Sildiarhiiv: laktofloora

Soole laktofloora allergilistel ja mitteallergilistel imikutel (koostöös Talveakadeemiaga)

Artikli autor on Anna Tisler, kes õpib Tartu Ülikoolis 1 aasta biomeditsiini magistratuuris. Annjõudis parimate hulka 2012. aasta Talvakadeemia teadusartiklite konkursil. 

Terve põlvkond – terve ühiskond. Aga kust ühiskond algab? Eks ikka lastest. Laps on ühiskonna peegel ning iga laps on ühiskonna jaoks väärtus. Terve ühiskond eeldab terveid lapsi. Tervist mõjutavad aga paljud faktorid.  Kui infektsioonhaigusi on alati põetud, siis allergianäitajad on viimastel kümnenditel suurenenud.

Miks just allergianäitajad? Allergilised haigused on viimase 30 aasta jooksul levinuimad maailmas. Uuringud näitavad, et üks kolmandik planeedi elanikest kannatab mõne allergiavormi all. Umbes 30-40 % lastest kogu maailmas on atoopiline dermatiit. Samas on viimase poolesaja aasta jooksul kogu maailmas harvenenud bakteritest ja viirustest põhjustatud haigused. Keskkonnas olevad bakterid ja seened, kõige enam aga soole normaalne mikrofloora, on äärmiselt olulised tasakaalustatud immuunreaktsioonide tekkes. Steriilsetes tingimustes ei teki tolerantsust. Taluvusreaktsioonide väljakujunemiseks on hädavajalik kokkupuude bakteritega.

Rinnapiima olulisusust areneva lapse elus ei tohiks alahinnata. Ema annab oma lapsele koos piimaga antikehi, mineraalaineid, vitamiine, rasvhappeid. Rinnapiima saavatel lastel on peamised seedetrakti koloniseerijad piimhappebakterid nagu laktobatsillid ja bifidobakterid.  Soolefloora sõltub sellest, missugused mikroobid on lapse sooletraktis sündimise ajal, kuid tähtsusetu pole ka see, mis soolefloorat hilisemas elus mõjutab (antibiootikumid, toit ja selles olevad lisaained jm). Uuringutest on selgunud suured erinevused allergiliste ja tervete inimeste sooles leiduvate mikroobide koosluses. Allergiateta inimestel on rohkem piimhapet tootvaid baktereid (laktobakterid, bifidobakterid), allergikutel aga rohkesti bakteroide ja klostriide.

Talumajapidamistest pärit lastel on allergiad harvemad. Peamiseks põhjuseks on see, et nad  söövad rohkem kodus valmistatud säilitusaineteta toitu. Paljud lisaained (E-ained) võivad ise esile kutsuda toidu talumatust, kuid mõjutada immuunsüsteemi ka soolefloora muutumise kaudu. Antud töö eesmärgiks on pöörata ühiskonna tähelepanu allergia tekkemise põhjustele, aga mis veelgi tähtsam – haiguse ennetamisele.

Inimese normaalne mikrofloora ehk mikrobioota on keeruline ja stabiilne ökosüsteem, mis koosneb umbes 1014 erinevast mikroobirakust. Kõige rohkem mikroobe leidub seedetraktis: varasemate hinnangute järgi umbes 500 (Savage, 1989; Mikelsaar, 1992), kuid uuematel andmetel isegi kuni 40 000 erinevat liiki, millest enamik on mittekultiveeritavad (Frank ja Pace, 2008). Seedetrakti mikrofloora osaleb organismi mitmetes ainevahetusprotsessides, mõjutab selle toitumist ning kasvu (Midtvedt jt., 1988; Tamm 1993) ja kindlustab kolonisatsiooni-resistentsuse (Waaij jt., 1971; Vollaard jt., 1994).

Seedetrakti mikrofloorat  uuritud juba aastaid (Salminen jt., 1995). Sooles on tähelepanuväärne kogus mikroorganisme, mis on tihedas kontaktis soole limaskestaga ning omavad mõju immuunsüsteemile. Mitmesugused tegurid, sh. infektsioonid ja antibakteriaalsete preparaatide kasutamine võivad mikrofloora tasakaalu ehk homöostaasi häirida. Suurima mõjuga faktoriteks peetakse enneaegsust, antibiootikumravi, toitumisrežiimi, sünniviisi ja väliskeskkonda (de La Cochetiere jt., 2007; Bennet jt., 1982, 1987). Vähenenud mikroobne stimulatsioon lapsepõlve jooksul on seotud suurenenud astma ja allergia levikuga (Björksten, 1994).

Normaalse mikrobioota kujunemine on keeruline protsess, milles on olulised mitmesugused faktorid: nii vastsündinute, neid kontamineerivate mikroobide kui väliskeskkonna omadused. Üheks oluliseks komponendiks soole mikroflooras on piimhappebakterid, sh. laktobatsillid. Neid  Gram-positiivseid baktereid seostatakse allergiliste haiguste väiksema sagedusega. Samas on mõned varasemad uuringud näidatud erinevusi laktofloora koostises allergilistel ja mitteallergilistel lastel  (Penders jt, 2010; Björksten jt., 2001; Kalliomäki ja Isolauri, 2003).

Laktobatsillide tervist toetav toime on teada juba üle 100 aasta (Metchnikoff, 1907). Nende osakaal soole mikroflooras ei ole suur, kuid neid peetakse üheks olulisemaks mikroobigrupiks. Nad aitavad suurendada organismi kaitset patogeenide vastu, tootes antimikroobseid ühendeid (piim-, äädik-, propioonhappeid, vesinikperoksiidi, süsihappegaasi, bakteriotsiine) ja blokeerides limaskesta retseptoreid, et vältida patogeenide kinnitumist (Galvez jt., 2007). Kasulike toimete hulka kuuluvad ka seedimise soodustamine, laktoosi lagundamine, kasvajate vastane aktiivsus, immuunsüsteemi moduleerimine, kolesterooli omastamine ja vastupanu patogeenidele (Sanders, 1999). Lisaks sellele omavad mõned laktobatsilli tüved antioksüdantset toimet (Ahotupa jt., 1996) ja indutseerivad lämmastikoksiidi sünteesi (Korhonen jt., 2001). Uuringud on näidanud, et erinevad laktobatsillide liigid ja tüved mõjutavad tervist erinevalt.

Uurimistöö eesmärgiks oli võrrelda soole laktofloora kujunemist allergilistel ja mitteallergilistel lastel kuue esimese elukuu jooksul, kasutades molekulaarseid metoodikaid. Uuringusse kaasati 32 last, kes olid sündinud Tartu Ülikooli naistekliinikus või Linköpingi Ülikooli kliinikumis (Rootsi). Uuringugrupp koosnes seitsmeteistkümnest allergilisest imikust (üheksa Eestist ja kaheksa Rootsist) ja viieteistkümnest mitteallergilisest imikust (kümme Eestist ja viis Rootsist). Kaks gruppi oli valitud nii, et saaks jälgida immuunvastuse ja allergilisuse arenemist sõltuvalt keskkonnateguritest. Kokku uuriti 126 laktobatsillide tüve, neist 79 pärinesid allergilistelt ja 47 mitteallergilistelt lastelt (Tabel 1). Uuritavad laktobatsillitüved tüpiseeriti AP-PCR meetodil.

Tabel 1. Uuringus kasutatud laktobatsilli tüved

Seejärel PCR produktid sekveneeriti ning liigid määrati kasutades BLAST programmi.

Sekveneerimise alusel jagunesid kõik uuritud imikute soolest pärinevad laktobatsillid 6 liiki. Käesolevas töös võrreldi allergiliste ja mitteallergiliste laste laktofloorat. Tulemused joonisel nr 3.

Joonis 3. Erinevate laktobatsillide liikide esinemine allergilistel ja mitteallergilistel lastel. *p = 0.036 (Fisher Exact test).

Allergiliste haiguste ennetamise seisukohast omab olulist rolli mikrofloora koostis esmase koloniseerimise ajal. Hollandi imikute uurimus (Penders et al., 2010) näitas L. paracasei kaitsvat mõju allergia vastu. Samuti on näidatud L. casei ja L. paracasei immuunomodulatoorset toimet antiallergilise TH1 immuunvastuse suunas (Cukrowska jt., 2010). Samas leiti hiljuti avaldatud uurimuses, kus analüüsiti Rootsi 0-2-kuuste imikute soole mikrofloora seost allergiaga, väiksem L. casei, L. paracasei ja L. rhamnosus’e esinemissagedus allergilistel lastel (Sjögren jt., 2009), mis erineb meie tulemusest eriti viimase liigi osas. Usutavasti on allergia vältimises oluline roll  mikrofloora üldisel mitmekesisusel, mis aitab kujundada tolerantsust erinevate antigeenide vastu (Björksten jt., 2001; Kalliomäki ja Isolauri, 2003; Kalliomäki jt.,  2003; Sjögren jt., 2009).

Mikrofloora on oluliselt seotud tervisliku seisundiga, sealhulgas allergiliste haigustega. Käesoleva töö eesmärgiks oli sekveneerimist ja AP-PCRi kasutades selgitada normaalsesse mikrofloorasse kuuluvate laktobatsillide kolonisatsiooni tervetel ja allergilistel lastel. Esimesel elunädalal esines vaid 3 liiki, igal ajaperioodil lisandus üks uus liik. Kõige stabiilsemaks liigiks läbi kõigi ajaperioodide oli L. casei. Allergiliste haiguste ennetamise seisukohast omab olulist rolli mikrofloora koostis esmase koloniseerimise ajal, eelkõige piimhappebakterite – laktobatsillide ja bifidobakterite suur hulk. Käesolev uuring näitas mõningast gruppide-vahelist erinevust – tervetel lastel oli L. rhamnosus’e esinemissagedus oluliselt madalam kui allergilistel lastel (p=0.036). Domineerivateks liikideks allergilistel lastel olid L. casei ja L. rhamnosus, mitteallergilistel L. casei ja L. gasseri.

