幼児期の化学物質への暴露
研究が母乳や食事を通じた化学物質の赤ちゃんの健康への影響を探ってるよ。
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2005年にクリストファー・ワイルドっていう研究者が「エクスポゾーム」って言葉を紹介したんだ。この研究分野は、人が一生の間に接触するすべての化学物質と、それらの接触が健康にどう影響するかを見ている。特に、体の中でこれらの化学物質がどう作用するかや、食事やライフスタイルが健康に与える影響に焦点を当ててる。
有害な物質にさらされる重要な期間は、妊娠から子供の最初の2年間までの最初の千日間なんだ。この時期に特定の化学物質にさらされると、後で病気になるリスクに影響を与える可能性があるっていう研究もあるよ。
例えば、ホルモンに影響を与える有害な化学物質、いわゆる内分泌かく乱物質は、神経発達障害などの問題に関連付けられてる。乳児にとってこういった物質にさらされる大きな要因は食事なんだ。赤ちゃんが固形食を食べ始めると、母乳だけの時よりも有害な物質にさらされる可能性が高くなる。
エクスポゾーム研究の多くは有害な物質に焦点を当ててるけど、実は果物や野菜に含まれるポリフェノールなど、食べ物の中の有益な物質を見逃してることが多い。これらの化合物は抗酸化作用や抗菌特性を持っていて、健康に良い影響があるかもしれないし、有害物質の毒性を減らす手助けもしてくれるかもしれない。
環境要因、つまり食べるものや周りの環境も、腸内マイクロバイオームに影響を与え、これは全体的な健康に重要な役割を果たしてる。腸内マイクロバイオームは、体が有害な化学物質にどう反応するかにも影響を与えるから、相互に関係してるんだ。
研究の目的
この研究は、乳児の化学物質へのさらされ方や、その相互作用が健康にどう影響するかを明らかにすることを目指してるんだ。研究者たちは、母乳や乳児の便の中の有害な化学物質と有益な化学物質のさらされ方に特に興味を持ってる。固形食を導入することで、さらされるレベルがどう変化するか、そしてそれが乳児の腸内マイクロバイオームにどう影響するかをもっと理解したいと思ってる。
研究デザイン
この研究はナイジェリアのオグン州イリシャン・レモで行われ、時間をかけて母乳や乳児の便のサンプルを集めたんだ。研究は適切なガイドラインに従うための倫理的承認を得て進められた。研究者たちはさまざまな化学標準やプロトコルを使ってサンプルを準備して分析した。高精度の機械を使って、化学物質を正確に特定し測定してるよ。
サンプル分析
分析では、母乳と便の中にある多くの特徴(基本的に化学信号)を調べたんだ。品質管理プロセスの後、分析に残った特徴は少なくなった。研究者たちは次に、興味のある特定の化学物質に焦点を当てて、両方のマトリックス(母乳と便)で多くの物質を特定したんだ。
母乳では、乳幼児にとって有益な脂肪酸やポリフェノールなどいろんな物質が見つかった。有害な物質もあったけど、特定のマイコトキシンは低いレベルで見つかった。これは、リスクがあるものの、母乳には乳児の成長を支えるための多くの重要な栄養素が含まれていることを示唆してる。
便のサンプルでは、より多様な化学物質が見られ、研究者たちは固形食を食べ始めると増加する化合物を特定した。これは、食事が化学物質へのさらされ方に大きな役割を果たすことを示してる。
時間の経過による変化
この研究では、乳児が成長するにつれて化学物質へのさらされ方がどう変わるか、特に固形食を導入する際に注目したんだ。結果は、補完食品の導入が多くの潜在的に有害な化学物質の増加をもたらすことを示した。これは、食事の変化が全体的なさらされるレベルに影響を与えることを強調してるから重要なんだ。
マイクロバイオームの相互作用
研究者たちは、便のサンプルに含まれる化学物質が乳児の腸内マイクロバイオームとどう関連しているかも調べた。特定の化学物質と腸内マイクロバイオームの特定のタイプのバクテリアとの間に、正の相関と負の相関が見つかった。例えば、いくつかの植物性化合物は有益なバクテリアと正の関連があったり、一方で他の物質は有害なバクテリアとの潜在的な負の関係を示してた。
この関係は、乳児の食事に含まれる化学物質が腸内マイクロバイオームの発達に影響を与える可能性があることを示唆しているから重要なんだ。
課題と考慮事項
この研究はナイジェリアの乳児の化学物質へのさらされ方について貴重なデータを提供するけど、限界もあるんだ。一つの大きな問題は、さまざまな物質が存在するため、化学的特徴を特定するのが複雑だってこと。また、参加者の数が少ないため、さらされ方と健康結果との関係について強い結論を引き出すのが難しい。
これらの限界にもかかわらず、この研究は、幼少期の有害な化学物質と有益な化学物質のさらされ方を理解する重要性を明らかにしている。さらに、大きなサンプルサイズでの研究の必要性を強調して、これらの関係をより深く探求する必要があるってことを示してる。
結論
幼少期にいろんな化学物質にさらされることは、乳児の健康に影響を与える。今回の研究は、ナイジェリアの母子ペアの母乳と乳児の便の中に潜在的に有害な物質と有益な物質が存在することの概要を提供してる。固形食を導入することで、化学物質へのさらされ方が大きく変わることができることを示していて、食事、化学物質へのさらされ方、腸内マイクロバイームの複雑な相互作用のヒントも与えている。
これらの相互作用を理解することは、乳児のための食事に関する推奨事項をガイドし、さまざまなさらされ方に関連するリスクを評価する上で重要だよ。この研究分野が今後さらに発展すれば、特に有害な物質へのさらされるリスクの高い集団において、乳児の健康により良い結果をもたらす可能性がある洞察を提供できるかもしれない。
今後の研究では、これらの発見を拡張して、異なる集団でも同様の方法を適用することで、幼少期における化学物質のさらされ方が健康にどう影響するかをより包括的に理解できるようにするべきだね。
タイトル: Insights into the early-life chemical exposome of Nigerian infants and potential correlations with the developing gut microbiome
概要: Early-life exposure to natural and synthetic chemicals can impact acute and chronic health conditions. Here, a suspect screening workflow anchored on high-resolution mass spectrometry was applied to elucidate xenobiotics in breast milk and matching stool samples collected from Nigerian mother-infant pairs (n = 11) at three time points. Potential correlations between xenobiotic exposure and the developing gut microbiome, as determined by 16S rRNA gene amplicon sequencing, were subsequently explored. Overall, 12,192 and 16,461 features were acquired in the breast milk and stool samples, respectively. Following quality control and suspect screening, 562 and 864 features remained, respectively, with 149 of these features present in both matrices. Taking advantage of 242 authentic reference standards measured for confirmatory purposes of food bio-actives and toxicants, 34 features in breast milk and 68 features in stool were identified and semi-quantified. Moreover, 51 and 78 features were annotated with spectral library matching, as well as 416 and 652 by in silico fragmentation tools in breast milk and stool, respectively. The analytical workflow proved its versatility to simultaneously determine a diverse panel of chemical classes including mycotoxins, endocrine-disrupting chemicals (EDCs), antibiotics, plasticizers, perfluorinated alkylated substances (PFAS), and pesticides although it was originally optimized for polyphenols. Spearman rank correlation of the identified features revealed significant correlations between chemicals of the same classification such as polyphenols. One-way ANOVA and differential abundance analysis of the data obtained from stool samples revealed that molecules of plant-based origin were elevated when complementary foods were introduced to the infants diets. Annotated compounds in the stool, such as tricetin, positively correlated with the genus Blautia. Moreover, vulgaxanthin negatively correlated with Escherichia-Shigella. Despite the limited sample size, this exploratory study provides high-quality exposure data of matched biospecimens obtained from mother-infant pairs in sub-Saharan Africa and shows potential correlations between the chemical exposome and the gut microbiome. Highlights- Suspect screening of exposure biomarkers in human breast milk and infant stool. - 542 features in breast milk and 864 in stool were identified or annotated. - Consumption of complementary foods influenced the chemical exposure of infants. - Correlations between xenobiotics in both biological matrices evaluated. - Dietary exposure correlated to the stool microbiome composition. Graphical abstract O_FIG O_LINKSMALLFIG WIDTH=200 HEIGHT=80 SRC="FIGDIR/small/566030v2_ufig1.gif" ALT="Figure 1"> View larger version (30K): [email protected]@ab99a5org.highwire.dtl.DTLVardef@1f44c17org.highwire.dtl.DTLVardef@1af8857_HPS_FORMAT_FIGEXP M_FIG C_FIG
著者: Benedikt Warth, I. Oesterle, K. I. Ayeni, C. N. Ezekiel, D. Berry, A. Rompel
最終更新: 2024-05-15 00:00:00
言語: English
ソースURL: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2023.11.08.566030
ソースPDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2023.11.08.566030.full.pdf
ライセンス: https://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0/
変更点: この要約はAIの助けを借りて作成されており、不正確な場合があります。正確な情報については、ここにリンクされている元のソース文書を参照してください。
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