Wpływ mikrobioty jelitowej na zdrowie człowieka
Primum non nocere, czyli „Po pierwsze, nie szkodzić”. Ta naczelna zasada medycyny przychodzi na myśl w odpowiedzi na pytanie postawione w tytule artykułu. Świadomość, w jak dużym stopniu od stanu mikrobioty przewodu pokarmowego zależy nasze zdrowie – odporność, nastrój, masa ciała, występowanie chorób przewlekłych, w tym m.in. schorzeń przewodu pokarmowego, otyłości, alergii, nowotworów, a nawet chorób neurodegeneracyjnych – jest coraz większa. Wiedzą o tym nie tylko profesjonaliści zawodowo związani z medycyną, ale również nieprofesjonaliści, o czym świadczyć mogą nagłówki artykułów na temat mikrobioty w popularnej prasie: „Jesteś bardziej bakterią niż człowiekiem”, „Mikroby nadchodzą”, „Bakterie rządzą naszymi myślami”. W artykule podsumowano podstawowe informacje na temat mikrobioty przewodu pokarmowego, ze szczególnym uwzględnieniem korzystnych i niekorzystnych czynników wpływających na jej rozwój w okresie niemowlęcym.
Terminologia
- Mikrobiota – ten termin określa wszystkie mikroorganizmy (bakterie, archeony, eukariony i wirusy) zasiedlające organizm człowieka, głównie przewód pokarmowy [1].
- Mikrobiom – to szersze pojęcie, obejmujące mikrobiotę i zbiór genów tworzonych przez mikrobiotę oraz środowisko zewnętrzne [2]. Terminy mikrobiota i mikrobiom bywają stosowane zamiennie.
- Mikroflora – termin historyczny, który wciąż jeszcze można spotkać w odniesieniu do mikrobioty, ale nie powinien być stosowany, gdyż odnosi się do roślin (mikro-flora to dosłownie mała-roślinność).
- Dysbioza – zaburzenia ilościowe i czynnościowe mikrobioty, z utratą pożytecznych drobnoustrojów, ekspansją patobiontów (potencjalnych patogenów) i utratą różnorodności [3].
Podstawowe informacje na temat mikrobioty [4, 5, 6, 7]
- Liczba drobnoustrojów zasiedlających organizm ludzki, w porównaniu z liczbą komórek organizmu człowieka, wynosi około 1,3 do 1 (a nie jak wcześniej uważano 10 do 1).
- Liczba genów drobnoustrojów ok. 150 razy przekracza liczbę genów człowieka.
- Łączna masa mikrobioty wynosi ok. 1,5 kg.
- Szacuje się, że w skład mikrobioty wchodzi ok. 2000 różnych gatunków drobnoustrojów, ale tylko ok. 150–170 dominuje u danej osoby.
- Około 95% drobnoustrojów bytuje w przewodzie pokarmowym człowieka; pozostała część zasiedla m.in. układ oddechowy, skórę, drogi rodne.
Dlaczego mikrobiota w przewodzie pokarmowym jest tak istotna?
Drobnoustroje zasiedlające przewód pokarmowy nie są tylko „biernymi pasażerami”. Pełnią funkcje, które w znacznej mierze decydują o zdrowiu i chorobie (Tab. 1) [8].
Tab. 1. Funkcje mikrobioty przewodu pokarmowego
Funkcja | Mechanizm/efekt |
Ochronna przed bakteriami chorobotwórczymi | Rywalizacja o dostępne w jelitach składniki odżywcze Wytwarzanie substancji o właściwościach przeciwdrobnoustrojowych Uruchomienie miejscowej odpowiedzi immunologicznej Modulacja ekspresji genów odpowiedzialnych za wzmacnianie bariery jelitowej Wspomaganie bariery ochronnej przed drobnoustrojami chorobotwórczymi |
Wspomagająca funkcje odpornościowe | Wytwarzanie immunoglobuliny A, zapewniającej odporność na bakterie i wirusy Kontrola zapalenia miejscowego i ogólnego Bardziej ścisłe połączenie między komórkami nabłonka jelitowego (zmniejszenie przepuszczalności jelita) Uzyskiwanie tolerancji na pokarmy |
Trawienne i metaboliczne | Wytwarzanie witamin z grupy B (B2, B3, B5, B6, B7, B12), witaminy K i kwasu foliowego Fermentacja niepoddających się trawieniu składników pokarmowych, zwłaszcza węglowodanów; w efekcie powstają krótkołańcuchowe kwasy tłuszczowe (octowy, propionowy, masłowy) Krótkołańcuchowe kwasy tłuszczowe wspomagają odbudowę i różnicowanie komórek nabłonkowych jelita cienkiego i grubego; dzięki nim jelito sprawniej realizuje funkcje trawienne i tworzy skuteczniejszą barierę ochronną Neutralizacja/rozkład substancji rakotwórczych pochodzących z diety |
Wpływ na układ nerwowy | Modulacja osi jelito-mózg, czyli dwustronna sygnalizacja biochemiczna odpowiedzialna za regulację nastroju, lęku, stresu, bólu i funkcji poznawczych |
Między innymi mikrobiota przewodu pokarmowego kształtuje funkcjonowanie bariery jelitowej. Szczególną rolę odgrywają krótkołańcuchowe kwasy tłuszczowe, w tym octowy, propionowy, masłowy, które wspomagają odbudowę i różnicowanie komórek nabłonkowych jelita cienkiego i grubego. Dzięki temu jelito sprawniej realizuje funkcje trawienne i tworzy skuteczniejszą barierę ochronną. Z drugiej strony, maślan hamuje powstawanie i rozwój komórek nowotworowych, a nawet może wspomagać ich przemianę w komórki zdrowe. Od mikrobioty przewodu pokarmowego może zależeć też odporność i podatność naszego organizmu na stany zapalne, choroby alergiczne i autoimmunizacyjne [8].
Czyżby same korzyści?
Niestety, bakterie egzystujące w przewodzie pokarmowym mogą oddziaływać również w sposób niekorzystny [8]:
- wpływać na powstawanie karcynogenów, czyli związków rakotwórczych,
- wytwarzać toksyczne produkty przemiany białkowej (amoniak, związki fenolowe, aminy),
- hamować działanie niektórych leków, a zatem zmniejszać lub niweczyć ich skuteczność.
Jak zbadać skład mikrobioty?
Tradycyjną metodą oceny ilościowej i jakościowej (składu) mikrobioty jelitowej jest analiza próbek kału i hodowla bakterii [9]. Pozwala to na identyfikację tylko części drobnoustrojów widocznych pod mikroskopem. Szacuje się, że frakcja mikrobiomu, której nie można hodować stanowi od 60% do 80% obserwowalnych bakterii [9].
Obecnie bada się mikrobiotę za pomocą metod biologii molekularnej. Umożliwiają one dokładniejsze określenie i opisanie bakterii, a od czasu ich wprowadzenia pogłębiają naszą wiedzę o ekosystemie przewodu pokarmowego. Pozwalają uzyskać odpowiedź między innymi na pytania: jakie drobnoustroje znajdują się w przewodzie pokarmowym?; co te drobnoustroje robią?; jaki jest potencjał genetyczny mikrobioty?
Lepiej być bogatym i zdrowym!
Wprawdzie nie ma konsensusu, jakie są cechy związanej ze stanem zdrowia mikrobioty przewodu pokarmowego, ale panuje zgodność, że ważne są [7]:
- zwiększone bogactwo i/lub różnorodność gatunków,
- bogactwo genów drobnoustrojów jelitowych,
- odporność, oporność i stabilność w czasie.
Zasadniczo można powiedzieć, że w przypadku chorób stwierdza się mniejszą różnorodność i mniejszą stabilność populacji drobnoustrojów w obrębie przewodu pokarmowego. Większa różnorodność mikrobioty jest więc korzystniejsza. Parafrazując słynne powiedzenie „lepiej być bogatym i zdrowym, niż biednym i chorym”, można powiedzieć, że lepiej mieć bogatą, zróżnicowaną mikrobiotę i być zdrowym, niż ubogą i być chorym.
Molekularny dialog, czyli jak drobnoustroje „rozmawiają”?
Mikroorganizmy dysponują możliwościami porozumiewania się nie tylko pomiędzy sobą, ale również mogą prowadzić „molekularny dialog” z naszymi własnymi komórkami, który określa się angielskim terminem cross-talk. Sam dialog polega na przesyłaniu molekularnego sygnału wpływającego na procesy biologiczne, a tym samym na stan zdrowia. Na przykład oś porozumienia może przebiegać między jelitem a mózgiem [10]. Istotną rolę odgrywa nerw błędny, jeden z najdłuższych nerwów, łączący mózg z przewodem pokarmowym. Komunikacja jest obustronna, ale częściej to jelita wysyłają sygnał do mózgu.
Sposób, w jaki drobnoustroje porozumiewają się z mózgiem, nie jest jasny, ale prawdopodobnie odbywa się to poprzez neuroprzekaźniki, będące produktem przemiany drobnoustrojów obecnych w przewodzie pokarmowym. Drogą nerwu błędnego wędrują one bezpośrednio do mózgu, gdzie informacja zostaje odczytana. Sygnały mogą być również przekazywane drogą układu odpornościowego. Do znanych metabolitów, mających wpływ na nasze samopoczucie i zdrowie, należą m.in. serotonina (nazywana hormonem szczęścia), tryptofan, czyli prekursor serotoniny, noradrenalina (hormon mobilizacji do działania), dopamina, czynniki regulujące receptory kwasu gamma-aminomasłowego (GABA). Coraz więcej jest danych sugerujących, że stany lękowe, depresja, autyzm lub choroby neurodegeneracyjne mogą mieć swoją przyczynę nie w mózgu, ale w jelitach [10, 11].
Jak przebiega rozwój mikrobioty?
Chociaż obecność bakteryjnego DNA stwierdzano w próbkach łożyska, płynu owodniowego (nawet w I i II trymestrze ciąży) i smółki [12, 13, 14, 15], obecny konsensus oparty na dowodach jest taki, że zdrowe niemowlęta są kolonizowane przez drobnoustroje podczas porodu i po urodzeniu, a nie w macicy [16, 17].
Co wpływa na kształtowanie się mikrobioty w początkowym okresie życia?
Na kształtowanie się mikrobioty przewodu pokarmowego we wczesnym okresie życia wpływa wiele czynników (Tab. 2) [7]. Niektóre z nich zostały omówione poniżej.
Tab. 2. Czynniki wpływające na mikrobiotę przewodu pokarmowego
Przed urodzeniem | ekspozycja matki na stres, palenie papierosów, antybiotykoterapię; czas trwania ciąży (poród przedwczesny vs o czasie) |
W trakcie porodu | droga porodu (naturalny vs cięcie cesarskie); środowisko w trakcie porodu; kontakt z matką i personelem medycznym |
Po porodzie | sposób żywienia (karmienie piersią vs żywienie sztuczne); wprowadzanie pokarmów uzupełniających (czas, wybór); stosowanie leków (antybiotykoterapia i inhibitory pompy protonowej); miejsce zamieszkania (środowisko wiejskie vs miejskie); zanieczyszczenie środowiska; kontakty z najbliższymi członkami rodziny i innymi osobami |
Wiek ciążowy
Zawsze lepiej jest urodzić się o czasie niż przedwcześnie, również w kontekście mikrobioty [18]. U noworodków urodzonych przedwcześnie lub z małą urodzeniową masą ciała, szczególnie przebywających na oddziałach intensywnej opieki medycznej, dominują bakterie z rodzaju Staphylococcus, Klebsiella, Enterococcus, a wśród beztlenowców – bakterie z rodzaju Clostridium. Częstym składnikiem mikrobioty jelitowej są też drożdżaki. Tylko wyjątkowo stwierdza się obecność korzystnych bakterii z rodzaju Lactobacillus i Bifidobacterium [18].
Droga porodu
W kontekście mikrobioty, lepszy jest poród drogami natury. Liczba porodów przez cięcie cesarskie gwałtownie wzrasta [19]. Jeżeli przemawiają za tym względy medyczne, decyzja jest oczywista. Warto jednak unikać cięcia cesarskiego „na żądanie”. W odróżnieniu od porodu drogą naturalną nie dochodzi w tym przypadku do kontaktu z drobnoustrojami zasiedlającymi przewód pokarmowy matki. Miejsce „dobroczynnych” bakterii zajmują drobnoustroje z otaczającego środowiska. W efekcie w przypadku dzieci urodzonych za pomocą cięcia cesarskiego do pierwszej fazy kolonizacji jelit nie dochodzi wcale lub jest ona opóźniona. Poród drogą naturalną prowadzi do zasiedlenia przewodu pokarmowego głównie przez Lactobacillus i Prevotella, bakterii charakterystycznych dla dróg rodnych matki. Spójne wyniki kilku dużych badań kohortowych obejmujących do 1000 niemowląt wykazały, że poród drogą cesarskiego cięcia wpływa na wyraźnie niższą liczebność normalnie pochodzących od matki Bacteroides i Bifidobacterium spp. oraz zwiększoną liczebność patogenów [20].
Różnice w kompozycji mikrobioty w zależności od drogi porodu, obserwowane w początkowym okresie życia, zanikają wraz z wiekiem [21], ale wyniki wielu badań wskazują na zależności pomiędzy cięciem cesarskim a ryzykiem występowania niektórych schorzeń w wieku późniejszym. Przegląd systematyczny badań obserwacyjnych (data przeszukiwania baz danych: maj 2017 roku) wykazał w grupie osób urodzonych cięciem cesarskim, w porównaniu z grupą urodzoną drogą naturalną, zwiększone ryzyko wystąpienia astmy, alergii, otyłości [22]. Autorzy innego przeglądu systematycznego, na podstawie analizy danych z 61 badań, którymi łącznie objęto 20 mln porodów, wykazali [23]: zwiększone o 33% ryzyko zaburzeń ze spektrum autyzmu oraz zwiększone o 17% ryzyko zespołu nadpobudliwości psychoruchowej z deficytem uwagi (ADHD), ale podobne ryzyko niesprawności intelektualnej, zaburzeń obsesyjno-kompulsywnych, wystąpienia tików oraz zaburzeń odżywiania. W żadnym przypadku nie udokumentowano związku przyczynowo-skutkowego, stąd konieczność dalszych badań.
Sposób żywienia
Jesteś tym, co jesz! Dotyczy to również okresu niemowlęcego. Wyłączne karmienie piersią sprzyja rozwojowi pożytecznych bakterii, takich jak Bifidobacterium oraz – choć jest ich znacznie mniej – Bacteroides. Na skład mikrobioty niemowląt karmionych piersią kluczowy wpływ mają oligosacharydy pokarmu kobiecego (ang. human milk oligosaccharides, HMO). Pod względem ilościowym HMO stanowią trzeci składnik mleka matki (więcej jest tylko laktozy i tłuszczów). HMO stymulują rozwój wybranych bakterii z rodzaju Bifidobacterium, w szczególności B. longum subs. infantis (B. infantis), B. breve i B. bifidum [24, 25]. Bakterie te wytwarzają m.in. krótkołańcuchowe kwasy tłuszczowe oraz inne metabolity, które wpływają na mikrobiotę. Dodatkowo dyskutowane jest działanie antyadhezyjne i przeciwdrobnoustrojowe HMO, bezpośredni wpływ na komórki nabłonkowe jelita oraz wpływ na układ odpornościowy [26].