Ka soolebakterite maailmas on head võmmid ja pahad võmmid. Allergikute sooltes on uuringu järgi mitteallergiliste imikutega võrreldes tunduvalt levinum Lactobacillus rhamnosus.

Kirjanduse loetelu.

Ahotupa, M., Saxelin, M. and Korpela, R. (1996). Antioxidative properties of Lactobacillus GG. Nutr. Today 31, 51S-52S.

Björksten B., (1994). Risk factors in early childhood for the development of atopic diseases. Allergy; 49: 400-7.

Cukrowska B, Rosiak I, Klewicka E, Motyl I, Schwarzer M, Libudzisz Z, Kozakova H.(2010). Impact of heat-inactivated Lactobacillus casei and Lactobacillus paracasei strains on cytokine responses in whole blood cell cultures of children with atopic dermatitis. Folia Microbiol (Praha). 55(3):277-80.

De La Cochetiere M.F.; Rouge C.; Darmaun D.; Roze J.C.; Potel G.; Leguen C.G. (2007). Intestinal microbiota in neonates and preterm infants: a review. Cur. Ped. Rev., 3, 21-24.

Frank DN, Pace NR. (2008). Gastrointestinal microbiology enters the metagenomics era. Curr Opin Gastroenterol 24:4–10.

Galvez A., Abriouel H., Lopez R.L. and Omar N.B. (2007) Bacteriocin-based strategies for food biopreservation. Intern. Journal of Food Microbiol. 120, 51-71.

Guarner F; Malagelada J-R. Gut flora in health and disease.(2003). Lancet., 361,512-519.

Hopkins, M.J., Sharp, R., Macfarlane, G.T. (2001) Age and disease related changes in intestinal bacterial populations assessed by cell culture, 16S rRNA abundance, and community cellular fatty acid profiles. Gut 48, 198- 205.

Korhonen, R., Korpela, R., Saxelin, M., Maki, M., Kankaanranta, H. and Moilanene, E. (2001).Induction of nitric oxide synthesis by probiotic Lactobacillus rhamnosus GG in J774 macrophages and human T84 intestinal epithelial cells. Inflammation. 25, 223-232.

Metchnikoff, E. (1907). The prolongation of life. Optimistic studies. London, Butterworth Heinemann.

Midtvedt, A.-C., Carlsted- Duke, B., Norin, K.E., Saxerholt, H., Midtvedt, T. (1988) Development of five metabolic activities associated with the intestinal microflora of healthy infants. J. Peadiatr. Gastroenterol Nutr., 7, 559-567.

Mikelsaar, M., Siigur , U., Lenzner, A. (1990). Evaluation of the quantitative composition of fecal microflora. Lab. Delo, 5, 62-66 (vene k.)

Mikelsaar, M. (1992). Evaluation of the gastrointestinal microbial ecosystem in health and disease.

Mikelsaar, M., Mändar, R. and Sepp, E. (1998). Lactic Acid Microflora in the Human Microbial

Ecosystem and Its Development. In: Lactic Acid Bacteria (S. Salminen and A. von Wright, eds.). Marcel Dekker, New York, pp. 279-342.

Penders J, Thijs C, Mommers M, Stobberingh EE, Dompeling E, Reijmerink NE, van den Brandt PA, Kerkhof M, Koppelman GH, Postma DS.(2010). Intestinal lactobacilli and the DC-SIGN gene for their recognition by dendritic cells play a role in the aetiology of allergic manifestations. Microbiology; 156(Pt 11):3298-305.

Salminen S, Isolauri E, Onella T. (1995). Gut flora in normal disordered states. Chemotherapy;41 Suppl: 5-15.

Sanders, M.E. and in’t Veld, J.H. (1999). Bringing a probiotic-containing functional food to the market: microbiological, product, regulatory and labelling issues. Antonie van Leeuwenhoek 76, 293-315.

Sjögren YM, Jenmalm MC, Böttcher MF, Björkstén B, Sverremark-Ekström E.(2009). Altered early infant gut microbiota in children developing allergy up to 5 years of age. Clin Exp Allergy. 39(4):518-26.

Vollaard, E.J., Clasener, H.A.L. ( 1994). Colonisation Resistance. Antimicr. Agents Chemother., 38, 3, 409-414.

Waaij van der, D., Berghuis, J.M., Lekkerkerk- van der Wees, J.E.C. (1971). Colonization resistance of the digestive tract in conventional and antibiotic- treated mice. J. Hyg., 69, 405-411.