Die Rolle von Muttermilch für die Gesundheit des Säuglingsdarms
Neue Studie untersucht, wie Muttermilch das Mikrobiom des Säuglings beeinflusst.
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Inhaltsverzeichnis
Das Mikrobiom im Darm besteht aus Millionen von Bakterien, die in unseren Därmen leben. Es spielt eine grosse Rolle für unsere Gesundheit, insbesondere für unser Immunsystem und wie wir Nahrung verdauen. Bei Säuglingen beginnt sich das Mikrobiom im Darm direkt nach der Geburt zu entwickeln, beeinflusst von verschiedenen Quellen, darunter die Mutter. Obwohl Wissenschaftler untersucht haben, wie verschiedene Mikroben von der Mutter das Mikrobiom des Säuglings beeinflussen, gibt es noch viel über die einzigartigen Bakterien in der Brustmilch zu lernen.
Bedeutung der Brustmilch
Brustmilch ist die Hauptnahrungsquelle für Säuglinge in den ersten Lebensmonaten. Sie wurde nicht so intensiv untersucht wie andere Mikrobiomquellen und macht nur einen winzigen Bruchteil aller analysierten Proben aus. Brustmilch liefert essentielle Nährstoffe, Immunzellen, Antikörper und Bakterien, die das Mikrobiom des Säuglings beeinflussen können. Das Vorhandensein bestimmter Resistenzgene in den in der Milch gefundenen Bakterien könnte auch die Gesundheit des Babys beeinflussen.
Eingeschränkte Forschung zum Milch-Mikrobiom
Trotz ihrer Wichtigkeit gab es relativ wenig Forschung zum Mikrobiom der Brustmilch im Vergleich zu anderen Körperstellen. Das liegt teilweise daran, dass Brustmilch viele menschliche Zellen und Fett enthält, was die Untersuchung mit Standardmethoden erschwert. Die meisten Studien, die sich auf Milch konzentriert haben, haben entweder zu wenige Proben untersucht oder diese nicht mit Proben von Säuglingen kombiniert. Ausserdem liefern die gängigen Sequenzierungsmethoden keine genauen Informationen über die Stämme der vorhandenen Mikroorganismen.
Eine neue Studie zu Milch und Mikrobiom im Säuglingsdarm
Um diese Lücke zu füllen, wurde eine Studie durchgeführt, um die Beziehung zwischen dem Mikrobiom der mütterlichen Milch und dem Mikrobiom des Säuglingsdarms zu untersuchen. Die Forscher sammelten in den ersten sechs Lebensmonaten Proben von Brustmilch und Stuhl von einer Gruppe von Müttern und ihren ausschliesslich gestillten Säuglingen.
Diese Studie nutzte fortschrittliche Sequenzierungstechniken, um die verschiedenen vorhandenen Arten zu verstehen und wie sie sich im Laufe der Zeit veränderten. Sie schauten sich auch an, wie Bakterien möglicherweise zwischen Müttern und ihren Säuglingen geteilt wurden, und verglichen die funktionalen Rollen der in Milch und Stuhlproben gefundenen Bakterien.
Ergebnisse zu Bakterien in Brustmilch und Säuglingsdarm
Die Studie ergab, dass das Milchmikrobiom hauptsächlich aus Bifidobacterium bestand, insbesondere Bifidobacterium longum, Bifidobacterium breve und Bifidobacterium bifidum. Weitere in der Milch gefundene Bakterien waren solche, die mit Haut und Mund in Verbindung stehen, wie Staphylococcus und Streptococcus-Arten.
Im Säuglingsdarm, im Alter von einem Monat, waren die dominierenden Bakterien E. coli, B. longum und mehrere andere, darunter einige, die typischerweise im Mund vorkommen. Mit der Zeit blieb Bifidobacterium die häufigste Art von Bakterien, die sowohl in der Milch als auch im Darm des Säuglings gefunden wurde, und es gab eine signifikante Überschneidung zwischen beiden. Besonders hervorzuheben war die starke Präsenz von B. longum sowohl in der Milch als auch im Darm.
Veränderungen im Laufe der Zeit
Als die Säuglinge älter wurden, wurden Veränderungen in der mikrobiellen Zusammensetzung beobachtet. Das Mikrobiom des Säuglingsdarms zeigte im Laufe der Zeit einen Anstieg einer bestimmten Bakterienart namens Enterobacteriaceae, während Bifidobacterium abnahm. Die Proben konnten basierend auf der Dominanz der verschiedenen Bifidobacterium-Arten gruppiert werden, was darauf hindeutet, dass unterschiedliche Arten von Bifidobacterium unterschiedliche Präsenzniveaus im Darm hatten.
Beim Vergleich der Bakterienvielfalt stellte sich heraus, dass das Milchmikrobiom weniger Arten hatte als der Säuglingsdarm. Das Mikrobiom des Darms wurde vielfältiger, während Veränderungen im Milchmikrobiom weniger ausgeprägt waren.
Stabilität von Bifidobacterium longum
Die Studie zeigte, dass Proben, die sowohl in der Brustmilch als auch im Stuhl des Säuglings von B. longum dominiert wurden, die stabilste mikrobielle Gemeinschaft im Laufe der Zeit hatten. Das deutet darauf hin, dass B. longum eine entscheidende Rolle für die Erhaltung der Darmgesundheit bei Säuglingen spielt. Im Gegensatz dazu waren Milchproben, die von anderen Bifidobacterium-Arten dominiert wurden, nicht so stabil, was auf unterschiedliche Verhaltensweisen und Wechselwirkungen unter diesen Bakterien hinweist.
