Критическими этапами формирования кишечной микробиоты у детей, от которых зависит здоровье микробиоты и в целом здоровье ребенка, являются внутриутробный и неонатальный периоды.
До недавнего времени считалось, что кишечник ребенка до родов стерилен. Современные исследования подтверждают, что колонизация кишечника ребенка начинается задолго до его рождения и зависит от состояния микробиома матери.
Многочисленные исследования подтверждают сходство состава микробиома плаценты и ротовой полости. Клеточные структуры кишечных бактерий выявлены в плаценте и амниотической жидкости до начала родов без разрыва оболочек плодного пузыря.
Хотя оплодотворение и происходит в матке, органе, который защищен иммунной системой, которая как бы защищает от бактериальной колонизации, есть предположения, что некоторые бактериальные клетки с шейки матки движутся вместе со сперматозоидами и достигают яйцеклетки, как бы сопровождая процесс имплантации в период раннего эмбионального развития. Таким образом, матка, плацента, плод, кровь, являясь защищенными иммунитетом от бактериальной колонизации, все же могут содержать бактериальную ДНК или даже некоторые изолированные живые бактерии.
То есть ребенок может получать контакт с микроорганизмами через плаценту. Микробиота беременной оказывает влияние на будущего ребенка через такие факторы, как иммунный ответ и микробные метаболиты, которые проникают через плаценту.
Следующий этап, влияющий на формирование микробиоты кишечника у ребенка, это роды, а вернее способ родоразрешения.
Исследования подтверждают, что во время естественных родов при разрыве плодных оболочек и излитии околоплодных вод поток бактерий покрывает все тело ребенка, а также они попадают в его глаза, уши, нос, ротовую полость. Проходя по родовым путям, малыш собирает представителей вагинального биотопа матери, а основными являются к моменту родов лактобактерии. Контаминация кишечника младенца лактобактериями как бы устанавливает защиту от патогенных и условно-патогенных микроорганизмов, обеспечивая максимальную совместимость с последующим поступлением лактобактерий из грудного молока.
Кроме того, ребенок контактирует с фекалиями матери, и получает бактерии и от них. Таким образом, часть всех этих бактерии попадает в кишечник младенца во время родов.
Сразу после рождения младенец контактирует с воздухом родильной комнаты, перчатками медперсонала, кожей живота и груди матери, таким образом получая порцию новых микроорганизмов .
В первую неделю жизни ребенка, рожденного естественным путем, в кишечной микробиоте начинают доминировать анаэробные микроорганизмы - представители родов Bifidobacterium (филум Actinomycetota), Clostridium (филум Bacillota), а также некоторые представители филума Bacteroidota. Это приводит к подавлению аэробных бактерий, а также в некоторой степени Propionibacterium и факультативных анаэробов семейства Enterobacteriaceae.
Во время кесарева сечения ребенок не контактирует с материнской микробиотой родовых путей. Микробиота таких детей отличается низким бактериальным разнообразием, доминированием факультативных анаэробов, таких как, Propionibacterium, Corynebacterium spp. и, Streptococcus spp, а также условно-патогенных представителей: Enterococcus spp, Klebsiella spp, Clostridium difficile, Veillonella spp. и др., и высока колонизация внутрибольничными патогенами.
Важно отметить еще один момент. При кесаревом сечении иммунная система ребенка не получает правильной тренировки на самом раннем этапе жизни, т.к. отсутствуют нужные микроорганизмы, и есть вероятность, что в дальнейшем она не будет адекватно реагировать на различные факторы.
Кроме того, оперативное родоразрешение ассоциируется с часто встречающейся антибактериальной терапией матери, поздним началом грудного вскармливания (ГВ), и часто с непродолжительным ГВ. Это также оказывает влияние на формирование кишечной микробиоты младенца.
Последующий пейзаж микробиоты кишечника ребенка во многом зависит от типа вскармливания.
Грудное молоко (ГМ) – это самый первый сбалансированный продукт питания ребенка. Через ГМ мать обеспечивает ребенка основными питательными веществами, включая белки, жиры, углеводы (в основном в форме лактозы), витамины, минералы, а также энзимы, гормоны и живые микроорганизмы .
Также ГМ содержит важный пребиотический компонент – олигосахариды – для роста собственных бифидо- и лактобактерий в кишечнике малыша.
Именно ГМ защищает ребенка в первые дни жизни от инфекционных болезней за счет содержания в нем иммуноглобулинов, В- и Т- лимфоцитов, антимикробных ферментов .
Отдельно нужно сказать про то, что ГМ является главным источником бифидо- и лактобактерий для ребенка. Интересно, что в структуре бифидобактерий ГМ в первые 3 дня жизни доминируют взрослые штаммы , а на 2й неделе они замещаются младенческими штаммами, что способствует формированию иммунологической толерантности, снижению воспаления, укреплению кишечного барьера.
ГМ содержит компоненты с антимикробным и пребиотическим потенциалом – бета-лактозу, альфа-лактальбумин, нуклеотиды, секреторный IgA, лактоферрин, лизоцим.
Распространено такое название ГМ , как «прототип пробиотической пищи матери-природы». Младенцы в первые 3-4 месяца, употребляя около 800мл ГМ в день, получают из него в среднем 105-107 КОЕ бактерий, что естественно влияет на видовой состав микробиоты кишечника.
Микробный состав ГМ сложный. Благодаря культуральным и молекулярным методам исследования, в составе ГМ определены представители кожного и кишечно-ассоциированного биотопов: например, Streptococcus spp, Staphylococcus , Enterococcus spp, Prevotella spp., Clostridium и др.
Состав микробиоты ГМ молока зависит от здоровья матери, стресса, наличия антибиотикотерапии после родов, района проживания, рациона питания и др.
Еще один компонент ГМ – гликаны, высокомолекулярные углеводы, состоящие из одного или множества типов моносахаридных остатков, связанных гликозидными связями, или ОГМ .
ОГМ обладают антимикробной и противовирусной активностью, а также адгезивными свойствами, имитирующими структуры гликокаликса на поверхности эпителиоцитов. Они содержат рецепторы, захватывающие патогенов, и не дают им адгезироваться на слизистой кишечника.
Максимальный уровень ОГМ в молозиве (22-24г/л), в зрелом молоке он снижается практически в 2 раза.
Дети, находящиеся на ГВ, обладают более стабильной кишечной микробиотой и сбалансированным мукозальным иммунитетом слизистой в сравнении с детьми на искусственном вскармливании.
Есть данные, говорящие о том, что микробиота ГМ способствует поддержанию целостности слизистой кишечника за счет увеличения слоя муцина.
Роль ГВ в становлении микробиоты переоценить нельзя. Однако и искусственные смеси широко распространены и используются как единственный источник питания новорожденных.
Исследования многих авторов сходятся в том, что видовой состав кишечной микробиоты детей, находящихся на искусственном вскармливании (ИВ), отличается бОльшим разнообразием, чем детей на ГВ, и зависит также от: способа родов, времени ввода докорма, окружающей младенца среды.
Да, наука пошла вперед, и сейчас производятся такие формулы искусственных смесей, которые содержат разные модификации питательных веществ, обеспечивающих дополнительные функциональные преимущества, но все же ни одна смесь никогда не сможет быть полноценной заменой материнского ГМ.
Период интенсивной колонизации бактериями кишечника новорожденного совпадает с моментом манифестации кишечных колик. Микробный пейзаж кишечника новорожденного с коликами менее разнообразен и стабилен, чем у здорового ребенка.
У детей, у которых колики отсутствуют или мало выражены, микробиота отличная от микробиоты новорожденных, страдающих коликами. В составе микробиоты кишечника детей с коликами снижено количество лактобактерий и наблюдается рост газообразующих колиформ.
Избыточное газообразование вызывает перерастягивание кишечника, моторные нарушения и, как следствие, болевой синдром у малыша. Продукты жизнедеятельности некоторых бактерий нарушают продвижение эффективной перистальтической волны и вызывают тонические спазмы.
Введение прикорма – следующий фактор, влияющий на формирование микробиоты кишечника ребенка.
С вводом прикорма организм ребенка получает новые субстраты, которые он может усвоить при наличии популяций из бактерий, обладающих соответствующей метаболической активностью, которая начинает перестраиваться при введении твердой пищи и продолжается до 3х лет, при этом параллельно расширяется микробное разнообразие кишечной микробиоты.
Еще одним важным факторов, влияющим на формирование микробиоты у ребенка в раннем детстве, является посещение детского сада, где ребенок попадает в новые условия: рацион питания, микробиом окружающей среды. Это также накладывает отпечаток на разнообразие и состав микробиоты.
Ученые сходятся во мнении, что именно в первые 3 года жизни наблюдается самая высокая изменчивость микробиоты, что является критическим периодом для созревания микробиоты кишечника.
Нарушение «подвижного баланса» в качественном и количественном составе микробиоты кишечника (дисбиоз) приводит к развитию инфекционных и неинфекционных заболеваний. При повышенной кишечной проницаемости (которая физиологически есть у детей раннего возраста и усугубляется при возникновении воспаления, гипоксии, избыточного роста условно-патогенных микроорганизмов), избыточном бактериальном росте патогенов, снижении иммунного статуса в организме ребенка создаются условия для развития бактериальной транслокации, каскада воспалительных реакций и аутоиммунных патологий.
От состава кишечной микробиоты у ребенка раннего возраста зависит эффективность переваривания пищи и всасывание витаминов и микроэлементов, а, следовательно, полноценность дальнейшего психоневрологического и физического развития ребенка.
На сегодняшний день установлено, что нормальная микробиота кишечника выполняет следующие функции:
■ предотвращение колонизации пищеварительного тракта патогенными микроорганизмами (прямая конкуренция с патогенными бактериями за питательный субстрат и среду обитания)
■ участие в регуляции моторики ЖКТ
■ формирование местного и системного иммунитета
■ формирование пищевой толерантности
■ детоксикация эндогенных и экзогенных токсинов
■ участие в обмене холестерина в процессе энтерогепатической циркуляции желчных кислот;
■ участие в синтезе витаминов В, К, биологически активных веществ и др.
Подводя итог, можно сделать вывод, что созревание микробиоты кишечника ребенка начинается с внутриутробного этапа и формируется под влияем различных факторов. Примерно к 3-5-ти годам микробиота кишечника ребенка по своему разнообразию похожа на микробиоту взрослого и приобретает относительную стабильность.
Дальнейшее состояние и стабильность микробиоты в течение жизни ребенка будет зависеть также от большого числа факторов: рацион питания, прием медикаментов, здоровье органов ЖКТ, факторы окружающей среды, генетические аспекты, физическая активность, циркадные ритмы, стрессовый фактор и т.д.
Контроль за состоянием кишечной микробиоты и своевременные мероприятия по его коррекции на протяжении всей жизни является важной задачей каждого человека.