Die Exposition der Mutter gegenüber Metallen verdrahtet den Darm- und Resistenzgenen der Säuglingsanwälte wieder

Neue Untersuchungen zeigen, wie Spurenmetalle Mütter während der Schwangerschaft ausgesetzt sind, die Darmbakterien ihrer Babys, Stoffwechselwege und sogar die Antibiotikaresistenz prägen können und möglicherweise die lebenslange Gesundheit beeinflussen.

In einer kürzlich im Journal veröffentlichten Studie NaturkommunikationSEine Gruppe von Forschern untersuchte, wie die vorgeburtliche Exposition gegenüber Spurenelementen das Microbiom-, Metabolom- und Antibiotika -Resistenz -Genprofile im ersten Lebensjahr beeinflusst.

Es ist wichtig zu beachten, dass diese Ergebnisse auf Beobachtungsverbänden beruhen und keine Kausalität festlegen. Nicht gemessene verwirrende oder andere Umweltbelastungen können auch die beobachteten Beziehungen beeinflussen.

Hintergrund

Bei der Geburt ist der Darm eines Neugeborenen eine leere Tafel; Innerhalb weniger Tage wird es zu einem komplexen mikrobiellen Ökosystem. Diese frühe Kolonialisierung ist entscheidend, da das Darmmikrobiom alles von der Verdauung bis zur Immunität beeinflusst. Vaginale Geburt, Stillen und Umweltbelastungen beeinflussen die Entwicklung dieser mikrobiellen Gemeinschaften. Schadstoffe wie Schwermetalle, Arsen, Quecksilber und Blei sind jedoch allgegenwärtig und können die Plazenta überqueren. Diese Spurenelemente wurden mit neurologischen Entwicklungsschaden in Verbindung gebracht, aber ihre Auswirkungen auf das Mikrobiom des Kindes sind unklar. Aktuelle Methoden zur Untersuchung der vorgeburtlichen Exposition sind häufig invasiv. Daher sind weitere Untersuchungen erforderlich, um zu untersuchen, wie nicht-invasive Indikatoren wie mütterliches Haar die Exposition widerspiegeln, die sich auf die Gesundheit des Frühlebens auswirken.

Über die Studie

Säuglingsdarmmetaboliten veränderten sich dramatisch, als Feststoffe eingeführt wurden: Während die Nachrichten Metabolitenänderungen erwähnt, zeigt das Papier einen auffälligen Größenunterschied: Während der Ausweitung der Metaboliten änderte sich nur 56 Metaboliten zwischen 3 und 6 Monaten signifikant, aber eine massive 515 änderte sich zwischen 6 und 12 Monaten, als die Diäten erweitert wurden.

Die Forscher rekrutierten 146 Mutter-Infant-Paare in China und sammelten sechs Wochen nach der Geburt mütterliche Haarproben, um die vorgeburtliche Exposition gegenüber 12 Spurenelementen zu bewerten, darunter Arsen, Blei, Quecksilber, Selen und Kupfer. Säuglings- und mütterliche Stuhlproben wurden zu drei Zeitpunkten, ungefähr 3, 6 und 12 Monate nach der Entbindung, für die 16S -Ribosomal -Ribonukleinsäure (RNA) -Gen -Sequenzierung, metagenomische Analyse und metabolomische Profilerstellung gesammelt. Insgesamt wurden 353 Stuhlproben eine Sequenzierung unterzogen, wobei 65 unter Verwendung der Metagenomik analysiert und 198 auf Metabolomik analysiert wurden. Für 119 Mütter waren Haarprobendaten verfügbar, von denen 83 mit Stuhlproben abgestimmt waren.

