Změna přírodního prostředí produkuje mikrobiální protizánětlivé a imunologické účinky u dětí péče o děti

Transparenz: Redaktionell erstellt und geprüft.
Veröffentlicht am

REFERENCE Roslund MI, Puhakka R, Grönroos M, et al. Intervence biologické rozmanitosti zlepšuje imunitní regulaci a komenzální mikrobiotu spojenou se zdravím u dětí péče o děti. Science Adv. 2020; 6 (42): EABA2578. Cílem studie je experimentálně určit, zda se přirozeně vyskytující půdní bakterie u „zelených“ vs. „normálních“ krajinných středisek péče o děti ovlivňují zánětlivou reakci imunitního systému u účastníků dětí předškolního věku 75 dětí předškolního věku (3–5 let) ve Finsku. Všechny děti dostávaly stejná 2 jídla a 1 občerstvení denně a ve stejnou dobu venku denně (~ 1,5 hodiny) během experimentu. Vědci hodnotili činnosti mimo péči o děti (např. Jídla doma, víkendy na ...

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 …
REFERENCE Roslund MI, Puhakka R, Grönroos M, et al. Intervence biologické rozmanitosti zlepšuje imunitní regulaci a komenzální mikrobiotu spojenou se zdravím u dětí péče o děti. Science Adv. 2020; 6 (42): EABA2578. Cílem studie je experimentálně určit, zda se přirozeně vyskytující půdní bakterie u „zelených“ vs. „normálních“ krajinných středisek péče o děti ovlivňují zánětlivou reakci imunitního systému u účastníků dětí předškolního věku 75 dětí předškolního věku (3–5 let) ve Finsku. Všechny děti dostávaly stejná 2 jídla a 1 občerstvení denně a ve stejnou dobu venku denně (~ 1,5 hodiny) během experimentu. Vědci hodnotili činnosti mimo péči o děti (např. Jídla doma, víkendy na ...

Změna přírodního prostředí produkuje mikrobiální protizánětlivé a imunologické účinky u dětí péče o děti

Reference

Roslund MI, Puhakka R, Grönroos M, et al. Intervence biologické rozmanitosti zlepšuje imunitní regulaci a komenzální mikrobiotu spojenou se zdravím u dětí péče o děti.Science Adv. 2020; 6 (42): EABA2578.

Cíl studia

Experimentálně určit, zda se přirozeně vyskytující bakterie půdy v „zelených“ vs. „normálních“ krajinářských střediscích denní péče ovlivňují zánětlivou reakci imunitního systému u předškolních dětí

Účastník

75 předškolních dětí (3-5 let) ve Finsku. Všechny děti dostávaly stejná 2 jídla a 1 občerstvení denně a ve stejnou dobu venku denně (~ 1,5 hodiny) během experimentu. Vědci hodnotili činnosti mimo péči o děti (např. Jídla doma, venkovní/přírodní víkendy, kontakt se zvířaty) pomocí průzkumů dokončených rodiči a zjistili minimální rozdíly mezi skupinami.

Děti byly ze studie vyloučeny, pokud měly některou z následujících charakteristik: přítomnost imunodeficience, autoimunitní nebo imunoregulační onemocnění (např. Virus lidské imunodeficience). [HIV], Crohnova choroba, Downův syndrom); současné použití imunosupresivních léků (např. Kortikosteroidů); nebo současné použití antibiotik nebo probiotik.

Návrh

Vědci hodnotili děti dříve (@den 0) a po (28. den) terénní úpravy nebo kontrolu bez změny v městských střediscích péče o děti, kterých se zúčastnili. Zahrnovaly 3 typy nastavení:

  • 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.

Vědci převzali před a po měření bakterií kůže a stolice, jakož i vzorky krve od všech účastníků. Měřili také bakterie půdy/půdy @den 0 a @day 28 ve všech 3 prostředích standardizovaným způsobem (např. Vedle předních dveří denní péče, sada houpačky, tělocvična džungle, karanténa).

Cílové parametry

Vědci vzali vzorky krve před a po zásahu, aby posoudili stav imunitních systémů dětí. Konkrétně měřili následující zánětlivé imunitní markery (cytokiny):

  • 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.

Vzorky krve byly také použity k měření regulačních T buněk (TREG), modulaci bílých krvinek, které ovlivňují zánětlivou imunitní odpověď. Vědci také měřili bakterie kůže a stolice a také bakterie půdy pro životní prostředí, aby vyhodnotili jakékoli změny mezi skupinami před a po studii.

Klíčové poznatky

Vzorky půdy ze všech 3 středisek péče o den v den 0 vykazovaly rozsáhlou přítomnost více tříd bakterií, jak se očekávalo. Mikrobiální rozmanitost před zásahem byla výrazně vyšší ve skupině péče o den Nature Day než ve standardní skupině denní péče (která zahrnovala skupinu denní péče o předběžnou intervencí). U dětí navštěvujících přírodní denní péči byly nalezeny vážně zvýšené hladiny IL-10 (Str= 0,0000023). Naopak, děti ve standardní skupině denní péče o den 0 měly nižší hladiny TGF-pi (Str= 0,01).

„Zjevení“ mateřské školy vedlo ke změnám bakterií půdy, kůže a stolice, které přímo odpovídaly změnám imunitní funkce.

28. den bylo pro ekologickou školku měřeno významné zvýšení hojnosti a rozmanitosti bakterií a rozmanitosti, až osmkrát to, co bylo měřeno ve standardní školce. To se odráželo ve zvýšené mikrobiální rozmanitosti na kůži a vzorcích stolice dětí ve skupině Greening Kita, které byly podobné nálezům ve skupině přírody Kita.

A co je nejdůležitější, změny v bakteriích půdy, kůže a stolice přímo odpovídaly změnám v míře imunitní funkce pro skupinu denní péče o zelenou. Zvýšení mikrobiální diverzity vedlo k významnému zvýšení protizánětlivé TGF-pi (Str= 0,01) a Treg (Str= 0,016) a snižování prozánětlivého IL-17a (Str= 0,002). Zejména pokles IL-17a byl nejsilněji spojen se zvýšením bakterií stoliceFaecalibacterium prausnitzii(Str= 0,045), o kterém se ukázalo, že mají prospěšné imunomodulační vlastnosti pro lidi s Crohnovou chorobou.1

Praktikovat důsledky

Toto je první polní studie, která experimentálně měří, jak environmentální bakterie modulují lidský imunitní systém. Je známo, že environmentální faktory ovlivňují funkci imunitního systému po celá desetiletí, počínaje vývojem „hypotézy hygieny“ v roce 1989.2Od té doby několik studií prokázalo význam mikrobiální biologické rozmanitosti při ovlivňování funkce imunitního systému.3.4Patří sem také rafinovaná „hypotéza starých přátel“, která naznačuje, že atopická onemocnění (např. Alergie, astma, ekzém) a autoimunitní onemocnění (např. Roztroušená skleróza, revmatoidní artritida, Crohnovy nemoci) se zvyšují ve srovnání s imuniálními modulací, což je více imunetuální modulaci, což je více imunetuální modulaci), což je více imunetuální modulaci, což je více imunizované modulací.5Minulost, ve které byli naši prehistoričtí předci fyzicky vystaveni bohaté mikrobiální biologické rozmanitosti přirozeného světa kolem nich.6.7

Důkazy pro hypotézu starých přátel nejsou založeny pouze na srovnání mezi rozvinutými a rozvojovými zeměmi. Dokonce i ve vyspělých zemích existuje mnoho studií, které prokazují zdravotní přínosy lidí, zejména dětí, vystaveny mikrobiálnímu prostředí s větší biologickou rozmanitost. Spisy o těchto výhodách jsou běžné i v populární laické literatuře.8.9Běžným způsobem, jak dosáhnout těchto výhod, je strávit čas venku, kde je přirozeně se vyskytující mikrobiální rozmanitost vysoká. Několik studií prokázalo přínosy takových outdoorových aktivit o míře atopických a autoimunitních onemocnění.10,11stejně jako duševní choroby, jako je deprese a úzkost12,13zprostředkováno neuronálními protizánětlivými a neurotransmiterovými změnami způsobenými mikrobiálními expozicemi.14-16To je samozřejmě kromě všech ostatních mentálních a fyzických výhod, o nichž je známo, že vyplývají z trávení času venku, včetně zvýšené fyzické aktivity, sociální interakce, kreativní hry, vývoje empatie, akademického výkonu atd.17-19

Před touto současnou studií byl veškerý výzkum hyginových/starých přátel hypotéz buď observační (asociace napříč velkými populačními datovými soubory) nebo laboratorními soubory) nebo laboratorním souborem) nebo laboratorním souborem) nebo laboratorním souborem) nebo laboratoříin vivoVakcinační studie pro měření účinků specifických mikrobiálních druhů. Tato terénní studie poprvé ukazuje, že změna prostředí v reálném světě může měnit environmentální mikrobiomy způsobem, který má měřitelné, ovlivňující účinky na zánětlivý stav člověka a funkci imunitního systému.

omezení

Jednalo se o dobře navrženou studii, která zavedla přímé spojení mezi změnami vnějších a vnitřních environmentálních mikrobů a funkcí imunitního systému. Definitivnější asociace by mohla být provedena přímým vystavením účastníků vybraným mikrobiálním druhům, ale tato asociace byla provedena jinde.20Tato studie neukazovala, jak dlouho mikrobiální a imunologické změny účastníků trvaly po 28. den. Budoucí studie by mohly zahrnovat crossover nebo vymývací období po expozici pro stanovení dlouhověkosti. Pro stanovení terapeutické hodnoty tohoto typu expozice by navíc byla užitečná longitudinální studie s klinickými populacemi (např. Děti s atopickými nebo autoimunitními diagnózami).

Závěr

Svět, ve kterém žijeme, má složité a intimní účinky na naše zdraví a pohodu. Jak říká holistický světonázor: „Všechno je spojeno.“ V moderní době se mnoho lidí snažilo distancovat od přírodního světa kolem sebe, často na jejich úkor. Zkoumání způsobů, jak se vrátit k relační interakci s naším prostředím, je biologický smysl a podporuje fyziologické fungování adaptací našeho těla po miliony let. Výzkum, jako je tato studie péče o denní péče, ukazuje, že jednoduché úpravy životního prostředí mohou pozitivně ovlivnit zdraví a životy sebe a našich dětí.

  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.