Podawanie kropli siarczanu żelazawego ma znaczący wpływ na mikrobiotę jelitową niemowląt wystarczającej ilości żelaza: randomizowane, kontrolowane badanie / Gut

  • żywienie niemowląt / noworodków
  • mikroflora okrężnicy
  • żywienie żelaza
  • badania kliniczne

z zainteresowaniem czytamy prace Jaeggiego i wsp.1 oraz Paganinni i wsp. 2 i pochwalamy ich wysiłki. Pomimo różnic w stężeniu żelaza, wieku niemowląt i technikach sekwencjonowania, oba badania wykazują niekorzystny wpływ żelaza na mikrobiotę jelitową ze zmniejszoną obfitością bifidobakterii i lactobacillus oraz zwiększoną obfitością bakterii chorobotwórczych u dzieci z niedoborem żelaza/niedokrwistością w Kenii.

zbadaliśmy zmiany w składzie drobnoustrojów jelitowych spowodowane wzmocnieniem żelaza lub suplementacją u zdrowych, Szwedzkich niemowląt. Niemowlęta w wieku 6 miesięcy posiadające wystarczającą ilość żelaza przydzielano losowo do otrzymywania preparatu o niskiej zawartości żelaza (1,2 mg Fe / dobę; n = 24), formuła o wysokiej zawartości żelaza (6,6 mg Fe/dobę; n=24) lub formuła bez dodatku żelaza z płynną suplementacją siarczanu żelaza (krople żelaza; 6,6 mg Fe/dobę; N=24) przez 45 dni. Wszyscy uczestnicy wyrazili świadomą zgodę przed włączeniem za pośrednictwem rodziców lub opiekunów prawnych. Całkowite spożycie żelaza wynosiło 1, 2, 6, 4 i 5, 7 mg/dobę (wszystkie różnice p<0, 01) odpowiednio w grupie o małej zawartości żelaza, dużej zawartości żelaza i kropli żelaza. Próbki kału pobrano przed i po interwencji. Zastosowaliśmy sekwencjonowanie amplikonu genu 16S rRNA regionu V3-V4 w celu profilowania mikrobiomu jelitowego za pomocą Illumina MiSeq. Użyliśmy QIIME3 do oceny składu i różnorodności mikrobioty jelitowej oraz pakietu Deseq24 do zbadania różnic we względnej obfitości bakterii jelitowych między grupami. PICRUSt był używany do przewidywania zawartości funkcjonalnej metagenomu.Do analiz włączono 5

niemowląt urodzonych dopochwowo (n=53) ze sparowanymi próbkami kału. Nie stwierdzono istotnych różnic w antropometrii ani biomarkerach związanych z żelazem w grupach randomizacyjnych; nie zgłoszono żadnych działań niepożądanych (biegunka, zwiększenie częstości zakażeń, inne choroby itp.) i nie stwierdzono wpływu na wzrost (tabela 1).6

zobacz tę tabelę:

  • Zobacz inline
  • Zobacz popup
Tabela 1

charakterystyka wyjściowa uczestników badania oraz wartości antropometryczne i biochemiczne w 45-dniowej obserwacji.

w tym badaniu potwierdzamy ustalenia, że spożycie formuły o wysokiej zawartości żelaza wiąże się ze zmniejszeniem względnej obfitości Bifidobacterium (p<0,001, 60% vs 78%) po zaledwie 45 dniach interwencji, ale nie wykryliśmy zwiększonego wzrostu bakterii chorobotwórczych. Udało nam się jednak częściowo potwierdzić wcześniejsze ustalenia dotyczące obfitości bakterii kwasu mlekowego w wyniku spożycia żelaza. Stwierdzono mniejszą względną obfitość Lactobacillus sp (p< 0,007, 8% vs 42%) u niemowląt, które otrzymały krople żelaza w porównaniu z grupą o wysokiej formule żelaza. Nieoczekiwanie stwierdzono również większą względną obfitość Lactobacillus sp (p< 0,0002, 42% vs 32%) w grupie o wysokiej zawartości żelaza w porównaniu z grupą o niskiej zawartości żelaza; wynik ten podważa hipotezę, że sposób podawania żelaza ma bezpośredni wpływ na kolonizację bakterii Lactobacillus w jelitach. Ponadto grupa otrzymująca krople żelaza wykazywała mniejszą obfitość Streptococcus (p<0,0003, 0,2% vs 0,9%), ale większą obfitość Clostridium (p<0,05, 25% vs 9%) i Bacteroides (p<0,02, 1,2% vs 0,9%) w porównaniu z grupą o wysokim wzorze żelaza (fig.1). W niniejszym badaniu Wszystkie grupy otrzymywały formułę z dodatkiem galaktooligosacharydów (GOS) w dawce 3,3 g/L. ten prebiotyk może łagodzić niekorzystny wpływ fortyfikacji żelaza na mikrobiotę jelitową,2 ale w grupie kropli żelaza żelazo podawano poza posiłkami o wzorze. W związku z tym nie możemy wykluczyć możliwego ochronnego wpływu GOS na mikrobiotę jelitową niemowląt w naszym badaniu.