Żywienie mlekiem modyfikowanym promuje natomiast namnażanie się drobnoustrojów z rodzaju Bacteroides, Bifidobacteria, Staphylococci, E. coli oraz Clostridia. Najbardziej stałą różnicą jest większa liczba Clostridii u niemowląt karmionych mieszanką. Wydaje się, że mniejsza częstość występowania zakażeń (zwłaszcza przewodu pokarmowego) oraz wpływ na rozwój tolerancji pokarmowej u niemowląt karmionych piersią częściowo może się wiązać ze składem ich mikrobioty jelitowej. Dlatego też producenci mleka dla niemowląt usiłują tak modyfikować jego skład, aby mikrobiota przewodu pokarmowego niemowląt karmionych sztucznie stała się jak najbardziej zbliżona do stwierdzanej u niemowląt karmionych pokarmem kobiecym. W miarę włączania do diety niemowlęcia innych pokarmów mikrobiota jego przewodu pokarmowego staje się coraz bardziej różnorodna i około 2. roku życia swoim składem i stabilnością odpowiada w przybliżeniu mikrobiocie człowieka dorosłego [7].
Antybiotykoterapia
Stop (niepotrzebnym) antybiotykom! Nie bez powodu na całym świecie, także w Polsce, prowadzi się działania mające na celu ograniczenie stosowania antybiotyków. Niewątpliwie w wielu sytuacjach antybiotyki ratują życie, ale mają też liczne działania niepożądane. Wśród czynników środowiskowych, które oddziałują na mikrobiotę, antybiotyki zajmują pozycję nieporównywalną. Nawet krótkotrwałe stosowanie antybiotyków prowadzi do zmiany składu i liczebności drobnoustrojów zasiedlających przewód pokarmowy. Miejsce dobroczynnych bakterii zajmują drobnoustroje patogenne. Zmiany spowodowane stosowaniem antybiotyków mogą się utrzymywać przez wiele tygodni, a czasem nawet miesięcy lub lat. Niektórzy badacze sugerują wręcz, że powrót do stanu przed antybiotykoterapią nie jest możliwy. Wprawdzie wyniki badań nie zawsze są jednoznaczne, ale wiele z nich dowodzi, że stosowanie antybiotyków we wczesnym okresie życia wpływa na wystąpienie chorób układu odpornościowego (np. alergii, astmy oskrzelowej), chorób autoimmunizacyjnych (np. cukrzycy, celiakii – chociaż dane nie są jednoznaczne), otyłości oraz zaburzeń ze spektrum autyzmu [27–44]. Co ważne, znaczenie ma nie tylko stosowanie antybiotów u dzieci, ale również przez matki w okresie okołoporodowym. Podstawowym mechanizmem jest dysbioza.
Nie tylko antybiotyki!
Wpływ na mikrobiotę przewodu pokarmowego mają nie tylko antybiotyki, ale setki innych leków, w tym często nadużywane u niemowląt i małych dzieci inhibitory pompy protonowej [45], mimo że wskazania do ich stosowania są ograniczone. Dodatkowo żaden z dostępnych w Polsce inhibitorów pompy protonowej nie jest zarejestrowany dla niemowląt poniżej 1. roku życia. Długotrwałe, niekontrolowane stosowanie leków hamujących wydzielanie kwasu solnego, zwłaszcza inhibitorów pompy protonowej, związane jest z ryzykiem zakażeń przewodu pokarmowego (w tym zakażenia Clostridioides difficile). Rolę odgrywa m.in. zwiększenie pH treści żołądkowej (niskie pH w żołądku ma znaczenie ochronne i jest jednym z mechanizmów walki ustroju z patogenami powodującymi zakażenia przewodu pokarmowego). W grupie dzieci leczonych inhibitorami pompy protonowej, w porównaniu z grupą nieleczoną, stwierdzono znamiennie większe ryzyko chorób alergicznych, w tym m.in.: alergii na pokarm; alergii na leki; anafilaksji; alergicznego nieżytu nosa; astmy [30]. Podstawowym mechanizmem, podobnie jak w przypadku antybiotyków, jest dysbioza. Znaczenie może mieć upośledzone trawienie białek, co może zwiększać ich właściwości antygenowe [30].
Zanieczyszczenie powietrza
Jest wiele powodów, dla których warto walczyć z zanieczyszczeniem powietrza, nieprzypadkowo określanym przez WHO jako największe środowiskowe zagrożenie dla zdrowia. Szczególne znaczenie mają pyły zawieszone (particulate matter, PM) o średnicy poniżej 10 mikrometrów (PM10) i jego drobniejsza (a więc bardziej szkodliwa) frakcja – PM2,5 (cząstki o średnicy poniżej 2,5 mikrometra). Zwykle zanieczyszczenie środowiska rozpatrywane jest w kontekście osób cierpiących z powodu przewlekłych chorób serca i chorób układu oddechowego. Wyniki aktualnych badań kanadyjskich wskazują na wpływ zanieczyszczenia powietrza na mikrobiotę nie tylko dorosłych [46], ale również niemowląt w pierwszych miesiącach życia [47].
Niemowlęta narażone na zanieczyszczenia miały w jelitach bakterie związane z chorobami zapalnymi i metabolicznymi. Co więcej, dzieci o najwyższym poziomie ekspozycji na PM2,5, miały o 60% mniej bakterii związanych z korzystnym wpływem na zdrowie jelit, podczas gdy dzieci najbardziej narażone na PM10 miały o 85% więcej bakterii z rodzaju Dialister, drobnoustroju związanego z układowymi stanami zapalnymi, nowotworami, stwardnieniem rozsianym i problemy ze zdrowiem psychicznym u dorosłych. Polska, niestety, jest krajem z najbardziej zanieczyszczonym powietrzem w Europie [48], stąd znaczenie powyższych obserwacji.
Dysbioza – przyczyna czy skutek choroby?
We wszystkich przypadkach dysbiozy można mówić jedynie o powiązaniach z mikrobiotą, a nie o udokumentowanych związkach przyczynowo‑skutkowych. Wydaje się, że największą rolę odgrywa zachwianie ogólnej równowagi (stabilności) mikrobioty, a nie obecność pojedynczych drobnoustrojów lub ich brak. Zaburzenia mikrobioty pomagają w zrozumieniu patogenezy wielu schorzeń; jednak rzadko, jeżeli w ogóle, stanowią jedyną przyczynę choroby.
Modyfikacje mikrobioty przewodu pokarmowego
Uznanie wpływu mikrobioty na zdrowie sprawia, że zainteresowaniem cieszą się metody jej modyfikacji.
- Biotyki – termin ten odnosi się do probiotyków [49], prebiotyków [50], synbiotyków [51] oraz postbiotyków [52]. Często są one dodawane do mieszanek stosowanych w żywieniu niemowląt, które nie mogą być karmione piersią. Podawanie zdrowym niemowlętom mleka modyfikowanego zawierającego oceniane dotychczas „biotyki” (Tab. 3) może mieć korzystny wpływ na mikrobiotę, zbliżając ją do mikrobioty obserwowanej u niemowląt karmionych wyłącznie piersią. Preparaty tego rodzaju są bezpieczne i dobrze tolerowane przez niemowlęta, nie wpływają niekorzystnie na rozwój fizyczny i nie wywołują działań niepożądanych. Możliwe są korzystne działania, ale każdy z „biotyków” należy oceniać indywidualnie. Dotyczy to również ich stosowania u niemowląt urodzonych drogą cięcia cesarskiego. Przykładowo w grupie niemowląt urodzonych przez cięcie cesarskie otrzymujących mleko modyfikowane z ww. synbiotykiem [Bifidobacterium breve M-16 V i galaktooligosacharydy (GOS) i frukrooligosacharydy (FOS)], w porównaniu z grupą otrzymującą preparat bez suplementacji, stwierdzono wpływ na zwiększenie odsetka bifidobakterii w stolcu oraz zmniejszenie Enterobacteriaceae [53]. Jak dotychczas towarzystwa naukowe nie zalecają jednak rutynowego stosowania żadnego z „biotyków”, głównie ze względu na brak badań potwierdzających, poza wpływem na mikrobiotę, uzyskiwanie efektów klinicznych takich interwencji.
Tab. 3. Przykłady pro-, pre-, syn- i postbiotyków w mlekach modyfikowanych i innych produktach zastępujących mleko matki
Interwencja | Definicja | Przykłady |
Probiotyki | żywe drobnoustroje, które podane w odpowiednich ilościach wywierają korzystne działanie na organizm gospodarza [49] | B. animalis ssp. lactis CNCMI-3446 [B. bifidum lub B. lactis Bb] B. lactis & Str thermophilus B. longum BL999 L. rhamnosus GG L. reuteri ATCC 55730 L. reuteri DSM 17938 L. salivarius CEC5713 |
Prebiotyki | substraty, które są wybiórczo wykorzystywane przez drobnoustroje gospodarza i w ten sposób korzystnie wpływają na zdrowie gospodarza [50] | GOS i/lub FOS Kwaśne oligosacharydy GOS/FOS/kwaśne oligosacharydy Oligofruktoza + inulina Polydekstroza + GOS z/lub laktulozą 2’fukozylolaktoza (2’-FL) i lakto-N-neotetraoza (LNnT), |
Synbiotyki | mieszanina składająca się z żywych drobnoustrojów i substratu/substratów wybiórczo wykorzystywanych przez drobnoustroje gospodarza i korzystnie oddziałujących na organizm gospodarza; działanie to może być komplementarne lub synergistyczne [51] | GOS/FOS + Bifidobacterium breve M-16V Oligosacharydy pochodzące z mleka krowiego + Bifidobacterium animalis subsp. lactis CNCM I-3446 GOS + B longum BL999 + L rhamnosus |
Postbiotyki | preparat nieożywionych drobnoustrojów i/lub ich składników, korzystnie wpływający na zdrowie docelowego gospodarza [52] | B. breve C50 i Streptococcus thermophilus Jak wyżej + GOS + FOS; ±3’-galaktosylolaktoza; ± 2’fukozylolaktoza L. paracasei CBA L74 |
- Transfer mikrobioty pochwy (ang. vaginal seeding lub baby seeding) – polega na przetarciu noworodka urodzonego drogą cięcia cesarskiego gazikiem inkubowanym zwykle przez około 1–2 h w pochwie matki (wtarcie wydzielony pochwowej w skórę noworodka) [54, 55] lub podanie doustne [56], co pozwala częściowo odtworzyć warunki porodu naturalnego. Potencjalne zagrożenie (w tym m.in. ryzyko infekcji u niemowlęcia wirusem HIV, chlamydią, paciorkowcami z grupy B) przewyższa hipotetyczne korzyści z takiego postępowania [57, 58]. Do czasu zebrania danych potwierdzających bezpieczeństwo i korzyści z tzw. baby seeding nie zaleca się stosowania transferu mikrobioty pochwy. Wyjątek stanowią zabiegi wykonywane w ramach zatwierdzonych protokołów badawczych, które pozwolą ocenić ich faktyczne korzyści.
