Maternal prenatal psychological distress links with toddler fecal microbiota composition at the age of 30 months: Findings from the FinnBrain Birth Cohort Study
Vuorinen, Venny (2025-11-10)
Maternal prenatal psychological distress links with toddler fecal microbiota composition at the age of 30 months: Findings from the FinnBrain Birth Cohort Study
(10.11.2025)
Julkaisu on tekijänoikeussäännösten alainen. Teosta voi lukea ja tulostaa henkilökohtaista käyttöä varten. Käyttö kaupallisiin tarkoituksiin on kielletty.
avoin
Julkaisun pysyvä osoite on:
https://urn.fi/URN:NBN:fi-fe20251111106992
https://urn.fi/URN:NBN:fi-fe20251111106992
Tiivistelmä
ABSTRACT
Background
Maternal psychiatric symptoms during pregnancy present a significant health challenge, impacting the well-being of both mother and offspring. This phenomenon, here referred to as maternal prenatal psychological distress (PPD), may be linked with alterations in hormonal, metabolic, and immunological processes through gut-brain axis in both the mother and the offspring. Several lifestyle and environmental factors reportedly affect child gut microbiota composition, a critical factor for overall health, and recently, it has been suggested that maternal PPD could be one of these key factors. However, data predominantly come from animal research while human studies remain limited. This scarcity underscores the need for more research into how altered gut microbiota in toddler may lead to health effects later in life.
The purpose is to study if and how maternal PPD is associated with toddler fecal bacterial composition in a large prospective human cohort.
Methods
The study population consisted of mothers and toddlers from the large FinnBrain Birth Cohort Study. Maternal depression, general and pregnancy-specific anxiety symptoms were measured using the following questionnaires: EPDS, SCL, and PRAQ-R2 three times during pregnancy (n=208). The classification of symptom chronicity was determined by established scoring thresholds: mothers achieving a score 10 or higher on at least two occasions were classified as “high EPDS”; similarly, scores above the median on two or three occasions led to classifications of “high SCL” and “high PRAQ”. Conversely, mothers scoring below these thresholds in most instances were identified as having low symptom levels.
The toddler fecal samples were collected at the age of 30 months and analyzed with 16S rRNA amplicon sequencing. Data analyses were conducted with Rstudio.
Results
Among the three utilized questionnaires, only those evaluating general mental health demonstrated significant associations with gut microbiota composition. Conversely, the questionnaire intended to measure pregnancy-related anxiety did not yield significant results.
The genera Agathobaculum, Bifidobacterium, and Ruminococcus abundances were lower in toddlers exposed to the mother's chronic anxiety and depression during pregnancy. In addition, the abundance of the genus Ruminococcus.1 was increased in infants exposed to chronic anxiety and depression prenatally. Interestingly, pregnancy-related anxiety (PRAQ-R2) didn’t associate with toddler gut microbiota. Alpha or beta diversity wasn’t associated with maternal prenatal symptoms.
Conclusion
The findings demonstrate that the mother’s prenatal psychological symptoms may be associated with the composition of intestinal microbiota in the child, potentially influencing the diseases that the child may develop later in life. To further elucidate the role of the gut- brain-axis in the mediating this effect and to identify potential therapeutic targets, more longitudinal studies are required. These studies should focus on the causal relationships and mechanisms underlying the observed associations and evaluate the long-term health outcomes in children because of maternal PPD. Additionally, interventional research could explore preventive strategies and treatments to mitigate the adverse effects of PPD on child health. ABSTRAKTI
Taustatietoa
Äidin raskaudenaikainen psykiatrinen oireilu on erityinen terveysongelma, joka vaikuttaa sekä äidin että jälkeläisen hyvinvointiin. Tämä ilmiö, jota kutsutaan äidin raskaudenaikaisesti stressiksi, voi olla yhteydessä suoliaivoakselin kautta hormonaalisiin, metabolisiin ja immunologisiin muutoksiin niin äidissä kuin jälkeläisessäkin. Useat elintapoihin ja ympäristöön liittyvät asiat voivat vaikuttaa lapsen suolistomikrobiston koostumukseen ja hiljattain onkin huomattu, että äidin raskaudenaikainen stressi voi olla tässä yhtenä välittävänä tekijänä. Ilmiön taustalla vaikuttavista mekanismeista ei ole vielä paljoakaan tietoa, ja valtaosa tutkimustuloksista on peräisin eläintutkimuksista. Tutkimustiedon harvinaisuus alleviivaa tarvetta uusille tutkimuksille siitä, kuinka suolistomikrobiston koostumuksen muuttuminen vaikuttaa lapsen terveyteen myöhemmin elämässä.
