Микробиота грудного молока (представление, источники, роль бактерий для ребенка и матери)

Научные открытия последних лет демонстрируют определяющую роль микробиома человека для его здоровья. Формирование здоровой, функциональной микробиоты кишечника новорожденного требует физиологических условий, одним из которых является грудное вскармливание.

Введение

Научные открытия последних лет демонстрируют определяющую роль микробиома человека для его здоровья, а также показывают его влияние на обеспечение метаболизма нашего организма в целом и на функционирование каждой из систем организма и его иммунитета. Период адаптации ребенка к  новой, внеутробной жизни характеризуется массивной микробной колонизацией, несущей перемены. Формирование здоровой кишечной микробиоты новорожденного требует максимально нормальных физиологических условий, главными из  которых являются естественные роды и  грудное вскармливание (ГВ). Оперативные роды, искусственное вскармливание, антибиотикотерапия, раздельное пребывание матери и ребенка в ранний послеродовой период препятствуют этому процессу и значительно увеличивают риск иммунных нарушений, что ведет к развитию у детей в будущем тяжелых неинфекционных заболеваний, таких как ВЗК (болезнь Крона), сахарный диабет 2-го типа, бронхиальная астма. О роли грудного молока (ГМ) как «прямого поставщика» живых бактерий для формирования кишечной микробиоты новорожденного стало известно только в начале нового тысячелетия.

Представление о микробиоте  грудного молока

Стерильность, до недавнего времени равная понятию безопасности, была весомым отличительным признаком ГМ от его искусственных заменителей или молока других млекопитающих еще со времен микробной теории Пастера. В начале XXI в. из ГМ выделены живые молочнокислые бактерии. Два исследования, опубликованные в 2003 г., положили начало новой эре изучения ГМ, приблизив нас к пониманию механизмов его иммунной защиты и  метаболического программирования. Команды ученых во главе с M.P. Heikkila и R. Martín не только выделили живые колонии лакто- и бифидобактерий  (Lactobacillus, Lactococcus, Leuconostoc, Bifidobacterium, Streptococcus, Enterococcus, Staphylococcus), но и предложили гипотезу о происхождении бактерий в ГМ. Они описали преобладающие роды, показали эффективность лактобактерий против патогенного Staphylococcus aureus. Бурное развитие в этот период цитогенетических и ряда молекулярных методов определило дальнейший вектор изучения микробного состава ГМ. Полимеразная цепная реакция (ПЦР), денатурирующий градиентный гель-электрофорез (DGGE), температурный градиентный гель-электрофорез (TGGE), анализ фосфолипидных жирных кислот в  составе липидов клеточных мембран, флуоресцентная гибридизация в  сочетании с проточной цитометрией больше не требовали создания жестких условий подготовки сред, порой экстремальных, для выращивания колоний различных видов бактерий. Считается, что 81% всех бактерий в зрелом ГМ можно отнести к 12 основным родам, среди которых доминирующими, независимо от географического положения или техник сбора, являются роды Streptococcus и Staphylococcus. S.W. Li, K. Watanabe et al. заметили, что Staphylococcus способен подавлять рост широкого спектра кожных и кишечных грамотрицательных условно- патогенных микроорганизмов, предположив, что именно это обстоятельство контролирует микробные взаимодействия . Что касается видового состава, E. Jiménez, S.  Delgado et  al., комментируя доминирующую роль Staphylococcus epidermidis, ссылаются на его способность адгезироваться к  ареоле и  протокам молочных желез. При этом известные как потенциальные патогены молочные Staphylococcus epidermidis имеют низкие детерминанты вирулентности и устойчивость к антибиотикам. Среди часто встречающихся родов бактерий также описывают Lactobacillus, Pseudomonas, Bifidobacterium, Corynebacterium, Enterococcus, Acinetobacter, Rothia, Cutibacterium, Veillonella и Bacteroides.

На сегодняшний день микробиоту ГМ можно определить как совокупность комменсальных бактерий в грудном молоке, представляющих собой сложную организованную экосистему, участники (симбионты) которой тесно связаны между собой  по  принципу синергии, что и определяет их выживание в организме. L. Drago et  al. продемонстрировали связи и  ассоциации между бактериями, смоделировав своего рода нейронную сеть, в узлах которой в качестве переменных расположились бактериальные роды.

Примером тесного взаимовыгодного существования бактерий внутри одной системы служит правильный баланс между лактат- продуцирующими и  лактат- утилизирующими бактериями грудного молока, создающими трофическую цепь, поддерживая метаболическую активность кишечной микробиоты ребенка и иммунный ответ. Так, молочнокислые Bifidobacterium, Lactobacillus активно ферментируют лактозу с образованием лактата, а  Veillonella и  Propionibacterium, в  свою очередь, метаболизируют лактат до пропионата и ацетата, предотвращая его накопление.

Роль бактерий грудного молока  для ребенка и матери

В глобальном смысле значение бактерий в ГМ здоровой кормящей женщины рассматривается в  контексте формирования кишечной микробиоты ребенка. Отражением такого эффекта является идентичность бактериального состава сообщающихся локусов двух родственных организмов в диаде «мать – ребенок» и «видимые» отличия кишечной микробиоты детей на грудном и искусственном вскармливании. Связь микробиоты кишечника новорожденного с бактериальным составом ГМ матери намного прочнее и  длительнее, чем с  вагинальной флорой, оказывающей краткосрочный эффект.

Понимание значения микробиоты ГМ происходит по мере изучения миссии конкретных ее представителей или обнаружения в ГМ известных и уже используемых в клинической практике штаммов с богатым пробиотическим потенциалом и доказанной эффективностью. В  первую очередь речь идет о  молочнокислых бактериях Lactobacillus, популярность которым принес наш соотечественник И.И. Мечников, более ста лет назад открывший болгарскую палочку (Lactobacillus delbrueckii subsp. Bulgaricus)1. Широко применяемые сегодня при инфекционном гастроэнтерите, младенческих коликах, некротическом энтероколите у детей и взрослых Lactobacillus rhamnosus GG, Lactobacillus reuteri Protectis, Lactobacillus acidophilus, L. casei, L. salivarius, L. plantarum, L. fermentum и L. gasseri также присутствуют в ГМ. Выживаемость в условиях меняющейся рН желудочно- кишечного тракта ребенка, способность образовывать биопленки, продуцировать бактериоцины и экзополисахариды позволяют говорить о пробиотической активности бактерий грудного молока. В частности, штамм – родоначальник (Lactobacillus reuteri SD 2212) популярного сегодня Lactobacillus reuteri Protectis был впервые выделен из грудного молока. Способность штамма в кишечнике продуцировать короткоцепочечные жирные кислоты  (уксусную, молочную) с выделением этанола и углекислого газа, реутерин, гистамин, гамма-аминомасляную кислоту наделяют его противомикробными, противовоспалительными, местными обезболивающими действиями.

