Prehrana za zdrave začetke – vloga humanega mleka in mikrobiote
Prehrana za zdrave začetke – vloga humanega mleka in mikrobiote v razvoju dojenčka Irena Rogelj1, Bojana Bogovič Ma=jašić1, Nataša Fidler Mis2, Borut Bratanič2 1UL, Biotehniška fakulteta, Inš4tut za mlekarstvo in probio4ke 2 UKC Ljubljana, Pediatrična klinika 2. Kongres klinične prehrane in presnovne podpore Portorož, 15-‐17 november, 2013 Prehrana in zgodnji razvoj (Ellison, 2005; Koletzko in sod., 2005) Funkcionalni razvoj Potek rasti Prehitro pridobivanje teže do 24. meseca Presnovno programiranje Presnovni vtis Zdravje Tveganje za prekomerno težo in debelost Kakovost življenja Materino mleko Mleko Makro-‐ mikrohranila Makro, mikro hranila Imunske, bioakt.snovi HMOs Razvoj in oblikovanje mikrobiote Imunoglobulini HMOs Lizocim Laktoferin → Laktofericin Proteini Maščobe Voda Mikroorganizmi Trigliceridi → Proste maščobne kisline Hrana Laktoza Pomen mikrobiote/mikrobioma Potrebujem bakterijeeeee !!! ! Humani mikrobiom Humani genom (23.000 genov) (> 1,000.000 genov) Funkcionalni črevesni mikrobiom Candela et al., Int. J Food Micro, 2010 ZDRAVJE MOTNJE HOMEOSTAZA (Zdrava prehrana!) Odpornost pro= infekcijam in razvoju metabolnih ter posledično ostalih bolezni Debelost Metabolni sindrom Diabetes Infekcije Zgodnji IBD Alergije Av=zem PREHRANA METABOLIZEM NUTRIENTOV H O M E O S T A Z A ČREVO MUKOZNA IMUNOST Filo=pi bakterij BOLEZEN NARAVNI BIOREAKTOR ENERGIJA Genetsko ozadje posameznika Hočem meni primerne bakterije!!!! Rautava, S. et al. Nat. Rev. Gastroenterol. Hepatol., 2012 BAKTERIJE • placenta • plodovnica • popkovnična kri • mekonij BAKTERIJE Fiziološke spremembe Hormonske spremembe • mlečna žleza • mleko Materino mleko Geno=p Prenatalno obdobje Rojstvo Zgodnje programiranje Zgodnje otroštvo Imunski in metabolni feno=p Črevesna mikrobiota - oblikovanje ü Začetni razvoj črevesne mikrobiote Spremembe kolonizacije pro= kompleksnejši črevesni mikrobio= 2-‐3 leta Črevesna mikrobiota - oblikovanje ü Način poroda, okolje, geografsko področje, prehrana, antibiotiki Vpliv načina poroda na prvo mikrobioto novorojenca Dominguez-‐Bello et al.,PNAS, 2010, no. 26; 11971–11975 ü 10 parov mama-‐otrok; 4-‐vaginalni porod, 6-‐carski rez ü Vzorčenje ü Globinsko sekvenciranje 16S rDNA mikrobioma Koža, Ustna mukoza, Vaginalna mukoza 1 ura pred porodom Koža, Ustna mukoza Nazofaringalni izloček <5 min po porodu Mekonij <24 ur po porodu ü Prva mikrobiota odvisna od načina poroda ü Vaginalni porod – mikrobiota otrok podobna vaginalni (Lactobacillus, Prevotella, ali Sneathia spp) ü Carski rez – mikrobiota otrok podobna mikrobio= kože (Staphylococcus, Corynebacterium in Propionibacterium) Črevesna mikrobiota - oblikovanje ü Način poroda, okolje, geografsko področje, prehrana, antibiotiki Raznovrstnost črevesne mikrobiote različno hranjenih otrok (dojeni (BF), formula (FF)) Fan in sod., 2013 (World J Microbiol Biotechnol) ü 12 zdravih otrok starih 3-‐6 mesecev (6 samo BF, 6 samo FF); vzorci blata ü Izolacija DNA, pirosekvenciranje ü Ugotavljanje zastopanos= debel in raznovrstnos= mikrobiote Zastopanost debel Zastopanost prevladujočih družin bakterij HMOs – bifidogeni faktor Human milk oligosaccharides: Every baby needs a sugar mama (Bode, Glycobiology , 2012) ü HMOs so družina strukturno različnih nekonjugiranih glikanov ü Edinstveni za humano mleko (5-‐15 g/ L; kravje mleko 0,05 g/L) ü Velika strukturna različnost (150 – 200 različnih); količina in sestava variabilni med materami in v laktaciji ü Več kot samo hrana za bakterije; bifidogeni faktor Funkcionalni učinki HMOs Prebio=ki Human milk oligosaccharides: Every baby needs a sugar mama (Bode, Glycobiology , 2012) An=adhezivne pro=mikrobne snovi Modulacija črevesnih epitelnih celic Hranilo za razvoj možgan Imunomodulatorji • NAMEN ü Molekularna karakterizacija mikrobiote mekonija zdravih, donošenih novorojencev ü Ugotovi= ali mikrobiota mekonija prispeva k razvoju črevesne mikrobiote ü Ugotovi= povezavo med življenjskim slogom matere, atopičnimi boleznimi matere, mikrobioto mekonija in pojavom atopičnih in respiratornimi težavami pri otrocih • METODE ü Globinsko sekvenciranje (pirosekvenciranje): 20 v. – mekonij; 7 v. – blato nosečnic nekaj dni pred porodom; 2 seriji blato otrok (1 teden, 1, 3, 7 mesecev) ü Otroci vaginalno rojeni, dojeni (do 3 mesecev), + dodajanje hrane med 3 in 7 meseci ü Vprašalnik v prvem trimesečju nosečnos=: soc-‐demografski, življ. slog, prehrana, zdravstveno stanje (astma, alergijski rini=s, ekcem) Rezultati A B ü Uniformna sestava MI, ME ü 2 =pa mikrobiote (A in B) ü A – Enterobacteriaceae (58,7%); rodova Escherichia/Shigella (24,7%) ü B – Firmicutes: Leuconostoc (26%), Enterococcus (17%), Lactococcus (14%), Staphylococcus (7%), Streptococcus (6%) ü A – manjša raznovrstnost, manj bogata mikrobiota Rela=vna zastopanost taksonov v mekoniju (MI=notranjost, ME=zunanjost) Rezultati • Primerjava mikrobiote mekonija (MI) z vzorci blata nosečnic, vaginalno mikrobioto in mikrobioto kože ü Vzorci mekonija se grupirajo ločeno od ostalih vzorcev Metoda glavnih komponent (PCA) ü Vsi vzorci mekonija otrok mater z atopijskim derma==som pripadajo skupini A, večina ostalih pa skupini B; 2/3 otrok z mekonijem =pa A je do 4.leta staros= razvilo atopijski derma==s ü Za razliko od atopijskega derma==sa, niso našli povezave med astmo in rini=som mam ter =pom mekonija otrok; pa tudi ne povezave med =pom mekonija otrok in ostalimi respiratornimi težavami ü Povezava z demografskimi podatki: vse mame z univerzitetno izobrazbo – mekonij =p B, vse ženske, ki so kadile med nosečnostjo – =p A, vse, ki so uživale organsko hrano – =p B in večja raznovrstnost Vloga humanega mleka v razvoju črevesne mikrobiote dojenčka J4 3606 (2010-‐2013); ARRS • CILJ ü Pojasni= vlogo humanega mleka v razvoju otrokove črevesne mikrobiote, s posebnim poudarkom na vlogi mikrobiote humanega mleka in dolgoverižnih večkrat