Střevní mikrobiom kojenců se mění v souladu s cirkadiánním rytmem, a to i při kultivaci mimo lidské tělo. Vědci v časopise Cell Host & Microbe uvádějí, že tento rytmus je možné zaznamenat již dva týdny po narození, s přibývajícím věkem se však stává výraznější. Tyto poznatky vycházejí z randomizované kontrolované studie, která rovněž ukázala, že strava má na vývoj a složení mikrobiomu kojenců menší vliv, než se dosud předpokládalo.

Strava má jen malý vliv na růst kojenců nebo na rozdíly v jejich střevním mikrobiomu

Výzkumníci pod vedením prvního autora a odborníka na mikrobiom Dirka Hallera z Technické univerzity v Mnichově zjistili, že mikrobiální ekosystém si tyto cirkadiánní rytmy vytváří již ve velmi rané fázi kolonizace. Odborníci již tyto rytmy prokázali u dospělých, nebyli si však jisti, kdy se tyto mechanismy poprvé objevují. Zatímco strava měla na vývoj střevního mikrobiomu kojenců pouze nepatrný vliv, vědci prokázali, že důležitější roli hraje věk. Výživa sice hraje určitou roli, ale menší než stárnutí střevní mikroflóry. Při srovnání kojenců a kojenců krmených kojeneckou výživou byly rozdíly v kolonizaci mikrobiomu zanedbatelné.

V randomizované, kontrolované studii vědci porovnávali vývoj mikrobiomu kojenců, kteří byli výlučně kojeni, s kojenci, kteří dostávali různé druhy kojenecké výživy: kojenecká výživa bez přísad, kojenecká výživa s bakteriemi pocházejícími z mateřského mléka (bifidobakterie), kojenecká výživa s cukry napodobujícími mateřské mléko (galaktooligosacharidy, GOS) nebo kojenecká výživa s bifidobakteriemi a GOS. Studie se zúčastnilo celkem 210 kojenců. Aby mohli dlouhodobě sledovat mikrobiom kojenců, odebral tým vzorky stolice ve věku 0,5 měsíce, 1 měsíc, 3 měsíce, 7 měsíců a 12 měsíců, u podskupiny kojenců také ve věku 24 měsíců. Zaznamenávali také denní dobu, kdy byl vzorek stolice odebrán.

Vědci zjistili, že strava měla jen malý vliv na růst kojenců ani na rozdíly v jejich mikrobiomu. Ačkoli existovaly velké rozdíly, u všech kojenců došlo k postupnému nárůstu rozmanitosti střevních mikroorganismů a po 24 měsících již nebyl mezi skupinami patrný žádný rozdíl. Při srovnání různých druhů kojenecké výživy zjistili, že kojenecká výživa obohacená o GOS měla lepší účinek na udržení stabilní hladiny bifidobakterií ve srovnání s kojeneckou výživou obsahující bifidobakterie.

Střevní bakterie mají vlastní mechanismus, který jim umožňuje určitý druh přizpůsobení se dennímu a nočnímu cyklu

Mezi výlučně kojenými a kojenými dětmi krmenými kojeneckou výživou však byl zaznamenán významný rozdíl v profilu střevních metabolitů. Prostředí střevních metabolitů se u výlučně kojených a kojeneckou výživou krmených kojenců dramaticky liší, což by mohlo mít zásadní dopad na metabolickou přípravu a mnoho následných účinků. Lze tedy dojít k závěru, že mateřské mléko má zcela odlišný účinek na metabolismus ve střevech kojence.

Vědci také pozorovali rytmické 24hodinové výkyvy v zastoupení různých druhů mikrobiomu. Když odebrali mikroby z kojenců a pěstovali je v laboratoři v nepřetržité kultuře, bakterie se ustálily ve stejném cirkadiánním rytmu – a to i bez vnějšího světla nebo podnětů od hostitele. Ačkoli byly cirkadiánní rytmy již dříve pozorovány v mikrobiomech dospělých, jedná se o první důkaz toho, že si bakterie tyto rytmy udržují samostatně. I po izolaci si tyto denní oscilace zachovávají. Podle vědců je to poměrně překvapivé, protože to naznačuje, že bakterie disponují vnitřním mechanismem, který jim umožňuje určitý druh přizpůsobení se dennímu a nočnímu cyklu, což by jim potenciálně mohlo poskytnout výhodu při osidlování lidského střeva.

Vědci plánují v budoucích studiích dále zkoumat cirkadiánní rytmy mikrobiomu. Zejména chtějí zjistit, zda si jednotlivé bakteriální druhy zachovávají své rytmy, jsou-li izolovány, a nikoli kultivovány ve složitých společenstvech, a hledat geny, které tyto rytmy řídí. Další otázkou pro ně je, zda se jim podaří identifikovat mechanismy v bakteriích, které řídí jejich cirkadiánní chování.