Озеленение городских придомовых участков может улучшить микробиом человека и воспалительный ответ за три месяца

Урбанизация и потеря биоразнообразия снизили контакт человека с разнообразными микробиомами, встречающимися в естественных окружающих средах. Воздействие микробов окружающей среды поддерживает нормальное развитие и регуляцию иммунной системы. Это снижение воздействия считается одним из факторов, способствующих растущей распространенности аллергий, астмы, сахарного диабета 1 типа и других иммуноопосредованных заболеваний.

Согласно совместному исследованию Университета Тампере, компании Benefa Oy и Естественного научного института Финляндии (Luke), озеленение придомовых участков может диверсифицировать кожную и ротовую микробиоту жителей и может быть связано с воспалительным ответом организма. Исследование также выявило, что количество мертвой древесины в округе было связано с составом и метаболическими путями микробиома человека.

"Это недавно опубликованное исследование, проведенное в городских дворах, первым показало, что эффекты озеленения дворов и методов садоводства могут распространяться от собственного домашнего сада до микробиома человека и функционирования иммунной системы. Также уникально то, что количество разлагающейся мертвой древесины в округе было связано с микробиомом человека и его метаболическими путями", - говорит ведущий исследователь Аки Синкконен из Университета Восточной Финляндии.

Исследование было опубликовано в журнале Microbiome. Исследование включало дворы 36 частных домов. Из них 21 двор был изменен для большей естественности путем введения разнообразной растительности, мертвой древесины, древесных стружек, микробно богатых посадочных материалов и компостеров листьев. Участникам с озелененными дворами также были даны инструкции по практике доброжелательного пренебрежения, такие как оставление опавших листьев для разложения вместо их сгребания и преобразование газонов в луга.

В контрольной группе из 15 дворов уход за садом продолжался как обычно. Участники уже были активными садоводами до начала исследования.

Постдокторант и преподаватель Лаура Уимонен из Университета Тампере разработала модификации дворов вместе с жителями, согласовав их с целями исследования. Для каждого двора был использован стандартный шаблон, размещение зеленых элементов решалось в сотрудничестве с жителями.

"Энтузиазм жителей был одной из величайших сильных сторон проекта. Совместное проектирование помогло создать дворы, поддерживающие биоразнообразие и цели исследования. Было очень приятно видеть, как люди восприняли озелененные участки и наблюдали за их развитием в своей повседневной жизни", - говорит Уимонен.

Микробиота кожи и полости рта участников, а также слюнные воспалительные медиаторы контролировались в течение трех месяцев. Разнообразие кожного микробиома было сохранено дальше осенью среди жителей озелененных дворов по сравнению с теми, у кого были контрольные дворы, несмотря на то, что время, проведенное на открытом воздухе, уменьшилось в обеих группах.

Бактерии, обычно связанные с естественными окружающими средами, особенно увеличились на коже жителей озелененных дворов, в то время как относительное количество бактерий, связанных с инфекциями, снизилось. Результаты предполагают, что добавление микробно разнообразных природных элементов рядом с пешеходными дорожками и местами для сидения может увеличить контакт с микробами окружающей среды, тем самым влияя на микробиом кожи.

"Было особенно интересно, что различия между группами появились несмотря на то, что садоводство практиковалось в обеих группах и время, проведенное на дворе, уменьшилось к осени. Результаты предполагают, что дело не только в том, сколько времени вы проводите в саду, но и в том, какой двор нас окружает.

"Дикий, более естественный двор с его мертвой древесиной и так называемым доброжелательным пренебрежением может обеспечить более разнообразное микробное воздействие, чем традиционно ухоженный двор", - объясняет ведущий автор исследования Маржа Рослунд из Естественного научного института Финляндии (Luke).

Эффекты озеленения двора были также видны во рту. Всего за три месяца были отмечены изменения как в составе, так и в функциональных свойствах ротовой микробиоты. Функциональные изменения проявились как изменения в метаболических путях, такие как потенциальное снижение пути деградации аминокислоты L-гистидина.

Доцент Олли Х. Лайтинен из Университета Тампере, руководивший биохимическим и иммунологическим анализом исследования, заявляет: "Изменение, связанное с деградацией гистидина, связано с метаболизмом аминокислот и функцией иммунной системы организма. Это может указывать на то, что диверсификация микробиома окружающей среды влияет на функцию ротовой микробиоты и, через это, на взаимодействие между микробиомом и организмом".

Кроме того, более высокое разнообразие ротовой микробиоты было связано с более низкими уровнями воспалительного цитокина ИЛ-6 в слюне. Только среди взрослых, чьи придомовые участки были озеленены, сбор ягод и фруктов осенью был связан с сигнальными молекулами, которые регулируют функцию иммунной системы, такими как противовоспалительный цитокин ИЛ-10.

"Хотя исследование не рассматривало фактические исходы заболеваний, результаты поддерживают гипотезу биоразнообразия, которая предполагает, что воздействие биоразнообразия может способствовать нормальному функционированию иммунной системы", - говорит Лайтинен.

Одной из наиболее интригующих находок исследования является связь с разлагающейся мертвой древесиной. Чем больше мертвой древесины было в непосредственной окрестности участников, тем больше определенных микробов, связанных с естественными окружающими средами, было обнаружено на их коже и в ротовой микробиоте. Мертвая древесина долгое время считалась важным показателем биоразнообразия, так как она обеспечивает среду обитания для множества бактерий, грибов и других организмов.

"Это исследование дает новую перспективу на мертвую древесину, связывая ее непосредственно со здоровьем человека: количество разлагающейся мертвой древесины в округе было связано с составом и функцией микробиома человека", - подчеркивает Синкконен.

Результаты предполагают, что количество мертвой древесины может служить метрикой здоровья окружающей среды, отражая не только разнообразие окружающей среды, но и микробное воздействие, которое получает человек, и его потенциальные эффекты на здоровье.

"В будущем мертвая древесина может дополнить показатели, основанные на количестве зеленых насаждений и богатстве видов растений, которые традиционно использовались в исследованиях здоровья окружающей среды", - продолжает Синкконен.

"Результаты исследования предполагают, что городские дворы, парки и другие зеленые пространства должны быть спроектированы более естественно, оставляя место для дикой природы. На практике это означает диверсификацию видов растений, использование мертвой древесины и древесной щепы в качестве мульчи, а также обеспечение того, чтобы органическое вещество не было полностью убрано со двора, а было позволено разлагаться на месте. Такие решения могут увеличить воздействие человека на микробы окружающей среды", - говорят Синкконен и Рослунд.

"Необходимы более долгосрочные и крупномасштабные исследования, чтобы определить, как долго сохраняются наблюдаемые изменения и как они влияют на здоровье в долгосрочной перспективе. Уже сейчас результаты предлагают новые перспективы на то, как городскую природу можно развивать для поддержки благополучия как людей, так и остальной природы. В то же время они подчеркивают важность естественных сред обитания, таких как мертвая древесина, как части здоровой городской среды", - заключает Рослунд.