Einfluss von militärischem Training auf das Hautmikrobiom

Die Haut ist nicht nur eine schützende Barriere, sondern auch ein Zuhause für viele winzige Lebewesen, die Mikroorganismen genannt werden, darunter Bakterien, Pilze und Viren. Zusammen bilden diese Mikroorganismen das, was als Hautmikrobiom bekannt ist. Diese Gemeinschaft von Mikroben ist wichtig, um unsere Haut gesund zu halten und Infektionen vorzubeugen. Verschiedene Bereiche unserer Haut – wie trockene, feuchte und fettige Zonen – unterstützen unterschiedliche Arten von Mikroben.

Die Art und Anzahl der Mikroben auf unserer Haut kann sich je nach Faktoren wie Feuchtigkeit, Temperatur und pH-Wert ändern. Die meisten Bakterien auf unserer Haut gehören zu ein paar Hauptgruppen. Zum Beispiel gibt es Gruppen, die Actinomycetota, Bacillota, Pseudomonadota und Bacteroidota genannt werden. Jeder Hautbereich hat seine eigene einzigartige Mischung dieser Mikroben, wobei einige Bereiche vielfältiger sind als andere.

Faktoren wie unsere persönliche Hygiene, Lebensstilentscheidungen, das Klima, in dem wir leben, und wo wir uns befinden, können ebenfalls die Zusammensetzung unseres Hautmikrobioms beeinflussen. Zum Beispiel können wir Mikroben von Gegenständen, die wir berühren, von anderen Menschen, Haustieren oder sogar von der Luft um uns herum aufnehmen. Militärangehörige sind besonders einzigartigen Bedingungen ausgesetzt, die ihr Hautmikrobiom beeinflussen können, da sie in unterschiedlichen Umgebungen arbeiten und begrenzten Zugang zu Hygieneeinrichtungen haben. Wenn diese Veränderungen auftreten, können sie die Gesundheit der Haut beeinflussen und jemanden anfälliger für Infektionen machen.

#Hintergrund zu Militär-Mikrobiom-Studien

Forschung zum Mikrobiom hat sich oft auf den Darm konzentriert, aber das Hautmikrobiom hat nicht so viel Aufmerksamkeit erhalten. Das ist überraschend, denn die Haut ist das grösste Organ des Körpers und spielt eine entscheidende Rolle beim Schutz vor der Aussenwelt. Für Militärangehörige ist es besonders wichtig zu verstehen, wie sich ihr Hautmikrobiom verändert, da sie in herausfordernden Bedingungen arbeiten, in denen sie sowohl Gesundheit als auch Leistung aufrechterhalten müssen.

Frühere Forschungen haben gezeigt, wie sich Mikrobiome im Laufe der Zeit verändern können und wie verschiedene Hautzustände sie beeinflussen. Allerdings gab es nicht viele Untersuchungen darüber, wie das Zusammenleben und Training in militärischen Umgebungen die Bakteriengemeinschaft auf der Haut beeinflusst.

#Studienziel

In dieser Studie untersuchten wir, wie militärisches Feldtraining das bakterielle Hautmikrobiom norwegischer Soldaten beeinflusst. Wir entnahmen Hautproben von den Händen und Unterarmen der Soldaten vor, während und nach einer 10-tägigen Feldübung. Wir wollten herausfinden, ob sich das Hautmikrobiom während der Übung signifikant verändern würde und ob es schliesslich in seinen ursprünglichen Zustand zurückkehren würde.

Indem wir verstehen, wie sich das Hautmikrobiom verändert, hoffen wir, bessere Ideen zu bekommen, wie man die Hautgesundheit unter extremen Bedingungen aufrechterhalten kann und Strategien zu entwickeln, um negative Auswirkungen auf das Hautmikrobiom für Militärangehörige und andere in hochstressigen Situationen zu vermeiden.

#Studiendesign und Teilnehmer

Die Studie umfasste norwegische Soldaten, die im März 2022 an einer NATO-Feldübung namens „Cold Response“ teilnahmen. Bevor wir Proben sammelten, stellten wir sicher, dass wir die ethische Genehmigung und die informierte Zustimmung aller Soldaten erhielten. Die Studie beinhaltete drei Probenahmerunden:

1. Basislinie: Am Tag vor Beginn der Übung.
2. Nach der Übung: Am Ende der 10-tägigen Feldübung.
3. Drei Wochen nach der Übung: Nach einer dreiwöchigen Freizeitperiode nach der Übung.

Wir sammelten Proben von 19 gesunden männlichen Soldaten im Alter von 20 bis 30 Jahren und stellten sicher, dass keiner kürzlich Antibiotika genommen oder Hautkrankheiten hatte. Den Soldaten wurde gesagt, dass sie 12 Stunden vor der Probenahme nicht waschen oder Hautprodukte verwenden sollten, um Kontamination zu vermeiden.

#Probenahmeprozess

Wir entnahmen Hautproben sowohl von den Hypothenar-Handflächen (dem unteren Teil der Handflächen) als auch von den volaren Unterarmen (der Vorderseite der Unterarme) mit speziellen Abstrichen. Der Prozess wurde von geschulten Ausbildern durchgeführt, die bei jeder Probe dieselben Verfahren an einem konstanten Standort befolgten. Für jeden Teilnehmer wischten wir beide Hände und Unterarme ab, pooled sie zusammen und verwendeten sterile Kontrollen, um Sauberkeit zu garantieren. Die Proben wurden dann unter kalten Bedingungen transportiert, um sie bis zur tiefergehenden Analyse zu konservieren.

#DNA-Extraktion und Analyse

Sobald wir im Labor waren, extrahierten wir DNA aus den Hautproben mit speziellen Kits, die dafür entwickelt wurden. Wir schlossen auch Kontrollen ein, um die Genauigkeit unserer Analyse sicherzustellen. Nach der DNA-Extraktion massen wir die Menge der DNA und stellten sicher, dass sie für weitere Tests ausreichend war.

Wir verwendeten ein Verfahren namens Polymerase-Kettenreaktion (PCR), um bestimmte Segmente der bakteriellen DNA zu amplifizieren. Das ist wichtig, um die Arten von vorhandenen Bakterien zu identifizieren. Nachdem wir die DNA amplifiziert hatten, sequenzierten wir sie, um detaillierte Informationen über die mikrobielle Gemeinschaft zu sammeln.

#Analyse der mikrobiellen Gemeinschaft

Um die Qualität der gesammelten Daten sicherzustellen, verwendeten wir verschiedene Software-Tools, um die Sequenzierungsdaten zu bereinigen und zu analysieren. Dazu gehörte das Filtern von niedrigqualitativen Lesungen und das Entfernen von Verunreinigungen, die während des Probenahme- oder Analyseprozesses eingeführt worden sein könnten.

Sobald wir hochwertige Daten hatten, untersuchten wir die Bakterielle Vielfalt in den Proben. Wir betrachteten sowohl die Alpha-Diversität, die sich auf die Vielfalt innerhalb einer einzelnen Probe konzentriert, als auch die Beta-Diversität, die Unterschiede zwischen Proben betrachtet. Wir verwendeten statistische Methoden, um signifikante Veränderungen in der mikrobiellen Zusammensetzung im Laufe der Zeit und zwischen verschiedenen Hautbereichen zu identifizieren.

#Ergebnisse zum Hautmikrobiom

Unsere Ergebnisse zeigten insgesamt 6863 einzigartige bakterielle Sequenzen in den Proben, die zu vielen verschiedenen Arten und Gruppen gehörten. Wir bemerkten, dass die bakterielle Vielfalt zwischen den Händen und Unterarmen vor Beginn der Übung signifikant unterschiedlich war. Die Hände hatten eine grössere Vielfalt an Mikroorganismen im Vergleich zu den Unterarmen, wahrscheinlich aufgrund unterschiedlicher Expositionen und Bedingungen.

Nach der Feldübung beobachteten wir Veränderungen in der bakteriellen Zusammensetzung. Im Allgemeinen fanden wir heraus, dass die mikrobielle Gemeinschaft auf den Händen stabiler war als die auf den Unterarmen. Während die gesamte Vielfalt an Bakterien auf den Händen unverändert blieb, zeigte sich nach der Trainingsübung eine Zunahme der bakteriellen Vielfalt auf den Unterarmen.

#Veränderungen über die Zeit

Im Laufe der Studie zeigte die mikrobielle Gemeinschaft nach der Übung signifikante Verschiebungen. An den Unterarmen stellten wir eine Zunahme der Vielfalt der verschiedenen vorhandenen Bakterienarten fest. Das deutet darauf hin, dass die Exposition gegenüber neuen Umgebungen während des Trainings das bakterielle Gleichgewicht auf der Haut verändert hat.

Interessanterweise fanden wir bei der Untersuchung der drei Wochen nach der Übung entnommenen Proben heraus, dass kein Hautbereich zu seiner ursprünglichen bakteriellen Zusammensetzung zurückgekehrt war. Dies deutet darauf hin, dass die durch die Übung verursachten Veränderungen langfristiger waren.

#Auswirkungen umweltbedingter Faktoren

Die Übungsumgebung trug zu den Veränderungen bei, die wir im Hautmikrobiom beobachteten. Viele der verschiedenen bakteriellen Typen, die während der Übung häufiger wurden, sind typischerweise in Umweltquellen wie Erde und Pflanzen zu finden. Das stärkt die Vorstellung, dass die Bedingungen im Freien neue Bakterien einbrachten, die das Hautmikrobiom der Soldaten beeinflussten.

Einige Bakterien, die typischerweise auf gesunder Haut vorkommen, nahmen während der Übung ebenfalls zu, möglicherweise aufgrund von Veränderungen in Schweiss und Hautfeuchtigkeitsleveln, die durch körperliche Aktivität verursacht wurden. Das hebt hervor, wie Umweltbelastungen nicht nur neue Mikroben einbringen, sondern auch die bestehenden beeinflussen können.

#Intra- und Interindividuelle Variation

Wir untersuchten, wie ähnlich oder unterschiedlich die Hautmikrobiome unter Soldaten sowohl innerhalb derselben Person über die Zeit als auch zwischen verschiedenen Individuen waren. Interessanterweise fanden wir heraus, dass während der Übung die Mikrobiome der Soldaten ähnlicher wurden, vermutlich aufgrund geteilter Lebensbedingungen und Aktivitäten.

Nach der Übungsperiode nahm jedoch die Diversität zwischen den Individuen zu, was zeigt, dass die Mikrobiome der Soldaten während der Erholungsphase wieder individueller wurden. Das deutet darauf hin, dass während der Übung sie mikrobiologisch zusammengeschlossen waren, die Rückkehr zum normalen Leben jedoch mehr individuelle Unterschiede förderte.

#Implikationen und Schlussfolgerungen

Die Ergebnisse dieser Studie werfen ein Licht darauf, wie militärisches Training das Hautmikrobiom erheblich beeinflussen kann. Die einzigartigen Bedingungen, mit denen Soldaten während der Feldübungen konfrontiert sind, können zu Veränderungen in den mikrobielen Populationen führen, die sich auf die Hautgesundheit auswirken können.

Da das Mikrobiom eine entscheidende Rolle beim Schutz vor Infektionen spielt, ist es notwendig, diese Veränderungen zu verstehen, um Hygienepraktiken und Gesundheitsprotokolle für Militärangehörige und andere in ähnlichen hochstressigen Umgebungen zu verbessern.

Zukünftige Forschungen sollten sich darauf konzentrieren, die spezifischen Einflüsse verschiedener Faktoren auf das Hautmikrobiom zu verstehen und wie diese Veränderungen Gesundheitsauswirkungen haben könnten. Dieses Wissen könnte dazu beitragen, das Wohlbefinden von Soldaten zu verbessern und Infektionskontrolle sowie Hygienepraktiken über militärische Kontexte hinaus zu informieren.

Zusammenfassend bietet diese Studie wertvolle Einblicke, wie sich das Hautmikrobiom an umweltbedingte Herausforderungen anpassen kann und hebt die Bedeutung hervor, die mikrobielle Gesundheit für das allgemeine Wohlbefinden aufrechtzuerhalten. Das Verständnis dieser Muster, insbesondere in anspruchsvollen Situationen, kann zu besseren Gesundheitsstrategien sowohl für Militärangehörige als auch für die allgemeine Bevölkerung führen.