Endring av det naturlige miljøet produserer mikrobielle betennelsesdempende og immunologiske effekter hos barnehagebarn

Transparenz: Redaktionell erstellt und geprüft.
Veröffentlicht am

Referanser Roslund MI, Puhakka R, Grönroos M, et al. Biodiversitetsintervensjon forbedrer immunregulering og helseassosiert commensal mikrobiota hos barnehagebarn. Science Adv. 2020; 6 (42): EABA2578. Studien tar sikte på å eksperimentelt avgjøre om naturlig forekommende jordbakterier i “grønne” kontra “normale” anlagte barnehagesentre påvirker immunforsvarets inflammatoriske respons hos deltakere i førskolealder 75 førskolealder (3-5 år) i Finland. Alle barn fikk de samme 2 måltidene og 1 snacks per dag, samt samme tid utenfor per dag (~ 1,5 timer) gjennom hele eksperimentet. Forskere vurderte aktiviteter utenfor barnehage (f.eks. Måltider hjemme, helger på ...

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 …
Referanser Roslund MI, Puhakka R, Grönroos M, et al. Biodiversitetsintervensjon forbedrer immunregulering og helseassosiert commensal mikrobiota hos barnehagebarn. Science Adv. 2020; 6 (42): EABA2578. Studien tar sikte på å eksperimentelt avgjøre om naturlig forekommende jordbakterier i “grønne” kontra “normale” anlagte barnehagesentre påvirker immunforsvarets inflammatoriske respons hos deltakere i førskolealder 75 førskolealder (3-5 år) i Finland. Alle barn fikk de samme 2 måltidene og 1 snacks per dag, samt samme tid utenfor per dag (~ 1,5 timer) gjennom hele eksperimentet. Forskere vurderte aktiviteter utenfor barnehage (f.eks. Måltider hjemme, helger på ...

Endring av det naturlige miljøet produserer mikrobielle betennelsesdempende og immunologiske effekter hos barnehagebarn

Referanser

Roslund MI, Puhakka R, Grönroos M, et al. Biodiversitetsintervensjon forbedrer immunregulering og helseassosiert commensal mikrobiota hos barnehagebarn.Science Adv. 2020; 6 (42): EABA2578.

Studere mål

Å eksperimentelt bestemme om naturlig forekommende jordbakterier i "grønt" kontra "normale" anlagte barnehager påvirker immunforsvarets inflammatoriske respons hos førskolebarn

Deltager

75 førskolebarn (3-5 år) i Finland. Alle barn fikk de samme 2 måltidene og 1 snacks per dag, samt samme tid utenfor per dag (~ 1,5 timer) gjennom hele eksperimentet. Forskere vurderte aktiviteter utenfor barnehage (f.eks. Måltider hjemme, utendørs/naturhelger, kontakt med dyr) ved bruk av undersøkelser fullført av foreldre og fant minimale forskjeller mellom gruppene.

Barn ble ekskludert fra studien hvis de hadde noen av følgende egenskaper: tilstedeværelse av en immunsvikt, autoimmun eller immunregulerende sykdom (f.eks. Humant immunsviktvirus). [HIV], Crohns sykdom, Downs syndrom); Nåværende bruk av immunsuppressive medisiner (f.eks. Kortikosteroider); eller nåværende bruk av antibiotika eller probiotika.

Utkast

Forskere vurderte barn før (@dag 0) og etter (@dag 28) landskapsarbeid eller ingen endringskontroll på de urbane barnehagesentrene de deltok på. De inkluderte 3 innstillingstyper:

  • 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.

Forskerne tok før og etter måling av hud- og avføringbakterier samt blodprøver fra alle deltakere. De målte også jord/jordbakterier @dag 0 og @dag 28 i alle tre miljøer på en standardisert måte (f.eks. Ved barnehagepleie, svingesett, jungelgym, sandkasse).

Målparametere

Forskere tok blodprøver før og etter intervensjonen for å vurdere statusen til barns immunforsvar. Spesifikt målte de følgende inflammatoriske immunmarkører (cytokiner):

  • 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.

Blodprøver ble også brukt til å måle regulatoriske T -celler (Treg), og modulerer hvite blodlegemer som påvirker den inflammatoriske immunresponsen. Forskerne målte også hud- og avføringsbakterier så vel som miljømesserbakterier for å vurdere eventuelle endringer mellom grupper før og etter studien.

Nøkkelinnsikt

Jordprøver fra alle 3 barnehager på dag 0 viste omfattende tilstedeværelse av flere klasser av bakterier, som forventet. Mikrobielt mangfold før intervensjonen var betydelig høyere i Nature Day Care Group enn i Standard Day Care Group (som inkluderte pre-Intervention Greening Day Care Group). Det ble funnet sterkt forhøyede IL-10-nivåer hos barn som deltok på barnehage (P= 0.0000023). Motsatt hadde barn i dag 0 standard barnehage-gruppe lavere TGF-ß1-nivåer (P= 0,01).

"Greening" av en barnehage førte til endringer i jord-, hud- og avføringsbakterier som direkte tilsvarte endringer i immunfunksjonen.

