Az anya fémeknek való kitettsége újrahuzalozza a csecsemő bélrendszerét és rezisztenciagénjeit

Az anya fémeknek való kitettsége újrahuzalozza a csecsemő bélrendszerét és rezisztenciagénjeit

Az új kutatások azt mutatják, hogy a terhesség alatt az anyáknak kitett fémnyomok hogyan alakíthatják ki csecsemőik bélbaktériumait, anyagcsereútjait és még az antibiotikum-rezisztenciát is, ami potenciálisan befolyásolja az egész életen át tartó egészséget.

A folyóiratban nemrég megjelent tanulmánybanA természet kommunikációjaSKutatók egy csoportja azt vizsgálta, hogy a nyomelemeknek való prenatális expozíció hogyan befolyásolja a mikrobiom, a metabolom és az antibiotikum-rezisztencia génprofilját az első életévben.

Fontos megjegyezni, hogy ezek az eredmények megfigyelési összefüggéseken alapulnak, és nem állapítanak meg ok-okozati összefüggést. A nem mért zavaró vagy más környezeti expozíció szintén befolyásolhatja a megfigyelt összefüggéseket.

háttér

Születéskor az újszülött belei üres lapok; Néhány napon belül összetett mikrobiális ökoszisztémává válik. Ez a korai kolonizáció döntő fontosságú, mert a bél mikrobióma mindent befolyásol, az emésztéstől az immunitásig. A hüvelyi szülés, a szoptatás és a környezeti hatások befolyásolják e mikrobaközösségek kialakulását. A szennyező anyagok, például a nehézfémek, az arzén, a higany és az ólom azonban mindenütt jelen vannak, és átjuthatnak a placentán. Ezeket a nyomelemeket összefüggésbe hozták az idegrendszer fejlődési károsodásával, de a gyermek mikrobiómájára gyakorolt ​​hatásuk nem tisztázott. A prenatális expozíció tanulmányozásának jelenlegi módszerei gyakran invazívak. Ezért további kutatásokra van szükség annak megvizsgálására, hogy a nem invazív mutatók, mint például az anyai haj, hogyan tükrözik a korai életkor egészségét befolyásoló expozíciót.

A tanulmányról

A csecsemőbél metabolitjai drámaian megváltoztak a szilárd anyagok bevezetésekor: Míg a hírek megemlítik a metabolitváltozásokat, a cikk feltűnő méretbeli különbséget mutat: a metabolitok bővülése során mindössze 56 metabolit változott jelentősen 3 és 6 hónap között, de hatalmas, 515 metabolit változott 6 és 12 hónap között, amikor az étrendet bővítették.

A kutatók 146 anya-csecsemő párt toboroztak Kínában, és hat héttel a születés után anyai hajmintákat gyűjtöttek, hogy felmérjék a születés előtti 12 nyomelem, köztük az arzén, ólom, higany, szelén és réz expozícióját. A csecsemők és az anyák székletmintáját három időpontban, körülbelül 3, 6 és 12 hónappal a szülés után gyűjtöttük a 16S riboszómális ribonukleinsav (RNS) génszekvenálásához, metagenomikus elemzéséhez és metabolomikus profiljához. Összesen 353 székletmintát szekvenáltunk, ebből 65-öt metagenomika, 198-at pedig metabolomika segítségével. A hajminta adatok 119 anyáról álltak rendelkezésre, amelyek közül 83 volt székletmintával.

A mikrobiális diverzitást olyan indexekkel értékelték, mint a Shannon és a Chao1. Statisztikai módszereket, köztük lineáris regressziót és réteganalízist alkalmaztunk a nyomelemkoncentrációk és a mikrobiális mutatók közötti összefüggések kimutatására. Az antibiotikum rezisztencia gén (ARG) profilját 33 csecsemő és 32 anya székletmintáiban elemezték metagenomikus módszerekkel. Az anyagcsere-elemzések több mint 3800 metabolitot azonosítottak a székletmintákban, és a mikrobiális taxonok és a metabolitok közötti összefüggéseket Spearman-korreláció segítségével vizsgálták. A csecsemőbél mikrobiómának fejlődését idővel nyomon követték, és összehasonlították az anyai profilokkal. A mikrobák és metabolitok eltérő abundanciáját lineáris diszkriminanciaanalízissel értékelték, és az adatokat többszörös összehasonlításhoz igazították a statisztikai pontosság biztosítása érdekében.

Tanulmányi eredmények

A csecsemő bélrendszerének mikrobiomája az első évben jelentős fejlődésen megy keresztül, átállva a közösség által dominált környezetből.BifidobaktériumÉsEscherichia shigellaolyanra, amely egyre jobban hasonlít az anyabélre. A mikrobiális diverzitás, kezdetben a csecsemőkben, idővel nőtt. Míg az anyai mikrobiomok viszonylag stabilak maradtak, a csecsemők mikrobiómái dinamikus változásokat mutattak, különösen 6 és 12 hónap között. 12 hónap elteltével a gyermekek mikrobaközösségeinek összetétele jobban közeledett az anyukákéhoz, ami eltolódást jelez.

