Børn i Kutupalong-flygtningelejren i Cox's Bazar, Bangladesh får screening og behandling for underernæring. (Kredit: Maggie Moore / USAID / Flickr)
Underernæring kan føre til hæmmet vækst. En ny undersøgelse af børn i Bangladesh implicerer 14 typer bakterier i tyndtarmen.
Mange børn, der får behandling for underernæring i udviklingslande, kommer aldrig helt tilbage. De kan også opleve dysfunktion i immunsystemet og dårlig kognitiv udvikling, der typisk forårsager langsigtede sundhedsproblemer i voksenalderen.
De pågældende bakterier bidrager til sygdom i slimhinden i tyndtarmen - en tilstand kaldet enterisk dysfunktion - som forringer absorptionen af næringsstoffer fra mad og undertrykker de vækstfaktorer, der er nødvendige for en sund udvikling.
Forskningen, der blev offentliggjort i The New England Journal of Medicine, kan hjælpe forskere med at designe nye terapier til underernærede børn der forbliver stuntede og undervægtige, selv efter at have modtaget terapeutiske fødevarer, siger forskere.
I en redaktionelle der ledsager undersøgelsen, kaldte Ramnick J. Xavier, fra Massachusetts General Hospital og Broad Institute of MIT og Harvard, den nye forskning "minder om identifikationen af Helicobacter pylori som årsag til mavesår. ”
Ifølge Xavier binder arbejdet en sygdom til en gruppe bakterier, der koloniserer en bestemt region i tarmen og illustrerer fordelene ved at integrere global sundhed med grundlæggende mekanistiske undersøgelser af årsagerne til sygdommen.
Tyndtarmens vitale rolle
Tarmmikrobiomet har et symbiotisk forhold til sin menneskelige vært. Bevis fremkommer om dets kritiske bidrag i de tidlige leveår til sund vækst og udvikling. Meget forskning, der involverede tarmmikrobiomet, har fokuseret på bakterier målt i fækale prøver, som ikke nødvendigvis er repræsentative for de mikrobielle samfund, der bor i forskellige regioner langs længden af mavetarmkanalen.
I den nye undersøgelse fokuserede forskere på den øvre tyndtarm - regionen i tarmen umiddelbart efter maven - fordi den stort set ikke er undersøgt, og fordi der var antydninger om, at den kunne spille en vigtig rolle i underernæring.
”Meget af kroppens optagelse af næringsstoffer finder sted i tyndtarmen,” siger seniorforfatter Jeffrey I. Gordon, professor og direktør for Edison Family Center for Genome Sciences & Systems Biology ved Washington University School of Medicine i St. Louis. ”Tyndtarmen er foret med fingerlignende fremspring kaldet villi, hvilket øger tarmens absorberende overfladeareal.
”I forbindelse med enterisk dysfunktion i miljøet beskadiges disse villi og kollapser, hvilket forårsager betændelse i tarmvæggen og reducerer dens evne til at absorbere næringsstoffer. Denne lidelse har været meget vanskelig at diagnosticere, og årsagen er gådefuld, ligesom dens forhold til de mange manifestationer af underernæring, herunder kort statur (forkrøbling).
”Vores undersøgelse var designet til at løse disse spørgsmål. Resultaterne har hjulpet os med at dechifrere sygdomsmekanismer og giver også en begrundelse for at udvikle nye terapier, der er målrettet mod tyndtarmsmikrobiomet. ”
Stunt og underernæring
Til den nye undersøgelse begyndte forskere med en ernæringsmæssig intervention for 525 underernærede børn, der i gennemsnit var 18 måneder gamle og havde hæmmet vækst. De modtog et standard ernæringstilskud, der omfattede mælk, æg, mineraler og vitaminer.
Efterforskerne fik tilladelse fra forældrene til hver af de 110 børn, der ikke viste forbedring med denne behandling, til at udføre en endoskopi på deres barn. Proceduren tillod forskerne at få vævsbiopsier og indsamle mikrobielle prøver fra børnenes øvre tyndtarme.
”Tidligere håbedes det, at det ville være tilstrækkeligt at levere mere nærende mad og forbedret sanitet til at overvinde stunt,” siger første forfatter Robert Y. Chen, en doktorand i Gordons laboratorium. ”Men den tilgang har ikke fungeret for mange børn.
"I denne undersøgelse var vi i stand til at se nærmere på molekyler og mikrober i tyndtarmen for at forstå mere detaljeret, hvad der sker hos disse børn, der gør deres tilstand så modstandsdygtig over for ernæringsinterventioner."
Forskerne fokuserede på 80 af de 110 børn, som de også havde blodprøver for, og hos hvem de havde fundet tegn på miljømæssig enterisk dysfunktion via tarmbiopsier. De målte forekomsten af tusinder af proteiner i blodprøver og i tarmbiopsiprøverne.
Resultaterne afslørede lavere end normale niveauer af proteiner involveret i forskellige aspekter af vækst, højere niveauer af proteiner som følge af nedbrydning af tarmens foring og hyperaktivering af tarmimmunsystemet. Prøver af det mikrobielle indhold i den samme region i tyndtarmen afslørede en gruppe på 14 typer bakterier; jo højere niveauerne af disse organismer er, desto mere alvorlig er bedøvelsen. Forskerne forbandt også niveauerne af disse organismer til niveauerne af tarmproteiner involveret i betændelse, hvilket kan skade tarmen.
”Denne kernegruppe på 14 bakterier var til stede i 80% af de underernærede stuntede børn,” siger Chen. ”Hvad der er helt slående er, at disse bakterier var stærkt korreleret med proteiner, der forårsager en inflammatorisk tilstand og med svækkelse. De inflammatoriske markører kunne også måles i blod, hvilket kunne hjælpe os med at identificere disse problemer hos børn uden at foretage en endoskopi. ”
En 'stort set uudforsket vildmark'
Forskerne fandt ud af, at de kunne opdage disse 14 bakteriestammer i fækale prøver fra disse børn, og at deres niveauer afveg fra dem i fækale prøver fra raske børn.
Forskerne bemærkede også, at ingen af de 14 stammer typisk betragtes som sygdomsfremkaldende patogener. Gordon og hans kolleger kunne ikke direkte sammenligne bakterieprøverne fra de underernærede børns øvre tyndtarme med raske børns i Bangladesh, fordi det ikke ville have været etisk at udføre endoskopier på raske børn.
For at fastslå, om de 14 bakteriestammer i den øvre tyndtarm spiller en kausal rolle i miljømæssig enterisk dysfunktion - og for eksempel ikke er en effekt af underernæring - undersøgte forskerne kimfrie mus fodret med en diæt, der var repræsentativ for kostene fra de Bangladeshiske børn. i undersøgelsen.
De kimfrie mus, der blev født og opvokset under sterile forhold uden deres egne mikrobiomer, fik en samling mikrober fra de underernærede børn - inklusive stammerne forbundet med hæmmet vækst. De fodrede også kontrolmus med normale musetarmmikrober den samme diæt. De, der modtog tarmmikroberne fra de underernærede børns øvre tyndtarme udviklede forstyrrelse af tarmens foring og inflammatoriske ændringer, der var karakteristiske for miljømæssig enterisk dysfunktion.
”Vores undersøgelse giver stærke beviser for, at der er mere ved stunt end de konventionelle synder, som vi traditionelt bebrejder for problemet - fødevareknaphed, dårlig sanitet eller forurenet vandforsyning, for eksempel,” siger medforfatter Michael J. Barratt, administrerende direktør for Washington University's Center for Gut Microbiome and Nutrition Research.
Tilføjer Gordon, ”Den lille tarmmikrobiota har været en stort set uudforsket vildmark” - en 'terra incognita'. Disse nye fund giver bevis for de vigtige bidrag fra tyndtarmens mikrobielle samfund til den sunde vækst af børn, og hvordan forstyrrelser i dets sammensætning og funktion kan resultere i underernæring.
”Der skal gøres meget mere, men vores teams resultater, herunder oprettelsen af en dyremodel, der skildrer vigtige træk ved miljømæssig enterisk dysfunktion hos børn, baner vejen for nye metoder til at diagnosticere denne sygdom og nye behandlinger, der reparerer tarmens mikrobielle samfund. . Disse behandlinger - hvad enten det er terapeutisk mad eller probiotika - for eksempel - ville søge at reducere niveauerne og virkningen af disse skadelige bakterier i tyndtarmen hos underernærede børn. ”
Tahmeed Ahmed fra International Center for Diarrheal Disease Research i Dhaka, Bangladesh, samarbejdede om undersøgelsen. Bill & Melinda Gates Foundation finansierede arbejdet.
Bøger om miljøet fra Amazons bestsellerliste
"Stille forår"
af Rachel Carson
Denne klassiske bog er et vartegn i miljøismens historie, der henleder opmærksomheden på de skadelige virkninger af pesticider og deres indvirkning på den naturlige verden. Carsons arbejde var med til at inspirere den moderne miljøbevægelse og er fortsat relevant i dag, da vi fortsat kæmper med udfordringerne med miljømæssig sundhed.
Klik for mere info eller for at bestille
"Den ubeboelige jord: Livet efter opvarmning"
af David Wallace-Wells
I denne bog giver David Wallace-Wells en skarp advarsel om de ødelæggende virkninger af klimaændringer og det presserende behov for at løse denne globale krise. Bogen trækker på videnskabelig forskning og eksempler fra den virkelige verden for at give et nøgternt blik på den fremtid, vi står over for, hvis vi undlader at handle.
Klik for mere info eller for at bestille
"Træernes skjulte liv: Hvad de føler, hvordan de kommunikerer? Opdagelser fra en hemmelig verden"
af Peter Wohlleben
I denne bog udforsker Peter Wohlleben træernes fascinerende verden og deres rolle i økosystemet. Bogen trækker på videnskabelig forskning og Wohllebens egne erfaringer som skovfoged for at give indsigt i de komplekse måder, træer interagerer med hinanden og den naturlige verden på.
Klik for mere info eller for at bestille
"Vores hus er i brand: Scener af en familie og en planet i krise"
af Greta Thunberg, Svante Thunberg og Malena Ernman
I denne bog giver klimaaktivisten Greta Thunberg og hendes familie en personlig beretning om deres rejse for at øge bevidstheden om det presserende behov for at håndtere klimaændringer. Bogen giver en kraftfuld og bevægende beretning om de udfordringer, vi står over for, og behovet for handling.
Klik for mere info eller for at bestille
"Den sjette udryddelse: en unaturlig historie"
af Elizabeth Kolbert
I denne bog udforsker Elizabeth Kolbert den igangværende masseudryddelse af arter forårsaget af menneskelig aktivitet, ved at trække på videnskabelig forskning og eksempler fra den virkelige verden for at give et nøgternt blik på virkningen af menneskelig aktivitet på den naturlige verden. Bogen tilbyder en overbevisende opfordring til handling for at beskytte mangfoldigheden af liv på Jorden.
al
