قرار گرفتن در معرض دوران بارداری در برابر عناصر کمیاب بر میکروبیوم روده مادر ، متابولوم و مقاوم در سال اول زندگی تأثیر می گذارد

بررسی میکروبیوم روده

میکروبیوم روده ، به نام “مغز دوم” ، نقش مهمی در سلامت میزبان دارد و عملکرد غدد درون ریز روده و سیگنالینگ عصبی را تنظیم می کند و هضم غذا و متابولیسم زنوبیوتیک ها را تسهیل می کند.

برای استعمار میکروبی روده و ایجاد هموستاز در مرحله اولیه زندگی بسیار مهم است. این فرایند ویژگی های میکروبیوم روده را در دوران کودکی ، بزرگسالی و پیری شکل می دهد و در طول زندگی بر سلامت میزبان تأثیر می گذارد. شواهد نشان می دهد ساختار و عملکرد میکروبیوم روده در زندگی اولیه مرتبط با ایجاد بسیاری از بیماری های پیچیده ، از جمله اختلالات عصبی ، اختلالات ایمنی ، چاقی و دیابت.

چگونه میکروبیوم روده استعمار و توسعه یافته است؟

جنین اولین میکروب های خود را از میکروبیوم مادر به دست می آورد ، در حالی که زایمان واژن متعاقباً ، شیردهی ، تماس با پوست و قرار گرفتن در معرض محیط زیست میکروب های استعماری جدید را به روده های نوزاد وارد می کند. سپس با معرفی غذاهای جامد ، تنوع میکروبیوم روده به سرعت افزایش می یابد و به تعادل هموستاتیک حدود سه سال می رسد. با این حال ، ترکیب و تنوع میکروبیوم روده به ویژه در مراحل اولیه زندگی بسیار متغیر است. استعمار و توسعه میکروبی نسبت به محرکهای داخلی و خارجی حساس است ، از جمله ژنهای میزبان ، رژیم زایمان ، مدل تغذیه ، استفاده از آنتی بیوتیک ها ، عوامل محیطی و فعل و انفعالات میکروبی. این امر توانایی افشای آلاینده های محیطی را برای منجر به دیسبیوز روده ایجاد می کند.

مطالعات فعلی در مورد اثرات آلاینده های محیطی بر میکروبیوم کودک در روده محدود است ، با تغییرات پویا و اثرات سلامتی طولانی مدت هنوز هم ضعیف درک نشده است. بنابراین ، در این مطالعه ، یک گروه طولی ساخته شده است: (1) برای ارزیابی سطح عناصر کمیاب قبل از تولد بر اساس موهای مادر. (2) روشن کردن مسیرهای توسعه میکروبیوم روده ، متابولیسم و مقاوم در طول سال اول زندگی. و (3) بررسی اثرات طولانی مدت قرار گرفتن در معرض عناصر کمیاب در زندگی اولیه بر میکروبیوم ، متابولیسم و مقاوم کودک. این اکتشافات ایده جدیدی از پیچیدگی و آسیب پذیری توسعه میکروبیوم روده در اوایل زندگی ارائه می دهد.

این مطالعه چگونه انجام شد؟

(1) شماره گیری: 146 شرکت کننده بین نوامبر 2021 و مارس 2023 استخدام شدند و نمونه های مو ، اطلاعات جمعیتی و سوابق بالینی را در خدمات سرپایی شش هفته پس از زایمان ارائه دادند.

(2) بازدیدهای پس از زایمان: در طی بازدیدهای منظم پس از تولد حدود 3 ، 6 و 12 ماه ، از مادران خواسته شد تا نمونه های مدفوع زوج را با یک مادر و مادربزرگ در خانه جمع کنند (نمونه ای برای صندلی کودکان در پوشک ارائه شده).

(3) تجزیه و تحلیل: نمونه موهای مادر برای غلظت عناصر کمیاب مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفت ، در حالی که نمونه های زوج مدفوع مادر در معرض توالی آمپلیکو 16S RRNA ، متاگنومیک و متابولومیک نامناسب قرار می گیرند.

نتایج

در سال اول زندگی ، نوزادان و مادران زوج آنها میکروبیوم روده برجسته دارند و ساختارهای شهری باکتریایی آنها به تدریج با پیر شدن کودک به یکدیگر نزدیک می شوند. رژیم زایمان و رژیم غذایی به مدت 3 و 6 ماه به عنوان تعیین کننده اصلی میکروبیوم روده کودک شناخته شده است. تنوع شانون میکروبیوم کودک در روده در گروه قرار گرفتن در معرض مس (> 6/11 میکروگرم بر گرم) در مقایسه با گروههای قرار گرفتن در معرض متوسط و کم به طور قابل توجهی کاهش می یابد. پس از دو بازدید پس از زایمان ، تنوع شانون از گروه قرار گرفتن در معرض بالا روند آشکار و مداوم را نشان داد ، به خصوص از 6 تا 12 ماهگی. فراوانی نسبی از دوفیدوباکتری وت گلبول های قرمز با قرار گرفتن در معرض آلومینیوم زیاد (> 8.77 میکروگرم بر گرم) و منگنز (> 0.39 میکروگرم بر گرم) افزایش می یابد. با این حال ، به دلیل تنوع زیاد میکروبیوم روده در اوایل کودکی ، قرار گرفتن در معرض قبل از تولد در برابر عناصر کمیاب در بازدیدهای مختلف پس از تولد تأثیر متفاوتی بر روی گونه های باکتریایی خاص دارد.

در همین زمان ، متابولوم روده کودک افزایش پیچیدگی و همپوشانی جزئی با پروفایل های متابولیک مادر را نشان می دهد. ویژه تر ، خانواده های غالب (به عنوان مثال باستانی) در تنظیم 49 متابولیت بحرانی در 12 ماهگی درگیر بوده اند ، که منعکس کننده میکروبیوم جوانه و برنامه نویسی متابولیک هماهنگ است. همچنین مشخص شده است که عناصر ضروری و سمی (از جمله آهن ، سلنیوم و جیوه) در تنظیم متابولیت های کودک در روده نقش دارند ، مانند اسید گلوکونیک ، اسید مرکبات ، اسید پالمیتیک و اسید 4 تریملونیک ، که بسترهای مهمی برای تولید SCFAS هستند

علاوه بر این ، ما پروفایل ژن مقاومت آنتی بیوتیکی (ARG) را در میکروبیوم روده 33 نوزاد و 32 مادر مشخص کرده ایم. در مجموع 263 استدلال یافت شد و به 33 مقاومت در برابر دارو داده شد. در اولین بازدید تا سوم پس از تولد ، 150-160 ARG بین نوزادان و مادران همپوشانی دارد و فراوانی نسبی پروفایل های کودک ARG معمولاً شبیه به مادرانشان است. مطالعه ما تأسیس شده است پقرار گرفتن در معرض درمان عناصر کمیاب بر بروز ARG تأثیر گذاشت ، جایی که مس ، آرسنیک و روی با چند استدلال چند نوزاد 6 ماهه ارتباط مثبت دارند. شواهد در حال ظهور فلزات را به عنوان موتورهای مهم زیست محیطی گسترش ARG قرار می دهد ، و این مطالعه راه را برای توصیف ارتباط بین قرار گرفتن در معرض آثار و فراوانی ARG در روده جمعیت انسان هموار می کند.