Incidenţa bolilor autoimune, cum ar fi diabetul zaharat de tip 1, scleroza multiplă, şi poliartrita reumatoidă a crescut brusc în ţările industrializate în ultimele cinci decenii. Această creştere rapidă nu poate fi atribuită genetica singur, care se modifică prea lent pentru a explica tendinţa. În schimb, cercetătorii s-au concentrat pe factorii de mediu care modelează sistemul imunitar în curs de dezvoltare. Printre factorii de protecţie cei mai intriganţi pentru a ieşi este expunerea la copii la animale de companie, în special câini. Relaţia dintre proprietatea timpurie a animalelor de companie şi reducerea riscului autoimunistic oferă o ilustrare convingătoare a modului în care mediul microbian din casa poate influenţa fundamental programarea imună şi sănătatea pe termen lung.

Fereastra de învăţare critică a sistemului imunitar

Pentru a înțelege de ce un animal de companie ar putea proteja împotriva bolii autoimune, este necesar să înțelegeți mai întâi cum se dezvoltă sistemul imunitar. Primul an de viață este o perioadă de educație intensă pentru sistemul imunitar. În timpul acestei ferestre, intestinul, pielea și tractul respirator sunt colonizate de trilioane de microorganisme. Aceşti microbi produc metaboliți și antigeni pe care sistemul imunitar îi folosește pentru a învăța auto-tolerarea. Acest proces este mediat în mare măsură de celulele T de reglementare (Tregs), care acționează ca pacificatori ai sistemului imunitar, suprimarea răspunsurilor inflamatorii împotriva substanțelor inofensive și țesuturilor proprii ale organismului.

Ipoteza ]igienei, prima articulată de David Strachan în 1989, a propus că lipsa expunerii timpurii la infecții datorită curăţeniei moderne a fost responsabilă pentru creșterea ratelor de alergie. În ultimele trei decenii, această ipoteză a evoluat în ] ipoteza diversității microbesiene sau ipoteza "prieteni vechi"].Înțelegerea curentă este că sistemul imunitar nu are nevoie pur și simplu de infecții pentru a funcționa corect; are nevoie de o comunitate diversă de microbi commenși, fungi și chiar demoni care au co-volvat cu oamenii. Acești "prieteni" ajută acum la calibrarea sistemului imunitar, extinzând repertoriul Tregurilor și promovând un răspuns imun echilibrat, tolerant. O perturbare semnificativă a diversității microbiene, așa cum s-a văzut în mediul urban, sanitizat, este acum un factor major care contribuie la creșterea în bolile autoime.

Cum se remodelează animalele de companie microbiome

Câinii și pisicile nu sunt doar companioni; sunt vectori pentru microbii de mediu. Animalele de companie care merg în aer liber aduc sol, material vegetal, și spori bacterii și fungice diverse în casa lor pe blană, labe, și salivă. Studii folosind 16S ARN ribozomal sequenccing pentru a analiza praful de uz casnic au constatat în mod constant că casele cu câini adăpostesc o diversitate bacteriană semnificativ mai mare decât casele fără animale de companie. comunitățile bacteriene din aceste case se aseamănă mai mult cu cele găsite în sol în aer liber decât comunitățile relativ rare în locuințele non-pet-proprietate.

Acest număr crescut de microbi are efecte măsurabile asupra locuitorilor umani. Un studiu 2013 publicat în Microbiologia mediului a constatat că prezența unui câine în casă a fost cel mai puternic factor de gospodărie asociat cu diversitatea bacteriană crescută pe pielea umană. Pentru un copil, care își petrece mult timp pe podea și pune obiecte în gură, prezența unui animal de companie extinde substanțial gama de semnale microbiene care ajung la țesutul limfoid asociat intestinului. Cercetarea de la Universitatea din California, San Diego, a demonstrat că sugarii din familii cu câini au niveluri mai ridicate de bacterii cum ar fi ]Ruminococcus și ]Oscillospira în intestinele lor. Aceste bacterii sunt legate de un risc redus de alergii și dezvoltare imună mai sănătoasă, deoarece fermentează fibre alimentare în acizi grași care promovează diferențierea Treg.

Evaluarea dovezilor clinice

Un organism în creștere de dovezi epidemiologice susține legătura dintre expunerea timpurie la animale de companie și reducerea riscului de boală autoimună. Cel mai mare și cel mai robust metodologic din aceste studii se concentrează pe diabet zaharat de tip 1 și scleroză multiplă.

Diabet zaharat de tip 1

Un studiu suedez de referinţă publicat în JAMA Pediatrics în 2015 a analizat date de la peste 1,2 milioane de copii născuţi în Suedia între 2001 şi 2010. Cercetătorii au constatat că copiii care au trăit cu un câine de familie în primul an de viaţă au avut un risc de dezvoltare a diabetului de tip 1 mai mic 15 ian faţă de copiii din familii fără câini. Această asociere a avut loc după control pentru o gamă de potenţial factori confundatori, inclusiv statutul socioeconomic, vârsta parentală şi istoria familială a diabetului. Efectul protector a fost cel mai puternic atunci când câinele a fost prezent de la naştere. Un studiu cohortă prospectiv din Germania a urmat copii de la naştere până la vârsta de 10 ani şi a constatat că cei cu câini în timpul copilăriei au avut niveluri mai mici de autoanticorpi insulari, care sunt markeri ai atacului autoimun care precede diabetul clinic de tip 1.

Scleroza multiplă

Dovezile pentru scleroza multiplă (SM) provin din studiul asistentelor medicale și factorii de risc pentru mediu în scleroza multipla (ENVIMS) studiu. Aceste investigații la scară largă au raportat că contactul copilarie cu câini sau pisici a fost asociat cu o incidență mai mică a SM, cu efectul cel mai pronunțat la persoanele cu risc genetic ridicat pentru boala. Mecanismul poate implica modularea răspunsurilor imune la virusul Epstein-Barr (EBV), un declanșator de mediu cunoscut pentru SM. Este hipotezat că expunerea timpurie la diferite microbi derivate de animale de companie ajută sistemul imunitar de control EBV mai eficient, direcționând răspunsul departe de tipul de atac autoimun trans-reactiv care caracterizează SM. În timp ce dovezile pentru SM este oarecum mai amestecat decât pentru diabet zaharat de tip 1, indicii de orientare generală la un efect protector.

Bolile intestinale inflamatorii şi artrita reumatoidă

Dovezile pentru alte afecţiuni autoimune sunt mai puţin definitive, dar sugestive. Studiile pe boala inflamatorie intestinală (BID), în special boala Crohn, au arătat rezultate mixte. Unele studii, în special din Europa rurală, arată că expunerea animalelor de fermă este puternic protectoare, în timp ce efectul câinilor şi pisicilor este mai puţin consecvent. Pentru poliartrita reumatoidă, câteva studii prospective au constatat un risc mai mic asociat cu proprietatea copilului pe animale de companie, dar aceste constatări necesită replicare în cohorte mai mari. Variabilitatea rezultatelor în diferite boli autoimune poate reflecta diferenţele în căile imune specifice implicate şi calendarul critic de expunere relativ la debutul bolii.

Mecanisme: Cum expunerea microbiană previne automatitatea

Asociaţiile epidemiologice sunt susţinute de un cadru biologic plauzibil. Mecanismele care leagă expunerea animalelor de companie de reglementarea imună sunt multiple.

Celule T de reglementare și toleranța imună

Expunerea la o varietate bogată de microbi conduce la extinderea populației de celule T de reglementare (Tregs). Tregs sunt un subgrup specializat de limfocite T care suprimă activitatea celulelor imune autoreactive. Atunci când microbiomul intestinal este divers, produce o gamă de metaboliți care semnaleaza organismului pentru a crea mai multe Tregs. Acest lucru crește pragul de activare a celulelor auto-reactive, ceea ce face mai puțin probabil ca un răspuns imun împotriva unui patogen se va întoarce accidental împotriva propriilor țesuturi ale organismului.

Acidi graşi cu lanţ scurt şi integritate de barieră curajoasă

Bacteriile intestinale promovate prin expunerea la animale de companie, cum ar fi ]Ruminococcus[ și Oscillospira]Sunt producători eficienți de acizi grași cu lanț scurt, cum ar fi butirat.Busoaratul este combustibilul primar pentru celulele care căptușesc colonul și este esențial pentru menținerea integrității barierei intestinale.Un intestin care curge permite componentelor bacteriene și antigenilor alimentari să intre în fluxul sanguin, declanșând inflamația sistemică și potențial ruperea toleranței imune.Prin consolidarea barierei intestinale, SCFA ajută la prevenirea acestui efect adjuvant care poate contribui la dezvoltarea bolilor autoimune.

Modularea sistemului imunitar înnăscut

Expunerea precoce a animalelor de companie antrenează, de asemenea, sistemul imunitar înnăscut, prima linie de apărare a organismului. Acesta reduce nivelul de bază al tonusului inflamator și învață celulele înnăscute să răspundă în mod corespunzător la agenți patogeni fără exagerare. Acest antrenament este mediat de modificări epigenetice ale celulelor, cum ar fi macrofage și celule dendritice, un fenomen cunoscut sub numele de imunitate instruită . Un sistem imunitar bine instruit înnăscut este mai bine echipat pentru a se ocupa de infecții fără a declanșa tipul de inflamație sterilă care poate precipita o cascadă autoimună.

