembang di dalam ruangan.

Keragaman mikrobioma dari lingkungan binaan di mana manusia hidup dapat mempengaruhi mikrobioma tubuh mereka. Penelitian telah menunjukkan bahwa manusia yang menghabiskan banyak waktu di luar ruangan atau tinggal di tempat tinggal dengan desain selubung bangunan yang lebih terbuka yang menghasilkan pertukaran udara tanpa filter atau filter minimal dengan tingkat tinggi dengan luar ruangan memiliki mikrobioma yang lebih beragam dibandingkan dengan mereka yang tinggal di tempat tinggal dengan desain yang kurang terbuka.

Sejauh mana mikrobioma dalam ruangan berkontribusi pada keragaman ini atau kekurangannya tidak dipahami dengan baik. Juga telah disarankan bahwa paparan terhadap keanekaragaman mikroba (terutama bakteri) yang berkurang mungkin kurang merupakan fungsi kandungan mikroba bangunan daripada efek samping dari makanan manusia modern, yang kurang beragam dibandingkan nenek moyang kita: itu sedikit berbeda dengan musim; mungkin terpengaruh oleh penggunaan antibiotik; dan dapat memilih taksa mikroba manusia dalam jumlah terbatas, terutama di usus.

Keragaman ini dapat bermanfaat bagi kesehatan manusia karena mikrobioma yang terpapar pada manusia mungkin penting untuk perkembangan kekebalan dan pemrosesan nutrisi dalam usus, yang mungkin tidak berfungsi dengan baik ketika komunitas mikroba usus berubah. Orang-orang di masyarakat yang kurang beruntung secara ekonomi dan kurang berkembang yang menghabiskan lebih banyak waktu di luar ruangan dapat memiliki risiko penyakit menular yang lebih tinggi dan kematian bayi yang lebih tinggi.

Namun, ini mungkin lebih disebabkan oleh kesehatan mereka ketika terpapar agen infeksi daripada keragaman mikroorganisme yang mereka terpajan; seperti dicatat, beberapa bukti menunjukkan efek sistem kekebalan yang menguntungkan dari paparan mikroba yang beragam (lihat bagian tentang “Efek Menguntungkan dari Mikroba”). Dengan demikian, relatif kurangnya keragaman mikroba mungkin memiliki efek positif atau merugikan pada respon fisiologis dan kekebalan manusia dan kesehatan dan pada gilirannya dapat mempengaruhi risiko gejala dan penyakit noninfeksi kronis. Dengan memisahkan diri dari alam bebas, manusia mungkin telah mengikis keanekaragaman mikrobioma mereka sendiri, serta lingkungan mereka.

Semakin banyak bukti menunjukkan bahwa mikrobioma manusia dipengaruhi oleh lingkungan dan merupakan bagian integral dari perkembangan manusia. Salah satu pengaruh yang paling banyak dipelajari adalah transmisi mikroorganisme menular tertentu. Misalnya, fomites adalah permukaan atau objek di mana mikroorganisme dapat menyimpan dan memungkinkan transmisi ke inang. Fomites didokumentasikan dengan baik dalam penyebaran penyakit menular, dan ada penelitian yang terkait dengan paparan patogen dalam ruangan pada manusia.

Pengaruh lain yang diketahui dari mikrobioma lingkungan pada mikrobioma manusia adalah proses kelahiran. Mikrobioma setiap individu diperoleh baik di dalam rahim maupun dari lingkungan saat lahir. Bayi yang dilahirkan pervaginam dan sesar menunjukkan perbedaan komposisi mikrobiomanya. Namun mikrobioma manusia tidak sepenuhnya stabil ke pola dewasa sampai usia 2-3 tahun. Teknologi baru dan teknik bioinformatika untuk analisis genom DNA mikroba yang diekstraksi dari sampel lingkungan memberikan wawasan di bidang ini yang sebelumnya tidak mungkin. Salah satu topik yang menarik adalah sifat interaksi nonpatogenik antara mikrobioma dalam ruangan dan manusia.

Studi neonatus memberikan bukti bahwa mikroba dari lingkungan yang berasal dari manusia dapat mempengaruhi mikrobioma manusia. Penelitian lain juga telah memberikan bukti bahwa anjing dan manusia memiliki bakteri yang sama. Namun tidak ada bukti nyata bahwa mikrobioma manusia dapat dijajah oleh bakteri yang berasal dari sebuah bangunan. Misalnya, studi mendalam tentang mikrobioma dalam ruangan dan manusia di mana tujuh keluarga diikuti selama 6 minggu menunjukkan bahwa mayoritas mikrobioma bangunan yang dapat diukur pada permukaan rumah berasal dari penghuninya.