- Transfer mikrobioty przewodu pokarmowego matki (ang. maternal fecal microbiota transfer – mFMT) to zabieg polegający na podaniu zawiesiny kału od matki do jelita niemowlęcia urodzonego drogą cięcia cesarskiego. Badanie typu proof-of-concept (badanie weryfikujące koncepcję) wykazało, że mikrobiota jelitowa niemowląt urodzonych przez cesarskie cięcie może zostać przywrócona do normy po porodzie poprzez doustny przeszczep mikrobioty kałowej matki [59].
Podsumowanie
- Mikrobiota jelitowa odgrywa kluczową rolę w programowaniu metabolizmu i odporności gospodarza, z natychmiastowymi i długotrwałymi konsekwencjami zdrowotnymi.
- Aby wspierać rozwój mikrobioty przewodu pokarmowego u niemowląt, przede wszystkim, należy nie szkodzić, czyli unikać czynników niekorzystnie wpływających na mikrobiotę we wczesnym okresie życia.
- Lepszy jest poród drogą naturalną. Jeżeli przemawiają za tym względy medyczne, decyzja o cięciu cesarskim jest oczywista. Warto jednak unikać cięcia cesarskiego „na żądanie”.
- Lepsze jest karmienie piersią (nawet częściowe) niż mlekiem modyfikowanym.
- Stop (niepotrzebnym) antybiotykom! Antybiotyki ratują życie, ale sprzyjają występowaniu dysbiozy.
- Należy mieć realne oczekiwania. Mikrobiota jest ważnym, ale tylko jednym z wielu czynników wpływających na stan zdrowia. Istotną rolę odgrywają genetyka oraz postawy prozdrowotne, w tym m.in. właściwe odżywianie, aktywność fizyczna, stan środowiska, wody, powietrza, szczepienia.
Piśmiennictwo
- Marchesi JR, Ravel J. The vocabulary of microbiome research: a proposal. Microbiome. 2015 Jul 30;3:31. doi: 10.1186/s40168-015-0094-5. PMID: 26 229 597; PMCID: PMC4520061.
- Berg G, Rybakova D, Fischer D, et al. Microbiome definition re-visited: old concepts and new challenges. Microbiome. 2020 Jun 30;8(1):103. doi: 10.1186/s40168-020-00 875-0. Erratum in: Microbiome. 2020 Aug 20;8(1):119. PMID: 32 605 663; PMCID: PMC7329523.
- Petersen C, Round JL. Defining dysbiosis and its influence on host immunity and disease. Cell Microbiol. 2014;16(7):1024-1033.
- Sender R, Fuchs S, Milo R. Revised Estimates for the Number of Human and Bacteria Cells in the Body. PLoS Biol. 2016;14(8):e1002533.
- Gilbert JA, Blaser MJ, Caporaso JG, Jansson JK, Lynch SV, Knight R. Current understanding of the human microbiome. Nat Med. 2018 Apr 10;24(4):392-400.
- Almeida A, Mitchell AL, Boland M, et al. A new genomic blueprint of the human gut microbiota. Nature. 2019 Apr;568(7753):499-504. doi: 10.1038/s41586-019-0965-1. Epub 2019 Feb 11. PMID: 30 745 586; PMCID: PMC6784870.
- https://www.gutmicrobiotaforhealth.com/about-gut-microbiota-info/
- Young VB. The role of the microbiome in human health and disease: an introduction for clinicians. BMJ. 2017 Mar 15;356:j831. doi: 10.1136/bmj.j831. PMID: 28 298 355.
- Thomas AM, Segata N. Multiple levels of the unknown in microbiome research. BMC Biol. 2019 Jun 12;17(1):48. doi: 10.1186/s12915-019-0667-z. PMID: 31 189 463; PMCID: PMC6560723.
- Cryan JF, Dinan TG. Mind-altering microorganisms: the impact of the gut microbiota on brain and behaviour. Nat Rev Neurosci. 2012 Oct;13(10):701-12. doi: 10.1038/nrn3346. Epub 2012 Sep 12. PMID: 22 968 153.
- Strandwitz P. Neurotransmitter modulation by the gut microbiota. Brain Res. 2018 Aug 15;1693(Pt B):128-133. doi: 10.1016/j.brainres.2018.03 015. PMID: 29 903 615; PMCID: PMC6005194.
- Campisciano G, Quadrifoglio M, Comar M, et al. Evidence of bacterial DNA presence in chorionic villi and amniotic fluid in the first and second trimester of pregnancy. Future Microbiol. 2021 Jul;16:801-810. doi: 10.2217/fmb-2020-0243. Epub 2021 Jul 5. Erratum in: Future Microbiol. 2021 Sep;16:1152. PMID: 34 223 788.
- Stinson LF, Boyce MC, Payne MS, Keelan JA. The Not-so-Sterile Womb: Evidence That the Human Fetus Is Exposed to Bacteria Prior to Birth. Front Microbiol. 2019 Jun 4;10:1124. doi: 10.3389/fmicb.2019.01 124. PMID: 31 231 319; PMCID: PMC6558212.
- DiGiulio DB, Romero R, Amogan HP, et al. Microbial prevalence, diversity and abundance in amniotic fluid during preterm labor: a molecular and culture-based investigation. PloS one. 2008;3(8):e3056. doi:10.1371/journal.pone.0 003 056.
- Collado MC, Rautava S, Aakko J, Isolauri E, Salminen S. Human gut colonisation may be initiated in utero by distinct microbial communities in the placenta and amniotic fluid. Sci Rep. 2016;6(1):23 129. doi:10.1038/ srep23129.
- Blaser MJ, Devkota S, McCoy KD, et al. VB. Lessons learned from the prenatal microbiome controversy. Microbiome. 2021 Jan 12;9(1):8. doi: 10.1186/s40168-020-00 946-2. PMID: 33 436 098; PMCID: PMC7805060.
- Walter J, Hornef MW. A philosophical perspective on the prenatal in utero microbiome debate. Microbiome. 2021 Jan 12;9(1):5. doi: 10.1186/s40168-020-00 979-7. PMID: 33 436 093; PMCID: PMC7805158.
- Collado MC, Cernada M, Neu J, et al. Factors influencing gastrointestinal tract and microbiota immune interaction in preterm infants. Pediatr Res. 2015 Jun;77(6):726-31. doi: 10.1038/pr.2015.54. Epub 2015 Mar 11. PMID: 25 760 550.
- Boerma T, Ronsmans C, Melesse DY, et al. Global epidemiology of use of and disparities in caesarean sections. Lancet. 2018 Oct 13; 392(10 155):1341-1348. doi: 10.1016/S0140-6736(18)31 928-7. PMID: 30 322 584.
- Korpela K, de Vos WM. Infant gut microbiota restoration: state of the art. Gut Microbes. 2022 Jan-Dec;14(1):2 118 811. doi: 10.1080/19 490 976.2022.2 118 811. PMID: 36 093 611; PMCID: PMC9467569.
- Shao Y, Forster SC, Tsaliki E, et al. Stunted microbiota and opportunistic pathogen colonization in caesarean-section birth. Nature. 2019;574(7776):117-21.
- Keag OE, Norman JE, Stock SJ. Long-term risks and benefits associated with cesarean delivery for mother, baby, and subsequent pregnancies: Systematic review and meta-analysis. PLoS Med. 2018;15(1):e1002494.
- Zhang C, Li L, Jin B, et al. The Effects of Delivery Mode on the Gut Microbiota and Health: State of Art. Front Microbiol. 2021;12:724 449.
- Bezirtzoglou E, Tsiotsias A, Welling GW. Microbiota profile in feces of breast- and formula-fed newborns by using fluorescence in situ hybridization (FISH). Anaerobe 2011;17:478–482.
- Sela DA & Mills DA. Nursing our microbiota: molecular linkages between bifidobacteria and milk oligosaccharides. Trends Microbiol 2010;18:298–307.
- Triantis V, Bode L, van Neerven RJJ. Immunological Effects of Human Milk Oligosaccharides. Front Pediatr. 2018;6:190. Published 2018 Jul 2. doi:10.3389/fped.2018.00 190
- Ahmadizar F, Vijverberg SJH, Arets HGM, et al. Early-life antibiotic exposure increases the risk of developing allergic symptoms later in life: A meta-analysis. Allergy. 2018 May;73(5):971-986.
- Hirsch AG, Pollak J, Glass TA, et al. Early-life antibiotic use and subsequent diagnosis of food allergy and allergic diseases. Clin Exp Allergy. 2017 Feb;47(2):236-244.
- Yamamoto-Hanada K, Yang L, Narita M, et al. Influence of antibiotic use in early childhood on asthma and allergic diseases at age 5. Ann Allergy Asthma Immunol. 2017 Jul;119(1):54-58.
- Mitre E, Susi A, Kropp LE, et al. Association Between Use of Acid-Suppressive Medications and Antibiotics During Infancy and Allergic Diseases in Early Childhood. JAMA Pediatr. 2018 Jun 4;172(6):e180315.
- Rasmussen SH, Shrestha S, Bjerregaard LG, et al. Antibiotic exposure in early life and childhood overweight and obesity: A systematic review and meta-analysis. Diabetes Obes Metab. 2018 Jun;20(6):1508-1514.
- Kilkkinen A, Virtanen SM, Klaukka T, et al. Use of antimicrobials and risk of type 1 diabetes in a population-based mother-child cohort. Dabetologia 2006;49:66-70.
- Hviid A, Svanström H. Antibiotic use and type1 diabetes in childhood. Am J Epidemiol. 2009;169 (9):1079-1084.
- Virtanen SM, Takkinen HM, Nwaru BI, et al. Microbial exposure in infancy and subsequent appearance of type 1 diabetes mellitus–associated autoantibodies: a cohort study. JAMA Pediatr. 2014; 168(8):755-763.
- Boursi B, Mamtani R, Haynes K, Yang YX. The effect of past antibiotic exposure on diabetes risk. Eur J Endocrinol. 2015;172(6):639-648.
- Fazeli Farsani S, Souverein PC, van der Vorst MM, et al. Population-based cohort study of anti-infective medication use before and after the onset of type 1 diabetes in children and adolescents. Antimicrob Agents Chemother. 2014;58(8):4666-4674.
- Kemppainen KM, Vehik K, Lynch KF, et al. Environmental Determinants of Diabetes in the Young (TEDDY) Study Group. Association Between Early-Life Antibiotic Use and the Risk of Islet or Celiac Disease Autoimmunity. JAMA Pediatr. 2017 Dec 1;171(12):1217-1225.
- Mikkelsen KH, Knop FK, Vilsbøll T, et al. Use of antibiotics in childhood and risk of Type 1 diabetes: a population-based case-control study. Diabet Med. 2017 Feb;34(2):272-277.
- Clausen TD, Bergholt T, Bouaziz O, et al. Broad-Spectrum Antibiotic Treatment and Subsequent Childhood Type 1 Diabetes: A Nationwide Danish Cohort Study. PLoS One. 2016 Aug 25;11(8):e0161654.
- Canova C, Zabeo V, Pitter G, et al. Association of maternal education, early infections, and antibiotic use with celiac disease: a population-based birth cohort study in northeastern Italy. Am J Epidemiol. 2014;180(1):76-85.
- Mårild K, Kahrs CR, Tapia G, et al. Infections and risk of celiac disease in childhood: a prospective nationwide cohort study. Am J Gastroenterol. 2015;110(10):1475-1484.
- Myléus A, Hernell O, Gothefors L, et al. Early infections are associated with increased risk for celiac disease: an incident case-referent study. BMC Pediatr. 2012;12:194.
- House SA, Goodman DC, Weinstein SJ, et al. Prescription Use among Children with Autism Spectrum Disorders in Northern New England: Intensity and Small Area Variation. J Pediatr. 2016 Feb;169:277-83.e2. doi: 10.1016/j.jpeds.2015.10 027. Epub 2015 Nov 11. PubMed PMID: 26 561 379.
- Niehus R, Lord C. Early medical history of children with autism spectrum disorders. J Dev Behav Pediatr. 2006 Apr;27(2 Suppl):S120-7.
- Putnam PE. Stop the PPI Express: They Don’t Keep Babies Quiet! J Pediatr. 2009;154(4):475–476. doi: 10.1016/j.jpeds.2008.09 054.
- Fouladi F, Bailey MJ, Patterson WB, et al. Air pollution exposure is associated with the gut microbiome as revealed by shotgun metagenomic sequencing. Environ Int. 2020 May;138:105 604. doi: 10.1016/j.envint.2020.105 604. Epub 2020 Mar 2. PMID: 32 135 388; PMCID: PMC7181344.
- Bailey MJ, Holzhausen EA, Morgan ZEM, et al. Postnatal exposure to ambient air pollutants is associated with the composition of the infant gut microbiota at 6-months of age. Gut Microbes. 2022 Jan-Dec;14(1):2 105 096. doi: 10.1080/19 490 976.2022.2 105 096. PMID: 35 968 805; PMCID: PMC9466616.
- http://www.eea.europa.eu/themes/air/air-quality-index/index
- Hill C, Guarner F, Reid G, et al. Expert consensus document. The International Scientific Association for Probiotics and Prebiotics consensus statement on the scope and appropriate use of the term probiotic. Nat Rev Gastroenterol Hepatol 2014;11:506-514.
- Gibson GR, Hutkins R, Sanders ME, et al. Expert consensus document: The International Scientific Association for Probiotics and Prebiotics (ISAPP) consensus statement on the definition and scope of prebiotics. Nature Reviews Gastroenterology & Hepatology 2017;14:491-502.
- Swanson KS, Gibson GR, Hutkins R, et al. The International Scientific Association for Probiotics and Prebiotics (ISAPP) consensus statement on the definition and scope of synbiotics. Nat Rev Gastroenterol Hepatol 2020;17:687-701.
- Salminen S, Collado MC, Endo A, et al. The International Scientific Association of Probiotics and Prebiotics (ISAPP) consensus statement on the definition and scope of postbiotics. Nat Rev Gastroenterol Hepatol 2021;18:649-667.
- Chua MC, Ben-Amor K, Lay C, et al. Effect of Synbiotic on the Gut Microbiota of Cesarean Delivered Infants: A Randomized, Double-blind, Multicenter Study. J Pediatr Gastroenterol Nutr. 2017 Jul;65(1):102-106. doi: 10.1097/MPG.0000000000001623. PMID: 28 644 357.
- Dominguez-Bello MG, De Jesus-Laboy KM, Shen N, et al. Partial restoration of the microbiota of cesarean-born infants via vaginal microbial transfer. Nat Med. 2016 Mar;22(3):250-3. doi: 10.1038/nm.4039. Epub 2016 Feb 1. PMID: 26 828 196; PMCID: PMC5062956.
- Song SJ, Wang J, Martino C, et al. Naturalization of the microbiota developmental trajectory of Cesarean-born neonates after vaginal seeding. Med. 2021;2(8):951–964.E5. doi:10.1016/j.medj.2021.05 003.88.
- Wilson BC, Ém B, Grigg CP, et al. Oral administration of maternal vaginal microbes at birth to restore gut microbiome development in infants born by caesarean section: a pilot randomised placebo-controlled trial. EBioMedicine. 2021 1;69:103 443. doi:10.1016/j.ebiom.2021.103 443
- Haahr T, Glavind J, Axelsson P, et al. Vaginal seeding or vaginal microbial transfer from the mother to the caesarean-born neonate: a commentary regarding clinical management. BJOG. 2018 Apr;125(5):533-536. doi: 10.1111/1471-0528.14 792. Epub 2017 Aug 22. PMID: 28 626 982.
- Committee Opinion No. 725: Vaginal Seeding. Obstet Gynecol. 2017 Nov;130(5):e274-e278. doi: 10.1097/AOG.0000000000002402. PMID: 29 064 974.
- Korpela K, Helve O, Kolho KL, et al. Maternal Fecal Microbiota Transplantation in Cesarean-Born Infants Rapidly Restores Normal Gut Microbial Development: A Proof-of-Concept Study. Cell. 2020 Oct 15;183(2):324-334.e5. doi: 10.1016/j.cell.2020.08 047. Epub 2020 Oct 1. PMID: 33 007 265.