nenasičenih maščobnih kislin ü Ugotovi=, kakšna je prehrana slovenskih nosečnic in doječih mater in ali je v skladu s priporočili ü Ugotovi= povezavo med prehrano matere, vsebnostjo dolgoverižnih večkrat nenasičenih maščobnih kislin (LCPUFA) v humanem mleku in mikrobioto, ter njihov vpliv na razvoj otrokove črevesne mikrobiote in zdravje v prvem letu • USMERITVE ü Študij mikrobiote humanega mleka v povezavi s prehrano mater ü Študij razvoja črevesne mikrobiote otrok v povezavi z mikrobioto mleka ü Ugotavljanje učinkov uživanja probio=kov na mikrobioto mleka in črevesno mikrobioto otrok ü Povezava med prenatalnimi dejavniki, mikrobioto otrok in njihovim razvojem Potek raziskave 4. Obisk na UKC-‐PK 1. Obisk na UKC-‐PK 3. Obisk na UKC-‐PK 1. Obisk na UKC-‐PK 2. OSNOVNI PODATKI REGIJA ŠT. VKLJUČENIH POGLOBLJENA ANALIZA ODSTOPILO (%) Ljubljana 171 171 22 Maribor 81 10 1 Primorska 42 4 0 SKUPAJ 294 185 23/185 (12,4%) Socio-‐demografske značilnos= Nekaj drugih značilnos= Udeleženke SLO 2010 Srednja starost 26,4 ± 3,8 30,3 20 -‐ 29 let 42,6% 47,2 30 -‐ 39 let 55,5% 49,5 40 – 44 let 1,9% 2% Izobrazba: višja/ visoka/več 77,9% 36,3% Udeleženke Srednji ITM pred nosečnostjo (pn) Razpon ITM pn 16,5 – 38,9 Srednja ITM pri 27-‐34 tednu nosečnos= Razpon ITM v nosečnosri ITM (BMI) = indeks telesne mase 19,7 – 43,0 OSNOVNI PODATKI Značilnos= novorojenčkov, vključenih v poglobljeno študijo Udeleženci raziskave SLO 2010 Moški spol 51,9% 51,6% Ženski spol 48,1% 48,4% Dvojčki 7,1% 3,6% Srednja gestacijska starost v tednih 39,1 n.p. 32-‐36 tednov (nedonošenčki) 7,1% 6,2% > 37 tednov 88,7% 92,4% Porodna teža (g) Do 1500 g n.p. 0% 0,7% 1500-‐2499 g 6,5% 5,3% 2500-‐3499 g 53% 52,6% 3500 g in več 36,3% 40,9% OSNOVNI PODATKI Seznam bioloških vzorcev, zbranih med raziskavo Udeleženci Biološki vzorci Nosečnice Kri – vit D v krvnem serumu 133 (172) 77,3 Kri – mašč.k. sestava 154 (172) 89,5 Kolostrum 118 (172) 68,6 Mleko (1. mesec) 151 (166) 91,0 Mleko (3. mesec) 134 (163) 82,2 mekonij 96 (172) 55,8 Blato (3. dan po porodu 118 (172) 68,6 Blato (1 mesec) 158 (166) 95,2 Blato (3 mesece) 134 (163) 82,2 Doječe matere Novorojenčki SKUPAJ Št. Zbranih vzorcev (št. Udeleženk) 1196 vzorcev % udeležencev, ki so prispevali vzorce ü Vpliv sestave materinega telesa in njenih prehranskih navad na porodno maso novorojenčka, pridobivanje teže do 6. tedna staros= in %TM pri 6-‐=h tednih Podatki: prehrana, ITM pred nosečnostjo Merjenje/izračun: višina, teža, kožne gube, ITM, %TM ZAKLJUČKI ü ITM je bil nižji pri vegetariankah kot pri ne-‐ veg iste višine Indeks telesne mase (BMI kg/m2) vegetariank (n=9) in nevegatariank (n=3 x 9) ü Prehrana matere ((ne)veg) ni vplivala na porodno težo, pridobivanje teže in %TM novorojenca pri 6 tednih staros= ü Vegetarianska prehrana vpliva na sestavo telesa nosečnic, vendar nima vpliva na porodno težo in sestavo telesa novorojenca Porodna teža, pridobitek teže do 6-‐=h tednov in %TM pri 6-‐ =h tednih novorojencev vegetariank in nevegetariank • 120 udeleženk (ITM pred porodom <25kg/m2 – N; >25kg/m2 – V) • Meritve: višina, teža, kožne gube v 23. tednu nosečnos= in 6 tednov po porodu (+novorojenec) • Višina in telesna teža novorojenca ob porodu REZULTATI ZAKLJUČKI ü Ženske z višjim ITM pred nosečnostjo so imele višji % TM med nosečnostjo in 6 tednov po porodu, novorojenci imajo višji ITM ob porodu ü Nižji pridobitek teže med nosečnostjo – nižja porodna teža in ITM novorojenca, in nižji % TM novorojenca pri 6 tednih staros= ü ITM mater pred nosečnostjo in/ali njegova sprememba med nosečnostjo, je povezana s sestavo novorojenca ob porodu in 6 tednov po porodu Mikrobološke analize VZORČENJE IN ANALIZE Po porodu Kolostrum Mekonij, blato po treh dneh ü ü ü ü Po 4-ih tednih Mleko – leva in desna dojka Blato otroka 12-14 teden Mleko – leva in desna dojka Blato otroka Gojitvene in genetske metode (PCR) Kvalita=vne metode (DGGE/TGGE in t-‐RFLP): pestrost mikrobiote PCR v realnem času: zastopanost izbranih bakterijskih skupin Globinsko sekvenciranje: izbrani komple= vzorcev – razvoj mikrobiote na nivoju vrst Rezulta= Število KE različnih skupin bakterij v vzorcih mleka, odvze=h 30 dni po porodu Žerdoner K. Mikrobiota humanega mleka. Magistrsko delo, 2013 Mentorica: dr. Bogovič Ma=jašić B. Rezulta= Razlika med levo in desno dojko (30 dni) v log CFU/ml (MRS-‐MKB predvsem laktobacili) 2.5 2 log (CFU/ml) 1.5 1 0 -0.5 LJ-053 LJ-026 LJ-005 LJ-030 LJ-014 LJ-009 LJ-155 LJ-062 LJ-128 LJ-095 LJ-066 LJ-122 LJ-160 LJ-024 LJ-165 LJ-137 LJ-073 LJ-020 LJ-050 LJ-166 LJ-039 LJ-092 LJ-016 LJ-107 LJ-019 IZ-001 LJ-055 LJ-101 LJ-068 LJ-034 LJ-083 LJ-043 LJ-036 LJ-140 LJ-004 LJ-084 LJ-078 LJ-126 LJ-151 LJ-001 LJ-067 IZ-003 LJ-131 LJ-017 LJ-144 0.5 -1 -1.5 -2 Frekvenčna porazdelitev (L-D 30) MRS (MKB in laktobacili) 12 15 Frekvenčna porazdelitev (L-‐D 30) BHI (mez aerobne b) Pri istem številu mamic je število mikroorganizmov v levi dojki približno enako višje/nižje kot v desni dojki 10 8 10 6 4 5 2 0 0 0 0.2 0.5 1 1.5 2.1 0 0.2 0.5 1 1.5 2.5 Rezulta= • Sevna sestava oz. pestrost laktobacilov humanega mleka (30 dni) • 11 mamic, 10 kolonij z gojišča ROGOSA (5 – leva dojka, 5 – desna dojka) ü Vsaj 11 različnih skupin izolatov ü Ni bistvenih razlik v sevni sestavi L in D mleka iste matere • Iden=fikacija predstavnikov različnih skupin izolatov (10 različnih vzorcev RAPD) s sekvenciranjem (16S rDNA). ü ü ü ü ü ü ü Lactobacillus fermentum → pri 8 mamah ü 4 različne vrste laktobacilov Lactobacillus salivarius → pri 3 mamah ü š=ri različne seve Lactobacillus Bifidobacterium breve gasseri Lactobacillus gasseri (4) → pri 4 mamah Staphylococcus epidermidis Lactobacillus reuteri Žerdoner K. Mikrobiota humanega mleka. Magistrsko delo, 2013 Enterococcus faecalis Mentorica: dr. Bogovič Ma=jašić B. Pearson correlation (Opt:0.10%) [0.0%-100.0%] 3 1 2 100 95 90 85 80 75 70 65 60 55 50 45 40 35 30 25 20 DGGE_30-65 15 10 5 DGGE_30-65 . 9 LJ 063 M0 . 26 LJ 067 M0 . 250 LJ 034 B0 . 444 LJ 034 B3 . 12 LJ 010 M0 . 4 LJ 026 M0 . 39 LJ 166 M0 . 21 LJ 043 M0 . 245 LJ 166 B0 . 420 LJ 093 B3 . 33 LJ 131 M0 . 37 LJ 128 M0 . 48 LJ 095 M0 . 41 LJ 155 M0 . 402 LJ 009 B3 . 44 LJ 121 M0 . 46 LJ 144 M0 . 45 LJ 114 M0 . 22 LJ 062 M0 . 446 LJ 039 B3 . 32 LJ 126 M0 . 445 LJ 053 B3 . 6 LJ 009 M0 . 16 LJ 039 M0 . 3 LJ 019 M0 . 409 LJ 017 B3 . 242 LJ 121 B0 . 8 LJ 056 M0 . 43 LJ 007 M0 . 19 LJ 084 M0 . 28 LJ 035 M0 . 30 IZ 003 M0 . 7 LJ 001 M0 . 10 LJ 016 M0 . 219 LJ 107 B0 . 34 LJ 053 M0 . 36 LJ 160 M0 . 1 LJ 058 M0 . 23+M MB 002 M0 . 25 LJ 090 M0 . 13 LJ 083 M0 . 38 LJ 122 M0 . 31 LJ 034 M0 . 20 LJ 050 M0 . 254 LJ 050 M0 . 418 LJ 107 B3 . 40 LJ 140 M0 . 5 LJ 004 M0 . 11 LJ 004 M0 . 405 LJ 001 B3 . 27 MB 006 M0 . 406 LJ 056 B3 . 35 LJ 101 M0 . 14 LJ 017 M0 . 17 LJ 073 M0 . 2 LJ 036 M0 . 29 LJ 093 M0 . 18 LJ 005 M0 . 442 LJ 035 B3 . 404 LJ 036 B3 . 42 LJ 054 M0 . 15 IZ 001 M0 . 253 IZ 001 M0 . 417 LJ 062 B3 . 441 LJ 114 B3 . 24 LJ 107 M0 . 411 LJ 016 B3 . 237 MB 002 B0 . 422 LJ 101 B3 . 238 LJ 160 B0 . 239 LJ 095 B0 . 430 LJ 160 B3 . 222 IZ 003 B0 . 210 LJ 083 B0 . 439 LJ 140 B3 . 427 LJ 026 B3 . 438 LJ 122 B3 . 408 LJ 083 B3 . 421 IZ 003 B3 . 443 LJ 131 B3 . 244 LJ 122 B0 . 429 MB 002 B3 . 202 LJ 019 B0 . 407 LJ 010 B3 . 447 LJ 126 B3 . 440 LJ 128 B3 . 435 LJ 126 B3 . 431 LJ 095 B3 . 432 LJ 095 B3 . 433 MB 006 B3 . 436 LJ 121 B3 . 215 LJ 084 B0 . 236 LJ 114 B0 . 414 LJ 084 B3 . 419 LJ 067 B3 . 428 LJ 144 B3 . 410 IZ 001 B3 . 412 LJ 073 B3 . 403 LJ 004 B3 . 216 LJ 050 B0 . 415 LJ 050 B3 . 437 LJ 155 B3 . 434 LJ 054 B3 . 413 LJ 005 B3 . 425 LJ 007 B3 . 426 LJ 090 B3 PROUČEVANJE RAZVOJA MIKROBIOTE 38,9% Streptococcus 19,9% Staphylococcus Dendrogram celotnega nabora vzorcev M0, B0 in B3 s pripadajočim profilom DGGE Gruča 1 – prevladujejo vzorci M0 Gruča 2 – B0 in B3 (ni MO) Gruča 3 -‐ mešano Enterococcus 29,9% ü Rezulta= PCR-‐DGGE kažejo na povezavo med mikrobioto kolostruma in blata (3 dni) posameznih parov ma=/otrok, ne pa med kolostrumom in mekonijem ZAHVALA VSEM PROSTOVOLJKAM IN NJIHOVIM MALČKOM Pediatrična klinika Petra Golja, Tatjana Robič Skupina za antropologijo, BF Marjan Simčič Tamara Puš Ksenija Podgrajšek Aneta Sol=rovska Šalamon, Janja Gržinić Manca Velkavrh, Lina, Anita Š=h Barbka Repič, Simona Murko Jana Kodrič MEDICINSKO OSEBJE Raziskovalci iz tujine prof. Berthold Koletzko prof. dr. Juan Miguel Rodríguez Šola za starše porodnišnice Ljubljana Ginekološki dispanzerji v Ljubljani Diagnos=čni center Strah Porodnišnica Ljubljana Porodnišnica Kranj Prostovoljci Porodnišnica Postojna Maša Hribar, Tanja Carli, Katja Jarc, Gaja Vidali, Diploman=, doktoran= Porodnišnica Maribor Tina Kurent, Marta Treven, Anja Koprivec, Andreja MR-‐ji Porodnišnica Izola Pavlinjek, Eva Javornik, Katja Jeras, Maja Porodnišnica Šempeter pri Novi Gorici Gregorčič, Manja Maver, Roman Čičak Porodnišnice Brežice, Velenje, ARRS Murska Sobota, Celje Barbara Koroušić Seljak (IJS)
© Copyright 2024