Luonnollisen ympäristön muuttaminen tuottaa mikrobien anti-inflammatorisia ja immunologisia vaikutuksia päivähoidon lapsilla

Transparenz: Redaktionell erstellt und geprüft.
Veröffentlicht am

Viitteet Roslund MI, Puhakka R, Grönroos M, et ai. Biologisen monimuotoisuuden interventio parantaa immuunijärjestelmää ja terveyteen liittyvää kommentaaalista mikrobiotaa päivähoidon lapsilla. Science Adv. 2020; 6 (42): EABA2578. Tutkimuksen tavoitteena on kokeellisesti selvittää, vaikuttavatko luonnossa esiintyvät maaperän bakteerit "vihreässä" vs. "normaalissa" maisemoidussa päivähoitokeskuksissa immuunijärjestelmän tulehduksellisiin vasteeseen esikouluikäisten lasten osallistujien 75 esikouluikäisten lasten (3-5 vuotta) Suomessa. Kaikki lapset saivat samat 2 ateriaa ja 1 välipala päivässä sekä samaan aikaan ulkopuolelta päivässä (~ 1,5 tuntia) koko kokeen ajan. Tutkijat arvioivat aktiviteetteja päivähoidon ulkopuolella (esim. Ateriat kotona, viikonloppuisin ...

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 …
Viitteet Roslund MI, Puhakka R, Grönroos M, et ai. Biologisen monimuotoisuuden interventio parantaa immuunijärjestelmää ja terveyteen liittyvää kommentaaalista mikrobiotaa päivähoidon lapsilla. Science Adv. 2020; 6 (42): EABA2578. Tutkimuksen tavoitteena on kokeellisesti selvittää, vaikuttavatko luonnossa esiintyvät maaperän bakteerit "vihreässä" vs. "normaalissa" maisemoidussa päivähoitokeskuksissa immuunijärjestelmän tulehduksellisiin vasteeseen esikouluikäisten lasten osallistujien 75 esikouluikäisten lasten (3-5 vuotta) Suomessa. Kaikki lapset saivat samat 2 ateriaa ja 1 välipala päivässä sekä samaan aikaan ulkopuolelta päivässä (~ 1,5 tuntia) koko kokeen ajan. Tutkijat arvioivat aktiviteetteja päivähoidon ulkopuolella (esim. Ateriat kotona, viikonloppuisin ...

Luonnollisen ympäristön muuttaminen tuottaa mikrobien anti-inflammatorisia ja immunologisia vaikutuksia päivähoidon lapsilla

Viitteet

Roslund MI, Puhakka R, Grönroos M, et ai. Biologisen monimuotoisuuden interventio parantaa immuunijärjestelmää ja terveyteen liittyvää kommentaaalista mikrobiotaa päivähoidon lapsilla.Science Adv. 2020; 6 (42): EABA2578.

Opiskelija

Kokeellisesti sen määrittämiseksi, vaikuttavatko luonnossa esiintyvät maaperän bakteerit "vihreissä" vs. "normaaleissa" maisemoiduissa päivähoitokeskuksissa immuunijärjestelmän tulehduksellinen vaste esikoululapsilla

Osallistuja

75 esiopetuksen lasta (3-5 vuotta) Suomessa. Kaikki lapset saivat samat 2 ateriaa ja 1 välipala päivässä sekä samaan aikaan ulkopuolelta päivässä (~ 1,5 tuntia) koko kokeen ajan. Tutkijat arvioivat päivähoidon ulkopuolella (esim. Kotona olevat ateriat, ulko-/luontoviikonloppuja, kosketus eläimiin) käyttämällä vanhempien suorittamia ja ryhmien välisiä eroja.

Lapset jätettiin tutkimuksen ulkopuolelle, jos heillä oli jokin seuraavista ominaisuuksista: immuunikato, autoimmuuninen tai immunoregulatorinen sairaus (esim. Ihmisen immuunikatovirus). [HIV], Crohnin tauti, Downin oireyhtymä); immunosuppressiivisten lääkkeiden nykyinen käyttö (esim. Kortikosteroidit); tai antibioottien tai probioottien nykyinen käyttö.

Luonnos

Tutkijat arvioivat lapsia ennen (@day 0) ja (@day 28) maisemointia tai muutoksenhallintaa kaupunkien päivähoitokeskuksissa, joissa he osallistuivat. Ne sisälsivät 3 asetustyyppiä:

  • 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.

Tutkijat ottivat iho- ja ulostebakteerien ennakko- ja jälkeiset mittaukset sekä kaikilta osallistujilta verinäytteet. He mitattiin myös maaperän/maaperän bakteerit @day 0 ja @day 28 kaikissa kolmessa ympäristössä standardisoidulla tavalla (esim. Päivähoidon edessä, keinupaika, viidakon kuntosali, hiekkalaatikko).

Kohdeparametrit

Tutkijat ottivat verinäytteitä ennen ja jälkeen interventiota lasten immuunijärjestelmien tilan arvioimiseksi. Erityisesti he mittasivat seuraavat tulehdukselliset immuunimarkkerit (sytokiinit):

  • 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.

Verinäytteitä käytettiin myös säätelevien T -solujen (TREG) mittaamiseen, moduloimalla valkosoluja, jotka vaikuttavat tulehdukselliseen immuunivasteeseen. Tutkijat mittasivat myös iho- ja ulostebakteereja sekä ympäristömaailmabakteereja arvioidakseen ryhmien välisiä muutoksia ennen tutkimusta ja sen jälkeen.

Keskeiset oivallukset

Kaikkien kolmen päivähoitokeskuksen maaperän näytteet päivässä 0 osoittivat odotetusti useiden bakteeriluokkien läsnäoloa. Interventiota edeltävä mikrobien monimuotoisuus oli huomattavasti korkeampi Nature Day Care -ryhmässä kuin tavallisessa päivähoitoryhmässä (joka sisälsi interventiota edeltävää vihreää päivähoitoryhmää). Luontopäivähoitoon osallistuvien lasten havaittiin vakavasti kohonneita IL-10-tasoja (P= 0,0000023). Päinvastoin päivässä 0 vakiona päivähoitoryhmässä oli alhaisemmat TGF-β1-tasot (P= 0,01).

Lastentarhan "vihreä" johti muutoksiin maaperän, iho- ja ulostebakteerien muutoksiin, jotka vastasivat suoraan immuunitoiminnan muutoksia.

Päivänä 28 bakteerien runsauden ja monimuotoisuuden huomattava kasvu mitattiin viherrinnälliselle lastentarhalle jopa kahdeksan kertaa, mikä mitattiin tavanomaisessa lastentarhassa. Tämä heijastui lisääntyneessä mikrobien monimuotoisuudessa Greening Kita -ryhmän ihon ja jakkarinäytteissä, jotka olivat samanlaisia ​​kuin Nature Kita -ryhmän havainnot.

Tärkeintä on, että maaperän, iho- ja ulostebakteerien muutokset vastasivat suoraan viherryhmähoidon ryhmän immuunitoiminnan mittausten muutoksiin. Mikrobien monimuotoisuuden lisääntyminen johti anti-inflammatorisen TGF-β1: n merkittävään lisääntymiseen (P= 0,01) ja Treg (P= 0,016) ja vähenee tulehdusta edistävässä IL-17A: ssa (P= 0,002). Erityisesti IL-17A: n lasku liittyi voimakkaimmin ulostebakteerien lisääntymiseenFaecalibacterium prausnitzii(P= 0,045), jolla on osoitettu olevan hyödyllisiä immunomoduloivia ominaisuuksia Crohnin taudista kärsiville ihmisille.1

Käytännöt

Tämä on ensimmäinen kenttätutkimus, jolla mitataan kokeellisesti, kuinka ympäristöbakteerit moduloivat ihmisen immuunijärjestelmää. Ympäristötekijöiden on tiedetty vaikuttavan immuunijärjestelmän toimintaan vuosikymmenien ajan, alkaen ”hygieniahypoteesin” kehittymisestä vuonna 1989.2Siitä lähtien useat tutkimukset ovat osoittaneet mikrobien biologisen monimuotoisuuden merkityksen immuunijärjestelmän toiminnan vaikuttamisessa.3.4Tähän sisältyy myös puhdistettu "vanhojen ystävien hypoteesi", joka viittaa siihen, että atooppiset sairaudet (esim. Allergiat, astma, ekseema) ja autoimmuunisairaudet (esim. Multippeliskleroosi, nivelreuma, Crohnin tauti) lisääntyvät kehittyneissä maissa verrattuna kehittyneisiin maihin. evoluutio menneisyys.5Menneisyys, jossa esihistorialliset esi -isämme olivat fyysisesti alttiina ympäröivän luonnollisen maailman rikkaalle mikrobien biologiselle monimuotoisuudelle.6.7

Todisteet vanhojen ystävien hypoteesista eivät perustu yksinomaan kehittyneiden ja kehitysmaiden vertailuihin. Jopa kehittyneissä maissa on monia tutkimuksia, jotka osoittavat ihmisten, etenkin lasten, terveyshyödyt, jotka ovat alttiina mikrobiympäristöille, joilla on suurempi biologinen monimuotoisuus. Näitä hyötyjä koskevat kirjoitukset ovat yleisiä jopa suositussa maallikirjallisuudessa.8.9Yleinen tapa saavuttaa nämä edut on viettää aikaa ulkona, missä luonnossa esiintyvä mikrobien monimuotoisuus on korkea. Useat tutkimukset ovat osoittaneet tällaisen ulkotoiminnan edut atooppisten ja autoimmuunisairauksien määristä.10,11samoin kuin mielisairaudet, kuten masennus ja ahdistus12,13Mikrobien altistumisen aiheuttamat neuronaaliset anti-inflammatoriset ja välittäjäaineiden tukevat muutokset.14-16Tämä on tietysti kaikkien muiden henkisten ja fyysisten hyötyjen lisäksi, joiden tiedetään johtuvan ulkona viettämisestä, mukaan lukien lisääntynyt fyysinen aktiivisuus, sosiaalinen vuorovaikutus, luova leikki, empatian kehittäminen, akateeminen esitys jne.17-19

Ennen tätä nykyistä tutkimusta kaikki hygienian/vanhojen ystävien hypoteesien tutkimukset olivat joko havainnollisia (assosiaatioiden tekeminen suurten väestöpohjaisten tietojen välillä) tai laboratoriopohjaisiain vivoRokotustutkimukset spesifisten mikrobilajien vaikutusten mittaamiseksi. Tämä kenttätutkimus osoittaa ensimmäistä kertaa, että reaalimaailman ympäristöjen muuttaminen voi muuttaa ympäristömikrobiomia tavoilla, joilla on mitattavissa, vaikuttavia vaikutuksia ihmisen tulehdukselliseen tilaan ja immuunijärjestelmän toimintaan.

rajoitukset

Tämä oli hyvin suunniteltu tutkimus, joka perusti suoran yhteyden ulkoisten ja sisäisten ympäristömikrobien muutosten ja immuunijärjestelmän toiminnan välillä. Lopullinen yhdistys olisi voinut tehdä altistamalla suoraan osallistujat valituille mikrobilajeille, mutta tämä assosiaatio tehtiin muualla.20Tämä tutkimus ei osoittanut, kuinka kauan osallistujien mikrobi- ja immunologiset muutokset kestivät 28. päivän jälkeen. Tuleviin tutkimuksiin voisi kuulua ristikkäin tai pesujakso altistumisen jälkeen pitkäikäisyyden määrittämiseksi. Lisäksi pitkittäistutkimus kliinisillä populaatioilla (esim. Lapset, joilla on atooppinen tai autoimmuunidiagnoosi), olisi hyödyllinen tämän tyyppisen altistumisen terapeuttisen arvon määrittämiseksi.

Johtopäätös

Maailmalla, jossa elämme, on monimutkaisia ​​ja läheisiä vaikutuksia terveyteen ja hyvinvointiin. Kuten kokonaisvaltainen maailmankuva sanoo, "kaikki on yhteydessä." Nykyaikana monet ihmiset ovat pyrkineet etääntymään heidän ympärillään olevasta luonnollisesta maailmasta, usein heidän vahingoksi. Tapojen tutkiminen palauttaa suhteellisempaan vuorovaikutukseen ympäristömme kanssa on biologista järkeä ja tukee kehomme mukautuksen fysiologista toimintaa miljoonien vuosien ajan. Tämän päivähoitotutkimuksen kaltaiset tutkimukset osoittavat, että yksinkertaiset ympäristömuutokset voivat vaikuttaa positiivisesti itsemme ja lasten terveyteen ja elämään.

  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.