Tutkimuksen tarkoituksena on määrittää, kuinka äidin raskaudenaikainen stressi ilmenee taaperon ulosteen bakteerikoostumuksessa.
Metodit
Tutkimusaineisto on peräisin laaja-alaisesta, Varsinais-Suomessa vuonna 2011 aloitetusta ja edelleen meneillään olevasta FinnBrain syntymäkohorttitutkimuksesta, jonka perimmäinen tarkoitus on tutkia raskaudenaikaisen stressin ja varhaiselle stressille altistumisen vaikutuksia lapsien terveyteen ja aivojen kehitykseen. Alkuperäinen kohortti sisältää noin 3800 perhettä, josta tämän tutkimuksen tutkimuspopulaatio käsittää 207:n perhettä.
Äidin raskaudenajan stressi, mukaan lukien masennus- ja ahdistuneisuusoireet, mitattiin seuraavilla kyselylomakkeilla: EPDS, SCL ja PRAQ-R2. Äidit täyttivät nämä lomakkeet kolmesti raskauden aikana. Oireiden kroonisuus määritettiin muodostamalla pisteytyksille rajat: äidit, jotka saivat 10 tai enemmän pisteitä vähintään kahdessa mittapisteessä sijoitettiin ”korkea EPDS” ryhmään; samalla tavalla äidit, jotka saivat mediaanin ylittävät pisteet vähintään kahdessa mittapisteessä, sijoitettiin ryhmään ”korkea SCL” ja ”korkea PRAQ”. Sitä vastoin äidit, joiden pisteet alittivat nämä rajat, sijoitettiin matalien oiretasojen ryhmiin.
Taaperoiden ulostenäytteet kerättiin 30 kuukauden iässä ja analysoitiin 16S rRNA-amplikon sekvensointimenetelmällä. Data-analyysi suoritettiin käyttämällä koodausohjelmistoa nimeltään Rstudio.
Tulokset
Kolmesta tutkimuksessa käytetystä kyselylomakkeesta vain ne, jotka mittasivat yleisiä psykiatrisia oireita, eli masennusta (EPDS) tai ahdistuneisuutta (SCL-90), tuottivat merkitseviä tuloksia. Korrelaatiota raskausspesifiseen ahdistuksen (PRAQ-R2) ja taaperon suoliston mikrobiomin välillä ei havaittu.
Tutkimuksessa havaittiin, että differentiaalisessa runsausanalyysissa Agathobaculum-, Bifidobakteeri- ja Ruminococcus-suvut olivat harvalukuisempia niillä taaperoilla, jotka olivat altistuneet äidin raskaudenaikaiselle stressille. Lisäksi Ruminococcus.1 suvun määrä lisääntyi näiden taaperoiden ulostenäytteissä. Alfa- ja beeta monimuotoisuuksia analysoitaessa ei saatu tilastollisesti merkitseviä tuloksia mitattaessa yhteyttä äidin raskaudenaikaisen stressioireilun ja taaperon ulosteen bakteerien monimuotoisuuden välillä.
Yhteenveto
Tulokset heijastelevat sitä, että äidin raskaudenaikainen krooninen stressi, saattaa vaikuttaa syntyvän lapsen suolistomikrobiston muodostumiseen ja sitä kautta voi potentiaalisesti vaikuttaa lapselle myöhemmin kehittyviin sairauksiin. Tällaisen ilmiön taustalla yhtenä vaikuttavana tekijänä on suoliaivoakseli, joka toimii molempiin suuntiin aivojen ja suoliston välillä apunaan erilaiset hermoston osat, välittäjäaineet ja hormonit. On selvää, että lisää pitkittäistutkimuksia selvittämään syvällisemmin suoliaivoakselin toimintaa ja terapeuttisia hoitokohteita tarvittaisiin. Tutkimusten pitäisi keskittyä kausaalisiin yhteyksiin ja niiden taustalla vaikuttaviin mekanismeihin sekä tarkastella pitkäaikaisia terveysvaikutuksia äidin raskaudenaikaiselle stressille altistuneissa jälkeläisissä. Lisäksi interventiotutkimukset voisivat selvittää mahdollisia ennaltaehkäiseviä toimia ja hoitoja, joilla voitaisiin lieventää äidin raskaudenaikaisen stressin haitallisia vaikutuksia lapsen terveyteen.
Background
Maternal psychiatric symptoms during pregnancy present a significant health challenge, impacting the well-being of both mother and offspring. This phenomenon, here referred to as maternal prenatal psychological distress (PPD), may be linked with alterations in hormonal, metabolic, and immunological processes through gut-brain axis in both the mother and the offspring. Several lifestyle and environmental factors reportedly affect child gut microbiota composition, a critical factor for overall health, and recently, it has been suggested that maternal PPD could be one of these key factors. However, data predominantly come from animal research while human studies remain limited. This scarcity underscores the need for more research into how altered gut microbiota in toddler may lead to health effects later in life.
The purpose is to study if and how maternal PPD is associated with toddler fecal bacterial composition in a large prospective human cohort.
Methods
The study population consisted of mothers and toddlers from the large FinnBrain Birth Cohort Study. Maternal depression, general and pregnancy-specific anxiety symptoms were measured using the following questionnaires: EPDS, SCL, and PRAQ-R2 three times during pregnancy (n=208). The classification of symptom chronicity was determined by established scoring thresholds: mothers achieving a score 10 or higher on at least two occasions were classified as “high EPDS”; similarly, scores above the median on two or three occasions led to classifications of “high SCL” and “high PRAQ”. Conversely, mothers scoring below these thresholds in most instances were identified as having low symptom levels.
The toddler fecal samples were collected at the age of 30 months and analyzed with 16S rRNA amplicon sequencing. Data analyses were conducted with Rstudio.
Results
Among the three utilized questionnaires, only those evaluating general mental health demonstrated significant associations with gut microbiota composition. Conversely, the questionnaire intended to measure pregnancy-related anxiety did not yield significant results.
The genera Agathobaculum, Bifidobacterium, and Ruminococcus abundances were lower in toddlers exposed to the mother's chronic anxiety and depression during pregnancy. In addition, the abundance of the genus Ruminococcus.1 was increased in infants exposed to chronic anxiety and depression prenatally. Interestingly, pregnancy-related anxiety (PRAQ-R2) didn’t associate with toddler gut microbiota. Alpha or beta diversity wasn’t associated with maternal prenatal symptoms.
Conclusion
The findings demonstrate that the mother’s prenatal psychological symptoms may be associated with the composition of intestinal microbiota in the child, potentially influencing the diseases that the child may develop later in life. To further elucidate the role of the gut- brain-axis in the mediating this effect and to identify potential therapeutic targets, more longitudinal studies are required. These studies should focus on the causal relationships and mechanisms underlying the observed associations and evaluate the long-term health outcomes in children because of maternal PPD. Additionally, interventional research could explore preventive strategies and treatments to mitigate the adverse effects of PPD on child health.
Taustatietoa
Äidin raskaudenaikainen psykiatrinen oireilu on erityinen terveysongelma, joka vaikuttaa sekä äidin että jälkeläisen hyvinvointiin. Tämä ilmiö, jota kutsutaan äidin raskaudenaikaisesti stressiksi, voi olla yhteydessä suoliaivoakselin kautta hormonaalisiin, metabolisiin ja immunologisiin muutoksiin niin äidissä kuin jälkeläisessäkin. Useat elintapoihin ja ympäristöön liittyvät asiat voivat vaikuttaa lapsen suolistomikrobiston koostumukseen ja hiljattain onkin huomattu, että äidin raskaudenaikainen stressi voi olla tässä yhtenä välittävänä tekijänä. Ilmiön taustalla vaikuttavista mekanismeista ei ole vielä paljoakaan tietoa, ja valtaosa tutkimustuloksista on peräisin eläintutkimuksista. Tutkimustiedon harvinaisuus alleviivaa tarvetta uusille tutkimuksille siitä, kuinka suolistomikrobiston koostumuksen muuttuminen vaikuttaa lapsen terveyteen myöhemmin elämässä.
