Промяната на естествената среда произвежда микробни противовъзпалителни и имунологични ефекти при детски деца

Transparenz: Redaktionell erstellt und geprüft.
Veröffentlicht am

Позовавания Roslund MI, Puhakka R, Grönroos M, et al. Интервенцията за биологично разнообразие подобрява имунната регулация и свързаната със здравето коменсална микробиота при деца в детски градини. Science Adv. 2020; 6 (42): EABA2578. Проучването има за цел експериментално да определи дали естествено срещащите се почвени бактерии в „зелени“ спрямо „нормални“ озеленени детски центрове влияят на възпалителния отговор на имунната система при деца в предучилищна възраст 75 деца в предучилищна възраст (3-5 години) във Финландия. Всички деца са получили едни и същи 2 хранения и 1 закуска на ден, както и по едно и също време навън на ден (~ 1,5 часа) през целия експеримент. Изследователите оцениха дейности извън детските градини (напр. Хранене у дома, уикенди в ...

Verweise Roslund MI, Puhakka R., Grönroos M., et al. Die Biodiversitätsintervention verbessert die Immunregulation und die gesundheitsassoziierten kommensalen Mikrobiota bei Tageskindern. Wissenschaft Adv. 2020;6(42):eaba2578. Studienziel Es sollte experimentell bestimmt werden, ob natürlich vorkommende Bodenbakterien in „grünen“ vs. „normalen“ landschaftlich gestalteten Kindertagesstätten die entzündliche Reaktion des Immunsystems bei Kindern im Vorschulalter beeinflussen Teilnehmer 75 Kinder im Vorschulalter (3-5 Jahre) in Finnland. Alle Kinder erhielten während des gesamten Experiments die gleichen 2 Mahlzeiten und 1 Snack pro Tag sowie die gleiche Zeit pro Tag draußen (~ 1,5 Stunden). Die Forscher bewerteten Aktivitäten außerhalb der Kindertagesstätte (z. B. Mahlzeiten zu Hause, Wochenenden im …
Позовавания Roslund MI, Puhakka R, Grönroos M, et al. Интервенцията за биологично разнообразие подобрява имунната регулация и свързаната със здравето коменсална микробиота при деца в детски градини. Science Adv. 2020; 6 (42): EABA2578. Проучването има за цел експериментално да определи дали естествено срещащите се почвени бактерии в „зелени“ спрямо „нормални“ озеленени детски центрове влияят на възпалителния отговор на имунната система при деца в предучилищна възраст 75 деца в предучилищна възраст (3-5 години) във Финландия. Всички деца са получили едни и същи 2 хранения и 1 закуска на ден, както и по едно и също време навън на ден (~ 1,5 часа) през целия експеримент. Изследователите оцениха дейности извън детските градини (напр. Хранене у дома, уикенди в ...

Промяната на естествената среда произвежда микробни противовъзпалителни и имунологични ефекти при детски деца

ЛИТЕРАТУРА

Roslund MI, Puhakka R, Grönroos M, et al. Интервенцията за биологично разнообразие подобрява имунната регулация и свързаната със здравето коменсална микробиота при деца в детски градини.Science Adv. 2020; 6 (42): EABA2578.

Цел на изучаването

За да се определи експериментално дали естествено срещащи се почвени бактерии в „зелено“ спрямо „нормални“ озеленени детски центрове влияят на възпалителния отговор на имунната система при деца в предучилищна възраст

Участник

75 деца в предучилищна възраст (3-5 години) във Финландия. Всички деца са получили едни и същи 2 хранения и 1 закуска на ден, както и по едно и също време навън на ден (~ 1,5 часа) през целия експеримент. Изследователите оцениха дейности извън детските градини (например хранене у дома, уикендите на открито/природата, контакт с животни), използвайки проучвания, завършени от родителите и откриха минимални разлики между групите.

Децата са били изключени от изследването, ако имат някоя от следните характеристики: наличие на имунодефицит, автоимунно или имунорегулаторно заболяване (например вирус на имунодефицит на човека). [ХИВ], болест на Крон, синдром на Даун); текуща употреба на имуносупресивни лекарства (например кортикостероиди); или текуща употреба на антибиотици или пробиотици.

Чернова

Изследователите оцениха децата преди (@day 0) и след (@day 28) озеленяване или контрол без промяна в градските детски центрове, в които присъстваха. Те включиха 3 типа настройки:

  • Standard-Kindertagesstätte (keine Änderung der negativen Kontrolleinstellung): Kies- und Betonhof mit eingebauten Elementen (z. B. Schaukel, Klettergerüst und Sandkasten)
  • Naturkindergarten (keine Veränderung Positivkontrolle): Hof und Umgebung mit natürlich vorkommenden Waldelementen (z. B. Heidelbeersträucher, Heidekraut, Moose, Rispengras, Torf)
  • Begrünung der Kindertagesstätte (variable Einstellung): Standard-Kindertagesstättenhof @Tag 0, mit Waldelementen, die gebracht und gepflanzt werden, um die Ähnlichkeit mit der Naturtagesstätte bis zum 28. Tag zu erleichtern.

Изследователите взеха преди и след измерване на бактерии за кожа и изпражнения, както и кръвни проби от всички участници. Те също така измерват бактериите почво/почвата @day 0 и @day 28 във всички 3 среди по стандартизиран начин (например, след това в предната врата на детските градини, суинг комплект, фитнес зала в джунглата, пясъчна кутия).

Целеви параметри

Изследователите взеха кръвни проби преди и след интервенцията за оценка на състоянието на имунната система на децата. По -конкретно, те измерват следните възпалителни имунни маркери (цитокини):

  • Interleukin 10 (IL-10): ein wichtiges entzündungshemmendes Interleukin-Zytokin
  • Transforming Growth Factor-beta 1 (TGF-β1): ein wichtiges entzündungshemmendes regulatorisches Zytokin
  • Interleukin 17A (IL-17A): ein wichtiges entzündungsförderndes regulatorisches Zytokin.

Кръвните проби също бяха използвани за измерване на регулаторните Т клетки (TREG), модулиращи бели кръвни клетки, които влияят на възпалителния имунен отговор. Изследователите също измерват бактериите на кожата и изпражненията, както и бактериите за почвата на околната среда, за да оценят всички промени между групите преди и след изследването.

Ключови прозрения

Пробите от почвата от всички 3 детски центъра на ден 0 показаха широко присъствие на множество класове бактерии, както се очаква. Микробното разнообразие преди интервенция е значително по-голямо в групата за дневни грижи за природата, отколкото в групата за стандартни дневни грижи (която включва групата за грижа за деня на зелено за преди интервенцията). Силно повишени нива на IL-10 са открити при деца, които посещават детската градина с природата (P= 0,0000023). И обратно, децата в групата на стандартната дневна грижа са имали по-ниски нива на TGF-β1 (P= 0,01).

„Озеленяването“ на детска градина доведе до промени в почвата, кожата и бактериите на изпражненията, които пряко съответстват на промените в имунната функция.

На 28 -ия ден се измерва значително увеличаване на бактериалното изобилие и разнообразието за разсадника на зелените, до осем пъти по -голямо от това, което се измерва в стандартната детска стая. Това се отразява в повишеното микробно разнообразие върху кожата и пробите от изпражнения на деца от групата на Greening Kita, които бяха подобни на откритията в групата Nature Kita.

Най -важното е, че промените в почвата, кожните и изпражнените бактерии съответстват директно на промените в мерките на имунната функция за групата за озеленяване през деня. Увеличаването на микробното разнообразие доведе до значително увеличаване на противовъзпалителния TGF-β1 (P= 0,01) и Трег (P= 0,016) и намалява при провъзпалителния IL-17A (P= 0,002). По-специално, намаляването на IL-17a е най-силно свързано с увеличаване на бактериите на изпражнениятаFaecalibacterium prausnitzii(P= 0,045), за което е доказано, че има полезни имуномодулиращи свойства за хора с болест на Крон.1

