Zmena prirodzeného prostredia má u detí dennej starostlivosti mikrobiálne protizápalové a imunologické účinky

Transparenz: Redaktionell erstellt und geprüft.
Veröffentlicht am

Literatúra Roslund MI, Puhakka R, Grönroos M, et al. Zásah do biodiverzity zlepšuje imunitnú reguláciu a so zdravím spojenú komenzálnu mikroflóru u detí v dennej starostlivosti. Veda Adv. 2020;6(42):eaba2578. Cieľ štúdie Experimentálne určiť, či prirodzene sa vyskytujúce pôdne baktérie v „zelených“ v porovnaní s „normálnymi“ upravenými škôlkami ovplyvňujú zápalovú odpoveď imunitného systému u detí predškolského veku Účastníci 75 detí predškolského veku (3-5 rokov) vo Fínsku. Všetky deti dostávali počas experimentu rovnaké 2 jedlá a 1 desiatu denne, ako aj rovnaký čas vonku denne (~1,5 hodiny). Výskumníci hodnotili aktivity mimo dennej starostlivosti (napr. jedlo doma, víkendy v...

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 …
Literatúra Roslund MI, Puhakka R, Grönroos M, et al. Zásah do biodiverzity zlepšuje imunitnú reguláciu a so zdravím spojenú komenzálnu mikroflóru u detí v dennej starostlivosti. Veda Adv. 2020;6(42):eaba2578. Cieľ štúdie Experimentálne určiť, či prirodzene sa vyskytujúce pôdne baktérie v „zelených“ v porovnaní s „normálnymi“ upravenými škôlkami ovplyvňujú zápalovú odpoveď imunitného systému u detí predškolského veku Účastníci 75 detí predškolského veku (3-5 rokov) vo Fínsku. Všetky deti dostávali počas experimentu rovnaké 2 jedlá a 1 desiatu denne, ako aj rovnaký čas vonku denne (~1,5 hodiny). Výskumníci hodnotili aktivity mimo dennej starostlivosti (napr. jedlo doma, víkendy v...

Zmena prirodzeného prostredia má u detí dennej starostlivosti mikrobiálne protizápalové a imunologické účinky

Referencie

Roslund MI, Puhakka R, Grönroos M, a kol. Zásah do biodiverzity zlepšuje imunitnú reguláciu a so zdravím spojenú komenzálnu mikroflóru u detí v dennej starostlivosti.veda adv. 2020;6(42):eaba2578.

Cieľ štúdie

Experimentálne určiť, či prirodzene sa vyskytujúce pôdne baktérie v „zelených“ v porovnaní s „normálnymi“ upravenými škôlkami ovplyvňujú zápalovú reakciu imunitného systému u predškolských detí

Účastník

75 detí predškolského veku (3-5 rokov) vo Fínsku. Všetky deti dostávali počas experimentu rovnaké 2 jedlá a 1 desiatu denne, ako aj rovnaký čas vonku denne (~1,5 hodiny). Výskumníci hodnotili aktivity mimo dennej starostlivosti (napr. jedlo doma, víkendy vonku/v prírode, kontakt so zvieratami) pomocou prieskumov vyplnených rodičmi a zistili minimálne rozdiely medzi skupinami.

Deti boli zo štúdie vylúčené, ak mali niektorú z nasledujúcich charakteristík: prítomnosť imunodeficiencie, autoimunitné alebo imunoregulačné ochorenie (napr. vírus ľudskej imunodeficiencie). [HIV], Crohnova choroba, Downov syndróm); súčasné užívanie imunosupresívnych liekov (napr. kortikosteroidov); alebo súčasné užívanie antibiotík alebo probiotík.

Návrh

Výskumníci hodnotili deti pred (@ Deň 0) a po (@ Deň 28) terénnymi úpravami alebo kontrolou bez zmeny v mestských centrách dennej starostlivosti, ktoré navštevovali. Zahŕňali 3 typy nastavení:

  • 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.

Vedci odobrali pred a po meraní baktérií kože a stolice, ako aj vzorky krvi od všetkých účastníkov. Taktiež merali pôdne/pôdne baktérie @Deň 0 a @Deň 28 vo všetkých 3 prostrediach štandardizovaným spôsobom (napr. pri vchodových dverách škôlky, hojdačke, preliezačkách, pieskovisku).

Cieľové parametre

Vedci odobrali vzorky krvi pred a po zákroku, aby zhodnotili stav imunitného systému detí. Konkrétne merali nasledujúce zápalové imunitné markery (cytokíny):

  • 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.

Vzorky krvi sa tiež použili na meranie regulačných T buniek (Treg), modulujúcich biele krvinky, ktoré ovplyvňujú zápalovú imunitnú odpoveď. Výskumníci tiež merali baktérie kože a stolice, ako aj environmentálne pôdne baktérie, aby posúdili akékoľvek zmeny medzi skupinami pred a po štúdii.

Kľúčové poznatky

Vzorky pôdy zo všetkých 3 centier dennej starostlivosti v deň 0 vykazovali rozsiahlu prítomnosť viacerých tried baktérií, ako sa očakávalo. Predintervenčná mikrobiálna diverzita bola významne vyššia v skupine dennej starostlivosti v prírode ako v skupine so štandardnou dennou starostlivosťou (ktorá zahŕňala skupinu dennej starostlivosti o ekologizáciu pred intervenciou). Výrazne zvýšené hladiny IL-10 sa našli u detí navštevujúcich škôlku Nature (P=0,0000023). Naopak, deti v skupine so štandardnou dennou starostlivosťou v deň 0 mali nižšie hladiny TGF-β1 (P=0,01).