Die mikrobielle Vielfalt wurde anhand von Indizes wie Shannon und Chao1 bewertet. Statistische Methoden, einschließlich linearer Regression und geschichteter Analyse, wurden verwendet, um Assoziationen zwischen den Spurenelementkonzentrationen und den mikrobiellen Metriken nachzuweisen. Antibiotikaresistenzgen (ARG) -Profile wurden in Stuhlproben von 33 Säuglingen und 32 Müttern analysiert, wobei metagenomische Ansätze verwendet wurden. Metabolomanalysen wurden über 3.800 Metaboliten über Stuhlproben hinweg identifiziert, und Korrelationen zwischen mikrobiellen Taxa und Metaboliten wurden unter Verwendung der Spearman -Korrelation untersucht. Die Entwicklung des Säuglings -Darmmikrobioms wurde im Laufe der Zeit verfolgt und mit mütterlichen Profilen verglichen. Die unterschiedlichen Häufigkeiten von Mikroben und Metaboliten wurden unter Verwendung einer linearen Diskriminanzanalyse bewertet, und die Daten wurden für mehrere Vergleiche angepasst, um die statistische Genauigkeit sicherzustellen.

Studienergebnisse

Das Säuglings -Darmmikrobiom wird im ersten Jahr eine signifikante Entwicklung durchlaufen und wechselt von einer von einer Gemeinschaft dominierten Gemeinschaft, die von dominiert wird Bifidobacterium Und Escherichia-shigella zu einem, der dem mütterlichen Darm zunehmend ähnelt. Die mikrobielle Vielfalt, zunächst bei Säuglingen, stieg im Laufe der Zeit an. Während mütterliche Mikrobiome relativ stabil blieben, zeigten Säuglingsmikrobiome dynamische Veränderungen, insbesondere zwischen 6 und 12 Monaten. Nach 12 Monaten konvergierte die Zusammensetzung der mikrobiellen Kindergemeinschaften enger mit der ihrer Mütter, was auf eine Verschiebung hinweist.

Der Liefermodus und die Fütterungsmuster spielten eine entscheidende Rolle bei der Gestaltung der frühen mikrobiellen Gemeinschaften. Die pünneunterstützte Abgabe war mit höheren Diversitätsindizes verbunden. Das Stillen beeinflusste auch die bakterielle Zusammensetzung signifikant. Diese Effekte nahmen jedoch um 12 Monate ab, was darauf hinweist, dass andere Faktoren, wie die Ernährung, allmählich mittelschwere Umwelteinflüsse mäßig.

Spezifischer Milchzucker, der mit frühen Bakterien verbunden ist: Die Studie identifizierte Lacto-N-Fucopentaose III, eine in der Menschmilch reichlich vorhandene Kohlenhydrat, die nach 3 Monaten signifikant abnimmt und eng mit dem Vorhandensein (oder dem Niedergang) von Bakterien wie Bifidobacterium und Streptokokken gebunden ist.

Die vorgeburtliche Exposition gegenüber Spurenelementen hatte messbare Auswirkungen. Die Selen -Exposition war mit einer erhöhten mikrobiellen Vielfalt verbunden, während Kupfer und Quecksilber mit einer verminderten Vielfalt in Verbindung gebracht wurden. Bei männlichen Säuglingen erhöhte die Manganexposition den mikrobiellen Reichtum, während bei weiblichen Säuglingen Quecksilber die Vielfalt verringerte. Einige Assoziationen wurden nur in bestimmten Kontexten beobachtet, wie z. B. eine erhöhte Vielfalt mit Arsenexposition von Säuglingen, die von pinzette gelieferten Säuglingen ausgesetzt sind, oder positive Assoziationen zwischen Eisenexposition und mikrobieller Vielfalt bei Mix-Fed-Säuglingen. Nicht alle Spurenelemente zeigten statistisch signifikante Assoziationen in der allgemeinen Kohorte. Die geschichtete Analyse zeigte ferner, dass spezifische Expositionen die mikrobielle Vielfalt in Abhängigkeit vom Abgabemodus und dem Fütterungsmuster unterschiedlich beeinflussten.

Beim Vergleich von Gruppen mit niedrigen, mittleren und hohen Exposition gegenüber Spurenelementen stach Kupfer hervor. Eine hohe Pränatale Kupferexposition führte nach 3 Monaten zu einer signifikant geringeren mikrobiellen Diversität, obwohl dieser Effekt im Laufe der Zeit abnahm. Bakterielle Taxa verlagert sich ebenfalls als Reaktion auf Expositionen. Zum Beispiel nahm die Exposition von Aluminium zu Bifidobakterien Und Cutibakterienveränderte aber nicht die mikrobielle Vielfalt. Mangan und Bleiexposition veränderten den Niveau von Erysipelatoclostridium Und Ruminococcus gnavus. Die Eisenexposition war mit einer Abnahme in verbunden Enterococcus Fülle.

Die Metabolomanalyse ergab 56 signifikant veränderte Metaboliten zwischen 3 und 6 Monaten und 515 zwischen 6 und 12 Monaten. Dazu gehörten Veränderungen in Fettsäuren, Kohlenhydraten, Gallensäuren und Flavonen. Einige Metaboliten, wie Lacto-n-fucopentaose III, waren mit spezifischen Bakterien-Taxa in Verbindung gebracht, einschließlich Streptococcus Und Blautia. Die vorgeburtliche Exposition gegenüber Selen und Cadmium war mit Verschiebungen der Metabolitenkonzentrationen verbunden, was darauf hindeutet, dass Spurenelemente nicht nur die mikrobielle Zusammensetzung, sondern auch die mikrobielle Funktion beeinflussen.

Spurenelemente formten auch die Antibiotika -Resistenz -Genprofile. Insgesamt wurden 263 Args identifiziert. Säuglinge zeigten eine höhere Häufigkeit von Tetracyclin- und Fluorchinolonresistenzgenen, während Mütter eine höhere Häufigkeit von Makrolid- und Lincosamid -Resistenzgenen hatten. Kupfer- und Arsen -Expositionen waren mit erhöhten Argumenten wie der Aminoglycosid -Effluxpumpe D (ACRD) und der Multidrug -Transporteruntereinheit B (MDTB) verbunden, insbesondere im Alter von 6 Monaten. Trotz einiger Überschneidungen unterschieden sich Säuglingsprofile von denen ihrer Mütter, obwohl die Konvergenz im Laufe der Zeit beobachtet wurde. Einige Assoziationen zwischen Spurenelementen und Arg -Profilen waren nur in bestimmten Altersgruppen oder Expositionskategorien statistisch signifikant.

Schlussfolgerungen

Das mütterliche Mikrobiom blieb bemerkenswert stabil: Während sich die Mikrobiome für Kinder dynamisch veränderten, zeigt die Studie, dass die Darmgemeinschaften von Mutter im gesamten ersten Jahr nach der Geburt nur geringe Unterschiede zeigten und einen starken Kontrast zu ihren sich entwickelnden Säuglingen verursachten.

Zusammenfassend zeigt diese Studie, dass die vorgeburtliche Exposition gegenüber Spurenelementen wie Selen, Kupfer, Mangan und Arsen die Darmmikrobiom-, Metabolom- und Antibiotikaresistenz -Genprofile bei Säuglingen signifikant verändert. Diese Veränderungen sind bereits drei Monate nachweisbar und entwickeln sich im ersten Lebensjahr weiter.

Die Ergebnisse unterstreichen die Bedeutung der vorgeburtlichen Umweltbelastungen für die Gestaltung der frühen Darmentwicklung und ihre potenziellen Auswirkungen auf die langfristigen Gesundheitsergebnisse. Nicht-invasive Probenahme durch mütterliches Haar bietet eine wertvolle Methode zur Überwachung dieser Expositionen.

Angesichts der Beobachtung der Studie sind weitere Untersuchungen erforderlich, um kausale Beziehungen aufzubauen und die zugrunde liegenden Mechanismen zu identifizieren. Ein frühzeitiges Eingreifen zur Verringerung der schädlichen Expositionen könnte eine gesündere Mikrobiomentwicklung unterstützen und potenziell zukünftige Krankheitsrisiken verringern.

Quellen: