Impatto dell'addestramento militare sul microbioma della pelle

La pelle non è solo una barriera protettiva, ma è anche la casa di tante piccole cose viventi chiamate microorganismi, tra cui batteri, funghi e virus. Insieme, questi microorganismi formano quello che si chiama il microbioma cutaneo. Questa comunità di microbi è fondamentale per mantenere la pelle sana e prevenire infezioni. Diverse parti della nostra pelle-come le aree secche, umide e oleose-supportano diversi tipi di microbi.

Il tipo e il numero di microbi sulla nostra pelle possono cambiare in base a fattori come umidità, temperatura e livelli di pH. La maggior parte dei batteri sulla nostra pelle appartiene a pochi gruppi principali. Per esempio, ci sono gruppi noti come Actinomycetota, Bacillota, Pseudomonadota e Bacteroidota. Ogni area della pelle ha il suo mix unico di questi microbi, con alcune aree più diverse di altre.

Fattori come la nostra igiene personale, le scelte di vita, il clima in cui viviamo e dove ci troviamo possono anche cambiare la composizione del nostro microbioma cutaneo. Ad esempio, possiamo raccogliere microbi da oggetti che tocchiamo, altre persone, animali domestici o persino dall’aria intorno a noi. Il personale militare, in particolare, affronta condizioni uniche che possono influenzare i loro microbiomi cutanei a causa dell'esposizione a Ambienti diversi e alla limitata accessibilità a strutture igieniche. Quando si verificano questi cambiamenti, possono influenzare la salute della pelle e rendere qualcuno più propenso a contrarre infezioni.

#Contesto sugli Studi del Microbioma Militare

La ricerca sul microbioma si è spesso concentrata sul intestino, ma il microbioma cutaneo non ha ricevuto la stessa attenzione. Questo è sorprendente dato che la pelle è l'organo più grande del corpo e svolge un ruolo chiave nella protezione dal mondo esterno. Per il personale militare, capire come cambia il loro microbioma cutaneo è particolarmente importante poiché lavorano in condizioni difficili dove devono mantenere sia la salute che le prestazioni.

Ricerche precedenti hanno dimostrato come i microbiomi possano cambiare nel tempo e come diverse condizioni della pelle li influenzino. Tuttavia, non ci sono stati molti approfondimenti su come vivere e addestrarsi insieme in contesti militari impatti la comunità batterica sulla pelle.

#Scopo dello Studio

In questo studio, abbiamo esaminato come l’addestramento militare sul campo influisce sul microbioma batterico cutaneo dei soldati norvegesi. Abbiamo prelevato campioni di pelle dalle mani e dagli avambracci dei soldati prima, durante e dopo un esercizio sul campo di 10 giorni. Volevamo vedere se il microbioma cutaneo sarebbe cambiato significativamente durante l'esercizio e se sarebbe tornato infine al suo stato originale.

Comprendendo come cambia il microbioma cutaneo, speriamo di avere idee migliori su come mantenere la salute della pelle in condizioni estreme e sviluppare strategie per evitare effetti negativi sul microbioma cutaneo per il personale militare e altri in situazioni di alta pressione.

#Progetto dello Studio e Partecipanti

Lo studio ha coinvolto soldati norvegesi che hanno partecipato a un esercizio sul campo della NATO chiamato "Cold Response" nel marzo 2022. Prima di raccogliere i campioni, abbiamo ottenuto l'approvazione etica e il consenso informato da tutti i soldati. Lo studio ha previsto tre turni di campionamento:

1. Baseline: Il giorno prima dell'inizio dell'esercizio.
2. Post esercizio: Alla fine dell'esercizio sul campo di 10 giorni.
3. Tre settimane post esercizio: Dopo un periodo di congedo di tre settimane successivo all'esercizio.

Abbiamo raccolto campioni da 19 soldati maschi sani di età compresa tra 20 e 30 anni, assicurandoci che nessuno avesse preso antibiotici o avesse recentemente malattie della pelle. Ai soldati è stato detto di non lavarsi o usare prodotti per la pelle per 12 ore prima della raccolta dei campioni per evitare contaminazioni.

#Processo di Raccolta dei Campioni

Abbiamo raccolto campioni di pelle sia dai palmi ipotenari (la parte bassa dei palmi) sia dagli avambracci volari (la parte frontale degli avambracci) utilizzando tamponi speciali. Il processo è stato eseguito da istruttori formati seguendo le stesse procedure in una posizione costante ogni volta. Per ogni soggetto, abbiamo tampone sia le mani che gli avambracci, li abbiamo uniti e abbiamo usato controlli sterili per garantire pulizia. I campioni sono stati poi trasportati in condizioni fredde per preservarli fino a quando non è stata possibile un'analisi più approfondita.

#Estrazione e Analisi del DNA

Una volta in laboratorio, abbiamo estratto il DNA dai campioni di pelle utilizzando kit specifici progettati per questo scopo. Abbiamo anche incluso controlli per garantire l'accuratezza della nostra analisi. Dopo aver estratto il DNA, abbiamo misurato la quantità di DNA e ci siamo assicurati che fosse sufficiente per ulteriori test.

Abbiamo utilizzato un metodo chiamato reazione a catena della polimerasi (PCR) per amplificare alcuni segmenti del DNA batterico. Questo è importante per identificare i tipi di batteri presenti. Dopo aver amplificato il DNA, lo abbiamo sequenziato per raccogliere informazioni dettagliate sulla comunità microbica.

#Analisi della Comunità Microbica

Per garantire la qualità dei dati raccolti, abbiamo utilizzato vari strumenti software per pulire e analizzare i dati di sequenziamento. Questo ha incluso il filtraggio delle letture di bassa qualità e la rimozione di eventuali contaminanti che potrebbero essere stati introdotti durante i processi di campionamento o analisi.

Una volta ottenuti dati di alta qualità, abbiamo esaminato la Diversità Batterica nei campioni. Abbiamo guardato sia alla diversità alpha, che si concentra sulla diversità all'interno di un singolo campione, sia alla diversità beta, che osserva le differenze tra i campioni. Abbiamo utilizzato metodi statistici per identificare eventuali cambiamenti significativi nella composizione microbica nel tempo e tra diverse aree della pelle.

#Risultati sul Microbioma Cutaneo

I nostri risultati hanno rivelato un totale di 6863 sequenze batteriche uniche nei campioni, appartenenti a molte specie e gruppi diversi. Abbiamo notato che la diversità batterica era significativamente diversa tra mani e avambracci prima dell'inizio dell'esercizio. Le mani avevano una maggiore varietà di microorganismi rispetto agli avambracci, probabilmente a causa di esposizioni e condizioni diverse.

Dopo l'esercizio sul campo, abbiamo osservato cambiamenti nella composizione batterica. In generale, abbiamo trovato che la comunità microbica sulle mani era più stabile rispetto agli avambracci. Mentre la diversità complessiva dei batteri sulle mani è rimasta invariata, gli avambracci hanno mostrato un aumento della diversità batterica dopo l'esercizio di addestramento.

#Cambiamenti nel Tempo

Durante lo studio, la comunità microbica ha mostrato cambiamenti significativi dopo l'esercizio. Sugli avambracci, abbiamo notato un aumento della varietà di diverse specie batteriche presenti. Questo suggerisce che l'esposizione a nuovi ambienti durante l'addestramento ha alterato l'equilibrio batterico sulla pelle.

Curiosamente, quando abbiamo esaminato i campioni prelevati tre settimane dopo l'esercizio, abbiamo scoperto che nessuna delle aree della pelle era tornata alla composizione batterica originale. Questo indica che i cambiamenti causati dall'esercizio erano più duraturi.

#Effetti dei Fattori Ambientali

L'ambiente dell'esercizio ha contribuito ai cambiamenti che abbiamo osservato nel microbioma cutaneo. Molti dei diversi tipi di batteri che sono diventati più comuni durante l'esercizio si trovano tipicamente in fonti ambientali come terra e piante. Questo rafforza l'idea che le condizioni all'aperto abbiano fornito nuovi batteri che hanno influenzato i microbiomi cutanei dei soldati.

Alcuni batteri tipicamente presenti in pelle sana sono aumentati in abbondanza durante l'esercizio, probabilmente a causa dei cambiamenti nei livelli di sudore e umidità della pelle causati dall'attività fisica. Questo evidenzia come l'esposizione ambientale non solo introduca nuovi microbi, ma possa anche influenzare quelli già esistenti.

#Variazione Intra- e Inter-Individuale

Abbiamo esaminato quanto fossero simili o diversi i microbiomi cutanei tra i soldati sia all'interno dello stesso individuo nel tempo che tra individui diversi. Interessantemente, abbiamo scoperto che durante l'esercizio, i microbiomi dei soldati sono diventati più simili, probabilmente a causa di condizioni di vita e attività condivise.

Tuttavia, dopo il periodo di esercizio, la diversità tra individui è aumentata, dimostrando che i microbiomi dei soldati sono tornati ad essere più distinti durante la fase di recupero. Questo suggerisce che mentre l'esercizio li ha messi insieme microbiologicamente, il ritorno alla vita normale ha promosso maggiori differenze individuali.

#Implicazioni e Conclusioni

I risultati di questo studio fanno luce su come l'addestramento militare possa influenzare significativamente il microbioma cutaneo. Le condizioni uniche che i soldati affrontano durante gli Esercizi sul campo possono portare a cambiamenti nelle popolazioni microbiche che possono influenzare la salute della pelle.

Poiché il microbioma gioca un ruolo cruciale nella difesa contro le infezioni, comprendere questi cambiamenti è necessario per migliorare le pratiche igieniche e i protocolli di salute per il personale militare e altri in ambienti simili ad alta pressione.

Ulteriori ricerche dovrebbero concentrarsi su come i vari fattori influenzano specificamente il microbioma cutaneo e come questi cambiamenti possano impattare sui risultati di salute. Questa conoscenza potrebbe aiutare a migliorare il benessere dei soldati e a informare le pratiche di controllo delle infezioni e igieniche al di là dei contesti militari.

In sintesi, questo studio fornisce preziose intuizioni su come il microbioma cutaneo possa adattarsi alle sfide ambientali e sottolinea l'importanza di mantenere la salute microbica per il benessere generale. Comprendere questi modelli, specialmente in situazioni difficili, può portare a migliori strategie di salute sia per il personale militare che per la popolazione generale.