Å spise en rekke planter hjelper spedbarn med å bygge et sterkere tarmmikrobiom

Å spise en rekke planter hjelper spedbarn med å bygge et sterkere tarmmikrobiom

Ny forskning viser at spedbarn som spiser et større utvalg av plantemat utvikler et mer modent tarmmikrobiom, og legger grunnlaget for bedre helse og sykdomsresistens senere i livet.

*Viktig merknad: MedrxivPubliser foreløpige vitenskapelige rapporter som ikke er fagfellevurdert og derfor ikke anses som avgjørende, veileder klinisk praksis/helserelatert atferd eller behandles som etablert informasjon.

En nylig publisert studie om studienMedrxivPreprint* Server rapporterte at plantediversitet i kosten forutsier modning av mikrobiomer i tidlig liv.

I løpet av de første årene av livet gjennomgår den menneskelige tarmen en overgang fra en steril tilstand til et mangfoldig mikrobielt økosystem når tarmmikrobiomet forvandles fra en umoden tilstand til en voksen, moden tilstand. Riktig mikrobiell suksesjon er avgjørende for metabolisme, sykdomsresistens og immunutvikling, og forstyrrelser i denne prosessen øker risikoen for allergi, diabetes og fedme.

Til tross for etablerte koblinger mellom helse og spedbarnets tarmmikrobiome, er komplementær fôringskolonisering fortsatt uklar. Denne studien tar for seg dette gapet og viser at avvenningsstadiet er hoveddriveren for diettsignaturer på tvers av populasjoner, uavhengig av regionale forskjeller i kosthold.

Studien og resultatene

Mens bare åtte hovedmat var vanlige i alle land, identifiserte studien en bemerkelsesverdig 199 unike plantematsekvenser i spedbarns dietter over hele verden, noe som viser et stort mangfold av kosthold.

Denne studien undersøkte sammenhengen mellom tidlig utvikling av mikrobiom og spedbarns diett. Studiekohorten inkluderte 729 barn i alderen ≤3 år fra USA, Kenya, Nicaragua, Pakistan og Kambodsja.

Avføringsprøver fra barna ble utsatt for en objektiv diettvurderingsmetode, Foodseq, som sekvenserer 12S rRNA fra dyremitokondrier eller leucingener fra planteplastider. Dette viste omfattende heterogenitet i kosthold tidlig i livet.

Plant Foodseq oppdaget 199 unike plantematsekvenser, inkludert 113 arter og 86 tildelte sekvensvarianter (ASV). Videre ble 42 % av plante-ASV-er påvist i et land, og bare åtte hovedavlinger (mais, ris, hvete, tomater, mango, allium, bananer/plantains og nattskygger) var konsekvent utbredt i alle land.

Hovedkomponentanalyse viste at den generelle tilstedeværelsen av plantemat støttet hovedaksen for diettvariasjon (hovedkomponent 1, PC1).

I motsetning til andre PC-er, viste PC1 utelukkende positive belastninger for delte matvarer, noe som tyder på at omfanget av planteinntak ble fanget opp. Videre var PC1 sterkt korrelert med total Foodsseq-formue og barnealder. Disse assosiasjonene stemte overens med den forventede avvenningsveien ettersom spedbarn inkorporerer en rekke fast føde i kostholdet.

Mens avvenningsstadiet PC1 dominerte, fanget PC2 opp landsspesifikke diettsignaturer påvirket av regional basismat som ris (Kambodsja), bananer/plantainer (Nicaragua) og hirse/sorghum (Kenya). Disse forskjellene i tidspunktet for diettdiversifisering gjenspeiler sannsynligvis kulturell fôringspraksis, økonomiske faktorer og lokal mattilgjengelighet.

Hastigheten og tidspunktet for diettdiversifisering varierte fra land til land. For eksempel viste kambodsjanske spedbarn rask diettdiversifisering, platået etter 13 måneder, mens amerikanske spedbarn viste en mer gradvis økning i kostholdsmangfoldet med 19 måneder.

Derimot oppdaget teamet bare 28 dyrearter. Disse inkluderte vanlige husdyr som kyr, høner og griser, samt regionspesifikke dyr som vannbøfler (i Pakistan) og fisk (i Kambodsja).

Spesielt manglet 41 % av prøvene ikke-menneskelig dyre-DNA og bare en tredjedel inneholdt mer enn to dyrearter. Gitt dette begrensede omfanget og den etablerte rollen til fiber i utvikling av mikrobiom, fokuserte studien først og fremst på plantebasert kostholdsmangfold som en nøkkeldriver for mikrobiell modning.

Videre økte alfa-diversiteten til tarmmikrobiomet jevnt over de to første leveårene, uavhengig av land. Opprinnelsesland og alder var imidlertid signifikante faktorer for interindividuell variasjon (beta-diversitet), mens fødselsmodus og ammestatus var signifikante faktorer for mikrobiell sammensetning.

Videre avslørte hierarkisk clustering et mikrobielt suksesjonsmønster. Teamet observerte en klynge i tidlig liv beriket med Streptococci og Bifidobacterium og en overgangsklynge etter 12 til 18 måneder beriket med plantebærere som Blautia og Ligilactobacillus.

Ikke bare plantene, men også hvor mange ting: bare å telle antall forskjellige plantemater et barn spiser kan være en praktisk måte å spore sunn mikrobiomutvikling.

Etter overgangen ved 21 til 36 måneder dukket det opp en sen mikrobiom-klynge som lignet det voksne mikrobiomet og viste Faecalibacterium prausnitzii og Bacteroides vulgatus.

Videre predikerte en tilfeldig skogmodell (RF) med suksess barndomsalder ved å bruke mikrobiomdata og identifiserte Bifidobacterium og Faecalibacterium som toppprediktorer.

Deretter sammenlignet forskerne modningen av maten med modningen av tarmmikrobiomet. Imidlertid fant de at selv om kostholdsmangfold var assosiert med overgangen til et voksent mikrobiom, var det ikke direkte korrelert med det totale mikrobielle mangfoldet.

Alfa-diversiteten økte inntil 14 til 16 måneder etter kostholdsdiversitetsplatået, noe som antyder at diversifisering av tarmmikrobiom fortsatte selv etter at kostholdskompleksiteten var oppnådd.

Videre var det en sterk positiv korrelasjon mellom kostholdsmangfold og tilstedeværelsen av overgangs- og sene mikrobiomklynger, inkludert fibernedbrytende taxa som Facalibacterium, Bacteroides og Prevotella.

I motsetning til dette korrelerte ikke den tidlige mikrobiom-klyngen med diettmangfold, noe som forsterker ideen om at melkeinntak, snarere enn fast mat, påvirker den opprinnelige mikrobielle sammensetningen.

Konklusjoner

Fibernedbrytende bakterier ble funnet å være mer rikelig hos små barn som spiste et bredere spekter av planter, noe som tyder på at diettvariasjonen kan bidra til å forberede tarmen for et voksent mikrobiom.

Resultatene indikerer ikke enkle, lineære assosiasjoner mellom mikrobiom og kostholdsmangfold tidlig i livet. Resultatene støtter imidlertid en to-trinns utviklingsmodell: tidlige og modningsfaser, som er regulert av henholdsvis melkeinntak og kostholdsmangfold.

Under modning forutsier spedbarns fysiologiske alder og kostholdsmangfold spedbarns kolonisering av utvalgte taxa assosiert med lignende voksen mikrobiomfunksjon.

Spesielt, til tross for mange komplementære fôringsmønstre, var suksesjonstrendene like på tvers av kohorten. Dette antyder at mikrobiomet følger en forutsigbar modningsvei uavhengig av spesifikke regionale kostholdstradisjoner.

Disse dataene bekrefter dette mangfoldige og passende inntaket av plantemat under komplementær fôring som fremmer tarmmikrobiommodning mot en fiberdegrenert voksentilstand.

Videre forsterker disse resultatene rollen til plantebasert kostholdsmangfold i mikrobiomutvikling og gir en enkel, men effektiv beregning for å overvåke mikrobiell modning hos spedbarn – en som lett kan implementeres i folkehelse og ernæringsintervensjoner over hele verden.

*Viktig merknad: MedrxivPubliser foreløpige vitenskapelige rapporter som ikke er fagfellevurdert og derfor ikke anses som avgjørende, veileder klinisk praksis/helserelatert atferd eller behandles som etablert informasjon.

Kilder: