Luontopohjaisten ratkaisujen tutkimusryhmän jäsen M.Sc. Anirudra Parajuli väittelee 18.1.2019 kello 12 Helsingin yliopiston bio- ja ympäristötieteellisessä tiedekunnassa aiheesta ”THE EFFECT OF LIVING ENVIRONMENT AND ENVIRONMENTAL EXPOSURE ON THE COMPOSITION OF MICROBIAL COMMUNITY IN SOIL, ON HUMAN SKIN AND IN THE GUT”. Väitöstilaisuus järjestetään osoitteessa Aalto-auditorio, Niemenkatu 73, Lahti.
Vastaväittäjänä on Professor Gabriele Berg (Graz University of Technology), ja kustoksena on professori Stephan Pflugmacher Lima. Väitöstilaisuus on englanniksi.
Väitöksen abstrakti suomeksi:
Mikrobeilla on tärkeä merkitys elimistön puolustusjärjestelmän kehitykselle. Ihmisen suoliston ja ihon mikrobiston on osoitettu säätelevän puolustusjärjestelmän toimintaa. Elimistön mikrobiston monimuotoisuus todennäköisesti suojaa immuunivälitteisiltä sairauksilta. Riittävää kosketusta elinympäristön monimuotoiseen mikrobistoon pidetään tärkeänä. Nykykäsityksen mukaan immuunivälitteisten sairauksien kuten allergioiden ja astman lisääntyminen kaupungistuneissa yhteiskunnissa johtuu liian vähäisestä altistumisesta ympäristön mikrobeille. Tässä väitöstutkimuksessa tarkasteltiin elinympäristön – rakennetun ympäristön osuuden, kasvillisuustyypin sekä saastumisen – vaikutusta ympäristön mikrobistoon, ihmisen mikrobialtistukseen sekä elimistön mikrobiston rakenteeseen. Tutkimuksessa tarkasteltiin myös, voiko ihokosketus maa- ja kasvipohjaisiin materiaaleihin lisätä hyödyllistä mikrobialtistusta.
Saastumisen vaikutusta ympäristön mikrobiston rakenteeseen tutkittiin kokeellisesti saastuttamalla neljä erilaista maa-ainestyyppiä polysyklisillä aromaattisilla hiilivedyillä (PAH). PAH-yhdisteet muuttivat maa-aineksen bakteerien yhteisörakennetta, lisäsivät puolustusjärjestelmän kannalta haitallisten bakteerien pääjaksojen runsautta ja vähensivät hyödyllisten pääjaksojen runsautta. Koska altistuminen ympäristön mikrobeille vaikuttaa ihmisen mikrobistoon ja puolustusjärjestelmän toimintaan, saasteet, kuten PAH-yhdisteet, vaikuttavat todennäköisesti ihmisen mikrobialtistukseen ja voivat muuttaa elimistön mikrobiston rakennetta.
Kodin ympäristön maankäytön vaikutusta mikrobialtistukseen tutkittiin käyttämällä yhdenmukaisia kynnysmattoja maaseudulla ja kaupungissa sijaitsevissa kotitalouksissa Etelä-Suomessa ja analysoimalla kynnysmatolle kertyneen materiaalin bakteeriston koostumus. Tiiviisti rakennetuilla kaupunkialueilla kynnysmattoihin kertyi huomattavasti vähemmän materiaalia ja sen bakteeriston monimuotoisuus oli merkitsevästi pienempi kuin harvaan rakennetuilla maaseutualueilla. Tutkituissa kotitalouksissa asuvien ikääntyvien henkilöiden ulostenäytteiden perusteella selvitettiin maankäytön ja kotipihan kasvillisuuden vaikutusta suoliston mikrobistoon. Pihalla olevien pensaslajien ja ruohovartisten kasvilajien määrän havaittiin olevan yhteydessä useiden puolustusjärjestelmän kannalta hyödyllisten bakteeritaksonien runsauteen. Rakennetun ympäristön vaikutus suoliston mikrobistoon muistutti eroja, joita on havaittu aiemmissa tutkimuksissa urbaanien ihmispopulaatioiden ja metsästäjä-keräilijä populaatioiden välillä. Tämän perusteella puolustusjärjestelmän häiriöiden yleisyys länsimaisissa yhteiskunnissa voi olla yhteydessä rakennetun alueen suureen osuuteen.
Väitöskirjassa selvitettiin myös, voiko kosketus luonnonmateriaaleihin muuttaa ihon bakteeriston rakennetta. Vapaaehtoiset kaupunkilaiset koskettelivat käsin maa- ja kasvipohjaisia materiaaleja, minkä seurauksena bakteerien monimuotoisuus ja biomassa sekä useiden bakteeritaksonien suhteellinen runsaus lisääntyivät merkitsevästi. Lisätutkimusta tarvitaan siitä, voidaanko ihon mikrobialtistusta lisäämällä ehkäistä tai jopa hoitaa puolustusjärjestelmän häiriöitä.
Tutkimuksen perusteella tiiviisti rakennettu kaupunkiympäristö ja korkeat PAH-pitoisuudet voivat aiheuttaa haitallisia muutoksia elinympäristön mikrobistossa, vähentää ihmisen mikrobialtistusta sekä aiheuttaa epäsuotuisia muutoksia suoliston mikrobiston rakenteeseen. Pihan pensaslajit ja ruohovartiset kasvilajit voivat vaikuttaa myönteisesti suoliston mikrobitasapainoon. Vastaavasti suora kosketus maa- ja kasvipohjaisiin materiaaleihin voi lisätä ihon mikrobiston monimuotoisuutta.
Väitöskirja on myös elektroninen julkaisu ja luettavissa E-thesis -palvelussa: THE EFFECT OF LIVING ENVIRONMENT AND ENVIRONMENTAL EXPOSURE ON THE COMPOSITION OF MICROBIAL COMMUNITY IN SOIL, ON HUMAN SKIN AND IN THE GUT