Att äta en mängd olika växter hjälper spädbarn att bygga upp en starkare tarmmikrobiom

Att äta en mängd olika växter hjälper spädbarn att bygga upp en starkare tarmmikrobiom

Ny forskning visar att spädbarn som äter en större variation av vegetabilisk mat utvecklar en mer mogen tarmmikrobiom, vilket lägger grunden för bättre hälsa och sjukdomsresistens senare i livet.

*Viktigt meddelande: MedrxivPublicera preliminära vetenskapliga rapporter som inte är peer-reviewed och därför inte anses vara avgörande, vägleda klinisk praxis/hälsorelaterade beteenden eller behandlas som etablerad information.

En nyligen publicerad studie om studienMedrxivPreprint* Server rapporterade att växtmångfald i kosten förutsäger mognad av tidiga mikrobiomer.

Under de första åren av livet genomgår den mänskliga tarmen en övergång från ett sterilt tillstånd till ett mångsidigt mikrobiellt ekosystem när tarmmikrobiomet förvandlas från ett omoget tillstånd till ett vuxet, moget tillstånd. Korrekt mikrobiell succession är avgörande för metabolism, sjukdomsresistens och immunutveckling, och störningar i denna process ökar risken för allergi, diabetes och fetma.

Trots etablerade kopplingar mellan hälsa och spädbarns tarmmikrobiomet är koloniseringen av komplementär matning fortfarande oklar. Denna studie tar itu med denna klyfta och visar att avvänjningsstadiet är den främsta drivkraften för dietsignaturer över populationer, oberoende av regionala skillnader i kost.

Studien och resultaten

Medan endast åtta basföda var vanliga i alla länder, identifierade studien anmärkningsvärda 199 unika växtfödasekvenser i spädbarnsdieter över hela världen, vilket visar en bred dietmässig mångfald.

Den aktuella studien undersökte sambandet mellan tidig utveckling av mikrobiom och spädbarns kost. Studiekohorten inkluderade 729 barn i åldern ≤3 år från USA, Kenya, Nicaragua, Pakistan och Kambodja.

Avföringsprover från barnen utsattes för en objektiv dietbedömningsmetod, Foodseq, som sekvenserar 12S rRNA från animaliska mitokondrier eller leucingener från växtplastider. Detta visade omfattande heterogenitet i kostvanor i tidiga liv.

Plant Foodseq upptäckte 199 unika växtmatsekvenser, inklusive 113 arter och 86 tilldelade sekvensvarianter (ASV). Dessutom upptäcktes 42 % av växternas ASV i ett land, och endast åtta basgrödor (majs, ris, vete, tomater, mango, allium, bananer/kobananer och nattskygg) var konsekvent utbredda i alla länder.

Huvudkomponentanalys visade att den övergripande närvaron av vegetabiliska livsmedel stödde huvudaxeln för kostvariation (huvudkomponent 1, PC1).

I motsats till andra datorer visade PC1 uteslutande positiva belastningar för delad mat, vilket tyder på att omfattningen av växtintaget fångades. Dessutom var PC1 starkt korrelerad med den totala Foodsseq-förmögenheten och barnåldern. Dessa associationer överensstämde med den förväntade avvänjningsvägen eftersom spädbarn införlivar en mängd fast föda i sin kost.

Medan avvänjningsstadiet PC1 dominerade, fångade PC2 landsspecifika dietsignaturer påverkade av regional basföda som ris (Kambodja), bananer/kobananer (Nicaragua) och hirs/sorghum (Kenya). Dessa skillnader i tidpunkten för diversifiering av kosten återspeglar sannolikt kulturella utfodringsmetoder, ekonomiska faktorer och lokal mattillgång.

Hastigheten och tidpunkten för diversifiering av kost varierade beroende på land. Till exempel uppvisade kambodjanska spädbarn en snabb diversifiering av kosten, platåer vid 13 månader, medan amerikanska spädbarn uppvisade en mer gradvis ökning av kostmångfalden med 19 månader.

Däremot upptäckte teamet bara 28 djurarter. Dessa inkluderade vanliga boskap som kor, höns och grisar, såväl som regionspecifika djur som vattenbuffel (i Pakistan) och fisk (i Kambodja).

Noterbart saknade 41 % av proverna icke-mänskligt djur-DNA och endast en tredjedel innehöll mer än två djurarter. Med tanke på denna begränsade räckvidd och fiberns etablerade roll i utvecklingen av mikrobiom fokuserade studien främst på växtbaserad kostdiversitet som en viktig drivkraft för mikrobiell mognad.

Dessutom ökade alfa-diversiteten i tarmmikrobiomet stadigt under de två första levnadsåren, oavsett land. Ursprungsland och ålder var dock signifikanta faktorer för interindividuell variation (beta-diversitet), medan födelseläge och amningsstatus var signifikanta faktorer för mikrobiell sammansättning.

Dessutom avslöjade hierarkisk klustring ett mikrobiellt successionsmönster. Teamet observerade ett tidigt-livskluster berikat med Streptococci och Bifidobacterium och ett övergångskluster vid 12 till 18 månader berikat med växtbärare som Blautia och Ligilactobacillus.

Inte bara växterna, utan också hur många saker: att helt enkelt räkna antalet olika vegetabiliska livsmedel som ett barn konsumerar kan vara ett praktiskt sätt att spåra hälsosam mikrobiomutveckling.

Efter övergången vid 21 till 36 månader uppstod ett sent mikrobiomkluster som liknade det vuxna mikrobiomet och visade Faecalibacterium prausnitzii och Bacteroides vulgatus.

Dessutom förutspådde en slumpmässig skogsmodell (RF) framgångsrikt barndomsåldern med hjälp av mikrobiomdata och identifierade Bifidobacterium och Faecalibacterium som toppprediktorer.

Därefter jämförde forskarna matens mognad med mognaden av tarmmikrobiomet. Men de fann att även om kostmångfald var associerad med övergången till en vuxen mikrobiom, var den inte direkt korrelerad med den övergripande mikrobiell mångfalden.

Alfa-mångfalden ökade fram till 14 till 16 månader efter kost-diversitetsplatån, vilket tyder på att diversifiering av tarmmikrobiom fortsatte även efter att kostkomplexitet uppnåtts.

Vidare fanns det ett starkt positivt samband mellan kostmångfald och förekomsten av övergångs- och sena mikrobiomkluster, inklusive fibernedbrytande taxa som Facalibacterium, Bacteroides och Prevotella.

Däremot korrelerade inte det tidiga mikrobiomklustret med dieternas mångfald, vilket förstärkte idén att mjölkintag, snarare än fast föda, påverkar den initiala mikrobiella sammansättningen.

Slutsatser

Fibernedbrytande bakterier visade sig vara rikligare hos små barn som åt ett bredare utbud av växter, vilket tyder på att dietvariationen kan hjälpa till att förbereda tarmen för en vuxen mikrobiom.

Resultaten indikerar inte enkla, linjära samband mellan mikrobiom och kostdiversitet tidigt i livet. Resultaten stödjer dock en utvecklingsmodell i två steg: tidiga och mognadsfaser, vilka regleras av mjölkintag respektive kostmångfald.

Under mognad förutsäger spädbarns fysiologiska ålder och kostdiversitet spädbarns kolonisering genom utvalda taxa associerade med liknande vuxen mikrobiomfunktion.

Noterbart, trots många kompletterande utfodringsmönster, var successionstrender likartade över hela kohorten. Detta tyder på att mikrobiomet följer en förutsägbar mognadsväg oavsett specifika regionala kosttraditioner.

Dessa data bekräftar detta mångsidiga och lämpliga intag av vegetabilisk mat under kompletterande utfodring främjande av tarmmikrobiommognad mot ett fiberdegrenat vuxentillstånd.

Dessutom förstärker dessa resultat rollen av växtbaserad kost med mångfald i mikrobiomutvecklingen och ger ett enkelt men effektivt mått för att övervaka mikrobiell mognad hos spädbarn – en som lätt kan implementeras i folkhälso- och näringsinsatser över hela världen.

*Viktigt meddelande: MedrxivPublicera preliminära vetenskapliga rapporter som inte är peer-reviewed och därför inte anses vara avgörande, vägleda klinisk praxis/hälsorelaterade beteenden eller behandlas som etablerad information.

Källor: