Prehrana za zdrave začetke – vloga humanega mleka in mikrobiote

Komentarze

Transkrypt

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) 

Podobne dokumenty