Het veranderen van de natuurlijke omgeving veroorzaakt microbiële ontstekingsremmende en immunologische effecten bij kinderen in de kinderopvang

Referenties

Roslund MI, Puhakka R, Grönroos M, et al. Biodiversiteitsinterventie verbetert de immuunregulatie en de gezondheidsgerelateerde commensale microbiota bij kinderen in de kinderopvang.wetenschap bw. 2020;6(42):eaba2578.

Studiedoel

Experimenteel bepalen of natuurlijk voorkomende bodembacteriën in ‘groene’ versus ‘normale’ aangelegde kinderdagverblijven de ontstekingsreactie van het immuunsysteem bij kleuters beïnvloeden

Deelnemer

75 kleuters (3-5 jaar) in Finland. Alle kinderen kregen tijdens het experiment dezelfde 2 maaltijden en 1 tussendoortje per dag en dezelfde tijd buiten per dag (~1,5 uur). Onderzoekers beoordeelden activiteiten buiten de kinderopvang (bijvoorbeeld maaltijden thuis, buiten-/natuurweekends, contact met dieren) met behulp van enquêtes ingevuld door ouders en vonden minimale verschillen tussen groepen.

Kinderen werden uitgesloten van het onderzoek als ze een van de volgende kenmerken hadden: aanwezigheid van een immuundeficiëntie, auto-immuunziekte of immuunregulerende ziekte (bijvoorbeeld het humaan immunodeficiëntievirus). [HIV], ziekte van Crohn, syndroom van Down); huidig ​​gebruik van immunosuppressieve medicijnen (bijv. corticosteroïden); of het huidige gebruik van antibiotica of probiotica.

Voorlopige versie

Onderzoekers beoordeelden kinderen vóór (@Dag 0) en na (@Dag 28) groenvoorziening of ongewijzigde controle in de stedelijke kinderdagverblijven die zij bezochten. Ze omvatten 3 soorten instellingen:

• 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.

De onderzoekers namen voor- en nametingen van huid- en ontlastingsbacteriën en bloedmonsters van alle deelnemers. Ze maten ook bodem-/bodembacteriën op dag 0 en @dag 28 in alle drie de omgevingen op een gestandaardiseerde manier (bijvoorbeeld naast de voordeur van de crèche, schommel, klimrek, zandbak).

Doelparameters

Onderzoekers namen voor en na de interventie bloedmonsters af om de status van het immuunsysteem van kinderen te beoordelen. Concreet maten ze de volgende inflammatoire immuunmarkers (cytokinen):

• 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.

Bloedmonsters werden ook gebruikt om regulerende T-cellen (Treg) te meten, waardoor witte bloedcellen worden gemoduleerd die de inflammatoire immuunrespons beïnvloeden. De onderzoekers maten ook huid- en ontlastingsbacteriën en bodembacteriën in de omgeving om eventuele veranderingen tussen groepen voor en na het onderzoek te beoordelen.

Belangrijkste inzichten

Bodemmonsters van alle drie de kinderdagverblijven vertoonden op dag 0, zoals verwacht, een uitgebreide aanwezigheid van meerdere klassen bacteriën. De microbiële diversiteit vóór de interventie was significant hoger in de natuuropvanggroep dan in de standaardopvanggroep (waartoe ook de pre-interventie vergroenende kinderopvanggroep behoorde). Er werden ernstig verhoogde IL-10-waarden gevonden bij kinderen die naar de natuuropvang gingen (P=0,0000023). Omgekeerd hadden kinderen in de standaard dagopvanggroep op dag 0 lagere TGF-β1-niveaus (P=0,01).

De ‘vergroening’ van een kleuterschool leidde tot veranderingen in de bodem-, huid- en ontlastingsbacteriën die direct correspondeerden met veranderingen in de immuunfunctie.

Op dag 28 werd voor de Greening-kwekerij een significante toename van de bacteriële overvloed en diversiteit gemeten, tot acht keer zoveel als wat werd gemeten in de standaardkwekerij. Dit kwam tot uiting in de toegenomen microbiële diversiteit op de huid- en ontlastingsmonsters van kinderen in de Greening Kita-groep, die vergelijkbaar waren met de bevindingen in de Nature Kita-groep.

Het allerbelangrijkste was dat veranderingen in de bodem-, huid- en ontlastingsbacteriën direct correspondeerden met veranderingen in de metingen van de immuunfunctie voor de groenere kinderdagverblijfgroep. De toename van de microbiële diversiteit leidde tot een significante toename van ontstekingsremmende TGF-β1 (P=0,01) en Treg (P=0,016) en afname van het pro-inflammatoire IL-17A (P=0,002). In het bijzonder was een afname van IL-17A het sterkst geassocieerd met een toename van ontlastingsbacteriënFaecalibacterium prausnitzii(P=0,045), waarvan is aangetoond dat het gunstige immuunmodulerende eigenschappen heeft voor mensen met de ziekte van Crohn.¹

Oefen implicaties

Dit is de eerste veldstudie waarin experimenteel wordt gemeten hoe omgevingsbacteriën het menselijke immuunsysteem moduleren. Het is al tientallen jaren bekend dat omgevingsfactoren de werking van het immuunsysteem beïnvloeden, te beginnen met de ontwikkeling van de ‘hygiënehypothese’ in 1989.²Sindsdien hebben verschillende onderzoeken het belang van de microbiële biodiversiteit bij het beïnvloeden van de werking van het immuunsysteem aangetoond.^3.4Dit omvat ook de verfijnde ‘Old Friends Hypothese’, die suggereert dat atopische ziekten (bijv. allergieën, astma, eczeem) en auto-immuunziekten (bijv. multiple sclerose, reumatoïde artritis, de ziekte van Crohn) in ontwikkelde landen toenemen in vergelijking met ontwikkelingslanden als gevolg van microbiële Th1/Th2/Th17/Treg-immuunmodulatie, wat representatiever is voor onze traditionele evolutionair verleden.⁵Een verleden waarin onze prehistorische voorouders fysiek werden blootgesteld aan de rijke microbiële biodiversiteit van de natuurlijke wereld om hen heen.^6.7

Het bewijs voor de Old Friends-hypothese is niet uitsluitend gebaseerd op vergelijkingen tussen ontwikkelde en ontwikkelingslanden. Zelfs in ontwikkelde landen zijn er veel onderzoeken die de gezondheidsvoordelen aantonen van mensen, vooral kinderen, die worden blootgesteld aan microbiële omgevingen met een grotere biodiversiteit. Geschriften over deze voordelen zijn zelfs in de populaire lekenliteratuur gebruikelijk.^8.9Een gebruikelijke manier om deze voordelen te bereiken is om tijd buitenshuis door te brengen, waar de natuurlijk voorkomende microbiële diversiteit hoog is. Verschillende onderzoeken hebben de voordelen van dergelijke buitenactiviteiten op het aantal atopische en auto-immuunziekten aangetoond.^10,11evenals psychische aandoeningen zoals depressie en angst^12,13gemedieerd door neuronale ontstekingsremmende en neurotransmitter-ondersteunende veranderingen veroorzaakt door microbiële blootstelling.^14-16Dit komt uiteraard bovenop alle andere mentale en fysieke voordelen waarvan bekend is dat ze voortvloeien uit tijd buitenshuis doorbrengen, waaronder verhoogde fysieke activiteit, sociale interactie, creatief spel, ontwikkeling van empathie, academische prestaties, enz.^17-19

Voorafgaand aan dit huidige onderzoek was al het onderzoek naar de Hygiëne/Oude Vrienden-hypothesen observationeel (waarbij associaties werden gelegd tussen grote populatiegebaseerde datasets) of laboratoriumgebaseerd.in vivoVaccinatieproeven om de effecten van specifieke microbiële soorten te meten. Deze veldstudie laat voor het eerst zien dat het veranderen van de echte omgeving de microbiomen in de omgeving kan veranderen op een manier die meetbare, impactvolle effecten heeft op de menselijke ontstekingsstatus en de werking van het immuunsysteem.

beperkingen

Dit was een goed opgezette studie die een direct verband legde tussen veranderingen in externe en interne omgevingsmicroben en de functie van het immuunsysteem. Een meer definitief verband had kunnen worden gelegd door deelnemers direct bloot te stellen aan geselecteerde microbiële soorten, maar dit verband werd elders gelegd.²⁰Deze studie liet niet zien hoe lang de microbiële en immunologische veranderingen van de deelnemers na dag 28 aanhielden. Toekomstige studies zouden een crossover- of wash-outperiode na blootstelling kunnen omvatten om de levensduur te bepalen. Bovendien zou een longitudinaal onderzoek met klinische populaties (bijvoorbeeld kinderen met atopische of auto-immuunziekten) nuttig zijn om de therapeutische waarde van dit soort blootstelling te bepalen.

Conclusie

De wereld waarin we leven heeft complexe en intieme effecten op onze gezondheid en welzijn. Zoals het holistische wereldbeeld zegt: “alles is met elkaar verbonden.” In de moderne tijd hebben veel mensen geprobeerd afstand te nemen van de natuurlijke wereld om hen heen, vaak in hun nadeel. Het onderzoeken van manieren om terug te keren naar een meer relationele interactie met onze omgeving is biologisch zinvol en ondersteunt het fysiologische functioneren van de aanpassingen van ons lichaam gedurende miljoenen jaren. Uit onderzoek zoals dit onderzoek in de kinderopvang blijkt dat eenvoudige aanpassingen aan de omgeving een positieve invloed kunnen hebben op de gezondheid en het leven van onszelf en onze kinderen.