Tutkimuksen tarkoituksena on määrittää, kuinka äidin raskaudenaikainen stressi ilmenee taaperon ulosteen bakteerikoostumuksessa.
Metodit
Tutkimusaineisto on peräisin laaja-alaisesta, Varsinais-Suomessa vuonna 2011 aloitetusta ja edelleen meneillään olevasta FinnBrain syntymäkohorttitutkimuksesta, jonka perimmäinen tarkoitus on tutkia raskaudenaikaisen stressin ja varhaiselle stressille altistumisen vaikutuksia lapsien terveyteen ja aivojen kehitykseen. Alkuperäinen kohortti sisältää noin 3800 perhettä, josta tämän tutkimuksen tutkimuspopulaatio käsittää 207:n perhettä.
Äidin raskaudenajan stressi, mukaan lukien masennus- ja ahdistuneisuusoireet, mitattiin seuraavilla kyselylomakkeilla: EPDS, SCL ja PRAQ-R2. Äidit täyttivät nämä lomakkeet kolmesti raskauden aikana. Oireiden kroonisuus määritettiin muodostamalla pisteytyksille rajat: äidit, jotka saivat 10 tai enemmän pisteitä vähintään kahdessa mittapisteessä sijoitettiin ”korkea EPDS” ryhmään; samalla tavalla äidit, jotka saivat mediaanin ylittävät pisteet vähintään kahdessa mittapisteessä, sijoitettiin ryhmään ”korkea SCL” ja ”korkea PRAQ”. Sitä vastoin äidit, joiden pisteet alittivat nämä rajat, sijoitettiin matalien oiretasojen ryhmiin.
Taaperoiden ulostenäytteet kerättiin 30 kuukauden iässä ja analysoitiin 16S rRNA-amplikon sekvensointimenetelmällä. Data-analyysi suoritettiin käyttämällä koodausohjelmistoa nimeltään Rstudio.
Tulokset
Kolmesta tutkimuksessa käytetystä kyselylomakkeesta vain ne, jotka mittasivat yleisiä psykiatrisia oireita, eli masennusta (EPDS) tai ahdistuneisuutta (SCL-90), tuottivat merkitseviä tuloksia. Korrelaatiota raskausspesifiseen ahdistuksen (PRAQ-R2) ja taaperon suoliston mikrobiomin välillä ei havaittu.
Tutkimuksessa havaittiin, että differentiaalisessa runsausanalyysissa Agathobaculum-, Bifidobakteeri- ja Ruminococcus-suvut olivat harvalukuisempia niillä taaperoilla, jotka olivat altistuneet äidin raskaudenaikaiselle stressille. Lisäksi Ruminococcus.1 suvun määrä lisääntyi näiden taaperoiden ulostenäytteissä. Alfa- ja beeta monimuotoisuuksia analysoitaessa ei saatu tilastollisesti merkitseviä tuloksia mitattaessa yhteyttä äidin raskaudenaikaisen stressioireilun ja taaperon ulosteen bakteerien monimuotoisuuden välillä.
Yhteenveto
Tulokset heijastelevat sitä, että äidin raskaudenaikainen krooninen stressi, saattaa vaikuttaa syntyvän lapsen suolistomikrobiston muodostumiseen ja sitä kautta voi potentiaalisesti vaikuttaa lapselle myöhemmin kehittyviin sairauksiin. Tällaisen ilmiön taustalla yhtenä vaikuttavana tekijänä on suoliaivoakseli, joka toimii molempiin suuntiin aivojen ja suoliston välillä apunaan erilaiset hermoston osat, välittäjäaineet ja hormonit. On selvää, että lisää pitkittäistutkimuksia selvittämään syvällisemmin suoliaivoakselin toimintaa ja terapeuttisia hoitokohteita tarvittaisiin. Tutkimusten pitäisi keskittyä kausaalisiin yhteyksiin ja niiden taustalla vaikuttaviin mekanismeihin sekä tarkastella pitkäaikaisia terveysvaikutuksia äidin raskaudenaikaiselle stressille altistuneissa jälkeläisissä. Lisäksi interventiotutkimukset voisivat selvittää mahdollisia ennaltaehkäiseviä toimia ja hoitoja, joilla voitaisiin lieventää äidin raskaudenaikaisen stressin haitallisia vaikutuksia lapsen terveyteen.