Кишечная микробиота играет важную роль, в том числе за пределами желудочно-кишечного тракта: регулирует многие метаболические и физиологические функции, стимулирует развитие иммунной системы, участвует в обеспечении способности организма к адаптации и поддержании его здорового состояния. Процесс формирования кишечной микробиоты ребёнка начинается ещё в утробе матери и продолжается в течение всей беременности, родов и грудного вскармливания. Наиболее интенсивно процесс микробной колонизации ребенка микроорганизмами матери и окружающей среды происходит в родах и послеродовом периоде – это наиболее критические этапы формирования микробиоты ребенка, от которых во многом зависит состояние его здоровья в течение последующей жизни. Состав формирующейся микробиоты зависит от многих факторов (см. Рис.1).
Рис 1. Факторы, формирующие микробиоту ребёнка. Вагинальные инфекции или периодонтит у матери могут привести к проникновению бактерий в матку. Микроорганизмы из кишечника и полости рта могут передаваться через кровоток от матери плоду. Первоначальный набор микроорганизмов новорожденного зависит от способа родоразрешения (естественные роды или кесарево сечение). Факторы послеродового периода, такие как прием антибиотиков, диета (грудное вскармливание или молочные смеси и введение твердой пищи), воздействие факторов окружающей среды и генетика младенца ещё больше влияют на его микробиоту. С возрастом микробиота ребенка постепенно становится похожа на микробиоту взрослого – обычно это происходит к трём годам [Адаптировано из 1]
Кишечная микробиота в первые несколько дней жизни ребенка неоднородна, и состав ее меняется очень быстро. После естественных родов желудочно-кишечный тракт ребенка интенсивно заселяется аэробными (которые нуждаются в присутствии кислорода) и факультативными анаэробными (чья жизнедеятельность не зависит от наличия кислорода) бактериями: кишечной палочкой и другими энтеробактериями, энтерококками и стафилококками, которые снижают концентрацию кислорода в кишечнике, подготавливая условия для колонизации облигатными анаэробами (способными расти и размножаться только в среде, в которой отсутствует кислород). С конца первой недели жизни ребенка в кишечной микробиоте начинают доминировать облигатные анаэробы (бифидобактерии, бактероиды и клостридии), которые приводят к подавлению аэробных бактерий. Источником бифидобактерий и бактероидов для ребенка, как правило, является кишечная микробиота матери [2].
У детей, рожденных путем кесарева сечения,кишечная микробиота имеет свои особенности. Эти дети не получают в родах вагинальной и кишечной микробиоты матери, и основным источником микроорганизмов для них является микробиота кожи матери, медицинского персонала, родильного зала, палат роддома. После кесарева сечения матери, как правило, назначают антибиотики, а грудное вскармливание часто начинается поздно и бывает недолгим, что также может повлиять на состав микробиоты кишечника ребенка. Таким образом, способ родоразрешения является существенным фактором, определяющим формирование и состав кишечной микробиоты [3].
Значимое влияние на развитие микробиоты младенца оказывают тип вскармливания и факторы окружающей среды. Грудное молоко служит важным фактором в формировании кишечной микробиоты у ребенка, поскольку содержит вещества с антимикробным и пребиотическим (стимулирующим рост полезных микроорганизмов) потенциалом: бета-лактозу, лактоферрин, олигосахариды, секреторные иммуноглобулины А, лейкоциты, лизоцим и др. Грудное молоко является главным источником для младенца симбиотических микроорганизмов: бифидобактерий, лактобактерий, энтерококков; оно содержит не менее 103 КОЕ/мл живых бактерий и широкий спектр бактериальных ДНК, включая ДНК бифидобактерий, которые могут программировать иммунную систему новорожденного. Кишечная микробиота ребенка, получающего исключительно грудное вскармливание, характеризуется высоким содержания бифидобактерий и низким содержанием клостридий и кишечной палочки [4].
У детей на искусственном вскармливании в кишечной микробиоте преобладают энтерококки и клостридии и снижено количество бифидобактерий. С введением прикормов состав кишечной микробиоты грудного ребенка претерпевает существенные изменения: он становится более разнообразным с преобладанием лактобактерий, увеличивается количество представителей облигатных анэробов, меняется внутривидовой состав определенных бактерий. Бактероиды становятся постоянными представителями кишечной микробиоты во втором полугодии жизни ребенка на фоне введения прикорма [5].
Введение в рацион питания продуктов со взрослого стола приводит к выраженным сдвигам в составе кишечной микробиоты, увеличению абсолютного количества бактерий и продуктов их жизнедеятельности, в том числе короткоцепочечных жирных кислот (уксусной, пропионовой, масляной), играющих важную роль в нормальном пищеварении, энергетическом обмене, метаболизме и даже деятельности нервной системы. Так после начала регулярного прикорма ребёнка в его кишечнике резко и устойчиво повышается содержание бактероидов – бактерий, которые «специализируются» на расщеплении сложных растительных сахаров. Диета с высоким содержанием продуктов растительного происхождения способствует созданию разнообразного и полноценного микробного сообщества кишечника, а также адекватному производству энергетических субстратов и метаболитов, необходимых для здоровья человека.
Значительное влияние на состав кишечной микробиоты оказывает и место проживания ребенка – это объясняют различиями в питании и образе жизни в разных регионах. Дети, рожденные в бедных областях развивающихся стран, раньше колонизируются разнообразными бактериями, чем младенцы в богатом и высокоразвитом обществе. В отсутствие конкуренции со стороны энтеробактерий у новорожденных из развитых стран, стала более характерной колонизация кишечника бактериями кожи – эпидермальными стафилококками. Высказывается опасение, что изменение процессов колонизации микроорганизмами, связанное с чрезмерным усилением гигиенических мер, может оказать глобальное неблагоприятное воздействие на развитие иммунной системы грудных детей. Данные исследований свидетельствуют о различиях в составе кишечной микробиоты у детей, проживающих в разных географических зонах и странах, что может быть связано с различными санитарно-гигиеническими условиями, различным уровнем медицинского обслуживания, особенностями питания детей и национальными обычаями [6].
Одним из преобладающих в младенчестве родов микроорганизмов являются бифидобактерии – они доминируют у здорового ребенка, находящегося на грудном вскармливании, и играют решающую роль в развитии новорожденных. Снижение уровня бифидобактерий, возможно, является наиболее часто наблюдаемым изменением кишечной микробиоты при детских заболеваниях. Более того, штаммы бифидобактерий были тщательно изучены на предмет их пробиотических свойств.
Ранняя кишечная микробиота очень нестабильна и чувствительна к внешним факторам, что особенно актуально для бифидобактерий. Пониженные уровни бифидобактерий наблюдались при различных патологических перинатальных состояниях, например, у недоношенных или детей, родившихся после кесарева сечения, после лечения антибиотиками, а также у лиц, у которых позже развиваются различные метаболические, иммунные заболевания и заболевания нервной системы. Так воздействие антибиотиков в период новорожденности может привести к снижению разнообразия кишечной микробиоты, что делает ребенка более подверженным инфекционным и некоторым неинфекционным заболеваниям, таким как аллергические заболевания в течение первого года жизни и бронхиальная астма, воспалительные заболевания кишечника, ожирение в более позднем возрасте [7; 8]. Метаболиты кишечных микробов играют важную роль в формировании и деятельности головного мозга и, таким образом, могут влиять на когнитивные функции и поведение ребенка.
Приведенные соображения, вместе с возможностью безопасного использования бифидобактерий в качестве пробиотиков, делают их подходящими кандидатами для использования в профилактических или терапевтических целях в раннем возрасте, когда возникает угроза правильному формированию микробиоты кишечника. Бифидобактерии были изучены на доклинических моделях и значительное количество их штаммов прошли клинические испытания с многообещающими результатами, особенно у недоношенных детей и при диарейных процессах. Ожидается, что будущие научные открытия позволят лучше понять роль бифидобактерий в раннем возрасте и разработать на их основе продукты для предупреждения и эффективной коррекции нарушений кишечной микробиоты.
Помимо бифидобактерий также изучены и находят своё применение в качестве пробиотиков для детей лактобактерии, бациллы, дрожжеподобные грибки сахаромицеты и их комбинации. Есть целый ряд заболеваний и патологических состояний, при которых они могут оказать своё полезное вспомогательное действие. Например, младенческие колики, острый гастроэнтерит, антибиотик-ассоциированная диарея, функциональные расстройства желудочно-кишечного тракта и др. При необходимости посоветуйтесь со своим педиатром по поводу целесообразности применения пробиотиков с изученным действием у вашего ребёнка.
Литература:
- Tamburini, S., et al. (2016). The microbiome in early life: implications for health outcomes. Nature Medicine, 22(7), 713–722
- Vaishampayan P.A., et al. Comparative Metagenomics and Population Dynamics of the Gut Microbiota in Mother and Infant. Genome Biol. Evol 2010; 2: 53–66
- Rutayisire E., et al. The mode of delivery affects the diversity and colonization pattern of the gut microbiota during the first year of infants’ life: a systematic review. BMC Gastroenterology 2016; 16: 86
- Penders J., et al. Factors influencing the composition of the intestinal microbiota in early infancy. Pediatrics 2006; 118 (2): 511–521
- Bezirtzoglou E., et al. Microbiota profile in feces of breast- and formula-fed newborns by using fluorescence in situ hybridization (FISH). Anaerobe 2011; 17 (6): 478–482
- Adlerberth I., et al. Reduced Enterobacterial and Increased Staphylococcal Colonization of the Infantile Bowel: An Effect of Hygienic Lifestyle? Pediatric Res 2006; 59 (1): 96–101
- Risnes K.R., et al. Antibiotic exposure by 6 months and asthma and allergy at 6 years Findings in a cohort of 1,401 US children. Am J Epidemiol 2011; 173 (3): 310–318
- Shaw S.Y., et al. Association between the use of antibiotics in the first year of life and pediatric inflammatory bowel disease. Am J Gastroenterol 2010; 105 (12): 2687–2692