Введение
Первые данные о положительной роли пробиотиков были получены нашим соотечественником, И.И. Мечниковым, еще в XIX в., что впоследствии стало основой для дальнейшего изучения микробиома человеческого организма. С появлением новых лабораторных методов, в т.ч. и молекулярно-генетических, взгляды на микробиту человека значительно поменялись [1]. В настоящее время уже есть многочисленные данные, согласно которым колонизация кишечника начинается внутриутробно. При рождении происходит быстрая колонизация незрелой кишки новорожденного микробами, что в дополнение поддерживается грудным вскармливанием. Этот процесс запускает реализацию сложных сигналов экосистемы кишечника, которые приводят к постнатальному его созреванию (пищеварительным и иммунологическим функциям) [2—4]. При этом на первичную микробную колонизацию кишечника новорожденного влияет ряд факторов, включая способ родоразрешения, виды питания, проведение антибиотикотерапии и гестационный возраст [5]. Недоношенные дети, например, часто получают адаптированные смеси и антибиотики, что снижает возможность попадания к ним материнской микрофлоры.
Крайне важны для младенца микро-организмы материнского происхождения. Известно, что бактерии из желудочно-кишечного тракта (ЖКТ) и ротоглотки матери транслоцируются в молочные железы по эндогенному клеточному пути. И на разнообразие микробиоты матери будут влиять диета, образ жизни, прием лекарств, проницаемость слизистой оболочки кишечника, а также состояние полости рта. В исследованиях P. Zimmermann, N. Curtis обнаружены более 1300 видов микроорганизмов в грудном молоке с преобладанием родов Staphylococcus, Streptococcus, Lactobacillus, Pseudomonas, Bifidobacterium, Corynebacterium и Enterococcus [6]. Еще одним крайне важным компонентом грудного молока являются олигосахариды. Структура олигосахаридов молока зависит от генетики самой матери, что гооврит о значительном различии молока женщин по составу олигосахаридов. Также на разнообразие олигосахаридов влияют такое факторы как возраст и диета [7]. Частичное расщепление олигосахаридов женского молока приводит к образованию «постбиотических» соединений в кишечнике младенца, которые будут стимулировать рост других типов флоры, продуцирующей бутират и пропионат.
В желудочно-кишечном тракте человека происходят достаточно сложные взаимодействия между эпителиальным барьером слизистой оболочки кишечника (СОК), иммунными клетками, микробиотой и факторами окружающей среды [6]. На сегодняшний день известно, что регуляция взаимодействия СОК и микробиома осуществляется посредством Toll-подобных рецепторов (TLR). Далее посредством цитозольного белка Myd88 происходит активация транскрипционного ядерного фактора (NF-к) и выработка цитокинов [7]. Еще одним важным компонентом, который регулируется с помощью TLR, являются плотные межклеточные соединения. К основным белкам таких соединений относятся окклюдины, клаудины и другие цитоплазматические белки [8]. Многочисленные исследования показали, что активация TLR может приводить как к повышению барьерной функции, так и к ее снижению в моделях на мышах и в культуре тканей эпителиальных клеток кишечника человека [9].
Развитие микробиоты у младенца происходит в основном под влиянием материнского молока, содержащего лактоферрин, который обладает антимикробными свойствами и таким образом регулирует колонизацию кишечника [11]. Лакто- и бифидобактерии — основные представители микробиоты кишечника человека. При изучении взаимодействий этих видов бактерий и кишечной стенки обнаружено, что некоторые виды лактобацилл усиливают синтез белков межклеточных соединений. Так, например, Lactobacillus acidophilus и Lactobacillus plantarum увеличивают экспрессию белка окклюдина в моделях in vivo и in vitro [10]. Развитие микробиоты кишечника детей, находящихся на искусственном вскармливании, зависит от различных функциональных компонентов адаптированной смеси, в т.ч. и пробиотиков, добавляемых в формулу. Однако до сих пор недостаточно исследований, в которых была бы точно показана связь между развитием микробиоты кишечника и созреванием кишечника в раннем детстве у одной и той же группы испытуемых [5, 11]. Более того, было описано несколько случаев сепсиса у младенцев, которые получали пробиотики, содержащие лакто- и/или бифидобактерии. Также остаются проблемы, связанные со стабильностью и функциональной активностью пробиотиков в молочных продуктах [12].
Применение пребиотиков
Ограничения в использовании пробиотиков способствовали появлению и изучению пребиотиков. Пребиотики непосредственно влияют на состав микробиоты кишечника, стимулируя рост комменсалов, таких как Bifidobacterium spp. и Lactobacillus spp. Наиболее часто используемыми и изученными пребиотиками являются галактоолигосахариды, полидекстроза, фруктоолигосахариды, инулин, 2’-фукозиллактоза, лакто-К-неотетраоза, олигофруктоза и галактофруктоза [5]. При изучении механизма действия пребиотиков отмечено, что большинство из них влияет на барьерную функцию кишечника. Несколько зарубежных исследований показали, что добавление in vitro продуктов ферментации инулина приводит к увеличению продукции окклюдина и клаудина [13]. Фруктоолигосахариды и бутират, являясь бактериальным метаболитом, влияли на концентрацию окклюдина в местах плотных соединений эпителиальных клеток СОК [14]. Галактоолигосахариды в моделях in vivo у мышей усиливали экспрессию генов окклюдинов и клаудина-1 [15]. Кроме того, прием пребиотических препаратов приводит к значимой активации АТФ-протеинкиназы (AMPK) в сочетании с описанными изменениями эпителиального барьера [16].
В возрасте 6 месяцев происходит переход от питания на основе грудного молока или адаптированной молочной смеси на смешанное питание, которое подразумевает включение в рацион ребенка продуктов прикорма (овощи, злаки, мясо, фрукты) в соответствии с пищевыми традициями семьи и местной доступностью. Основным бактериям, населяющим кишечник ребенка, приходится адаптироваться к новым компонентам пищи, особенно клетчатке, расщепляя ее с образованием лактата, органических кислот, ацетата и других короткоцепочечных жирных кислот. Эти метаболиты играют важную роль в созревании и экологии кишечника, запуская развитие синтрофной микробиоты, предоставляя субстраты для усиления роста микроорганизмов, которые могут расщеплять более сложные углеводы для получения короткоцепочечных жирных кислот, таких как пропионат и бутират. Лактат и короткоцепочечные жирные кислоты поддерживают кислую среду, что также регулирует микробный гомеостаз кишечника. Бутират образуется главным образом бактериями семейств Lachnospiraceae и Ruminococcaceae путем расщепления полисахаридов или при метаболизме лактата и ацетата [17]. Таким образом, своевременное начало прикорма и употребление продуктов, обогащенных пребиотиками, способствуют созреванию желудочно-кишечного тракта ребенка и поддержанию видового разнообразия микробиоты. Сегодня в качестве продуктов прикорма, обогащенных пребиотиком, доступны готовые каши ТМ «ФрутоНяня». Данная линейка готовых злаковых продуктов обогащена пребиотиком инулином, имеет различные фруктовые вкусы, а также вариативный состав по злакам (глютеновые и безглютеновые злаки) и молочной составляющей (безмолочные, молочные и йогуртовые), что позволяет подбирать продукт даже при наличии аллергических реакций. Этот вид каш может быть рекомендован как продолжение прикорма для разнообразия рациона питания ребенка во 2-м полугодии жизни.
Еще одним важным звеном в становлении микробиоты является взаимодействие пробиотических микроорганизмов и пребиотиков. Пребиотики повышают выживаемость пробиотических бактерий и стимулируют эндогенные бактерии хозяина, что способствует снижению колонизации патогенами за счет выработки ингибиторов размножения патогенов, стимуляции местного иммунитета и конкуренции за питательные субстраты [18].
Заключение
Формирование микробиоты у младенца, начинаясь внутриутробно, продолжается активно под влиянием грудного вскармливания и своевременного введения продуктов прикорма. В дальнейшем разнообразие микробиоты кишечника служит важным компонентом созревания кишечника у младенцев, что в будущем играет роль в профилактике заболеваний кишечника, а также аутоиммунных и аллергических заболеваний.