Последици на практиката

Това е първото полево проучване, което експериментално измерва как екологичните бактерии модулират имунната система на човека. Известно е, че факторите на околната среда влияят върху функцията на имунната система от десетилетия, като се започне с развитието на „хигиенната хипотеза“ през 1989 г.2Оттогава няколко проучвания демонстрират значението на микробното биологично разнообразие при влияние върху функцията на имунната система.3.4Това включва и рафинираната „хипотеза на стари приятели“, която предполага, че атопичните заболявания (например алергии, астма, екзема) и автоимунни заболявания (например множествена склероза, ревматоиден артрит, болестта на Крон) се увеличават в развитите страни в сравнение с развиващите се страни като резултат от микробиална Th1/TH2/Th17 минало.5Минало, в което нашите праисторически предци са били физически изложени на богатото микробно биоразнообразие на природния свят около тях.6.7

Доказателствата за хипотезата на старите приятели не се основават единствено на сравнения между развитите и развиващите се страни. Дори в развитите страни има много проучвания, демонстриращи ползите за здравето на хората, особено децата, изложени на микробна среда с по -голямо биоразнообразие. Съчиненията за тези ползи са често срещани дори в популярната литература.8.9Често срещан начин за постигане на тези ползи е да прекарвате времето на открито, където естествено срещащото се микробно разнообразие е голямо. Няколко проучвания показват ползите от подобни дейности на открито върху процента на атопични и автоимунни заболявания.10,11както и психични заболявания като депресия и тревожност12,13медиирани от невронални противовъзпалителни и невротрансмитерни промени в поддържането, причинени от микробни експозиции.14-16Това, разбира се, е в допълнение към всички други психични и физически ползи, за които се знае, че са резултат от прекарване на времето на открито, включително засилена физическа активност, социално взаимодействие, творческа игра, развитие на емпатията, академични резултати и т.н.17-19

Преди настоящото проучване всички изследвания на хигиените/старите приятели хипотези са били или наблюдателни (правейки асоциации в големи набори от данни, базирани на населението), или базирана на лаборатория, базирана на лабораторияin vivoИзпитвания за ваксинация за измерване на ефектите на специфични микробни видове. Това полево проучване показва за първи път, че промяната на реалните среди може да промени микробиомите в околната среда по начини, които имат измерими, въздействащи ефекти върху човешкия възпалителен статус и функцията на имунната система.

ограничения

Това беше добре проектирано проучване, което установи пряка връзка между промените във външните и вътрешните екологични микроби и функцията на имунната система. По -окончателна асоциация би могла да бъде направена от пряко излагане на участниците на избрани микробни видове, но тази асоциация беше направена другаде.20Това проучване не показва колко дълго са продължили микробните и имунологичните промени на участниците след 28 -ия ден. Бъдещите проучвания могат да включват кросоувър или период на измиване след излагане за определяне на дълголетието. Освен това, надлъжно проучване с клинични популации (например деца с атопични или автоимунни диагнози) би било полезно за определяне на терапевтичната стойност на този тип експозиция.

Заключение

Светът, в който живеем, има сложни и интимни ефекти върху нашето здраве и благополучие. Както казва холистичният мироглед, „всичко е свързано.“ В съвремието много хора се стремят да се дистанцират от природния свят около тях, често в техен вреда. Изследването на начини да се върнем към по -релационно взаимодействие с нашата среда има биологичен смисъл и подкрепя физиологичното функциониране на адаптациите на нашето тяло през милиони години. Изследвания като това проучване за дневни градини показват, че прости корекции на околната среда могат да повлияят положително на здравето и живота на нас и нашите деца.

