Развој на микробиомот на детето - Trillium GmbH Medizinischer Fachverlag
Развој на микробиомот на детето
Микробиотата на гастроинтестиналниот тракт игра важна улога во развојот на имунолошкиот систем и метаболичките функции, како и подоцнежниот развој на болести. Матерните фактори во перинаталната фаза, како и промените во животната средина во првите три години од животот се одлучувачки.
Клучни зборови: микробиом, микробиота, NGS
Истражувањето на можните врски помеѓу индивидуалните профили на микроорганизми во човечкото тело и одредени болести е несомнено една од најдинамичните истражувачки области во животните науки во моментот. Особено, лансирањето на пазарот на методи со голема пропусност за ДНК и РНК секвенционирање во 2005 година овозможи систематска, независна од култура анализа на „микробиомот“. Овој термин ја опишува целата генетска информација содржана во бактериите, археите и еукариотите - т.н. микробиота - на нашите црева, вклучени се кожата и другите оддели на телото.
Пионерска работа за проучување на здрав хуман микробиом започна во 2008 година во САД со Проектот за човечки микробиом (HMP) и во Европа како дел од конзорциумот MetaHIT. Постојано поинтензивно истражување доведе до сознание дека меѓусебниот однос помеѓу луѓето и микроорганизмите е од фундаментално значење за физиолошките, имунолошките и невролошките процеси.
Од алергија до депресија
Нарушувањето во составот на микроорганизмите се нарекува дисбиоза. Тоа е потенцијално причина за широк спектар на болести - од алергии и автоимуни болести до воспалително заболување на дебелото црево и рак на дебелото црево до дебелина и дијабетес тип 2.
Значително изменети микробни профили беа пронајдени дури и кај пациенти кои страдаат од депресија. Ова откритие беше поткрепено со студии на животински модели, во кои трансфер на фекална микробиота кај депресивни пациенти кај глувци без микроб предизвика депресивно однесување, додека содржината на цревата кај здравите контролирани лица немаше никакви ефекти.
Во повој и дете, организмот е особено подложен на развој на дисбиоза, додека составот на микроорганизмите во зрелоста се покажува како релативно стабилен и отпорен. Како се развива микробиотата по раѓањето и какво влијание има неговиот состав врз развојот на подоцнежните болести е предмет на бројни студии, вклучувајќи ја и здравствената студија KUNO-Kids предводена од научници од Универзитетот во Регенсбург (http://kunokids.de).
Развој на микробиота
Микробната колонизација на организмот се претпоставува дека веќе започнува во матката и достигнува сè поголем степен на разновидност во пери- и постнаталната фаза (слика 1).
Студиите за мекониумскиот микробиом кај специјално колонизирани глувци сугерираат дека бактериите можат да навлезат во крвотокот на фетусот со преместување на клетките од мајчиното црево. Директното пренесување на бактерии од матката до детето е исто така постулирано, но постоењето на одржлива интраутерина микробиота сè уште не е докажано без сомнение поради проблеми со контаминација на микроби на кожата и вагината [6] .
Пионери во колонизацијата на гастроинтестиналниот тракт кај детето се бактерии кои можат да се прилагодат на првично богатата со кислород средина (Enterobacteriaceae). Поради нивната метаболичка активност, цревата станува речиси без кислород во рок од неколку дена по раѓањето; Тогаш доминираат претставници на мајчината кожа и вагиналната микробиота (Bifidobacteriaceae, Clostridiaceae, Enterococcaceae, Lactobacillaceae).
Доењето со мајчино млеко доведува до ширење на млечни киселини бактерии (особено Бифидобактериум), кои опаѓаат со воведување на пире диета со цел да им се отстапи место на видовите со подобра адаптација кон променетиот спектар на јаглени хидрати (Бактериоиди, Клостридиум и Руминокок).
Надворешните влијанија, како што се контактот на кожата со мајката и „фаќањето“ на предметите со рацете, нозете и устата, влијаат на постнаталната колонизација на кожата и цревата со микроорганизми. Се разбира, инфекциите и терапиите со антибиотици, исто така, играат важна улога во развојот на индивидуален спектар на микроби.
Влијанието на мајчините фактори врз имунитетниот систем на детето веќе започнува за време на бременоста: Во студија со глувци, минлива колонизација на бремени мајки со вирус на Е. го промовираше метаболизмот на метаболитите на бактериите. Мајчините антитела, кои промовираат трансфер на метаболички производи од мајка на потомство, исто така играат улога тука [5] .
Бактериските метаболити по породувањето сè уште се неопходни за развој на цревната специфична бариера и за диференцијација и размножување на Т-помошните клетки и регулаторните Т-клетки (TReg) во контекст на имунолошката одбрана.
Денес се претпоставува дека трајно нарушување на со constвездието на микробиомите во првите неколку години од животот може да резултира во цела низа на имунолошки заболувања. Овие нарушувања, исто така, вклучуваат достигнувања на цивилизацијата, како што се хигиената, зголемениот број на царски рез или употребата на антибиотици. Сите овие фактори се поврзани со статистички докажаното зголемување на имунолошките болести во индустриски развиените земји.
Но, метаболичките и невробиолошките нарушувања исто така можат да бидат фаворизирани од интраутерина или дисбиоза во раното детство. На пример, мајчината дебелина за време на бременоста е поврзана со зголемен ризик од нарушувања на нервниот развој и нарушувања на аутистичниот спектар. Во моделот на глувчето, долготрајните промени во метаболизмот на допамин во мезолимбичкиот систем на потомството беа прикажани со масна исхрана на браните. Оралната администрација на Lactobacillus reuteri ги елиминираше синаптичките дисфункции и социјалните дефицити [2] .
Во друга импресивна студија, микробиотата била пренесена од глувци на диета со многу маснотии во конвенционално чувани животни. Видовите од различни семејства на фирми за филијали се намалија со диетата со калории со маснотии; Интересно е што променетиот состав на микробите довел до родово специфичен различен фенотип: Додека женските животни развиле значително прекумерна тежина, машките животни покажале нарушувања на когнитивните функции, како и промена на истражувачкото и компулсивно однесување [1] .
Кај луѓето, цревната дисбиоза пред и после породувањето исто така е поврзана со детски болести. Овие вклучуваат некротизирачки ентероколитис и воспалително заболување на цревата, синдроми на дебелина и неухранетост, како и астма и атопија [7] .
Според Сојузниот завод за статистика, скоро секое трето дете во Германија сега е родено со царски рез. Овој начин на породување доведува до значителни разлики во микробиотата кај новороденчињата само неколку дена по раѓањето: Веднаш по вагиналното раѓање, видовите од родот Лактобацилус, главен претставник на вагиналната микробиота, доминираат во назалниот, оралниот, назофарингеалниот и цревниот простор. Родителите со царски рез, од друга страна, се колонизираат во сите живеалишта од типични кожни комели од родовите Streptococcus, Staphylococcus и Propionibacterium. Дури и една година по раѓањето, разновидноста на микробиотата значително се намалува по царски рез.
Степенот до кој ова доведува до подоцнежни здравствени проблеми кај детето сè уште не е разјаснет, без сомнение. Во една студија, децата биле инкубирани со мајчинска вагинална течност веднаш по операцијата за да ја симулираат физиолошката микробиота. На крајот на краиштата, ова овозможи да се прилагоди микробиолошкиот состав на царски рез и природно родени деца [4].
Влијание на диетата
Познато е дека децата кои се доени обично имаат помала веројатност да развијат инфекции или алергии. Неколку студии со мајчино млеко во споредба со заменските препарати (пред-храна) покажаа дека новороденчињата внесуваат милиони бактерии преку мајчиното млеко секој ден, кои го обликуваат имунолошкиот систем во оваа рана фаза од животот. Огромното мнозинство секако потекнува од кожата микробиота на мајката, но исто така се дискутира за ентеромамарна патека. Покрај тоа, може да се демонстрира пренесување на антитела на мајката (IgA), лактоферин и други антимикробно активни фактори преку доење.
Особено, сложените, не-сварливи јаглехидрати во мајчиното млеко (т.н. олигосахариди на човечко млеко, НМО) го фаворизираат решавањето на коменсалите кои промовираат здравје. Некои бифидобактерии - интересно само од микробиотата кај деца, но не и кај возрасните - можат да ферментираат такви НМО во млечна киселина и масни киселини со краток ланец (ацетат, пропионат и бутират).
Како резултат на кисела средина се спречува инвазијата на ентерични патогени бактерии. Покрај тоа, формираните масни киселини се важни извори на енергија за клетките на дебелото црево. Ова може да биде клинички важно во земјите во развој; Во Малави, на пример, беше прикажана значителна корелација помеѓу намалената содржина на сијалирани HMO во мајчиното млеко и неухранетоста кај децата. Ова откритие може да се докаже и кај животински модели: хранење на сијалилиран HMO со говеда зголемена телесна тежина, подобрена морфологија на коските и доведе до позитивни промени во анаболниот мускул, метаболизмот на мозокот и црниот дроб [3] .
Во детството постои зголемена подложност на инфекции, но овие можат да бидат важни за созревањето на имунолошкиот систем. Третманот со антибиотици кратко време по раѓањето може трајно да ја наруши микробната колонизација на новороденчето. Всушност, болести поврзани со дисбиоза, како што се дијабетес тип 2, хронично цревно воспаление или алергии, се среќаваат значително почесто во зрелоста, ако на децата им биле дадени антибиотици во првите неколку години од животот. Покрај тоа, почесто се забележани некротизирачки ентероколитис кај недоносени новороденчиња и Кронова болест во детството, ако мајките биле третирани со антибиотици за време на бременоста. Кај новороденчињата, гените на бактериска резистенција може да се детектираат дури и во мекониумот со голема фреквенција.
Дури и ако каузалната врска помеѓу антибиотиците од раното детство и горенаведените клинички слики не е сигурна во сите детали, индикацијата за доенчиња и мали деца треба да се направи особено строга, бидејќи микробиотата е сè уште многу чувствителна на оваа возраст. Рестриктивната регулатива ја штити нивната развојна стабилизација и со тоа придонесува за здравјето во зрелоста.