Podávání kapek síranu železnatého má významné účinky na střevní mikroflóru kojenců dostatečných železa: randomizovaná kontrolovaná studie / střeva

  • kojenecká / novorozenecká výživa
  • mikroflóra tlustého střeva
  • výživa železa
  • klinické studie

se zájmem čteme práci Jaeggi et al1 a Paganinni et al2 a chválíme jejich úsilí. Navzdory rozdílům v koncentraci železa, věku kojenců a technikách sekvenování obě studie prokazují nepříznivé účinky železa na střevní mikrobiotu se sníženým množstvím bifidobakterií a laktobacilů a zvýšeným množstvím patogenních bakterií u keňských kojenců s nedostatkem železa/anemických.

zkoumali jsme změny ve střevním mikrobiálním složení v důsledku opevnění nebo suplementace železem u zdravých švédských kojenců. Kojenci s dostatečným množstvím železa ve věku 6 měsíců byli náhodně přiděleni, aby dostávali vzorec s nízkým obsahem železa (1, 2 mg Fe / den; n=24), vzorec s vysokým obsahem železa (6, 6 mg Fe / den; n=24) nebo vzorec bez přidání železa s doplněním tekutého síranu železnatého (kapky železa; 6, 6 mg Fe / den; n=24) po dobu 45 dnů. Všichni účastníci dali svůj informovaný souhlas před zařazením prostřednictvím rodičů nebo zákonných zástupců. Celkový příjem železa byl 1,2, 6,4 a 5,7 mg / den (všechny rozdíly p<0,01) ve skupině s nízkým obsahem železa, vysokým obsahem železa a železem. Vzorky stolice byly odebrány před a po zásahu. Použili jsme sekvenování amplikonu genu 16S rRNA v oblasti V3-V4 k profilování střevního mikrobiomu pomocí Illumina MiSeq. Použili jsme QIIME3 k posouzení složení a rozmanitosti střevní mikrobioty a balení Deseq24 k prozkoumání rozdílů v relativním množství střevních bakterií mezi skupinami. PICRUSt byl použit k predikci funkčního obsahu metagenomu.5

vaginálně narozené děti (n=53) s párovými vzorky stolice byly zahrnuty do analýz. Mezi randomizačními skupinami nebyly žádné významné rozdíly v antropometrii nebo biomarkerech souvisejících se železem; nebyly hlášeny žádné nežádoucí účinky (průjem, zvýšený výskyt infekcí, jiná onemocnění atd.) a růst nebyl ovlivněn (tabulka 1).6

zobrazit tuto tabulku:

  • Zobrazit inline
  • zobrazit vyskakovací okno
Tabulka 1

základní charakteristiky účastníků studie a antropometrické a biochemické hodnoty při 45denním sledování.

v této studii potvrzujeme zjištění, že spotřeba vzorce s vysokým obsahem železa je spojena se sníženým relativním množstvím bifidobakterií (p< 0,001, 60% vs. 78%) po pouhých 45 dnech intervence, ale nezjistili jsme zvýšený růst patogenních bakterií. Podařilo se nám však částečně potvrdit předchozí zjištění týkající se hojnosti laktobacilů v důsledku spotřeby železa. Zjistili jsme nižší relativní hojnost Lactobacillus sp (p< 0,007, 8% vs. 42%) u kojenců, kteří dostávali kapky železa ve srovnání se skupinou s vysokým obsahem železa. Neočekávaně jsme také zjistili vyšší relativní hojnost Lactobacillus sp (p<0,0002, 42% vs. 32%) ve skupině s vysokým obsahem železa ve srovnání se skupinou s nízkým obsahem železa; tento výsledek zpochybňuje hypotézu, že způsob podávání železa má přímý účinek na kolonizaci laktobacilů ve střevě. Dále skupina s kapkami železa měla nižší množství streptokoků (p<0, 0003, 0, 2% oproti 0, 9%), ale vyšší množství Klostridia (p<0, 05, 25% oproti 9%) a Bacteroidů (p<0, 02, 1, 2% oproti 0, 9%) ve srovnání se skupinou s vysokým obsahem železa (obrázek 1). V této studii dostaly všechny skupiny vzorec s přidanými galakto-oligosacharidy (GOS)při 3,3 g / L. Toto prebiotikum může zmírnit nepříznivé účinky opevnění železem na střevní mikrobiotu, 2, ale ve skupině s kapkami železa bylo železo podáváno kromě jídla vzorce. V naší studii tedy nemůžeme vyloučit možný ochranný účinek GOS na střevní mikrobiotu kojenců.

