Ema kokkupuude metallidega muudab imiku soolestiku ja resistentsuse geenid

Ema kokkupuude metallidega muudab imiku soolestiku ja resistentsuse geenid

Uued uuringud näitavad, kuidas metallijäägid, millega emad raseduse ajal kokku puutuvad, võivad kujundada nende imikute soolestiku baktereid, ainevahetusradu ja isegi antibiootikumiresistentsust, mis võib mõjutada elukestvat tervist.

Hiljuti ajakirjas avaldatud uuringusLoodussuhtlusSRühm teadlasi uuris, kuidas sünnieelne kokkupuude mikroelementidega mõjutab mikrobiomi, metaboloomi ja antibiootikumiresistentsuse geeniprofiile esimesel eluaastal.

Oluline on märkida, et need tulemused põhinevad vaatlusseostel ega tuvasta põhjuslikku seost. Täheldatud seoseid võivad mõjutada ka mõõtmata segavad või muud keskkonnamõjud.

taustal

Sündides on vastsündinu sooled puhas leht; Mõne päevaga muutub see keeruliseks mikroobseks ökosüsteemiks. See varajane koloniseerimine on ülioluline, sest soolestiku mikrobioom mõjutab kõike alates seedimisest kuni immuunsuseni. Vaginaalne sünd, rinnaga toitmine ja kokkupuude keskkonnaga mõjutavad nende mikroobikoosluste arengut. Sellised saasteained nagu raskmetallid, arseen, elavhõbe ja plii on aga üldlevinud ja võivad platsentat läbida. Neid mikroelemente on seostatud närvisüsteemi arengu kahjustustega, kuid nende mõju lapse mikrobioomile on ebaselge. Praegused meetodid sünnieelse kokkupuute uurimiseks on sageli invasiivsed. Seetõttu on vaja täiendavaid uuringuid, et uurida, kuidas mitteinvasiivsed näitajad, nagu emade juuksed, peegeldavad kokkupuudet, mis mõjutavad varajases eas tervist.

Uuringu kohta

Imiku soolestiku metaboliidid muutusid dramaatiliselt, kui kasutusele võeti tahked ained: Kuigi uudistes mainitakse metaboliitide muutusi, näitab artikkel silmatorkavat erinevust suuruses: metaboliitide laienemise ajal muutus 3–6 kuu jooksul oluliselt ainult 56 metaboliiti, kuid dieedi laiendamisel muutus 6–12 kuu jooksul märkimisväärselt 515 metaboliiti.

Teadlased värbasid Hiinas 146 ema-imiku paari ja kogusid kuus nädalat pärast sündi emade juuste proove, et hinnata sünnieelset kokkupuudet 12 mikroelemendiga, sealhulgas arseeni, plii, elavhõbeda, seleeni ja vasega. Imikute ja emade väljaheiteproovid koguti kolmel ajahetkel, ligikaudu 3, 6 ja 12 kuud pärast sünnitust, 16S ribosomaalse ribonukleiinhappe (RNA) geenide sekveneerimiseks, metagenoomiliseks analüüsiks ja metaboolse profiili koostamiseks. Kokku sekveneeriti 353 väljaheiteproovi, millest 65 analüüsiti metagenoomika ja 198 metagenoomika abil. Juukseproovide andmed olid saadaval 119 ema kohta, millest 83 sobitati väljaheiteproovidega.

Mikroobide mitmekesisust hinnati selliste indeksite nagu Shannon ja Chao1 abil. Mikroelementide kontsentratsioonide ja mikroobsete näitajate vaheliste seoste tuvastamiseks kasutati statistilisi meetodeid, sealhulgas lineaarset regressiooni ja stratifitseeritud analüüsi. Antibiootikumiresistentsuse geeni (ARG) profiile analüüsiti 33 imiku ja 32 ema väljaheiteproovides, kasutades metagenoomilisi lähenemisviise. Metaboloomilised analüüsid tuvastasid väljaheiteproovides üle 3800 metaboliidi ning mikroobsete taksonite ja metaboliitide vahelisi seoseid uuriti Spearmani korrelatsiooni abil. Imiku soolestiku mikrobioomi arengut jälgiti aja jooksul ja võrreldi ema profiilidega. Mikroobide ja metaboliitide arvukuse erinevust hinnati lineaarse diskriminantanalüüsi abil ja statistilise täpsuse tagamiseks kohandati andmeid mitme võrdluse jaoks.

Uuringu tulemused

Imiku soolestiku mikrobioom läbib esimesel aastal märkimisväärse arengu, muutudes kogukonna domineeritud keskkonnast.BifidobakterJaEscherichia shigellasellisele, mis meenutab üha enam emasoolt. Mikroobide mitmekesisus, algselt imikutel, suurenes aja jooksul. Kui emade mikrobioomid jäid suhteliselt stabiilseks, ilmnesid imiku mikrobioomid dünaamilised muutused, eriti 6–12 kuu jooksul. 12 kuu pärast lähenes laste mikroobikoosluste koosseis rohkem nende emade omale, mis viitab nihkele.

Tarnerežiim ja söötmisviisid mängisid varajaste mikroobide koosluste kujundamisel otsustavat rolli. Pünne toetatud tasu oli seotud kõrgemate mitmekesisusindeksitega. Imetamine mõjutas oluliselt ka bakterite koostist. Need mõjud aga vähenesid 12 kuu võrra, mis näitab, et teised tegurid, nagu toitumine, vähendasid järk-järgult keskkonnamõjusid.

Varajaste bakteritega seotud spetsiifiline laktoos: uuringus tuvastati lakto-N-fukopentaoos III, rinnapiimas rohkesti süsivesikuid, mis väheneb oluliselt pärast 3 kuud ja on tihedalt seotud bakterite, nagu Bifidobacterium ja streptokokk, esinemise (või vähenemisega).

Sünnieelsel kokkupuutel mikroelementidega oli mõõdetav mõju. Seleeni kokkupuudet seostati suurenenud mikroobide mitmekesisusega, samas kui vase ja elavhõbedaga seostati mitmekesisuse vähenemist. Meeslastel suurendas mangaani kokkupuude mikroobide rikkust, naissoost väikelastel aga vähendas elavhõbe mitmekesisust. Mõnda seost täheldati ainult teatud kontekstides, näiteks: nt tangidega toidetud imikute suurenenud mitmekesisus arseeniga kokkupuutel või positiivne seos rauaga kokkupuute ja mikroobide mitmekesisuse vahel segatoidetud imikute puhul. Mitte kõik mikroelemendid ei näidanud üldises kohordis statistiliselt olulisi seoseid. Stratifitseeritud analüüs näitas lisaks, et spetsiifilised kokkupuuted mõjutasid mikroobide mitmekesisust erinevalt, sõltuvalt tarneviisist ja toitumismustrist.

Kui võrrelda rühmi madala, keskmise ja kõrge mikroelementide kokkupuutega, paistis vask silma. Kõrge sünnieelne vase ekspositsioon põhjustas 3 kuu pärast oluliselt väiksema mikroobide mitmekesisuse, kuigi see mõju aja jooksul vähenes. Vastuseks kokkupuutele nihkuvad ka bakteritaksonid. Näiteks suurenes kokkupuude alumiiniumigaBifidobakteridJaCutibakteridkuid ei muutnud mikroobide mitmekesisust. Mangaani ja plii kokkupuude muutis selle tasetErysipelatoklostridiumJaRuminococcus gnavus. Raua kokkupuudet seostati vähenemisegaEnterokokkküllus.

Metaboolne analüüs näitas 56 oluliselt muutunud metaboliiti 3–6 kuu jooksul ja 515 6–12 kuu jooksul. Nende hulka kuulusid rasvhapete, süsivesikute, sapphapete ja flavoonide sisalduse muutused. Mõned metaboliidid, nagu lakto-n-fukopentaoos III, olid seotud spetsiifiliste bakteritaksonidega, sealhulgasStreptokokkJaBlautia. Sünnieelne kokkupuude seleeni ja kaadmiumiga oli seotud metaboliitide kontsentratsiooni muutustega, mis viitab sellele, et mikroelemendid mõjutavad mitte ainult mikroobide koostist, vaid ka mikroobide funktsiooni.

Mikroelemendid kujundasid ka antibiootikumiresistentsuse geeniprofiile. Kokku tuvastati 263 Argi. Imikutel esines sagedamini tetratsükliini ja fluorokinoloonresistentsuse geene, emadel aga makroliid- ja linkosamiidiresistentsuse geene. Vase ja arseeni kokkupuudet seostati suurenenud parameetritega, nagu aminoglükosiidi väljavoolupump D (ACRD) ja mitme ravimi transporteri subühik B (MDTB), eriti 6 kuu vanuselt. Vaatamata mõningasele kattumisele erinesid imikute profiilid nende emade profiilidest, kuigi aja jooksul täheldati lähenemist. Mõned seosed mikroelementide ja Arg-profiilide vahel olid statistiliselt olulised ainult teatud vanuserühmades või kokkupuutekategooriates.

Järeldused

Ema mikrobioom jäi märkimisväärselt stabiilseks: kuigi imikute mikrobioomid muutusid dünaamiliselt, näitas uuring, et ema soolestiku kooslused näitasid esimesel aastal pärast sündi vähe erinevusi, luues terava kontrasti nende arenevatele imikutele.

Kokkuvõtteks võib öelda, et see uuring näitab, et sünnieelne kokkupuude selliste mikroelementidega nagu seleen, vask, mangaan ja arseen muudab oluliselt imikute soolestiku mikrobiomi, metaboolseid ja antibiootikumiresistentsuse geeniprofiile. Neid muutusi saab tuvastada juba kolme kuu pärast ja need jätkuvad esimesel eluaastal.

Tulemused rõhutavad sünnieelse keskkonnaga kokkupuute tähtsust soolestiku varase arengu kujundamisel ja nende võimalikku mõju pikaajalistele tervisetulemustele. Mitteinvasiivne emade juuste proovide võtmine on väärtuslik meetod nende kokkupuute jälgimiseks.

Arvestades uuringu vaatlust, on põhjuslike seoste tuvastamiseks ja aluseks olevate mehhanismide tuvastamiseks vaja täiendavaid uuringuid. Varajane sekkumine kahjuliku kokkupuute vähendamiseks võib toetada tervislikumat mikrobiomi arengut ja potentsiaalselt vähendada tulevasi haigusriske.

Allikad: