Alimentele introductive determină o schimbare funcțională timpurie în microbiomul intestinal al sugarului
Studii recente arată că modelele de alimentație cu lapte și tranziția la alimente solide sunt corelate cu modificări surprinzătoare în funcțiile microbiene din intestinul sugarilor.
O cercetare recentă publicată în revista Scientific Reports a folosit date de secvențiere metagenomică shotgun de înaltă rezoluție pentru a evalua modul în care tranzițiile dietetice din primul an de viață sunt asociate cu modificări în microbiomul intestinal al sugarilor.
Cohorta de studiu a fost formată din 125 de perechi mamă-sugar din Studiul Cork Nutrition and Development Maternal-Infant Cohort Study (COMBINE) din Irlanda, cu 125 de perechi de probe de scaun (250 de probe în total) colectate înainte și după introducerea alimentelor solide în dieta participanților.
Rezultatele studiului au arătat că practicile de alimentație sunt asociate cu diferențe semnificative în dezvoltarea microbiană și compoziția microbiomului. S-a observat că alăptarea are un „efect de ritm” distinct, în care durata consumului de lapte matern (mai degrabă decât vârsta exactă la care sunt introduse alimentele solide) a fost asociată cu modelele de asamblare a comunității microbiene.
De asemenea, cercetătorii au descoperit că tranziția la alimentația complementară, inclusiv la sugarii sampleți la 4 luni, a fost însoțită de o schimbare funcțională marcată în căile microbiene, de la fermentarea zaharurilor simple din lapte către degradarea polisaharidelor complexe și căile implicate în fermentarea acizilor grași cu lanț scurt (SCFA).
Organizația Mondială a Sănătății (OMS) recomandă alăptarea exclusivă în primele 6 luni de viață, urmată de alimente complementare nutrițional adecvate, împreună cu continuarea alăptării. Studiile asupra microbiomului intestinal al sugarilor au documentat constant succesiunea bacteriană după introducerea alimentelor solide în dieta acestora.
Schimbările funcționale asociate cu aceste comunități microbiene în schimbare și influența diferitelor tipuri de lapte rămân slab caracterizate. De asemenea, există puține informații despre modul în care diferitele diete pe bază de lapte (de exemplu, formula de lapte pentru sugari comparativ cu laptele matern) interacționează cu diverse alimente solide în timpul fazei de diversificare alimentară a dezvoltării infantile.
Studiul prezent a avut ca scop abordarea acestor lacune de cunoștințe folosind secvențiere metagenomică de înaltă capacitate pentru a elucida adaptările microbiene taxonomice și funcționale în timpul tranzițiilor alimentare timpurii. Probele au fost obținute din lista de participanți a studiului COMBINE și au inclus 125 de perechi de probe de scaun, colectate de la sugari înainte și după începerea alimentației complementare.
Pentru fiecare participant, prima probă de scaun a fost colectată în perioada de alimentație cu lapte (vârsta medie = 86,47 zile), iar a doua probă a fost colectată după ce a început alimentația complementară (vârsta medie = 222,35 zile). Secvențierea metagenomică shotgun a acestor 250 de probe de scaun a generat peste 2,1 miliarde de perechi de citiri (media = 8,4 milioane de perechi de citiri pe probă).
Datasetul rezultat a fost clasificat la fiecare punct de recoltare în trei regimuri de lapte: 1. Exclusiv alăptat, 2. Exclusiv hrănit cu formulă, și 3. Hrănit mixt. Aproape o treime dintre mame și-au schimbat practica de alimentație între cele două puncte de recoltare. Analizele statistice ulterioare au evaluat în principal predictorii duratei alăptării și momentului introducerii alimentelor solide, alături de modificările diversității microbiene și estimările abundenței diferențiale în căile metabolice funcționale.
Statisticile rezumative au arătat că sugarii au trecut de la diete exclusiv pe bază de lapte la alimente solide la o vârstă mediană de 147 de zile, iar sugarii hrăniți cu formulă au început să consume solide cu aproximativ 17 zile mai devreme decât cei alăptați. Aceste descoperiri demonstrează că practica de alimentație cu lapte a fost asociată cu momentul introducerii alimentelor complementare.
Combinând datele despre durata alăptării cu rezultatele secvențierii metagenomice, s-a constatat că durata alăptării a fost semnificativ asociată cu diversitatea și bogăția speciilor, în timp ce vârsta la introducerea alimentelor solide nu a fost. Modelele observate au fost conforme cu „efectul de ritm” propus de autori pentru asamblarea comunității microbiene.
Sugarii hrăniți cu formulă au prezentat o bogăție inițială mai mare a speciilor comparativ cu cei alăptați. După introducerea alimentelor solide, sugarii hrăniți cu formulă au arătat un număr mult mai mare de căi funcționale diferit abundente, datele identificând 162 de căi metabolice alterate în cazul celor hrăniți cu formulă, comparativ cu doar 7 în cazul celor alăptați, adică de aproximativ 23 de ori mai multe. Magnitudinea modificărilor individuale ale căilor a fost relativ mică.
Analizele metabolice funcționale au relevat că introducerea alimentelor solide a fost însoțită de modificări în abundența genelor și căilor microbiene implicate în metabolismul carbohidraților, de la degradarea zaharurilor simple din lapte către metabolismul complex al amidonului și mannei, cu abundențe mai mari ale căilor implicate în metabolizarea și fermentarea butiratului și acetatului în întreaga cohortă.
La nivelul coortei, abundențele căilor implicate în biosinteza tiaminei (vitamina B1), biotinei (vitamina B7) și folatului (vitamina B9) au crescut după începutul alimentației complementare. Cărțile implicate în biosinteza vitaminei K2 și a vitaminei B6 au scăzut.
În cele din urmă, analizele statistice au descoperit că, după ce a început alimentația complementară, frecvența zilnică a scaunului a fost semnificativ asociată cu compoziția microbiană.
Studiul a constatat că schimbările funcționale asociate cu succesiunea microbiană erau detectabile în probele alimentate complementar de la sugari cu vârste de până la patru luni. Rezultatele susțin relația de ritm propusă de autori pentru alăptare, deoarece încetarea alăptării a fost mai strâns asociată cu modificările comunității microbiene decât cu momentul introducerii alimentelor solide. Deoarece vârsta de recoltare și statutul alimentar erau corelate puternic, studiul nu a putut disocia complet maturarea microbiomului legată de vârstă de modificările asociate cu alimentația complementară. Analiza metagenomică a evaluat, de asemenea, potențialul funcțional microbian prin măsurarea abundenței genelor și căilor, mai degrabă decât a producției directe de SCFA, vitamine sau alți metaboliti. Autorii au menționat, de asemenea, că porțiuni substanțiale din potențialul funcțional microbian nu au putut fi atribuite folosind bazele de date existente.
Autorii au declarat că aceste descoperiri ar putea informa strategiile de sănătate publică și orientările bazate pe dovezi privind alimentația sugarilor. Studiul nu a testat rezultatele clinice sau nu a
