Promjena prirodnog okoliša proizvodi mikrobne protuupalne i imunološke učinke u djeci vrtića

Transparenz: Redaktionell erstellt und geprüft.
Veröffentlicht am

Reference Roslund Mi, Puhakka R, Grönroos M i sur. Intervencija na biološkoj raznolikosti poboljšava imunološku regulaciju i komenzalnu mikrobiotu povezanu s zdravljem u djeci za vrtić. Science Adv. 2020; 6 (42): EABA2578. Studija ima za cilj eksperimentalno utvrditi utječu li prirodne bakterije tla u „zelenoj“ u odnosu na „normalno“ uređene dnevne centre, utječe na upalni odgovor imunološkog sustava kod sudionika djece predškolske dobi od 75 djece predškolske dobi (3-5 godina) u Finskoj. Sva su djeca primila ista 2 obroka i 1 zalogaj dnevno, kao i istovremeno vani dnevno (~ 1,5 sati) tijekom cijelog eksperimenta. Istraživači su procijenili aktivnosti izvan vrtića (npr. Obroci kod kuće, vikendi u ...

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 i sur. Intervencija na biološkoj raznolikosti poboljšava imunološku regulaciju i komenzalnu mikrobiotu povezanu s zdravljem u djeci za vrtić. Science Adv. 2020; 6 (42): EABA2578. Studija ima za cilj eksperimentalno utvrditi utječu li prirodne bakterije tla u „zelenoj“ u odnosu na „normalno“ uređene dnevne centre, utječe na upalni odgovor imunološkog sustava kod sudionika djece predškolske dobi od 75 djece predškolske dobi (3-5 godina) u Finskoj. Sva su djeca primila ista 2 obroka i 1 zalogaj dnevno, kao i istovremeno vani dnevno (~ 1,5 sati) tijekom cijelog eksperimenta. Istraživači su procijenili aktivnosti izvan vrtića (npr. Obroci kod kuće, vikendi u ...

Promjena prirodnog okoliša proizvodi mikrobne protuupalne i imunološke učinke u djeci vrtića

Reference

Roslund MI, Puhakka R, Grönroos M i sur. Intervencija na biološkoj raznolikosti poboljšava imunološku regulaciju i komenzalnu mikrobiotu povezanu s zdravljem u djeci za vrtić.znanost. 2020; 6 (42): EABA2578.

Proučite cilj

Eksperimentalno utvrditi utječu li prirodne bakterije tla u „zelenoj“ u odnosu na „normalno“ uređene dnevne centre, utječu na upalni odgovor imunološkog sustava u predškolske djece

Sudionik

75 predškolska djeca (3-5 godina) u Finskoj. Sva su djeca primila ista 2 obroka i 1 zalogaj dnevno, kao i istovremeno vani dnevno (~ 1,5 sati) tijekom cijelog eksperimenta. Istraživači su procijenili aktivnosti izvan vrtića (npr. Obroci kod kuće, vikendi na otvorenom/prirodu, kontakt sa životinjama) koristeći ankete koje su dovršili roditelji i otkrili minimalne razlike među skupinama.

Djeca su bila isključena iz studije ako su imali bilo koju od sljedećih karakteristika: prisutnost imunodeficijencije, autoimune ili imunoregulacijske bolesti (npr. Virus ljudske imunodeficijencije). [HIV], Crohnova bolest, Downov sindrom); trenutna upotreba imunosupresivnih lijekova (npr. Kortikosteroidi); ili trenutna upotreba antibiotika ili probiotika.

Nacrt

Istraživači su procijenili djecu prije (@day 0) i nakon (@day 28) uređenja okoliša ili kontrole bez promjene u urbanim vrtićima koje su prisustvovali. Uključili su 3 vrste postavki:

  • 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.

Istraživači su uzeli prije i nakon mjerenja bakterija kože i stolice, kao i uzorke krvi od svih sudionika. Također su mjerili bakterije tla/tla @day 0 i @day 28 u sva 3 okruženja na standardizirani način (npr., Pored ulaznih vrata za vrtić, set za ljuljanje, teretana iz džungle, pješčana kutija).

Ciljni parametri

Istraživači su uzeli uzorke krvi prije i nakon intervencije kako bi procijenili status imunološkog sustava djece. Konkretno, izmjerili su sljedeće upalne imunološke markere (citokini):

  • 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.

Uzorci krvi također su korišteni za mjerenje regulatornih T stanica (Treg), modulirajući bijele krvne stanice koje utječu na upalni imunološki odgovor. Istraživači su također mjerili bakterije kože i stolice, kao i bakterije iz okolišnih tla kako bi procijenili bilo kakve promjene između skupina prije i nakon studije.

Ključni uvidi

Uzorci tla iz sva 3 dnevna centra na dan 0 pokazali su opsežnu prisutnost više klasa bakterija, kao što se i očekivalo. Raznolikost mikroba prije intervencije bila je značajno veća u grupi za dnevnu njegu prirode nego u grupi Standard Day Care (koja je uključivala skupinu za dnevnu skrb za obradu pred-intervencije). Osnovno povišene razine IL-10 pronađene su kod djece koja pohađaju vrtić prirode (P= 0,0000023). Suprotno tome, djeca u danu 0 Standardna dnevna grupa imala su niže razine TGF-β1 (P= 0,01).

"Zeleni" vrtića dovelo je do promjena u bakterijama tla, kože i stolice koje su izravno odgovarale promjenama u imunološkoj funkciji.

28. dana, mjereno je značajno povećanje obilja bakterija i raznolikosti za rasadnik za zelenilo, do osam puta više od onoga što je mjereno u standardnom rasadniku. To se odražavalo na povećanu mikrobnu raznolikost na uzorcima djece i stolice u grupi Greening Kita, koji su bili slični nalazima u grupi Nature Kita.

Ono što je najvažnije, promjene u bakterijama tla, kože i stolice izravno su odgovarale promjenama u mjerama imunološke funkcije za grupu za njegu dnevne njege. Povećanje mikrobne raznolikosti dovelo je do značajnog povećanja protuupalnog TGF-β1 (P= 0,01) i Treg (P= 0,016) i smanjuje se u protuupalnom IL-17A (P= 0,002). Konkretno, smanjenje IL-17a bilo je najjače povezano s povećanjem bakterija stoliceFaecalibacterium prausnitzii(P= 0,045), za koje se pokazalo da imaju korisna imunomodulatorna svojstva za osobe s Crohnovom bolešću.1

Prakticirati implikacije

Ovo je prva terenska studija koja eksperimentalno mjeri kako okolišne bakterije moduliraju ljudski imunološki sustav. Poznato je da okolišni čimbenici utječu na funkciju imunološkog sustava desetljećima, počevši od razvoja "higijenske hipoteze" 1989. godine.2Od tada, nekoliko studija pokazalo je važnost biološke raznolikosti mikroba u utjecaju na funkciju imunološkog sustava.3.4To također uključuje rafiniranu "hipotezu o starim prijateljima", koja sugerira da su atopijske bolesti (npr. Alergije, astma, ekcem) i autoimune bolesti (npr. Multiple skleroza, reumatoidni artritis, Crohnova bolest u razvijenim zemljama u usporedbi s našim zemljama u razvoju. prošlost.5Prošlost u kojoj su naši pretpovijesni preci bili fizički izloženi bogatoj mikrobnoj biološkoj raznolikosti prirodnog svijeta oko njih.6.7

Dokazi za hipotezu o starim prijateljima ne temelje se samo na usporedbi između razvijenih i zemalja u razvoju. Čak i u razvijenim zemljama, postoje mnoge studije koje pokazuju zdravstvene koristi ljudi, posebno djece, izložene mikrobnom okruženju s većom biološkom raznolikošću. Zapisi o tim prednostima uobičajeni su čak i u popularnoj laičkoj literaturi.8.9Uobičajeni način postizanja ovih prednosti je provoditi vrijeme na otvorenom gdje je prirodna raznolikost mikroba visoka. Nekoliko studija pokazalo je prednosti takvih aktivnosti na otvorenom na stopi atopijskih i autoimunih bolesti.10,11kao i mentalne bolesti poput depresije i anksioznosti12,13posredovane neuronskim protuupalnim i neurotransmiterskim promjenama koje su podržane uzrokovane mikrobnim izlaganjem.14-16To je, naravno, osim svih ostalih mentalnih i fizičkih koristi za koje se zna da proizlaze iz trošenja vremena na otvorenom, uključujući povećanu tjelesnu aktivnost, društvenu interakciju, kreativnu igru, razvoj empatije, akademsku izvedbu itd.17-19

Prije ove trenutne studije, sva su istraživanja higijene/starih prijatelja hipoteza bila promatračka (udruživanja u velikim populacijama utemeljenih na populaciji) ili laboratorijin vivoIspitivanja cijepljenja za mjerenje učinaka specifičnih mikrobnih vrsta. Ova terenska studija prvi put pokazuje da promjena u stvarnom okruženju može promijeniti mikrobiome okoliša na načine koji imaju mjerljive, utjecajne učinke na upalni status čovjeka i funkciju imunološkog sustava.

ograničenja

Ovo je bila dobro osmišljena studija koja je utvrdila izravnu vezu između promjena vanjskih i unutarnjih mikroba okoliša i funkcije imunološkog sustava. Konačnije udruženje moglo bi se izravno izlagati sudionicima odabranim mikrobnim vrstama, ali ta je udruga napravljena drugdje.20Ova studija nije pokazala koliko su dugoročne i imunološke promjene sudionika trajale nakon 28. dana. Buduće studije mogle bi uključivati ​​razdoblje crossover ili ispiranje nakon izlaganja radi utvrđivanja dugovječnosti. Uz to, longitudinalna studija s kliničkom populacijom (npr. Djeca s atopijskim ili autoimunim dijagnozama) bila bi korisna za utvrđivanje terapijske vrijednosti ove vrste izloženosti.

Zaključak

Svijet u kojem živimo ima složene i intimne učinke na naše zdravlje i dobrobit. Kao što kaže holistički svjetonazor, "sve je povezano." U moderno vrijeme mnogi su se nastojali distancirati od prirodnog svijeta oko sebe, često do njihove štete. Istraživanje načina za povratak relacijskoj interakciji s našom okolinom čini biološki smisao i podržava fiziološko funkcioniranje prilagodbi našeg tijela tijekom milijuna godina. Istraživanja poput ove studije za vrtiće pokazuju da jednostavna prilagođavanja okoliša mogu pozitivno utjecati na zdravlje i život sebe i svoje djece.

  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.