Människomjölksmikrobiom
Humanmjölksmikrobiotan , även känd som humanmjölksprobiotika (HMP) , hänvisar till mikrobiotan (gemenskapen av mikroorganismer ) som finns i de mänskliga bröstkörtlarna och bröstmjölken . Human bröstmjölk har traditionellt antagits vara steril , men på senare tid har både mikrobiell kultur och kulturoberoende tekniker bekräftat att bröstmjölk innehåller olika samhällen av bakterier som skiljer sig från andra mikrobiella samhällen som lever i människokroppen .
Den mänskliga mjölkmikrobiotan som kan vara en källa till kommensala , mutualistiska och potentiellt probiotiska bakterier till spädbarnets tarmmikrobiota . Världshälsoorganisationen de administreras i tillräckliga mängder ger värden en hälsofördel".
Förekomst
Bröstmjölk är en naturlig källa till mjölksyrabakterier för den nyfödda genom amning och kan betraktas som en symbiotisk föda. Den normala koncentrationen av bakterier i mjölk från friska kvinnor var cirka 103 kolonibildande enheter (CFU) per milliliter. Mjölkens bakteriesamhällen var i allmänhet komplexa. Bland de hundratals operativa taxonomiska enheter som detekterades i mjölken hos varje kvinna var endast nio ( Streptococcus , Staphylococcus , Serratia , Pseudomonas , Corynebacterium , Ralstonia , Propionibacterium , Sphingomonas och Nitrobacteraceae ) närvarande i varje kvinnas mjölk, men ett individuellt prov från varje kvinna. bakteriesamhället var generellt stabilt över tiden. Humanmjölk är en källa till levande stafylokocker, streptokocker, mjölksyrabakterier , bifidobakterier , propionibakterier, corynebakterier och närbesläktade grampositiva bakterier för spädbarnets tarm.
Sammansättning
Bröstmjölk ansågs vara fri från bakterier fram till ungefär tidigt 2000-tal, då mjölksyrabakterier först beskrevs i bröstmjölk som hygieniskt samlats in från friska kvinnor. Flera studier har visat att det sker en mor-till-barn-överföring av bakteriestammar som tillhör åtminstone släktena Lactobacillus , Staphylococcus, Enterococcus och Bifidobacterium genom amning, vilket förklarar det nära sambandet mellan bakteriesammansättningen i tarmmikrobiotan av ammade spädbarn med det som finns i deras respektive mödrars bröstmjölk. Forskning har också funnit att det finns likheter mellan bröstmjölk och spädbarns tarmflora, vilket tyder på att exponering via kosten, såsom probiotika från bröstmjölk, kan bidra till att stödja spädbarns tarmmikrobiota och immunutveckling.
Bakterier som vanligtvis isoleras i bröstmjölksprover inkluderar Bifidobacterium , Lactobacillus , Staphylococcus , Streptococcus , Bacteroides , Clostridium , Micrococcus , Enterococcus och Escherichia . Metagenomiska analyser av bröstmjölk visar att den domineras av Staphylococcus, Pseudomonas och Edwardsiella . Mjölkens mikrobiomet varierar sannolikt beroende på population och mellan enskilda kvinnor, men en studie baserad på en grupp amerikanska kvinnor observerade samma nio bakteriella taxa i alla prover från alla deras deltagare, vilket tyder på en gemensam "kärna" i mjölkmikrobiomet, åtminstone i den befolkningen. Bakteriesamhällen av mänsklig råmjölk har rapporterats vara mer olika än de som finns i mogen mjölk.
De tre stammarna av Lactobacilli med probiotiska egenskaper som isolerades från bröstmjölk var L. fermentum CECT5716, L. gasseri CECT5714 och L. salivarius CECT5713, med L. fermentum som en av de vanligaste stammarna. Tidig administrering av L. fermentum CECT5716 i modersmjölksersättning påstås vara säker och väl tolererad för spädbarn en till sex månaders ålder, och säker för långtidsanvändning.
Ursprung
Även om ursprunget till mikrobiomet från bröstmjölk inte är exakt känt, har flera hypoteser för dess etablering föreslagits. Bakterier som finns i bröstmjölk kan härröra från den omgivande brösthudfloran eller spädbarnets munhålamikrobiota . Retrograd backflow under amning eller amning kan också leda till bakteriell etablering i bröstgångarna, vilket stöds av observationen att en viss grad av flowback har visat sig inträffa under amning med infraröd fotografering . Alternativt kan bakterier translokeras till bröstkanalen från moderns mag-tarmkanal via en entero-mammär väg, som underlättas av dendritiska celler .
Miljöfaktorer
Flera faktorer kan påverka sammansättningen av probiotika från bröstmjölk, såsom maternal body mass index (BMI), spädbarnssex, födelseform och amningssätt. En studie gjord av Soto et al avslöjade också att laktobaciller och bifidobakterier är vanligare i bröstmjölken hos kvinnor som inte fått några antibiotika under graviditet och amning.
Oligosackarider från bröstmjölk (HMO), en primär komponent i bröstmjölk, är prebiotika som har visat sig främja tillväxten av nyttiga arter av Bifidobacterium och Bacteroides .
Mödrahälsa
Moderns hälsotillstånd är förknippat med förändringar i mjölkens bakteriella sammansättning. Högre maternell BMI och fetma är associerade med förändringar i nivåerna av Bifidobacterium och Staphylococcus arter och totalt sett lägre bakteriell mångfald. Mjölk från kvinnor med celiaki har observerats ha minskade nivåer av Bacteroides och Bifidobacterium. Kvinnor som är HIV-positiva visar högre bakteriell mångfald och ökade mängder av Lactobacillus i sin mjölk än icke-HIV-positiva kvinnor. Mastit har kopplats till förändringar i bröstmjölksmikrobiota på fylumnivå , lägre mikrobiell mångfald och minskat överflöd av obligatoriska anaeroba taxa.
Kvinnor som föder termin och prematura visar skillnader i deras mjölkmikrobiomsammansättning, där mödrar till födslar visar lägre mängder Enterococcus -arter och högre mängder Bifidobacterium -arter i mjölken jämfört med mödrar till för tidigt födda.
Få studier har utförts för att undersöka effekten av moderns kost på mjölkmikrobiomet, men kosten är känd för att påverka andra aspekter av mjölksammansättningen, såsom lipidprofilen, vilket i sin tur kan påverka dess mikrobiella sammansättning. Variationer i fett- och kolhydratinnehållet i moderns kost kan påverka den taxonomiska sammansättningen av mjölkmikrobiomet.
Både den taxonomiska sammansättningen och mångfalden av bakterier som finns i bröstmjölk varierar sannolikt beroende på moderns geografiska plats, men studier med mer geografiskt olika deltagare behövs för att bättre förstå variationen mellan populationer.
Modern perinatal antibiotikaanvändning är associerad med förändringar i prevalensen av Lactobacillus, Bifidobacterium, Staphylococcus och Eubacterium i mjölk.
Sociala nätverkstäthet av moder-spädbarn dyader visade sig vara associerad med ökad bakteriell mångfald i mjölkmikrobiomet hos mödrar i Centralafrikanska republiken .
Leverans metod
Tillförselsätt kan påverka sammansättningen av bröstmjölksmikrobiomet. Vaginala födslar är förknippade med hög taxonomisk mångfald och hög prevalens av Bifidobacterium och Lactobacillus, och den motsatta trenden ses med födsel med kejsarsnitt, men inget samband mellan leveranssätt och modersmjölksmikrobiomet har också observerats.
Amningsstadiet
Mjölkens mikrobiomet varierar över laktationsstadiet, med högre mikrobiell mångfald observerad i råmjölk än i mogen mjölk. Den taxonomiska sammansättningen av bröstmjölk varierar också över laktationsperioden, initialt dominerad av Weissella , Leuconostoc , Staphylococcus, Streptococcus och Lactococcus -arter, och senare sammansatt i första hand av Veillonella , Prevotella , Leptotrichia, Lactobacillus, Streptococcus, Bifiterococcus och Bifiterococcus.
Påverkan på hälsan
Amning anses vara en viktig drivkraft för etablering av spädbarns tarmmikrobiom . Tarmmikrobiomet hos ammade spädbarn är mindre mångsidigt, innehåller högre mängder Bifidobacterium och Lactobacillus -arter och färre potentiella patogena taxa än tarmmikrobiomet hos spädbarn som fått formeln. Bakterier från bröstmjölk kan minska risken för infektion hos spädbarn som ammas genom att konkurrera utesluta skadliga bakterier och producera antimikrobiella föreningar som eliminerar patogena stammar. Vissa laktobaciller och bifidobakterier , vars tillväxt stimuleras av HMO, bidrar till hälsosam metabolisk och immunrelaterad funktion i spädbarnets tarm.
Fördelar för ammande mamma
Forskningsstudier visade att L. fermentum kunde förbättra mastit, en vanlig inflammatorisk sjukdom associerad med amning, genom att minska antalet streptokocker som tros vara orsaken och riskfaktorn för mastit.
Förmån för spädbarn
Ammade barn har en lägre förekomst av infektioner än barn som fått mjölkersättning, vilket delvis kan förmedlas genom modulering av tarmmikrofloran av bröstmjölkskomponenter. Ammade spädbarn verkar faktiskt utveckla en tarmmikroflora som är rikare på laktobaciller och bifidobakterier med minskade patogena bakterier jämfört med spädbarn som fått mjölkersättning. Forskning av Maldonado et al fann att spädbarn som fick en tillskottsersättning berikad med L. fermentum visade en minskning av gastrointestinala och luftvägsinfektioner, så att administrering av sådan modermjölksersättning kan vara användbar för att förebygga samhällsförvärvade gastrointestinala och övre luftvägar. infektioner hos spädbarn.
Probiotika från bröstmjölk kan också fungera som banbrytande arter för att öka koloniseringen av "nyttiga" bakterier och stödja spädbarnets omogna immunsystem. Det är känt att laktobaciller och bifidobakterier kan undertrycka tillväxten av patogena mikroorganismer som Salmonella typhimurium och Clostridium perfringens genom kolonisering av ett barns tarm och tävla om näringsämnen, vilket förhindrar deras vidhäftning. Tarmkolonisering av kommensala bakterier spelar också en viktig roll för att upprätthålla homeostas av immunsystemet. Dessa bakterier stimulerar T helper 1 -svaret och motverkar trenden mot ett T-helper 2- svar hos neonatalt immunsystem, vilket i sin tur minskar förekomsten av inflammatoriska processer som nekrotiserande enterokolit .
Barn med koliksymtom har möjligen en obalans i tarmmikrobiotan – analyser av fekala prover fann högre antal koliforma bakterier och lägre antal laktobaciller hos spädbarn med koliksymtom jämfört med barn som inte lider av kolik. Å andra sidan har probiotika visat sig påverka tarmens motilitet och sensoriska nervceller samt tarmens kontraktila aktivitet och utöva antiinflammatoriska effekter.
Evolutionära implikationer
Det finns en viss indikation på samband mellan mjölkmikrobiota och andra humanmjölkskomponenter, inklusive HMO, moderns celler och näringsprofiler. Specifika bakteriesläkten har visat sig vara associerade med variation i nivåer av mjölkmakronäringsämnen som laktos , proteiner och fetter . HMOs underlättar selektivt tillväxten av särskilda nyttiga bakterier, särskilt Bifidobacterium -arter. Dessutom, eftersom Bifidobacteria- genom är unikt utrustade för att metabolisera HMOs, som annars är svårsmälta av enzymer i spädbarnets tarm, har vissa föreslagit en samevolution mellan HMOs och vissa bakterier som är vanliga i både mjölk och spädbarns gastrointestinala mikrobiomer. Vidare, i förhållande till andra däggdjursmjölker såsom primatmjölk, verkar humanmjölk vara unik med avseende på komplexiteten och mångfalden av dess oligosackariderpertoar. Humanmjölk kännetecknas av en större övergripande HMO-diversitet och övervägande av oligosackarider som är kända för att främja tillväxten av Bifidobacterium i spädbarnets tarm. Mjölkmikrobiota tros spela en viktig roll i programmeringen av spädbarns immunsystem och tenderar att minska risken för negativa hälsoresultat för spädbarn. Skillnader i mjölkoligosackarider mellan människor och icke-mänskliga primater kan tyda på variation i patogenexponering associerad med ökad socialitet och gruppstorlekar. Tillsammans kan dessa observationer indikera att mjölkmikrobiella samhällen har utvecklats tillsammans med sin mänskliga värd, vilket stöds av förväntningen att mikrober som främjar värdhälsan underlättar deras egen överföring och spridning.
Jämförelser med andra däggdjur
Både human- och makakmjölk innehåller stora mängder Streptococcus- och Lactobacillus -bakterier, men skiljer sig åt i deras respektive relativa förekomster av dessa taxa. Bakterier som observerats vara vanligast i frisk mjölk från nötkreatur inkluderar Ralstonia , Pseudomonas , Sphingomonas , Stenotrophomonas , Psychrobacter , Bradyrhizobium , Corynebacterium , Pelomonas , Staphylococcus , Faecalibacterium , Lachnospiraceae B bacterium , Propionribae B bacterium , Propionribae bacterium , bacterium eptococcus , Anaerococcus , Lactobacillus , Porphyromonas , Comamonas , Fusobacterium och Enterococcus .