Бактерии грудного молока задают определенный вектор работы мукозального иммунитета  (GALT-системы) кишечника в  сторону эффективной иммунологической защиты. Наглядно этот механизм на сегодняшний день продемонстрирован для популяции бифидобактерий и бактероидов, преобладающих в кишечнике детей на ГВ. Именно с  последними связывают профилактику риска развития «болезней цивилизации» – ожирения, болезни Крона, целиакии, аллергической патологии, в т. ч. бронхиальной астмы и пищевой аллергии. Еще в начале ХХ в. выделение бифидобактерий из  фекалий детей на естественном вскармливании было интерпретировано как «симптом» здорового кишечника, не наблюдаемый у  детей, вскармливаемых смесью. Последовательности геномов бифидобактерий, идентифицированых как Bifidobacterium breve, B. adolescentis, B. longum, B. bifidum и B. dentium, оказались схожи на 98% между образцами материнского молока и фекалиями младенцев. Для некоторых из  них  (B. breve, B. longum и B. bifidum) определены генетические «приспособления» для колонизации кишечника новорожденного. Показано, что бифидобактерии способны метаболизировать олигосахариды ГМ, тем самым участвуя в производстве короткоцепочечных жирных кислот (SCFA), и одновременно поддерживать свою популяцию. Bifidobacterium breve и Bifidobacterium longum обнаружены в кишечнике младенцев к 6 мес. после рождения даже при условии смешанного вскармливания. Иммунологическую активность бифидобактерий связывают с  формированием толерантности, заключающейся в механизме переключения адаптивного иммунитета на толерогенный ответ, т. е. знакомство антигенов бифидобактерий с Т-хелперами приводит к дифференцировке Th0 «в сторону» Tr-клеток, а значит, к усилению продукции противовоспалительного IL-10; при этом другие возможные пути трансформации угнетаются. Относительно иммуномодулирующих способностей грамотрицательных анаэробов рода Bacteroides наблюдается похожая картина. Bacteroides fragilis, обладаю щий фактором симбиоза (PSA, полисахарида А), препятствует трансформации ThO в Th17-клетки, которые способны усиливать синтез провоспалительных цитокинов IL-17, IL-12 и IL-23. PSA позволяет напрямую воздействовать на противовоспалительную функцию Tr, передавая сигнал непосредственно через TLR2 на CD4+-Т-клетки. Этот же компонент гарантирует Bacteroides fragilis стабильность на слизистой кишечника.

Однако изучение их роли для здоровья женщины также немаловажно. Отдельного обсуждения требует участие бактерий ГМ в патогенезе лактационного мастита у кормящих женщин. Несмотря на то что Staphylococcus aureus и Staphylococcus epidermidis и сегодня считаются наиболее частыми инфекционными агентами, вызывающими явление лактационного мастита, точка зрения на патогенетические механизмы, лежащие в основе этого процесса, фундаментально изменилась. Сегодня зарубежные коллеги рассматривают инфекционный лактационный мастит как результат дисбиоза в экосистеме молочной железы, когда при определенных неблагоприятных условиях происходит сдвиг микробного разнообразия в пользу бактерий «патобионтов» (оппортунистических патогенных микроорганизмов), что приводит к  развитию воспалительного процесса. К неблагоприятным условиям, провоцирующим дисбиоз, можно отнести механическое сдавление грудных желез (бюстгалтером или автомобильным ремнем безопасности), несвоевременное опорожнение молочных желез (застой молока), наличие входных ворот инфекции извне (трещины сосков), прием антибиотиков, несбалансированное питание и  др. Несдерживаемый и  неконтролируемый симбионтами рост Staphylococcus aureus, выделяющего токсины, объясняет клиническую картину острого мастита – отек, покраснение, лихорадку и боль в молочной железе. В случае подострого и субклинического мастита причина кроется в нарушении организации биопленок, выстилающих протоки молочных желез. Застой молока может создать благоприятные условия для формирования толстых биопленок коагулазоотрицательными стафилококками  (Staphylococcus epidermidis) и стрептококками mitis/salivarius, что увеличивает давление на эпителий протоков, затрудняет ток молока и проявляется жгучей, пронизываю щей болью в  молочной железе. Кроме того, показано, что стафилококки обладают способностью уклоняться от иммунного ответа хозяина, а  большинство биопленок Staphylococcus epidermidis устойчивы к антибиотикам за счет экспрессии межклеточного адгезина полисахаридов, что существенно затрудняет выбор терапевтической тактики.

Заключение

Несмотря на уже известные эффекты некоторых представителей микробиоты ГМ, роль большинства из  них до сих пор остается для нас загадкой. Состав ГМ индивидуален для каждого ребенка. Это правило справедливо и для бактериального разнообразия микробиоты ГМ, что обуславливает его функциональную значимость. Известные на сегодняшний день факторы, способные изменить нутритивный статус ГМ, соотношение в нем биоактивных минорных компонентов, являются актуальными и в отношении влияния на состав микробиоты молока. 

Источник: Микробиота грудного молока (представление, источники, роль бактерий для ребенка и матери). Захарова И.Н., Кучина А.Е.

Медицинский совет. 2022;16(1):27–35.

Метки: грудное вскармливание, микробиота, питание

29.09.2022