Stammteilung: Ein näherer Blick
Die Studie untersuchte auch die Stammteilung, bei der identische Bakterienstämme sowohl bei Müttern als auch bei ihren Säuglingen gefunden werden. Es wurden einige Fälle gefunden, in denen B. longum zwischen einer Mutter und ihrem Säugling geteilt wurde, sowie ein anderer Fall mit dem potenziell schädlichen K. pneumoniae.
Interessanterweise wurde festgestellt, dass die Teilung unter Säuglingen, die im selben Krankenhaus geboren wurden, häufiger vorkam, was darauf hindeutet, dass die Krankenhausumgebung möglicherweise eine Rolle bei der Prägung des Mikrobioms im Säuglingsdarm spielt.
Funktionelles Potenzial der Mikrobiome
Die Forscher untersuchten die Stoffwechselwege in den Bakterien, um ihre potenziellen Funktionen zu verstehen. Sie entdeckten, dass sowohl die Brustmilch als auch der Säuglingsdarm reich an Wegen zur Herstellung essentieller Aminosäuren waren, die für Wachstum und Entwicklung entscheidend sind. Es gab einen merklichen Unterschied in den gefundenen Wegen, wobei einige in der Milch präsenter waren, während andere im Säuglingsdarm häufiger vorkamen.
Gene für Antibiotikaresistenz
Ein wesentlicher Teil der Studie konzentrierte sich auf Gene für Antibiotikaresistenz, die Gene sind, die Bakterien helfen, gegenüber Behandlungen wie Antibiotika zu überleben. Sowohl die Proben von Brustmilch als auch von Säuglingsstuhl wiesen verschiedene Resistenzgene auf, hauptsächlich für Tetracyclin- und Makrolidklassen. Das Vorhandensein dieser Gene ist besorgniserregend, da sie beeinflussen können, wie Säuglinge auf Infektionen reagieren.
Die Studie deutete darauf hin, dass Säuglinge, deren Stuhlproben höhere Mengen an Bifidobacterium enthielten, weniger Resistenzgene aufwiesen, was auf einen möglichen schützenden Effekt dieser nützlichen Bakterien hinweist.
Fazit: Die Bedeutung der Brustmilch
Zusammenfassend lieferte die Forschung neue Einblicke in die Rolle der mütterlichen Milch bei der Prägung des Mikrobioms im Säuglingsdarm und der Gesundheit. Sie hob die Bedeutung der Bifidobacterium-Arten, insbesondere von B. longum, sowohl in der Milch als auch im Säuglingsstuhl hervor. Die Ergebnisse betonten, dass mütterliche Milch nicht nur eine Nahrungsquelle ist, sondern auch eine wichtige Rolle bei der Etablierung und Gesundheit des Mikrobioms im Säuglingsdarm spielt.
Die Studie wies auf die Notwendigkeit weiterer Forschung hin, um diese Wechselwirkungen besser zu verstehen und wie sie Ernährungsempfehlungen für neugeborene Mütter sowie Strategien zur Förderung der Gesundheit von Säuglingen durch Stillen informieren können.
Titel: Assembly, stability, and dynamics of the infant gut microbiome are linked to bacterial strains and functions in mother's milk
Zusammenfassung: The establishment of the gut microbiome in early life is critical for healthy infant development. Although human milk is recommended as the sole source of nutrition for the human infant, little is known about how variation in milk composition, and especially the milk microbiome, shapes the microbial communities in the infant gut. Here, we quantified the similarity between the maternal milk and the infant gut microbiome using 507 metagenomic samples collected from 195 mother-infant pairs at one, three, and six months postpartum. We found that the microbial taxonomic overlap between milk and the infant gut was driven by bifidobacteria, in particular by B. longum. Infant stool samples dominated by B. longum also showed higher temporal stability compared to samples dominated by other species. We identified two instances of strain sharing between maternal milk and the infant gut, one involving a commensal (B. longum) and one a pathobiont (K. pneumoniae). In addition, strain sharing between unrelated infants was higher among infants born at the same hospital compared to infants born in different hospitals, suggesting a potential role of the hospital environment in shaping the infant gut microbiome composition. The infant gut microbiome at one month compared to six months of age was enriched in metabolic pathways associated with de-novo molecule biosynthesis, suggesting that early colonisers might be more versatile and metabolically independent compared to later colonizers. Lastly, we found a significant overlap in antimicrobial resistance genes carriage between the mothers milk and their infants gut microbiome. Taken together, our results suggest that the human milk microbiome has an important role in the assembly, composition, and stability of the infant gut microbiome.
Autoren: Ran Blekhman, M. Allert, P. Ferretti, K. Johnson, T. Heisel, S. Gonia, D. Knights, D. A. Fields, F. W. Albert, E. W. Demerath, C. A. Gale
Letzte Aktualisierung: 2024-01-28 00:00:00
Sprache: English
Quell-URL: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.01.28.577594
Quell-PDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.01.28.577594.full.pdf
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