Badanie opublikowane przez naukowców z fińskiego Uniwersytetu w Turku wykazało, że życie i przebywanie na co dzień w bliskim otoczeniu zieleni jest związane z bardziej zróżnicowaną kompozycją oligosacharydów występujących w mleku kobiecym (ang. HMO – Human Milk Oligosaccharides).
Naukowcy skupili się na zbadaniu związku pomiędzy środowiskiem zamieszkania a indywidualnym zestawem cukrów zawartych w ludzkim pokarmie. Oligosacharydy to cząsteczki węglowodanów, będące najpowszechniejszym składnikiem mleka, zaraz po laktozie i tłuszczach. Najwyższe stężenie HMO – wynoszące 17,6 g/L – stwierdzono w siarze (0-5 dni), w kolejnych dniach laktacji systematycznie maleje wynosząc średnio 13,3 g/L w mleku przejściowym i 11,3 g/L w mleku dojrzałym. Do tej pory odkryto około 200 rodzai oligosacharydów zróżnicowanych pod względem budowy, zazwyczaj złożonych z 3 do 8 jednostek monosacharydowych (cukrów prostych). Wszystkie oligosacharydy mleka kobiecego są kompleksem laktozy z 4 głównymi monosacharydami: N-acetylo-D-glukozaminą (GlcNAc), D-galaktozą (Gal), kwasem sjalowym (Neu5Ac lub NANA) i / lub L-fukozą (Fuc).
Oligosacharydy zawarte w mleku matki pełnią m.in. funkcję ochronną przed szkodliwymi mikroorganizmami, zmniejszają ryzyko rozwoju alergii i chorób, są również ściśle związane z układem odpornościowym i mikrobiotą jelitową, które również mają wpływ na zdrowie niemowlęcia.
„Wcześniejsze odkrycia wykazały, że czynniki genetyczne i biologiczne, takie jak otyłość u matki, mogą zmienić skład oligosacharydów w mleku. Naszym celem było zbadanie, jak środowisko życia wpływa na kompozycję HMO, ponieważ stwierdzono, że bardziej zielone otoczenie ma korzystny wpływ na odporność i zmniejsza ryzyko chorób u dzieci” – mówi dr Mirkka Lahdenperä z Wydziału Biologii Uniwersytetu w Turku.
W badaniu wzięło udział około 800 matek (w ramach większego projektu STEPS Study, który rozpoczęto w 2007 roku). Próbki mleka zostały pobrane, gdy niemowlęta miały trzy miesiące, a skład oligosacharydów został przeanalizowany w Bode Lab na Uniwersytecie Kalifornijskim w San Diego.
Potencjalne mechanizmy występujące pomiędzy środowiskiem, składem HMO w mleku a zdrowiem niemowląt. Zależności zachodzące między poszczególnymi komponentami objęte badaniem pokazano za pomocą pogrubionych strzałek. Cienkie strzałki odpowiadają sugerowanym powiązaniom, szare owalne pola czynnikom fizjologicznym a pomarańczowe pola wynikom zdrowotnym, które wymagają dalszych badań. Zielone otoczenie (z różnymi poziomami mikrobioty środowiskowej) może wpływać na liczebność i skład mikrobioty kolonizującej skórę i drogi oddechowe matki, co prowadzi do zmian w układzie immunologicznym matki i mikrobiomie mleka. Zamieszkanie w pobliżu terenów zielonych może również wpływać na stężenie innych składników w mleku, takich jak zanieczyszczenia, które oddziałują z HMO w mleku. Prowadzą one do zmian w różnorodności i składzie HMO. Modyfikacje w składzie HMO mogą dalej wpływać na skład mikrobioty jelitowej niemowląt i ich odporność, zwiększając lub obniżając ryzyko wystąpienia wielu chorób wieku dziecięcego. | Lahdenperä, M., Galante, L., Gonzales-Inca, C. et al. Residential green environments are associated with human milk oligosaccharide diversity and composition. Sci Rep 13, 216 (2023).
Stopień zazielenienia środowiska zamieszkanego przez matki i ich dzieci oceniano z uwzględnieniem: znormalizowanego zróżnicowanego wskaźnika wegetacji (ang. Normalized Difference Vegetation Index, NDVI, wskaźnik pozwalający określić stan rozwojowy oraz kondycję roślinności), wskaźnika różnorodności szaty roślinnej (Vegetation Cover Diversity, VCDI) i wskaźnika naturalności (Naturalness Index, NI, wskaźnik określający jak duży był wpływ i ingerencja człowieka w obszarze mieszkalnym). Pod uwagę wzięto bliskość badanych mieszkańców do terenów leśnych, pól uprawnych, łąk i mokradeł. Wyniki były niezależne od innych czynników tj. poziom wykształcenia, zawód, stan cywilny, stan zdrowia czy sytuacja socjo-ekonomiczna rodziców.
Badanie wykazało, że różnorodność oligosacharydów wzrasta, a skład kilku z nich zmienia się, gdy miejsce zamieszkania matki obejmuje więcej terenów zielonych.
„Może to sugerować, że zwiększony codzienny kontakt z naturą jest korzystniejszy dla matek karmiących piersią i ich dzieci, ponieważ skład oligosacharydów w mleku matki staje się bardziej zróżnicowany. Wyniki sugerują, że karmienie piersią może mieć rolę pośredniczącą między życiem w otoczeniu zieleni a zdrowiem w okresie niemowlęcym” – mówi Lahdenperä i kontynuuje:
„Wyniki naszych obserwacji podkreślają jak ważne jest zrozumienie mechanizmów i szlaków biologicznych, które mogą wpływać na zdrowie i prowadzić do rozwoju różnych chorób począwszy od okresu niemowlęcego”.
Badania były finansowane przez Akademię Fińską i Fundację Juho Vainio oraz Okręg Szpitalny Finlandii Południowo-Zachodniej.
- Lahdenperä, M., Galante, L., Gonzales-Inca, C. et al. Residential green environments are associated with human milk oligosaccharide diversity and composition. Sci Rep 13, 216 (2023). https://doi.org/10.1038/s41598-022-27317-1
- University of Turku, „Green environments in residential areas impact the composition of sugar molecules in breastmilk.” Press release 17|01|2023
Podobne artykuły:
W czasie ciąży, subtelna zmiana molekularna pozwala immunoglobulinom G (IgG), które stanowią najpowszechniejszy typ przeciwciał występujący w organizmie, na pełnienie skuteczniejszej roli ochronnej przed zakażeniami. Zdaniem naukowców, ten naturalny proces można odtworzyć, dzięki czemu możliwe będzie zwiększenie skuteczności szczepionek i innych terapii opartych na działaniu przeciwciał.
Do tej pory rozwój układu odpornościowego u płodu stanowił pewną zagadkę, jednak niedawno opublikowane wyniki sugerują, że komórki dendrytyczne pojawiają się w organizmie wcześnie, już w drugim trymestrze ciąży, a jednym z ich zadań jest hamowanie reakcji immunologicznej na komórki matczyne.
Odpowiedź immunologiczna zależy od płci
Układ odpornościowy mężczyzny i kobiety reaguje odmiennie na zakażenie. Badania przedstawione w ubiegłym tygodniu na spotkaniu mikrobiologów w Bostonie sugerują, że różnice te mogą wpłynąć na opracowanie np. programów szczepień czy bardziej ukierunkowanych terapii.
Wiedza na temat ochronnych właściwości mleka kobiecego jest znana już od dawna; jednym z mechanizmów odpowiedzialnych za taki efekt jest transfer przeciwciał, wpływający na tzw. “odporność bierną”. Zespół naukowców z University of California z Riverside udowodnił, że oprócz tego, mleko ma również duży wpływ na tworzenie układu odpornościowego dziecka przez proces, który nazwano “matczyną edukacją odporności”.