A szállítási mód és a takarmányozási minták döntő szerepet játszottak a korai mikrobiális közösségek kialakításában. A Pünne által támogatott illeték magasabb diverzitási indexekkel járt. A szoptatás is jelentősen befolyásolta a baktériumok összetételét. Ezek a hatások azonban 12 hónappal csökkentek, jelezve, hogy más tényezők, például az étrend fokozatosan mérsékelték a környezeti hatásokat.

A korai baktériumokhoz kapcsolódó specifikus laktóz: A tanulmány azonosította a lakto-N-fukopentaóz III-at, az anyatejben bőségesen előforduló szénhidrátot, amely 3 hónap után jelentősen csökken, és szorosan összefügg a baktériumok, például a Bifidobacterium és a streptococcusok jelenlétével (vagy csökkenésével).

A nyomelemeknek való születés előtti expozíciónak mérhető hatásai voltak. A szelén expozíció a mikrobiális diverzitás növekedésével, míg a réz és a higany csökkent diverzitással járt. Férfi csecsemőknél a mangán expozíció növelte a mikrobiális gazdagságot, míg a női csecsemőknél a higany csökkentette a diverzitást. Néhány összefüggést csak bizonyos összefüggésekben figyeltek meg, például: például a csipesszel táplált csecsemők arzénexpozíciójának megnövekedett diverzitása vagy a vegyes táplálású csecsemők vasexpozíciója és a mikrobiális diverzitás közötti pozitív összefüggések. Nem minden nyomelem mutatott statisztikailag szignifikáns összefüggést az általános kohorszban. A rétegzett elemzés továbbá azt mutatta, hogy az adott expozíció a szállítási módtól és a takarmányozási mintától függően eltérően befolyásolta a mikrobiális diverzitást.

Az alacsony, közepes és magas nyomelem-expozíciójú csoportok összehasonlításakor a réz kitűnt. A magas prenatális rézexpozíció szignifikánsan alacsonyabb mikrobiális diverzitást eredményezett 3 hónap után, bár ez a hatás idővel csökkent. A bakteriális taxonok is elmozdulnak az expozíció hatására. Például nőtt az alumínium expozícióBifidobaktériumokÉsCutibacteriumokde nem változtatta meg a mikrobiális diverzitást. A mangán és az ólom expozíciója megváltoztatta a szinteketErysipelatoclostridiumÉsRuminococcus gnavus. A vasexpozíció csökkenésével jártEnterococcusbőség.

A metabolikus elemzés 56 szignifikánsan megváltozott metabolitot mutatott ki 3 és 6 hónap között, és 515 metabolitot 6 és 12 hónap között. Ezek közé tartozott a zsírsavak, szénhidrátok, epesavak és flavonok változásai. Egyes metabolitok, mint például a lakto-n-fukopentaóz III, specifikus bakteriális taxonokhoz kapcsolódnak, beleértveStreptococcusÉsBlautia. A szelén és kadmium prenatális expozíciója a metabolitok koncentrációjának eltolódásával járt, ami arra utal, hogy a nyomelemek nemcsak a mikrobiális összetételt, hanem a mikrobiális funkciót is befolyásolják.

A nyomelemek az antibiotikum-rezisztencia génprofiljait is alakították. Összesen 263 Arg-ot azonosítottak. A csecsemőknél nagyobb gyakorisággal fordultak elő tetraciklin és fluorokinolon rezisztencia gének, míg az anyáknál a makrolid és linkozamid rezisztencia gének. A réz- és arzénexpozíció megnövekedett paraméterekkel járt együtt, mint például az aminoglikozid efflux pump D (ACRD) és a multidrug transzporter B alegység (MDTB), különösen 6 hónapos korban. Némi átfedés ellenére a csecsemők profilja eltért az anyukákétól, bár idővel konvergencia volt megfigyelhető. Néhány összefüggés a nyomelemek és az Arg-profilok között csak bizonyos korcsoportokban vagy expozíciós kategóriákban volt statisztikailag szignifikáns.

Következtetések

Az anyai mikrobiom figyelemreméltóan stabil maradt: Míg a csecsemők mikrobiómái dinamikusan változtak, a tanulmány azt mutatja, hogy az anyák bélközösségei csekély eltérést mutattak a születést követő első évben, ami éles kontrasztot teremtett a fejlődő csecsemőikkel.

Összefoglalva, ez a tanulmány azt mutatja, hogy a nyomelemek, például a szelén, a réz, a mangán és az arzén prenatális expozíciója jelentősen megváltoztatja a csecsemők bélmikrobiómát, metabolomát és antibiotikum-rezisztencia génprofilját. Ezek a változások már három hónapos korban észlelhetők, és az első életévben tovább fejlődnek.

Az eredmények rávilágítanak a prenatális környezeti expozíció fontosságára a korai bélfejlődés alakításában, és ezek potenciális hatását a hosszú távú egészségügyi kimenetelekre. A noninvazív anyai szőrmintavétel értékes módszer ezeknek az expozícióknak a nyomon követésére.

A tanulmány megfigyelése alapján további kutatások szükségesek az ok-okozati összefüggések megállapításához és a mögöttes mechanizmusok azonosításához. A káros expozíció csökkentésére irányuló korai beavatkozás elősegítheti a mikrobiom egészségesebb fejlődését, és potenciálisan csökkentheti a jövőbeni betegségek kockázatát.

Források: