Modificarea mediului natural produce efecte antiinflamatoare și imunologice microbiene la copiii de îngrijire de zi

Referințe

Roslund MI, Puhakka R, Grönroos M și colab. Intervenția biodiversității îmbunătățește reglarea imunității și microbiota comensală asociată sănătății la copiii de zi.Science Adv. 2020; 6 (42): EABA2578.

Obiectiv de studiu

Pentru a determina experimental dacă bacteriile solului care apar în mod natural în centrele de îngrijire de zi „verde” vs.

Participant

75 de copii preșcolari (3-5 ani) în Finlanda. Toți copiii au primit aceleași 2 mese și 1 gustare pe zi, precum și aceeași oră afară pe zi (~ 1,5 ore) pe tot parcursul experimentului. Cercetătorii au evaluat activitățile în afara îngrijirii de zi (de exemplu, mese acasă, weekenduri în aer liber/natură, contact cu animale) folosind sondaje finalizate de părinți și au găsit diferențe minime între grupuri.

Copiii au fost excluși din studiu dacă aveau oricare dintre următoarele caracteristici: prezența unei imunodeficiențe, autoimune sau boli imunoregulatoare (de exemplu, virusul imunodeficienței umane). [HIV], boala Crohn, sindromul Down); utilizarea curentă a medicamentelor imunosupresoare (de exemplu, corticosteroizi); sau utilizarea curentă a antibioticelor sau probioticelor.

Proiect

Cercetătorii au evaluat copiii înainte (@day 0) și după (@day 28) peisagistica sau controlul fără schimbare la centrele de îngrijire de zi urbană la care au participat. Au inclus 3 tipuri de setări:

• 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.

Cercetătorii au preluat și post-măsurarea bacteriilor pielii și scaunelor, precum și probe de sânge de la toți participanții. De asemenea, au măsurat bacteriile solului/solului @day 0 și @day 28 în toate cele 3 medii într -o manieră standardizată (de exemplu, lângă ușa din față de zi, set de leagăn, gimnastică în junglă, cutie de nisip).

Parametri țintă

Cercetătorii au luat probe de sânge înainte și după intervenție pentru a evalua starea sistemelor imunitare ale copiilor. Mai exact, au măsurat următorii markeri imuni inflamatori (citokine):

• 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.

Probele de sânge au fost, de asemenea, utilizate pentru a măsura celulele T reglatoare (Treg), modulând globulele albe din sânge care influențează răspunsul imun inflamator. Cercetătorii au măsurat, de asemenea, bacteriile pielii și scaunelor, precum și bacteriile solului de mediu pentru a evalua orice modificări între grupuri înainte și după studiu.

Perspective cheie

Probele de sol din toate cele 3 centre de îngrijire de zi în ziua 0 au arătat o prezență extinsă a mai multor clase de bacterii, așa cum era de așteptat. Diversitatea microbiană pre-intervenție a fost semnificativ mai mare în grupul de zi de zi a naturii decât în ​​grupul standard de îngrijire de zi (care a inclus grupul de îngrijire de zi de pre-intervenție). S-au găsit niveluri de IL-10 grav ridicate la copiii care participă la îngrijirea zilei de natură (P= 0,0000023). În schimb, copiii din ziua 0 grupul de îngrijire de zi standard au avut niveluri mai mici de TGF-β1 (P= 0,01).

„Ecologizarea” unei grădinițe a dus la modificări ale bacteriilor solului, pielii și scaunelor care au corespuns direct modificărilor funcției imunitare.

În ziua 28, a fost măsurată o creștere semnificativă a abundenței bacteriene și a diversității pentru pepiniera de ecologizare, de până la opt ori mai mare decât cea măsurată în pepiniera standard. Acest lucru s -a reflectat în creșterea diversității microbiene asupra pielii și a probelor de scaun ale copiilor din grupul Greening Kita, care au fost similare cu concluziile din grupul Nature Kita.