Dincolo de câini și pisici: "efectul de Farm" și răspunsul la doză

În timp ce câinii și pisicile sunt cele mai studiate animale de companie în mediul urban, cele mai puternice efecte de protecție împotriva bolilor autoimune sunt observate la copiii crescuți în fermele tradiționale cu expunere la animale. Acești copii au o incidență mult mai mică de 30 țiglă a astmului, alergiilor, diabetului de tip 1 și sclerozei multiple în comparație cu copiii din mediul rural nefarming. Acest "efect de fermă" demonstrează importanța dozei și diversității expunerii microbiene. Mediul hambarului expune copiii la o diversitate mult mai mare de microbi decât o casă tipic suburbană, chiar și unul cu un câine. Aceasta sugerează o relație doză-răspuns: diversitatea microbiană mai mare, protecția imună mai puternică. Rodents, hamsteri și cobai adaugă, de asemenea, diversitate microbiană, dar efectul este, în general, mai puțin pronunțată decât cu câinii, probabil, deoarece câinii sunt mai mari, merg în aer liber mai mult, și mai mult mai mult material. Reptiles și păsări contribuie la diversitatea microbiană și, în cazul reptilelor, pot transporta agenți patogeni ca ndella care prezintă un potențial mai mare.

În ciuda dovezilor promițătoare, recomandările de sănătate publică trebuie să fie nuanțate și fundamentate în circumstanțe individuale. Nu toate familiile pot sau ar trebui să dețină un animal de companie. Alergii, astm, constrângeri financiare, și restricții de locuințe pot face proprietatea animalelor de companie imposibil. În plus, proprietatea animalelor de companie poartă riscuri, cum ar fi transmiterea bolilor zoonotice (de exemplu, toxoplasmoza de la pisici, viermi de spinare, sau viermi cârlige) la copii mici. Riscul de mușcături și zgârieturi este, de asemenea, o atenție serioasă.

Scopul mesajelor de sănătate publică nu ar trebui să fie acela de a presa familiile în adoptarea unui animal de companie, ci de a le educa cu privire la importanța diversității microbiene timpurii. Pentru familiile care sunt capabile și dornice, având un câine sănătos, bine revaccinat care merge în aer liber în timpul primului an de viață pare a fi o strategie rezonabilă pentru a reduce riscul autoimun. Pentru familiile care nu pot avea animale de companie, strategiile alternative includ timpul de petrecut în natură, reducerea excesivă și inutilă utilizarea produselor de curățare antibacteriene, și furnizarea unei diete diverse bogate în fibre prebiotice în timpul înțărcare. Pediatri și medici de familie ar trebui să fie pregătiți pentru a discuta aceste opțiuni cu părinții.

Factorii socioeconomici joacă un rol critic în determinarea accesului la diversitatea microbiană. Familiile din cartierele cu venituri mici au adesea mai puțin acces la spații verzi și pot face față unor bariere mai mari în calea proprietății animalelor. Politicile de planificare urbană și de locuințe care sporesc accesul la parcuri, grădinile comunitare și parcurile de câini pot ajuta la reducerea acestui decalaj. Școlile și centrele de îngrijire care încorporează în aer liber joacă în medii naturale în programa de zi pot sprijini, de asemenea, educația imună a copiilor, indiferent de situația lor de acasă.

Direcţii de cercetare viitoare

Mai multe întrebări cheie rămân fără răspuns. Poate efectul protector al animalelor de companie să fie replicat într-un mod controlat, scalabil? Mai multe studii clinice investighează în prezent dacă acordarea de sugari specifice solului derivat sau uman-comensal microbian tulpini poate reduce incidenţa autoanticorpilor. Scopul este de a dezvolta un "supliment de diversitate microbiană" care ar putea oferi beneficiile imune ale expunerii la animale la copii care nu pot trăi cu animale. Un alt domeniu critic este momentul de precizie: este primul an de viaţă singura fereastră critică, sau poate expunerea mai târziu în copilărie încă oferă o protecţie semnificativă împotriva condiţiilor cum ar fi SM sau IBD, care se manifestă adesea mai târziu? Relaţia doză-răspuns necesită de asemenea clarificări. Are doi câini conferă mai multă protecţie decât unul? Are personalitatea pisicii (în afara casei vs. interior) alterarea rolului său vectorial microbian? Cercetarea viitoare folosind metagenomie şi metanomice de înaltă rezoluţie va ajuta la identificarea tulpinilor microbiene specifice şi metaboliţilor responsabili pentru semnalul de protecţie, permiţând intervenţii specifice.

Concluzie

Relaţia dintre expunerea la animale de companie şi un risc mai scăzut de boli autoimune este un exemplu puternic de interacţiune între mediu, stilul de viaţă şi sistemul imunitar. Animale de companie, în special câini care merg în aer liber, acţionează ca vectori vii pentru microbii de mediu benefici, îmbogăţirea microbiomului de origine şi ajutând la formarea sistemului imunitar în curs de dezvoltare pentru a menţine toleranţa. În timp ce complexitatea de sincronizare, tipul de animale de companie, şi acţionează în continuare actori microbieni specifici sunt depăşite, principiul de bază este clar: stimularea diversităţii microbiene bogate în primii ani de viaţă critice este o strategie fundamentală pentru promovarea rezistenţei imune pe tot parcursul vieţii. Pentru familiile care sunt în măsură să includă în siguranţă un animal de companie, făcând astfel încât să ofere beneficii imunologice care se extind mult dincolo de companie. Pentru cei care nu pot, creând un mediu microbian divers prin expunerea la natură, dieta şi designul gândit rămâne un obiectiv important şi realizabil pentru sănătatea publică.