Spædbørns tarmmikrobiom svinger i en døgnrytme, selv når det dyrkes uden for kroppen. Forskere rapporterer i tidsskriftet *Cell Host & Microbe*, at denne rytme kan påvises allerede to uger efter fødslen, men bliver mere udtalt med alderen. Resultaterne stammer fra et randomiseret, kontrolleret forsøg, der også viste, at kosten har mindre indflydelse på udviklingen og sammensætningen af spædbørns mikrobiom end tidligere antaget.

Kosten har kun ringe indflydelse på spædbørns vækst eller forskellene i deres tarmmikrobiom

Forskerne under ledelse af førsteforfatter og mikrobiomekspert Dirk Haller fra Det Tekniske Universitet i München har opdaget, at det mikrobielle økosystem udvikler disse døgnrytmer allerede i en meget tidlig fase af koloniseringen. Eksperterne har tidligere påvist disse rytmer hos voksne, men var ikke sikre på, hvornår disse mekanismer først opstår. Mens kosten kun havde en mindre indflydelse på udviklingen af spædbørns tarmmikrobiom, viste forskerne, at alderen spiller en vigtigere rolle. Ernæring spiller en rolle, men mindre end tarmens aldring. Da de sammenlignede spædbørn, der blev ammet, med spædbørn, der fik modermælkserstatning, var forskellene i mikrobiomkolonisering marginale.

I et randomiseret, kontrolleret studie sammenlignede forskerne udviklingen af mikrobiomet hos spædbørn, der udelukkende blev ammet, med spædbørn, der fik forskellige typer modermælkserstatning: Modermælkserstatning uden tilsætningsstoffer, modermælkserstatning med bakterier fra modermælk (bifidobakterier), modermælkserstatning med sukkerarter, der efterligner modermælk (galaktooligosaccharider, GOS), eller modermælkserstatning med bifidobakterier og GOS. I alt deltog 210 spædbørn i undersøgelsen. For at følge spædbørnenes mikrobiom over tid tog forskerholdet afføringsprøver efter 0,5 måneder, 1 måned, 3 måneder, 7 måneder og 12 måneder samt efter 24 måneder for en undergruppe af spædbørn. De noterede også tidspunktet på dagen, hvor afføringsprøven blev taget.

Forskerne fandt, at kosten havde ringe indflydelse på spædbørnenes vækst eller på forskellene i deres mikrobiom. Selvom der var store forskelle, viste alle spædbørn en gradvis stigning i mangfoldigheden af tarmmikrober, og efter 24 måneder var der ingen mærkbar forskel mellem grupperne. Da de sammenlignede de forskellige typer modermælkserstatning, fandt de, at modermælkserstatning beriget med GOS havde en bedre effekt på at fremme vedvarende niveauer af bifidobakterier sammenlignet med modermælkserstatning, der indeholdt bifidobakterier.

Tarmbakterier har en indbygget mekanisme, der muliggør en form for tilpasning til døgncyklussen

Der var dog en signifikant forskel i tarmmetabolitprofilen mellem spædbørn, der udelukkende blev ammet, og spædbørn, der blev flaskemadede. Tarmmetabolitmiljøet adskiller sig markant mellem spædbørn, der udelukkende ammes, og spædbørn, der får modermælkserstatning, hvilket kan have en grundlæggende indvirkning på metabolisk priming og mange efterfølgende effekter. Det kan derfor konkluderes, at modermælk har en helt anden effekt på stofskiftet i spædbarnets tarm.

Forskerne observerede også rytmiske 24-timers udsving i forekomsten af de forskellige mikrobiomarter. Da de udtog mikrober fra spædbørnene og dyrkede dem i en kontinuerlig kultur i laboratoriet, indfandt bakterierne sig i den samme døgnrytme – selv i fravær af eksternt lys eller signaler fra værten. Selvom døgnrytmer tidligere er blevet observeret i voksne mikrobiomer, er dette det første bevis på, at bakterier opretholder disse rytmer uafhængigt. Når de fjernes, bevarer de disse døgnrytmiske svingninger. Ifølge forskerne er dette ret overraskende, fordi det tyder på, at bakterierne har en indbygget mekanisme, der muliggør en form for tilpasning til dag- og natcyklussen, hvilket potentielt kunne give dem en fordel ved kolonisering af den menneskelige tarm.

Forskerne planlægger at undersøge mikrobiomets døgnrytmer nærmere i fremtidige studier. De ønsker især at fastslå, om de enkelte bakteriearter opretholder deres rytmer, når de er isoleret i stedet for dyrket i komplekse samfund, og at finde de gener, der styrer disse rytmer. Det næste spørgsmål for dem er, om de kan identificere mekanismer i bakterierne, der styrer deres døgnrytmeadfærd.