På dag 28 ble en betydelig økning i bakteriell overflod og mangfold målt for den grønne barnehagen, opptil åtte ganger det som ble målt i standard barnehagen. Dette gjenspeiles i økt mikrobielt mangfold på hud- og avføringsprøver av barn i den grønne Kita -gruppen, som var lik funnene i Nature Kita -gruppen.

Det viktigste er at endringer i jord-, hud- og avføringsbakterier tilsvarte direkte endringer i målinger av immunfunksjon for Greening Day Care Group. Økningen i mikrobielt mangfold førte til en betydelig økning i betennelsesdempende TGF-ß1 (P= 0,01) og Treg (P= 0,016) og reduseres i den pro-inflammatoriske IL-17A (P= 0,002). Spesielt en nedgang i IL-17A var sterkest assosiert med en økning i avføringsbakterierFaecalibacterium prausnitzii(P= 0,045), som har vist seg å ha gunstige immunmodulerende egenskaper for personer med Crohns sykdom.1

Øv implikasjoner

Dette er den første feltstudien som eksperimentelt måler hvordan miljøbakterier modulerer det menneskelige immunforsvaret. Miljøfaktorer har vært kjent for å påvirke immunsystemets funksjon i flere tiår, og begynne med utviklingen av "hygienehypotesen" i 1989.2Siden den gang har flere studier vist viktigheten av mikrobielt biologisk mangfold i å påvirke immunsystemets funksjon.3.4Dette inkluderer også den raffinerte "gamle vennens hypotese", noe som antyder at atopiske sykdommer (f.eks. Allergier, astma, eksem) og autoimmune sykdommer (f.eks. Multippel sklerose, revmatoid artritis, Crohns sykdom) øker i utviklede land sammenlignet med utviklingsland som et resultat av Microbial Th1/th2/th1/TH1 -en som er mer å Evolusjonær fortid.5En fortid der våre forhistoriske forfedre fysisk ble utsatt for den rike mikrobielle biologiske mangfoldet i den naturlige verdenen rundt dem.6.7

Bevisene for de gamle vennene -hypotesen er ikke utelukkende basert på sammenligninger mellom utviklede og utviklingsland. Selv i utviklede land er det mange studier som viser helsemessige fordeler ved mennesker, spesielt barn, og blir utsatt for mikrobielle miljøer med større biologisk mangfold. Skriftene om disse fordelene er vanlige selv i populær leklitteratur.8.9En vanlig måte å oppnå disse fordelene er å tilbringe tid utendørs der naturlig forekommende mikrobielt mangfold er høyt. Flere studier har vist fordelene med slike friluftsaktiviteter på frekvensen av atopiske og autoimmune sykdommer.10,11så vel som psykiske sykdommer som depresjon og angst12,13Mediert av nevronal antiinflammatorisk og nevrotransmitter-støttende endringer forårsaket av mikrobielle eksponeringer.14-16Dette er selvfølgelig i tillegg til alle de andre mentale og fysiske fordelene som er kjent for å følge av å tilbringe tid utendørs, inkludert økt fysisk aktivitet, sosial interaksjon, kreativt lek, empatiutvikling, akademisk ytelse, etc.17-19

Før denne nåværende studien var all forskning på hygiene/gamle venner hypoteser enten observasjonell (å gjøre assosiasjoner på tvers av store populasjonsbaserte datasett) eller laboratoriebasertin vivoVaksinasjonsforsøk for å måle effekten av spesifikke mikrobielle arter. Denne feltstudien viser for første gang at å endre miljøer i den virkelige verden kan endre miljømikrobiomer på måter som har målbare, påvirkelige effekter på menneskelig inflammatorisk status og immunsystemfunksjon.

begrensninger

Dette var en godt designet studie som etablerte en direkte kobling mellom endringer i eksterne og indre miljømikrober og immunsystemfunksjon. En mer definitiv assosiasjon kunne ha blitt gjort ved direkte å utsette deltakerne for utvalgte mikrobielle arter, men denne assosiasjonen ble gjort andre steder.20Denne studien viste ikke hvor lenge deltakernes mikrobielle og immunologiske endringer varte etter dag 28. Fremtidige studier kunne omfatte en crossover- eller utvaskingsperiode etter eksponering for å bestemme lang levetid. I tillegg vil en langsgående studie med kliniske populasjoner (f.eks. Barn med atopiske eller autoimmune diagnoser) være nyttig for å bestemme den terapeutiske verdien av denne typen eksponering.

Konklusjon

Verden vi lever i har komplekse og intime effekter på vår helse og velvære. Som det helhetlige verdensbildet sier: "Alt er koblet sammen." I moderne tid har mange mennesker forsøkt å distansere seg fra den naturlige verden rundt seg, ofte til skade. Å utforske måter å vende tilbake til et mer relasjonelt samspill med miljøet vårt gir biologisk mening og støtter den fysiologiske funksjonen i kroppens tilpasninger gjennom millioner av år. Forskning som denne barnehageundersøkelsen viser at enkle miljøjusteringer kan ha en positiv innvirkning på helsen og livene til oss selv og våre barn.

  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.