  1. H. Sokol, B. Pigneur, L. Watterlot et al. Faecalibacterium prausnitzii ist ein entzündungshemmendes kommensales Bakterium, das durch Darmmikrobiota-Analyse von Patienten mit Morbus Crohn identifiziert wurde. Proc Natl Acad Sci USA. 2008;105(43):16731-16736.
  2. Strachan DP. Heuschnupfen, Hygiene und Haushaltsgröße. BMJ. 1989;299 (November):1259-1260.
  3. Hanski I, von Hertzen L, Fyhrquist N, et al. Biodiversität in der Umwelt, menschliche Mikrobiota und Allergien sind miteinander verbunden. Proc Natl Acad Sci. 2012;109(21):8334-8339.
  4. Von Hertzen L., Beutler B., Bienenstock J., et al. Helsinki-Alarm für Biodiversität und Gesundheit. Ann Med. 2015;47(3):218-225.
  5. Rook GAW, Adams V., Hunt J., Palmer R., Martinelli R., Brunet LR. Mykobakterien und andere Umweltorganismen als Immunmodulatoren für immunregulatorische Störungen. Semin Immunopathol. 2004;25(3-4):237-25
  6. Frew JW. Die Hygienehypothese, alte Bekannte und neue Gene. Vorderseite Immunol. 2019;10 (März): 1-3.
  7. Logan AC, Katzman MA, Balanzá-Martínez V. Natürliche Umgebungen, angestammte Ernährung und mikrobielle Ökologie: Gibt es eine moderne „Paläo-Defizit-Störung“? Teil II. J Physiol Anthropol. 2015;34(1):1-21.
  8. Gilbert J., Knight R., Blakeslee S. Schmutz ist gut. New York City, New York: St. Martin’s Publishing; 2017.
  9. Akst J. Der Einfluss des Bodens auf die menschliche Gesundheit. Der Wissenschaftler. https://www.the-scientist.com/news-opinion/the-influence-of-soil-on-human-health-66885. Abgerufen am 28. November 2020.
  10. Ruokolainen L., Von Hertzen L., Fyhrquist N., et al. Grünflächen rund ums Haus reduzieren die atopische Sensibilisierung bei Kindern. Allergy Eur J Allergy Clin Immunol. 2015;70(2):195-202.
  11. Turm GAW. Regulierung des Immunsystems durch Biodiversität aus der natürlichen Umwelt: eine für die Gesundheit wesentliche Ökosystemleistung. Proc Natl Acad Sci. 2013;110(46):18360-18367.
  12. Rook GAW, Raison CL, Lowry CA. Mikrobiota, immunregulatorische alte Bekannte und psychiatrische Erkrankungen. Adv Exp Med Biol. 2014;817:319-356.
  13. Lowry CA, Smith DG, Siebler PH, et al. Die Mikrobiota, Immunregulation und psychische Gesundheit: Auswirkungen auf die öffentliche Gesundheit. Curr Environ Heal berichtet. 2016;3(3):270-286.
  14. Reber SO, Siebler PH, Donner NC, et al. Immunisierung mit einem durch Hitze abgetöteten Präparat des Umweltbakteriums Mycobacterium vaccae fördert die Stressresistenz bei Mäusen. Proc Natl Acad Sci. 2016;113(22):E3130-3139.
  15. Lowry CA, Hollis JH, de Vries A, et al. Identifizierung eines immunresponsiven mesolimbokortikalen serotonergen Systems: mögliche Rolle bei der Regulierung des emotionalen Verhaltens. Neurowissenschaft. 2007;146(2):756-772.
  16. Smith DG, Martinelli R, Besra GS, et al. Identifizierung und Charakterisierung eines neuen entzündungshemmenden Lipids, isoliert aus Mycobacterium vaccaeein aus dem Boden stammendes Bakterium mit immunregulatorischen und stressresistenten Eigenschaften. Psychopharmakologie (Berl). 2019;236(5):1653-1670.
  17. Puhakka R, Rantala O, Roslund MI, Rajaniemi J, Laitinen OH, Sinkkonen A. Die Begrünung von Kindertagesstätten mit biodiversen Materialien bietet Wohlbefinden, Spiel und Umweltbeziehungen. Int J Environ Res Public Health. 2019;16(16):2948.
  18. Flouri E, Papachristou E, Midouhas E. Die Rolle von Grünflächen in der Nachbarschaft im räumlichen Arbeitsgedächtnis von Kindern. Br J Educ Psychol. 2019;89(2):359-373.
  19. Donovan GH, Michael YL, Gatziolis D, Hoyer RW. Die Beziehung zwischen der natürlichen Umgebung und der akademischen Leistung auf individueller Ebene in Portland, Oregon. Umgebungsverhalten. 2020;52(2):164-186.
  20. Lindenberg, F., Krych, L., Fielden, J., et al. Die Expression von immunregulatorischen Genen korreliert mit der Häufigkeit spezifischer Clostridiales- und Verrucomicrobia-Spezies im Ileum und Caecum des Pferdes. Wissenschaftlicher Rep. 2019;9(1):12674.