Obrázek 1

rozdíly ve složení střevních bakterií závisí na koncentraci a způsobu podávání spotřebovaného železa. V kladogramu, který ukazuje výsledky mikrobiomové analýzy v průběhu času, jsou taxony seskupeny na základě synapomorfie. Nejvzdálenější malé, bílé kruhy představují 561 OTUs (provozní taxonomické jednotky). Rozdíly ve střevním mikrobiálním složení mezi skupinou s vysokým Fe vzorcem versus skupinou s nízkým Fe vzorcem v průběhu času jsou uvedeny ve žluté složce kolem kladogramu, kde modré pruhy představují nižší relativní hojnost bakterií ve skupině s vysokým Fe vzorcem ve srovnání se skupinou s nízkým Fe vzorcem a červené pruhy představují vyšší relativní hojnost ve skupině s vysokým Fe vzorcem ve srovnání se skupinou s nízkým Fe vzorcem, resp. Rozdíly ve střevním mikrobiálním složení mezi skupinou s vysokým Fe-vzorcem versus skupinou s Fe-kapkami v průběhu času jsou uvedeny v červené složce kolem kladogramu, kde modré pruhy představují nižší relativní hojnost bakterií ve skupině s vysokým Fe-vzorcem a červené pruhy představují vyšší relativní hojnost ve skupině s vysokým Fe-vzorcem ve srovnání se skupinou Fe-kapek, resp. OTU, provozní taxonomická jednotka.

stejně jako ve studii Paganinni et al, 2 fekální kalprotektin se mezi skupinami nelišil (tabulka 1), ale v naší studii pozitivně koreloval s Clostridium difficile ve vzorci s vysokým obsahem železa (rSpearman=0, 4, p<0, 01) a intervenční skupiny s kapkami železa (rSpearman=0, 48, p<0, 004). Bakteriální funkční dráha související s infekcí Staphylococcus aureus (modul Kegg 05150)5 byla významně nižší ve skupině s kapkami železa ve srovnání se skupinou s nízkým obsahem železa (p=0, 027). Toto je nové zjištění, které naznačuje, že změny v bakteriálním složení v důsledku podávání kapek železa mohou snížit ochrannou odpověď střevní mikrobioty na bakteriální infekce. Kvůli tomu však nebyly pozorovány žádné účinky na zdraví účastníků.

abychom to shrnuli, u zdravých, neanemických švédských kojenců je konzumace přípravku s vysokým obsahem železa spojena s významně nižším množstvím bifidobakterií ve srovnání s přípravkem s nízkým obsahem železa a podávání železa ve formě kapek, a to i v dávce srovnatelné s denní potřebou železa a po krátkou dobu, vede ke snížení relativního množství laktobacilů a potenciálně zvyšuje náchylnost k bakteriální infekci.

poděkování

Děkujeme rodinám, které se studie zúčastnily, výzkumným sestrám Åsa Sundström a Camilla Steinvall Lindberg, které pomohly při zápisu a sběru dat, a Stině Bäckman (FOI)za vynikající pomoc během běhu Illumina MiSeq. Děkujeme Richardu Hurrellovi za konstruktivní kritiku rukopisu.

    1. Jaeggi T,
    2. Kortman GA,
    3. Moretti D, et al

    . Opevnění železem nepříznivě ovlivňuje střevní mikrobiom, zvyšuje hojnost patogenů a vyvolává střevní zánět u keňských kojenců. Gut2015; 64: 731-42.doi: 10.1136 / gutjnl-2014-307720

    1. Paganini D,
    2. Uyoga MA,
    3. Kortman GAM, et al

    . Prebiotické galakto-oligosacharidy zmírňují nepříznivé účinky opevnění železem na střevní mikrobiom: randomizovaná kontrolovaná studie u keňských kojenců. Gut2017; 66: 1956-67.doi: 10.1136/gutjnl-2017-314418

    1. Navas-Molina JA,
    2. Peralta-Sánchez JM,
    3. González A, et al

    . Pokrok v našem chápání lidského mikrobiomu pomocí QIIME. Metody Enzymol2013; 531: 371-444.doi: 10.1016 / B978-0-12-407863-5.00019-8

    1. Love MI,
    2. Huber W,
    3. Anders s

    . Moderovaný odhad změny fold a disperze pro RNA-seq data s DESeq2. Genom Biol2014; 15: 550.doi: 10.1186/s13059-014-0550-8

    1. Langille MG,
    2. Zaneveld J,
    3. Caporaso JG, et al

    . Predictive functional profiling of microbial communities using 16S rRNA marker gene sequences. Nat Biotechnol2013;31:814–21.doi:10.1038/nbt.2676

    1. Szymlek-Gay EA,
    2. Domellöf M,
    3. Hernell O, et al

    . Způsob perorálního podání železa a množství běžně konzumovaného železa neovlivňují absorpci železa, systémové využití železa nebo absorpci zinku u dětí dostávajících železo: randomizovaná studie. Br J Nutr2016; 116: 1046-60.doi: 10.1017 / S0007114516003032