Cel mai important, modificările bacteriilor solului, pielii și scaunelor au corespuns direct modificărilor măsurilor de funcție imunitară pentru grupul de îngrijire de zi. Creșterea diversității microbiene a dus la o creștere semnificativă a TGF-β1 antiinflamatoare (P= 0,01) și Treg (P= 0,016) și scade în IL-17A pro-inflamator (P= 0,002). În special, o scădere a IL-17A a fost asociată cel mai puternic cu o creștere a bacteriilor scaunelorFaecalibacterium prausnitzii(P= 0,045), care s -a dovedit că are proprietăți imunomodulatoare benefice pentru persoanele cu boala Crohn.¹

Implicații practică

Acesta este primul studiu de teren care măsoară experimental modul în care bacteriile de mediu modulează sistemul imunitar uman. Factorii de mediu au fost cunoscuți pentru a influența funcția sistemului imunitar de zeci de ani, începând cu dezvoltarea „ipotezei de igienă” în 1989.²De atunci, mai multe studii au demonstrat importanța biodiversității microbiene în influențarea funcției sistemului imunitar.^3.4This also includes the refined "Old Friends Hypothesis", which suggests that atopic diseases (e.g. allergies, asthma, eczema) and autoimmune diseases (e.g. multiple sclerosis, rheumatoid arthritis, Crohn's disease) are increasing in developed countries compared to developing countries as a result of microbial Th1/Th2/Th17/Treg immune modulation, which is more representative of our traditional evolutionary trecut.⁵Un trecut în care strămoșii noștri preistorici au fost expuși fizic la bogarea biodiversității microbiene a lumii naturale din jurul lor.^6.7

Dovezile pentru ipoteza vechilor prieteni nu se bazează doar pe comparații între țările dezvoltate și cele în curs de dezvoltare. Chiar și în țările dezvoltate, există multe studii care demonstrează beneficiile pentru sănătate ale oamenilor, în special a copiilor, fiind expuși la medii microbiene cu mai mare biodiversitate. Scrierile despre aceste beneficii sunt comune chiar și în literatura populară laică.^8.9O modalitate obișnuită de a obține aceste beneficii este de a petrece timp în aer liber, unde diversitatea microbiană care apare în mod natural este ridicată. Mai multe studii au arătat beneficiile unor astfel de activități în aer liber cu privire la ratele de boli atopice și autoimune.^10,11precum și boli mintale, cum ar fi depresia și anxietatea^12,13Mediate de modificări neuronale antiinflamatoare și neurotransmițător-suportiv cauzate de expunerile microbiene.^14-16Aceasta este, desigur, pe lângă toate celelalte beneficii mentale și fizice cunoscute ca rezultat din petrecerea timpului în aer liber, inclusiv activitate fizică sporită, interacțiune socială, joc creativ, dezvoltare empatie, performanță academică etc.^17-19

Înainte de acest studiu actual, toate cercetările privind ipotezele de igienă/prieteni vechi au fost fie observaționale (realizarea asociațiilor pe seturi de date mari bazate pe populație), fie pe bazate pe laboratorin vivoStudiile de vaccinare pentru a măsura efectele speciilor microbiene specifice. Acest studiu de teren arată pentru prima dată că modificarea mediilor din lumea reală poate modifica microbiomii de mediu în moduri care au efecte măsurabile și impactante asupra stării inflamatorii umane și a funcției sistemului imunitar.

restricții

Acesta a fost un studiu bine conceput, care a stabilit o legătură directă între modificările microbilor de mediu externi și interni și funcția sistemului imunitar. O asociere mai definitivă ar fi putut fi făcută prin expunerea directă a participanților la specii microbiene selectate, dar această asociere a fost făcută în altă parte.²⁰Acest studiu nu a arătat cât timp a durat modificările microbiene și imunologice ale participanților după ziua 28. Studiile viitoare ar putea include o perioadă de încrucișare sau de spălare după expunere pentru a determina longevitatea. În plus, un studiu longitudinal cu populații clinice (de exemplu, copiii cu diagnosticare atopică sau autoimună) ar fi utili pentru a determina valoarea terapeutică a acestui tip de expunere.

Concluzie

Lumea în care trăim are efecte complexe și intime asupra sănătății și bunăstării noastre. După cum spune viziunea despre lume holistică, „totul este conectat”. În timpurile moderne, mulți oameni au căutat să se distanțeze de lumea naturală din jurul lor, adesea în detrimentul lor. Explorarea modalităților de a reveni la o interacțiune mai relațională cu mediul nostru are sens biologic și susține funcționarea fiziologică a adaptărilor corpului nostru de -a lungul a milioane de ani. Cercetări precum acest studiu de îngrijire de zi arată că ajustările simple de mediu pot avea un impact pozitiv asupra sănătății și vieții noastre și a copiilor noștri.