„Ozelenenie“ materskej školy viedlo k zmenám v pôde, kožných a stolicových baktériách, ktoré priamo zodpovedali zmenám v imunitnej funkcii.

Na 28. deň bol v škôlke Greening nameraný významný nárast početnosti a diverzity baktérií, až osemnásobok toho, čo bolo namerané v štandardnej škôlke. To sa odrazilo vo zvýšenej mikrobiálnej diverzite na vzorkách kože a stolice detí v skupine Greening Kita, ktoré boli podobné zisteniam v skupine Nature Kita.

Najdôležitejšie je, že zmeny v baktériách v pôde, pokožke a stolici priamo zodpovedali zmenám v meraniach imunitných funkcií v skupine dennej starostlivosti o ekologizáciu. Nárast mikrobiálnej diverzity viedol k významnému zvýšeniu protizápalového TGF-β1 (P=0,01) a Treg (P=0,016) a zníženie prozápalového IL-17A (P=0,002). Najmä pokles IL-17A bol najsilnejšie spojený s nárastom baktérií v stoliciFaecalibacterium prausnitzii(P=0,045), u ktorého sa preukázalo, že má priaznivé imunomodulačné vlastnosti pre ľudí s Crohnovou chorobou.1

Praktické dôsledky

Toto je prvá terénna štúdia, ktorá experimentálne meria, ako environmentálne baktérie modulujú ľudský imunitný systém. O environmentálnych faktoroch je známe, že ovplyvňujú funkciu imunitného systému už desaťročia, počnúc vývojom „hypotézy hygieny“ v roku 1989.2Odvtedy niekoľko štúdií preukázalo dôležitosť mikrobiálnej biodiverzity pri ovplyvňovaní funkcie imunitného systému.3.4To zahŕňa aj prepracovanú „hypotézu starých priateľov“, ktorá naznačuje, že atopické ochorenia (napr. alergie, astma, ekzém) a autoimunitné ochorenia (napr. roztrúsená skleróza, reumatoidná artritída, Crohnova choroba) narastajú vo vyspelých krajinách v porovnaní s rozvojovými krajinami v dôsledku mikrobiálnej Th1/Th2/Th17/Treg našej tradičnej modulácie imunity. evolučnej minulosti.5Minulosť, v ktorej boli naši pravekí predkovia fyzicky vystavení bohatej mikrobiálnej biodiverzite prírodného sveta okolo nich.6.7

Dôkazy pre hypotézu starých priateľov nie sú založené len na porovnaní rozvinutých a rozvojových krajín. Dokonca aj vo vyspelých krajinách existuje veľa štúdií, ktoré dokazujú zdravotné prínosy ľudí, najmä detí, vystavených mikrobiálnemu prostrediu s väčšou biodiverzitou. Písmo o týchto výhodách je bežné aj v populárnej laickej literatúre.8.9Bežným spôsobom, ako dosiahnuť tieto výhody, je tráviť čas vonku, kde je prirodzene sa vyskytujúca mikrobiálna diverzita vysoká. Niekoľko štúdií preukázalo výhody takýchto outdoorových aktivít na výskyt atopických a autoimunitných ochorení.10,11ako aj duševné choroby, ako je depresia a úzkosť12,13sprostredkované neurónovými protizápalovými zmenami a zmenami podporujúcimi neurotransmitery spôsobenými mikrobiálnymi expozíciami.14-16To je, samozrejme, okrem všetkých ostatných duševných a fyzických výhod, o ktorých je známe, že sú výsledkom trávenia času vonku, vrátane zvýšenej fyzickej aktivity, sociálnej interakcie, tvorivej hry, rozvoja empatie, akademického výkonu atď.17-19

Pred touto súčasnou štúdiou bol všetok výskum hypotéz Hygiena/Old Friends buď pozorovací (vytváranie asociácií medzi veľkými súbormi údajov o populácii) alebo laboratórnyin vivoSkúšky očkovania na meranie účinkov špecifických mikrobiálnych druhov. Táto terénna štúdia po prvýkrát ukazuje, že zmena prostredia v reálnom svete môže zmeniť environmentálne mikrobiómy spôsobmi, ktoré majú merateľné, vplyvné účinky na stav ľudského zápalu a funkciu imunitného systému.

obmedzenia

Bola to dobre navrhnutá štúdia, ktorá preukázala priamu súvislosť medzi zmenami vonkajších a vnútorných mikróbov prostredia a funkciou imunitného systému. Definitívnejšia asociácia sa mohla vytvoriť priamym vystavením účastníkov vybraným mikrobiálnym druhom, ale táto asociácia bola vytvorená inde.20Táto štúdia neukázala, ako dlho trvali mikrobiálne a imunologické zmeny účastníkov po 28. dni. Budúce štúdie by mohli zahŕňať prechodné alebo vymývacie obdobie po expozícii, aby sa určila dlhovekosť. Okrem toho by na určenie terapeutickej hodnoty tohto typu expozície bola užitočná longitudinálna štúdia s klinickými populáciami (napr. deti s atopickými alebo autoimunitnými diagnózami).

Záver

Svet, v ktorom žijeme, má komplexné a intímne účinky na naše zdravie a pohodu. Ako hovorí holistický svetonázor, „všetko je prepojené“. V modernej dobe sa mnohí ľudia snažia dištancovať od okolitého prírodného sveta, často na ich škodu. Skúmanie spôsobov, ako sa vrátiť k vzťahovejšej interakcii s naším prostredím, dáva biologický zmysel a podporuje fyziologické fungovanie adaptácií nášho tela počas miliónov rokov. Výskum, ako je táto štúdia starostlivosti o deti, ukazuje, že jednoduché úpravy prostredia môžu pozitívne ovplyvniť zdravie a životy nás a našich detí.

  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.