Studi ini juga menemukan bahwa mikrobioma bangunan tampaknya tidak mempengaruhi struktur atau komposisi mikroba kulit penghuni. Penelitian lebih lanjut akan diperlukan untuk memahami reproduktifitas dan generalisasi dari temuan penelitian ini, dan bagaimana suhu, kelembaban, bahan bangunan, dan integritas struktur bangunan berdampak pada pertukaran antara mikrobioma bakteri dalam ruangan dan manusia.

Sumber Mikrobioma Dalam Ruangan Yang Relevan dengan Kesehatan Manusia

Pengamatan terbaru menunjukkan bahwa penghuni dan mikroba luar ruangan yang memasuki bangunan melalui ventilasi dan dilacak melalui debu adalah asal dominan bakteri lingkungan dalam ruangan, terutama yang dapat terbawa udara. Penghuni yang berkontribusi terhadap mikrobioma dalam ruangan termasuk manusia dan penghuni bukan manusia, seperti hewan pengerat dan kecoak, serta hewan peliharaan, yang merupakan sumber bakteri dan oleh karena itu dapat menjadi sumber langsung PAMP bakteri. Dalam studi peternakan, kemungkinan sumber untuk PAMP dalam ruangan termasuk pakan ternak dan hewan ternak.

Di lingkungan perkotaan, sumber LPS/endotoksin tidak hanya mencakup hewan peliharaan tetapi juga asosiasi dengan kelembaban, seperti yang disebabkan oleh ruang bawah tanah beton, pelembab udara , dan kerusakan akibat air pada situasi yang tidak terlalu ekstrim dibandingkan kondisi banjir. Endotoksin pada kotoran dan bahan tanaman yang membusuk dapat dilacak ke dalam rumah oleh penghuninya. Di sisi lain, kontribusi relatif partikel udara luar ruangan yang mengandung endotoksin atau mikroba ke rangkaian komponen mikroba dalam ruangan tidak dipahami dengan baik. Meskipun tidak kausal atau definitif, ada bukti bahwa paparan LPS/endotoksin dapat melindungi perkembangan alergi di lingkungan pedesaan ( Thorne, 2015 ) dan perkotaan AS.

Sumber jamur di dalam ruangan bervariasi. Biasanya, pada bangunan yang tidak rusak karena air, jamur masuk ke dalam bangunan melalui kebocoran pada selubung bangunan dan melalui sistem ventilasi, dibawa ke dalam ruangan oleh penghuninya, atau dapat dibawa ke dalam ruangan terkait dengan bahan bangunan. Pertumbuhan jamur umumnya tergantung pada kelembaban. Dalam kasus kerusakan air yang ekstrem seperti pada banjir di New Orleans, Louisiana di Cedar Rapids, Iowa atau di Boulder, Colorado tingkat tinggi jamur yang tidak berasal dari penghuni bangunan telah diukur pada permukaan bangunan dan di udara. Bahkan di bangunan yang tidak rusak karena air, jamur dapat tumbuh di dalam atau di atas bahan bangunan jika ada kelembaban yang cukup, dan pertumbuhannya dipengaruhi oleh faktor-faktor seperti komposisi kimia bahan bangunan. bahan bangunan.

National Academies of Sciences, Engineering, and Medicine. 2017. Microbiomes of the Built Environment: A Research Agenda for Indoor Microbiology, Human Health, and Buildings. Washington, DC: The National Academies Press.Tergantung pada kelembaban. Dalam kasus kerusakan air yang ekstrem—seperti pada banjir di New Orleans, Louisiana di Cedar Rapids, Iowa atau di Boulder, Colorado tingkat tinggi jamur yang tidak berasal dari penghuni bangunan telah diukur pada permukaan bangunan dan di udara. Bahkan di bangunan yang tidak rusak karena air, jamur dapat tumbuh di dalam atau di atas bahan bangunan jika ada kelembaban yang cukup, dan pertumbuhannya dipengaruhi oleh faktor-faktor seperti komposisi kimia bahan bangunan. bahan bangunan.

Kurang saat ini dipahami tentang asal-usul virus di lingkungan binaan (di luar transmisi patogen tertentu). Bukti menunjukkan, bagaimanapun, baik peningkatan sumber bakteri relatif terhadap virus di dalam ruangan atau penghilangan virus secara preferensial saat udara menembus di dalam ruangan.