Jedzenie różnorodnych roślin pomaga niemowlętom budować silniejszy mikrobiom jelitowy

Jedzenie różnorodnych roślin pomaga niemowlętom budować silniejszy mikrobiom jelitowy

Nowe badania pokazują, że u niemowląt jedzących większą różnorodność pokarmów roślinnych rozwija się bardziej dojrzały mikrobiom jelitowy, co stanowi podstawę lepszego zdrowia i odporności na choroby w późniejszym życiu.

*Ważna uwaga: MedrxivPublikuj wstępne raporty naukowe, które nie są recenzowane i dlatego nie są uważane za rozstrzygające, nie stanowią wytycznych dla praktyki klinicznej/zachowań związanych ze zdrowiem ani nie są traktowane jako ustalone informacje.

Niedawno opublikowane badanie na ten tematMedrxivSerwer Preprint* podał, że różnorodność roślin dietetycznych pozwala przewidzieć dojrzewanie mikrobiomów na wczesnym etapie życia.

W ciągu pierwszych kilku lat życia ludzkie jelita przechodzą przejście ze stanu sterylnego do zróżnicowanego ekosystemu drobnoustrojów, podczas gdy mikrobiom jelitowy przekształca się ze stanu niedojrzałego w stan dojrzały. Prawidłowa sukcesja drobnoustrojów jest niezbędna dla metabolizmu, odporności na choroby i rozwoju odporności, a zakłócenia w tym procesie zwiększają ryzyko alergii, cukrzycy i otyłości.

Pomimo ustalonych powiązań między zdrowiem a mikrobiomem jelitowym niemowlęcia, kolonizacja poprzez żywienie uzupełniające pozostaje niejasna. Niniejsze badanie wypełnia tę lukę i pokazuje, że etap odsadzenia jest głównym czynnikiem wpływającym na cechy żywieniowe w populacjach, niezależnie od regionalnych różnic w diecie.

Badanie i wyniki

Chociaż we wszystkich krajach powszechnie dostępnych było tylko osiem podstawowych produktów spożywczych, w badaniu zidentyfikowano niezwykłe 199 unikalnych sekwencji pokarmów roślinnych w dietach niemowląt na całym świecie, co świadczy o dużej różnorodności dietetycznej.

W niniejszym badaniu zbadano związek między wczesnym rozwojem mikrobiomu a dietą niemowlęcia. Kohorta badawcza obejmowała 729 dzieci w wieku ≤ 3 lat ze Stanów Zjednoczonych, Kenii, Nikaragui, Pakistanu i Kambodży.

Próbki kału od dzieci poddano obiektywnej metodzie oceny diety, Foodseq, która sekwencjonuje 12S rRNA z mitochondriów zwierzęcych lub geny leucyny z plastydów roślinnych. Wykazało to dużą różnorodność diet na początku życia.

Plant Foodseq wykrył 199 unikalnych sekwencji pokarmu roślinnego, w tym 113 gatunków i 86 przypisanych wariantów sekwencji (ASV). Co więcej, w danym kraju wykryto 42% roślinnych wirusów ASV, a tylko osiem podstawowych upraw (kukurydza, ryż, pszenica, pomidory, mango, allium, banany/platany i psianki) było stale rozpowszechnionych we wszystkich krajach.

Analiza głównych składników wykazała, że ​​ogólna obecność pokarmów roślinnych wspiera główną oś zmienności diety (główny składnik 1, PC1).

W przeciwieństwie do innych komputerów PC, PC1 wykazywał wyłącznie dodatnie ładunki w przypadku spożywanej wspólnie żywności, co sugeruje, że uwzględniono zakres spożycia roślin. Co więcej, PC1 był silnie skorelowany z całkowitym bogactwem Foodsseq i wiekiem dzieci. Powiązania te były zgodne z oczekiwaną ścieżką odstawiania od piersi, ponieważ niemowlęta włączają do swojej diety różnorodne pokarmy stałe.

Podczas gdy na etapie odsadzania dominował PC1, PC2 uchwycił charakterystyczne dla kraju cechy żywieniowe, na które wpływają regionalne podstawowe produkty spożywcze, takie jak ryż (Kambodża), banany/platany (Nikaragua) i proso/sorgo (Kenia). Te różnice w czasie dywersyfikacji diety prawdopodobnie odzwierciedlają kulturowe praktyki żywieniowe, czynniki ekonomiczne i lokalną dostępność żywności.

Tempo i czas dywersyfikacji diety różniły się w zależności od kraju. Na przykład u niemowląt w Kambodży wykazano szybkie zróżnicowanie diety, osiągające plateau po 13 miesiącach, podczas gdy u niemowląt w USA wykazano bardziej stopniowy wzrost różnorodności diety po 19 miesiącach.

Dla kontrastu zespół odkrył jedynie 28 gatunków zwierząt. Obejmowały one pospolite zwierzęta gospodarskie, takie jak krowy, kurczaki i świnie, a także zwierzęta specyficzne dla regionu, takie jak bawoły wodne (w Pakistanie) i ryby (w Kambodży).

Warto zauważyć, że w 41% próbek nie było DNA zwierząt innych niż człowiek, a tylko jedna trzecia zawierała więcej niż dwa gatunki zwierząt. Biorąc pod uwagę ten ograniczony zakres i ustaloną rolę błonnika w rozwoju mikrobiomu, w badaniu skupiono się przede wszystkim na różnorodności diety roślinnej jako kluczowym czynniku dojrzewania drobnoustrojów.

Co więcej, różnorodność alfa mikrobiomu jelitowego stale wzrasta w ciągu pierwszych dwóch lat życia, niezależnie od kraju. Jednakże kraj pochodzenia i wiek były istotnymi czynnikami wpływającymi na zmienność międzyosobniczą (różnorodność beta), podczas gdy sposób urodzenia i karmienie piersią były istotnymi czynnikami wpływającymi na skład mikrobiologiczny.

Co więcej, hierarchiczne grupowanie ujawniło wzór sukcesji drobnoustrojów. Zespół zaobserwował klaster we wczesnym okresie życia wzbogacony w Streptococci i Bifidobacterium oraz klaster przejściowy w wieku od 12 do 18 miesięcy wzbogacony w nośniki roślinne, takie jak Blautia i Ligilactobacillus.

Nie tylko rośliny, ale także ich ilość: proste liczenie różnych pokarmów roślinnych spożywanych przez dziecko może być praktycznym sposobem śledzenia rozwoju zdrowego mikrobiomu.

Po przejściu w wieku 21 do 36 miesięcy pojawił się późny klaster mikrobiomu, podobny do mikrobiomu dorosłego i wykazujący Faecalibacterium prausnitzii i Bacteroides vulgatus.

Co więcej, model losowego lasu (RF) z powodzeniem przewidział wiek dzieciństwa na podstawie danych dotyczących mikrobiomu i zidentyfikował Bifidobacterium i Faecalibacterium jako najważniejsze predyktory.

Następnie naukowcy porównali dojrzewanie żywności z dojrzewaniem mikrobiomu jelitowego. Odkryli jednak, że choć różnorodność diety była powiązana z przejściem na mikrobiom osoby dorosłej, nie była ona bezpośrednio skorelowana z ogólną różnorodnością drobnoustrojów.

Różnorodność alfa wzrastała do 14–16 miesięcy po osiągnięciu plateau różnorodności diety, co sugeruje, że dywersyfikacja mikrobiomu jelitowego trwała nawet po osiągnięciu złożoności diety.

Ponadto stwierdzono silną dodatnią korelację między różnorodnością diety a obecnością przejściowych i późnych skupisk mikrobiomów, w tym taksonów rozkładających błonnik, takich jak Facalibacterium, Bacteroides i Prevotella.

Natomiast wczesny klaster mikrobiomu nie korelował z różnorodnością diety, co potwierdza pogląd, że spożycie mleka, a nie pokarmów stałych, wpływa na początkowy skład mikrobiologiczny.

Wnioski

Stwierdzono, że bakterie rozkładające błonnik występowały częściej u małych dzieci, które jadły szerszą gamę roślin, co sugeruje, że różnorodność diety może pomóc w przygotowaniu jelit na mikrobiom osoby dorosłej.

Wyniki nie wskazują na proste, liniowe powiązania między mikrobiomem a różnorodnością diety na wczesnym etapie życia. Wyniki potwierdzają jednak dwuetapowy model rozwoju: fazę wczesną i fazę dojrzewania, które są regulowane odpowiednio przez spożycie mleka i różnorodność diety.

W okresie dojrzewania wiek fizjologiczny niemowląt i różnorodność diety pozwalają przewidzieć kolonizację niemowląt przez wybrane taksony powiązane z podobną funkcją mikrobiomu dorosłych.

Warto zauważyć, że pomimo wielu uzupełniających się wzorców żywienia, trendy sukcesji były podobne w całej kohorcie. Sugeruje to, że mikrobiom podąża przewidywalną ścieżką dojrzewania niezależnie od konkretnych regionalnych tradycji żywieniowych.

Dane te potwierdzają zróżnicowane i odpowiednie spożycie pokarmów roślinnych podczas żywienia uzupełniającego, co sprzyja dojrzewaniu mikrobiomu jelitowego w kierunku postaci dorosłej pozbawionej błonnika.

Co więcej, wyniki te wzmacniają rolę różnorodności dietetycznej diety roślinnej w rozwoju mikrobiomu i zapewniają prosty, ale skuteczny miernik monitorowania dojrzewania drobnoustrojów u niemowląt – taki, który można łatwo wdrożyć w interwencjach w zakresie zdrowia publicznego i żywieniu na całym świecie.

*Ważna uwaga: MedrxivPublikuj wstępne raporty naukowe, które nie są recenzowane i dlatego nie są uważane za rozstrzygające, nie stanowią wytycznych dla praktyki klinicznej/zachowań związanych ze zdrowiem ani nie są traktowane jako ustalone informacje.

Źródła: