Формирование кишечной микробиоты ребенка и факторы, влияющие на этот процесс

Аннотация:

Цель: представить современные данные о процессе формировании кишечной микробиоты ребенка на ранних этапах его развития и факторах, влияющих на этот процесс. Кишечная микробиота играет ключевую роль в физиологии и поддержании гомеостаза организма человека. Результаты молекулярно-генетических исследований свидетельствуют о том, что процесс формирования кишечной микробиоты начинается внутриутробно и ребенок получает микрофлору матери в течение всей беременности, родов и грудного вскармливания. Наиболее интенсивно процесс микробной колонизации ребенка микроорганизмами матери и окружающей среды происходит в родах и постнатальном периоде. Внутриутробный и неонатальный периоды представляют собой критические этапы формирования микробиома ребенка, от которых во многом зависит состояние его здоровья в течение всей жизни. Состав формирующейся микробиоты зависит от гестационного возраста ребенка, способа родоразрешения, типа вскармливания, антибактериальной терапии, санитарно-гигиенических условий окружающей среды, географических условий и др. Более глубокое понимание процессов формирования кишечной микрофлоры позволит разработать эффективные методы профилактики и коррекции микроэкологических нарушений у ребенка. Ключевые слова: дети, кишечная микробиота, внутриутробный период, неонатальный период, кесарево сечение, грудное вскармливание. Микробиота человека представляет собой эволю-ционно сложившуюся экологическую систему разнообразных микроорганизмов, населяющих открытые полости организма и поддерживающих биохимическое, метаболическое, иммунологическое равновесие, необходимое для сохранения здоровья . Наиболее многочисленная микробная популяция обитает в желудочно-кишечном тракте, в большей степени — в толстой кишке, которая содержит примерно 1014 бактериальных клеток, что в десятки раз превышает общее количество клеток организма .По оценкам ученых, в данной экологической нише обитает от 400 до 1500 видов микробов, а общий геном бактерий желудочно-кишечного тракта насчитывает около 3 млн генов, что в 150 раз превышает размер генома человека . Микробиота каждого человека имеет свой уникальный состав и развивается на протяжении всей жизни.Результаты мета-геномных исследований показали, что большинство кишечных микробов являются представителями видов Actinobacleria (роды Bifidobacterium и Colinsella),.Bacteroidetes (роды Bacteroides и Prevotella), Firmicutes (роды Lactobacillus, Clostridium, Eubacterium и Rumino-coccus), Proteobacteria (Enterobacter spp.) . Кишечная микрофлора имеет важнейшее значение для состояния здоровья человека, поскольку обеспечивает колонизационную резистентность слизистых пищеварительного тракта, регулирует важные метаболические и физиологические функции, стимулирует развитие иммунной системы, поддерживает гомеостаз организма человека в течение всей его жизни. Результаты метагеномных исследований генетического состава и метаболического профиля кишечной микробиоты свидетельствуют о том, что данный микробиоценоз представляет собой отдельный экстракорпоральный орган человеческого организма. В настоящее время доказано, что нарушение состава кишечной микробиоты повышает риск или является непосредственной причиной развития инфекционных и неинфекционных заболеваний. Показано, что при избыточном бактериальном росте, повышении проницаемости слизистой кишечника, снижении иммунного статуса макроорганизма развиваются условия для бактериальной транслокации, бактериемии и сепсиса .С угнетением индигенной анаэробной флоры антибиотиками и активизацией условно-патогенных микробов (С. difficile, S. aureus, Candida albicans, Klebsiella oxytoca) связано развитие инфекционной антибиотикоассоциированной диареи . Кишечный микробиоценоз является основным источником уропатогенной флоры (Е. coli, Proteus mirabilis, Klebsiella pneumoniae).Имеются доказательства роли дисбиозной кишечной микрофлоры в формировании ожирения и сахарного диабета 2-го типа, а также атеросклероза и артериальной гипертензии . Нарушение состава и функции кишечной микробиоты ассоциируется с развитием воспалительных заболеваниий кишечника и рака толстой кишки. Доказано, что нарушение состава кишечной микрофлоры может быть причиной атопических заболеваний (бронхиальная астма, ато-пический дерматит, аллергический ринит) .Имеются доказательства связи дисбиоза кишечной микрофлоры с развитием нейродегенеративных заболеваниий головного мозга . Наиболее чувствительна к воздействию неблагоприятных факторов неонатальная микробиота. Данные литературы свидетельствуют о том, что воздействие антибиотиков на «незрелую» микробиоту новорожденного ребенка приводит к снижению разнообразия состава кишечной микрофлоры, что делает ребенка более подверженным инфекционным и неинфекционным заболеваниям . Дети, получавшие антибиотики в раннем неонатальном периоде, имеют более высокий риск развития ато-пических заболеваний в течение первого года жизни, а также бронхиальной астмы, воспалительных заболеваний кишечника, ожирения в более позднем возрасте . Метаболиты кишечных микробов играют важнейшую роль в формировании и деятельности головного мозга и, таким образом, могут влиять на формирование когнитивных функций и поведение ребенка . При исследовании фекалий детей, страдающих аутизмом, выявлено снижение содержания микроорганизмов трех бактериальных родов: Prevotella, Coprococcus и Veillonellaceae .По данным A. Ekiel и соавт. (2010), у детей с аутизмом чаще выделяются клостридии и энтерококки и реже — лактобациллы .Получены обнадеживающие (в плане улучшения социального поведения) результаты фекальной трансплантации от здоровых доноров детям, страдающим аутизмом . Значительный интерес представляет процесс формирования кишечной микробиоты человека. По мнению многих ученых, внутриутробный и неонатальный периоды — критические этапы формирования микробиома ребенка, от которых во многом зависит состояние его здоровья в течение всей жизни . Еще несколько лет назад теория Тиссье о том, что эмбрион является стерильным в утробе матери и микробная колонизация новорожденного начинается во время и после рождения, была общепризнанной. Однако результаты молекулярно-генетических исследований состава кишечной микрофлоры, проведенных в последнее десятилетие, свидетельствуют о том, что процесс микробной колонизации начинается внутриутробно и ребенок получает микрофлору матери в течение всей беременности, родов и грудного вскармливания. Таким образом, микроорганизмы начинают заселять человеческий плод еще в утробе матери. Бактерии различных родов обнаружены в плаценте, околоплодных водах, пуповинной крови и меконии новорожденных.Результаты исследований, проведенных К. Aagaard и соавт. (2014), на основе ме-тагеномной технологии, свидетельствуют о наличии в плаценте клинически здоровых беременных женщин разнообразного по видовому составу микробиома, состоящего преимущественно из представителей непатогенных Firmicutes, Tenericutes, Proteobacteria, Bacteroides и Fusobacteria. При сравнении таксономического профиля микробиома плаценты и различных микробиоценозов (кишечника, ротовой полости, кожи, мочеполового тракта) беременной женщины обнаружено максимальное сходство состава микробиома плаценты и ротовой полости. В плацентарном микробиоме преобладают представители Proteobacteria и часто обнаруживаются такие виды, как Prevotella tan-пегае и Neisseria. Сходство состава микрофлоры полости рта и плацентарной микробиоты предполагает, что бактерии могут транслоцироваться во время беременности из ротовой полости в плаценту. Это может объяснить тот факт, что одонтогенные инфекции (периодонтит) матери увеличивают риск преждевременных родов и осложнений беременности . Наличие некоторых бактерий в составе оральной микрофлоры (например, Actinomyces naselundii) ассоциируется с более низкой массой тела ребенка при рождении и преждевременными родами, в то время как присутствие лактобацилл — с более высокой массой тела при рождении и более поздними родами .Таким образом, выявлено влияние состава оральной микрофлоры у беременных женщин на исход беременности и развитие плода. Микробиота беременной женщины обеспечивает ей метаболизм, необходимый для вынашивания здорового ребенка. О важности состояния микробиоценозов будущей матери для исхода беременности свидетельствует также тот факт, что нарушение микробного состава вагинальной микрофлоры беременной женщины ассоциируется с более высокой частотой преждевременных родов.Неблагоприятным вариантом дисбиоза влагалища беременной женщины является повышенное содержание Gardnerella и Urea-plasma spp., снижение содержания Lactobacillus spp., колонизация Candida albicans. Бактерии Burkholderia, Streptosporangium и Anaeromyxobacter был и обнаружены в плаценте у женщин с преждевременными родами, в то время как при доношенной беременности преобладали Paenibacillus .Таким образом, тип и количество бактерий, содержащихся в различных микробиоценозах и амниотической полости будущей матери, имеют важное значение для исходов беременности и рождения здорового ребенка. Ранее предполагалось, что меконий стерилен, однако использование молекулярно-генетических методов позволило обнаружить в нем микробы родов Enterococcus, Escherichia, Leuconostoc, Lactococcus и Streptococcus.Испанские ученые в образцах мекония 20 новорожденных обнаружили ДНК лакто-бактерий и Е. coli .Результаты данных исследований свидетельствуют о наличии внтуриутробного периода формирования микробиоты ребенка. Наиболее значимая микробная колонизация ребенка происходит во время родов и после рождения. Следует отметить, что микробная колонизация новорожденного ребенка является мультифакториальным и очень уязвимым процессом. Состав формирующейся микробиоты зависит от гестационного возраста ребенка, способа родоразрешения, типа вскармливания, антибактериальной терапии, санитарно-гигиенических условий окружающей среды, географических условий и др. Микрофлора матери и санитарное состояние окружающей среды определяют характер первичной колонизации ребенка, в последующем состав кишечной микробиоты во многом зависит от типа вскармливания. Кишечная микрофлора в первые несколько дней жизни ребенка неоднородна, и состав ее меняется очень быстро. При вагинальном родоразре-шении пищеварительный тракт ребенка интенсивно заселяется аэробными и факультативными анаэробными бактериями: Е.соЧ и другими энтеробактериями, энтерококками и стафилококками, которые снижают концентрацию кислорода в кишечнике и, таким образом, подготавливают условия для колонизации обли-гатными анаэробами. С конца первой недели жизни ребенка в кишечной микробиоте начинают доминировать строгие анаэробы (бифидобактерии, бактероиды и клостридии), которые приводят к супрессии аэробной флоры. Источником бифидобактерий и бактероидов для ребенка, как правило, является кишечная микрофлора матери. Имеются особенности формирования и состава кишечной микробиоты у детей, рожденных путем кесарева сечения. Эти дети не получают в родах вагинальной и кишечной микрофлоры матери, и основным источником микроорганизмов для них является микрофлора кожи матери, медицинского персонала, родильного зала, палат.Помимо этого, кесарево сечение ассоциируется с антибактериальной терапией матери, поздним началом и часто — с непродолжительным периодом грудного вскармливания, что может повлиять на состав микрофлоры кишечника ребенка. Кишечная микрофлора детей, рожденных вагинальным путем, как правило, представлена микроорганизмами родов Prevotella, Sneathia и Lactobacillus, входящими в состав вагинальной микрофлоры матери. У детей, рожденных путем кесарева сечения, кишечная микробиота характеризуется меньшем разнообразием видов бактерий, низким содержанием бифидобактерий и бактероидов в сравнении с кишечной микрофлорой детей при вагинальных родах. В составе кишечной микробиоты удетей, рожденных оперативным путем, чаще обнаруживаются различные условно-патогенные микробы (С. difficile, Enterococcus spp., Klebsiella spp., Sreptococcus spp., Haemophilus и Veillonella).При кесаревом сечении формирование кишечной микрофлоры удетей происходит более длительно.По данным некоторых ученых, различия в составе кишечной микрофлоры сохраняются до возраста 7 лет. Результаты исследований других авторов свидетельствуют о том, что значительные различия в составе микрофлоры младенцев характерны только для первого полугодия жизни.Таким образом, способ родоразрешения является существенным фактором, определяющим формирование и состав кишечной микрофлоры. Помимо способа родоразрешения, тип вскармливания и факторы окружающей средой оказывают наиболее значимое влияние на развитие микробиома младенца. Грудное молоко служит важным фактором в формировании микробиоценозов ребенка, поскольку содержит вещества с антимикробным и пребиотическим потенциалом (бета-лактоза, лактоферрин, олигосахариды, секреторные иммуноглобулины А, лейкоциты, лизоцим и др.) и является главным источником симбиотических микроорганизмов (бифидобактерий, лактобактерий, энтерококков) для грудного ребенка . Грудное молоко содержит не менее 103 КОЕ/мл живых бактерий и широкий спектр бактериальных ДНК, включая ДНК бифидобактерий, которые могут программировать иммунную систему новорожденного . Кишечная микрофлора ребенка, получающего исключительно грудное вскармливание, характеризуется высоким популяционным уровнем бифидобактерий и низким содержанием С. difficile и Е. coli.У детей на искусственном вскармливании в кишечном микробиоценозе преобладают энтерококки и клостридии и снижено количество бифидобактерий . С введением прикормов состав кишечной микробиоты грудного ребенка претерпевает существенные изменения. Микрофлора становится более разнообразной с преобладанием лактобацилЖ увеличивается количество представителей строгих анэробов, меняется внутривидовой состав определенных бактерий. Бактероиды становятся постоянными представителями кишечной микрофлоры во втором полугодии жизни ребенка на фоне введения прикорма. В настоящее время доказано, что значительное влияние на состав кишечной микрофлоры оказывает и место проживания ребенка; это объясняют различиями в питании и образе жизни людей в разных регионах. М. Fallani и соавт. (2010) проводили многоцентровые исследования кишечной микрофлоры у грудных детей пяти европейских стран; Швеции, Шотландии, Германии, Италии и Испании. Изучалось влияние места жительства, способа родов, характера питания и лечения антибиотиками на состав фекальной микробиоты детей. Исследованы фекалии 606 детей в возрасте 6 нед. Установлено, что влияние места проживания на состав кишечной микрофлоры детей может быть не менее выраженным, чем способ родоразрешения или питания. У детей, проживающих на севере Европы, регистрировались более высокие значения уровня Bifidobacteria, Atopobium, С. perfringens, С. difficile, в то время как у южных младенцев — Bacteroides, Eubacteria и Lactobacillus. Ученые сделали вывод, что различия в питании и образе жизни в разных странах Европы могут повлиять на формирование кишечной микрофлоры ребенка . Дети, рожденные в бедных областях развивающихся стран, раньше колонизируются разнообразной бактериальной флорой, чем младенцы в богатом и высокоразвитом обществе. В отсутствие конкуренции энтеробактерий для новорожденных развитых стран стала более характерной колонизация кишечника «бактериями кожи» — эпидермальными стафилококками . Ученые высказывают опасение, что изменение процессов колонизации, связанное с усилением гигиенических мер, может оказать глобальное неблагоприятное воздействие на развитие иммунной системы грудных детей. Таким образом, данные разных авторов свидетельствуют о различиях в составе кишечной микрофлоры 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. По мнению ряда авторов, кишечная микрофлора детей становится приближенной по своему составу к микрофлоре взрослого человека к концу первого года жизни ребенка, с преобладанием численности бактерий родов Firmicutes, Bacteroidetes, Proteobacteria и Actinobacteria. По мнению R. Agans и соавт., кишечная микробиота подростков все же отличается по составу от микробиоты взрослого человека. Таким образом, данные литературы свидетельствуют о том. что формирование кишечной микрофлоры ребенка начинается с внутриутробного этапа и является длительным, сложным мультифакторным процессом, нарушение которого ассоциируется с развитием различных патологических состояний в детском организме. Более глубокое понимание механизма формирования кишечной микробиоты у детей позволит разработать эффективные методы профилактики и коррекции микроэкологических нарушений у ребенка и связанных с ними заболеваний в разные периоды жизни.

Авторы:

Издание: Российский вестник перинатологии и педиатрии
Год издания: 2018
Объем: 6с.
Дополнительная информация: 2018.-N 3.-С.13-18. Библ. 60 назв.
Просмотров: 670