Looduskeskkonna muutmine tekitab päevahoiu lastel mikroobset põletikuvastast ja immunoloogilist toimet

Transparenz: Redaktionell erstellt und geprüft.
Veröffentlicht am

Viited Roslund MI, Puhakka R, Grönroos M, et al. Bioloogilise mitmekesisuse sekkumine parandab päevahoiu lastel immuunregulatsiooni ja tervisega seotud kommensaalset mikrobiotat. Teadus Adv. 2020; 6 (42): EABA2578. Uuringu eesmärk on eksperimentaalselt kindlaks teha, kas looduslikult esinevad pinnasebakterid rohelistes vs “normaalsete” haljastatud päevahoiukeskused mõjutavad immuunsussüsteemi põletikulist reageeringut koolieelsete laste osalejatel 75 koolieelset last (3–5 aastat) Soomes. Kõik lapsed said sama 2 söögikorda ja 1 suupisteid päevas, samuti samal ajal väljaspool katset (~ 1,5 tundi). Teadlased hindasid tegevusi väljaspool päevahoiu (nt söögikordad kodus, nädalavahetused ...

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 …
Viited Roslund MI, Puhakka R, Grönroos M, et al. Bioloogilise mitmekesisuse sekkumine parandab päevahoiu lastel immuunregulatsiooni ja tervisega seotud kommensaalset mikrobiotat. Teadus Adv. 2020; 6 (42): EABA2578. Uuringu eesmärk on eksperimentaalselt kindlaks teha, kas looduslikult esinevad pinnasebakterid rohelistes vs “normaalsete” haljastatud päevahoiukeskused mõjutavad immuunsussüsteemi põletikulist reageeringut koolieelsete laste osalejatel 75 koolieelset last (3–5 aastat) Soomes. Kõik lapsed said sama 2 söögikorda ja 1 suupisteid päevas, samuti samal ajal väljaspool katset (~ 1,5 tundi). Teadlased hindasid tegevusi väljaspool päevahoiu (nt söögikordad kodus, nädalavahetused ...

Looduskeskkonna muutmine tekitab päevahoiu lastel mikroobset põletikuvastast ja immunoloogilist toimet

Viited

Roslund MI, Puhakka R, Grönroos M, et al. Bioloogilise mitmekesisuse sekkumine parandab päevahoiu lastel immuunregulatsiooni ja tervisega seotud kommensaalset mikrobiotat.teadus ADV. 2020; 6 (42): EABA2578.

Uuringu eesmärk

Eksperimentaalselt kindlaks teha, kas looduslikult esinevad pinnasebakterid “rohelistes” vs “normaalsete” haljastatud päevahoiukeskused mõjutavad immuunsussüsteemi põletikulist vastust koolieelsetel lastel

Osaleja

75 koolieelset last (3-5 aastat) Soomes. Kõik lapsed said sama 2 söögikorda ja 1 suupisteid päevas, samuti samal ajal väljaspool katset (~ 1,5 tundi). Teadlased hindasid tegevusi väljaspool päevahoiu (nt söögikordade kodus, välistingimustes/loodusnädalavahetustel, loomadega kontaktis), kasutades vanemate tehtud uuringuid ja leidis rühmade vahel minimaalseid erinevusi.

Lapsed jäeti uuringust välja, kui neil oli järgmisi omadusi: immuunpuudulikkuse, autoimmuunse või immunoregulatoorse haiguse olemasolu (nt inimese immuunpuudulikkuse viirus). [HIV], Crohni tõbi, Downi sündroom); immunosupressiivsete ravimite (nt kortikosteroidide) praegune kasutamine; või antibiootikumide või probiootikumide praegune kasutamine.

Eelnõu

Teadlased hindasid lapsi enne (@Day 0) ja pärast (@Daday 28) haljastust või vahetuskontrolli linnade päevahoiukeskustes, kus nad osalesid. Need sisaldasid 3 seadetüüpi:

  • 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.

Teadlased võtsid naha- ja väljaheitebakterite eel- ja järelmõõtmised, samuti kõigi osalejate vereproovid. Samuti mõõtsid nad pinnase/mullabaktereid @Day 0 ja @Day 28 kõigis kolmes keskkonnas standardiseeritud viisil (nt päevahoiu välisukse järgmine, kiigekomplekt, džunglisaal, liivakast).

Sihtparameetrid

Teadlased võtsid enne ja pärast sekkumist vereproovid, et hinnata laste immuunsussüsteemide seisundit. Täpsemalt mõõtsid nad järgmisi põletikulisi immuunmarkereid (tsütokiinid):

  • 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.

Regulatiivsete T -rakkude (Treg) mõõtmiseks kasutati ka vereproove, moduleerides valgeid vereliblesid, mis mõjutavad põletikulist immuunvastust. Teadlased mõõtsid ka naha- ja väljaheitebaktereid, samuti keskkonnamullabaktereid, et hinnata rühmade vahelisi muutusi enne ja pärast uuringut.

Peamised teadmised

Kõigi 3 päevakeskuse 0. päeva pinnaseproovid näitasid ootuspäraselt mitmete bakterite klasside ulatuslikku esinemist. Sekkumiseelne mikroobide mitmekesisus oli looduspäevahooldusrühmas oluliselt kõrgem kui standardses päevahooldusrühmas (mis hõlmas sekkumiseelset rohelise päevahooldusrühma). Looduse päevahoius osalevatel lastel leiti tõsiselt kõrgendatud IL-10 taset (P= 0,0000023). Vastupidiselt oli 0 päeva tavalise päevahooldusrühma lastel madalam TGF-β1 tase (P= 0,01).

Lasteaia “roheline” põhjustas muutusi pinnases, naha- ja väljaheitebakterites, mis vastasid otseselt immuunfunktsiooni muutustele.

28. päeval mõõdeti rohelise lasteaia puhul bakterite arvukuse ja mitmekesisuse olulist suurenemist, kuni kaheksa korda suurem kui tavalises lasteaias. See kajastus suurenenud mikroobide mitmekesisuses roheliste Kita rühma laste naha- ja väljaheiteproovides, mis sarnanesid loodusliku Kita grupi leidudega.

Kõige tähtsam on see, et muutused pinnases, naha- ja väljaheitebakteris vastasid otseselt rohelise päevahooldusrühma immuunfunktsiooni mõõtmete muutustele. Mikroobse mitmekesisuse suurenemine tõi kaasa põletikuvastase TGF-β1 märkimisväärse suurenemise (P= 0,01) ja Treg (P= 0,016) ja väheneb põletikuvastases IL-17A (P= 0,002). Eelkõige seostati IL-17A langust kõige tugevamalt väljaheitebakterite suurenemisegaFaekalibacterium prausnitzii(P= 0,045), millel on osutunud kasulikud immunomoduleerivad omadused Crohni tõvega inimestele.1

Praktiseerimine

See on esimene väliuuring, mis mõõdab eksperimentaalselt, kuidas keskkonnabakterid moduleerivad inimese immuunsussüsteemi. On teada, et keskkonnategurid mõjutavad immuunsussüsteemi funktsiooni aastakümneid, alustades hügieeni hüpoteesi väljatöötamisest 1989. aastal.2Pärast seda on mitmed uuringud näidanud mikroobse bioloogilise mitmekesisuse olulisust immuunsussüsteemi funktsiooni mõjutamisel.3.4See hõlmab ka rafineeritud "vanade sõprade hüpoteesi", mis viitab sellele, et atoopilised haigused (nt allergiad, astma, ekseem) ja autoimmuunhaigused (nt hulgiskleroos, reumatoidne arthirit, Crohni tõbi) suurenevad arenenud riikides, mis on arenenud riikides, mis on th1/Th2, mis on arenenud riikides, mis on esindatud arenenud riikides/TH2. Evolutsiooniline minevik.5Minevik, kus meie eelajaloolised esivanemad puutusid füüsiliselt kokku ümbritseva loodusmaailma rikkaliku mikroobide bioloogilise mitmekesisusega.6.7

Vanade sõprade hüpoteesi tõendid ei põhine ainult arenenud ja arengumaade võrdlustel. Isegi arenenud riikides on palju uuringuid, mis näitavad inimeste, eriti laste tervisega seotud eeliseid, mis on kokku puutunud mikroobse keskkonnaga, kus on suurem bioloogiline mitmekesisus. Nende eeliste kirjutised on levinud isegi populaarses võttekirjanduses.8,9Levinud viis nende eeliste saavutamiseks on veeta aega õues, kus loomulikult esinev mikroobide mitmekesisus on kõrge. Mitmed uuringud on näidanud selliste välitegevuse eeliseid atoopiliste ja autoimmuunhaiguste määrale.10,11samuti vaimuhaigused nagu depressioon ja ärevus12,13vahendavad mikroobide kokkupuute põhjustatud neuronaalsed põletikuvastased ja neurotransmitterite toetavad muutused.14-16See on muidugi lisaks kõigile muudele vaimsetele ja füüsilistele kasudele, mis teadaolevalt tulenevad õues aja veetmisest, sealhulgas suurenenud füüsilise aktiivsuse, sotsiaalse suhtluse, loomingulise mängu, empaatia arendamise, akadeemilise tulemuse jne.17-19

Enne käesolevat uuringut olid kõik hügieeni/vanade sõprade hüpoteeside uuringud kas vaatluslikud (muutes seoseid suurte populatsioonipõhiste andmekogumite vahel) või laboripõhisedin vivoVaktsineerimise uuringud konkreetsete mikroobiliikide mõju mõõtmiseks. See väliuuring näitab esimest korda, et reaalainete keskkondade muutmine võib muuta keskkonna mikrobioome viisil, millel on mõõdetav ja mõjukas mõju inimese põletikulisele seisundile ja immuunsussüsteemi funktsioonile.

piirangud

See oli hästi läbimõeldud uuring, mis tuvastas otsese seose välise ja sisemise keskkonna mikroobide ja immuunsussüsteemi funktsiooni muutuste vahel. Lõplikuma ühenduse oleks võinud teha, kui nad paljastavad osalejad valitud mikroobiliike, kuid see seos tehti mujal.20See uuring ei näidanud, kui kaua osalejate mikroobsed ja immunoloogilised muutused kestsid pärast 28. päeva. Tulevased uuringud võiksid sisaldada ülekäigusperioodi või pesemisperioodi pärast kokkupuudet pikaealisuse määramiseks. Lisaks oleks seda tüüpi kokkupuute terapeutilise väärtuse kindlaksmääramiseks kasulik pikisuunaline uuring kliiniliste populatsioonidega (nt atoopiliste või autoimmuunsete diagnoosidega lapsed).

Järeldus

Maailmal, kus elame, on keeruline ja intiimne mõju meie tervisele ja heaolule. Nagu ütleb terviklik maailmavaade: "Kõik on ühendatud." Tänapäeval on paljud inimesed püüdnud end ümbritsevast loodusmaailmast distantseerida, sageli nende kahjuks. Meie keskkonnaga suhtelisema suhtluse juurde naasmise võimaluste uurimine on bioloogiline ja toetab meie keha kohanemiste füsioloogilist toimimist miljonite aastate jooksul. Sellised uuringud näitavad, et lihtsad keskkonnaalased kohandused võivad positiivselt mõjutada meie enda ja meie laste tervist ja elu.

  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.