Fig.1

różnice w składzie bakterii jelitowych zależą od stężenia i sposobu podawania zużytego żelaza. W kladogramie, przedstawiającym wyniki analizy mikrobiomu w czasie, taksony grupowane są na podstawie synapomorfii. Najbardziej oddalone małe, białe okręgi reprezentują 561 OTUs (operacyjnych jednostek taksonomicznych). Różnice w składzie drobnoustrojów jelitowych między grupą o wysokim wzorze Fe a grupą o niskim wzorze w czasie są przedstawione w żółtym komponencie wokół kladogramu, gdzie niebieskie paski reprezentują mniejszą względną obfitość bakterii w grupie o wysokim wzorze Fe w porównaniu z grupą o niskim wzorze Fe, a czerwone paski reprezentują wyższą względną obfitość w grupie o wysokim wzorze Fe w porównaniu z grupą o niskim wzorze. Różnice w składzie drobnoustrojów jelitowych między grupą o wysokim wzorze Fe a grupą kropli Fe w czasie są przedstawione w czerwonym komponencie wokół kladogramu, gdzie niebieskie paski reprezentują mniejszą względną obfitość bakterii w grupie o wysokim wzorze Fe, a czerwone paski reprezentują wyższą względną obfitość w grupie o wysokim wzorze Fe w porównaniu z grupą kropli Fe. OTU-Jednostka taksonomiczna.

podobnie jak w badaniu Paganinni i wsp., 2 kalprotektyny w kale nie różniły się między grupami (tabela 1), ale w naszym badaniu korelowały dodatnio z Clostridium difficile w grupach o wysokim wzorze żelaza (rSpearman=0,4, p<0,01) i grupach interwencyjnych z kroplami żelaza (rspearman=0,48, p<0,004). Bakteryjny szlak czynnościowy związany z zakażeniem Staphylococcus aureus (moduł KEGG 05150) 5 był znamiennie niższy w grupie kropli żelaza w porównaniu z grupą o niskim wzorze żelaza (p = 0,027). Jest to nowe odkrycie, które sugeruje, że zmiany w składzie bakteryjnym spowodowane podawaniem kropli żelaza mogą zmniejszyć odpowiedź ochronną mikrobioty jelitowej na infekcje bakteryjne. Nie zaobserwowano jednak z tego powodu wpływu na zdrowie uczestników.

podsumowując, u zdrowych, Szwedzkich niemowląt bez niedokrwistości, spożycie preparatów zawierających wysoką zawartość żelaza wiąże się ze znacznie mniejszą obfitością bifidobakterii w porównaniu z preparatami zawierającymi niską zawartość żelaza, a podawanie żelaza w postaci kropli, nawet w dawce porównywalnej z dziennym zapotrzebowaniem na żelazo i przez krótki czas, prowadzi do zmniejszenia względnej obfitości pałeczek kwasu mlekowego i potencjalnie zwiększa podatność na infekcje bakteryjne.

podziękowania

dziękujemy rodzinom, które wzięły udział w badaniu, pielęgniarkom badawczym Åsie Sundström i Camilli Steinvall Lindberg, które pomogły podczas rejestracji i zbierania danych, oraz Stinie Bäckman (FOI) za doskonałą pomoc podczas biegu Illumina MiSeq. Dziękujemy Richardowi Hurrellowi za konstruktywną krytykę rękopisu.

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

    . Fortyfikacja żelaza niekorzystnie wpływa na mikrobiom jelitowy, zwiększa obfitość patogenów i indukuje zapalenie jelit u kenijskich niemowląt. Gut2015; 64: 731-42.doi: 10.1136 / gutjnl-2014-307720

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

    . Prebiotyczne galaktooligosacharydy łagodzą niekorzystny wpływ fortyfikacji żelaza na mikrobiom jelitowy: randomizowane, kontrolowane badanie u kenijskich niemowląt. Gut2017;66: 1956-67.doi: 10.1136 / gutjnl-2017-314418

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

    . Pogłębianie naszego zrozumienia ludzkiego mikrobiomu za pomocą 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

    . Moderated estimation of fold change and dispersion for RNA-seq data with DESeq2. Genome 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

    . Sposób podawania doustnego żelaza i ilość zwykle spożywanego żelaza nie wpływają na wchłanianie żelaza, ogólnoustrojowe jego wykorzystanie lub wchłanianie cynku u niemowląt z wystarczającą ilością żelaza: badanie randomizowane. Br J Nutr2016;116:1046-60.doi: 10.1017 / S0007114516003032