Mikrobiota noworodka w zależności od rodzaju porodu i możliwe następstwa

Znaczenie zdrowotne rodzaju kolonizacji bakteryjnej zachodzącej w pierwszych dniach życia

Głównymi zadaniami jelitowego układu odpornościowego jest kontrolowanie ekspozycji gospodarza na bakterie chorobotwórcze i zapobieganie rozwojowi chorób. Dodatkową, ważną funkcją jest zapewnienie tolerancji na różnego typu antygeny pochodzenia pokarmowego. Sugeruje się, że odporność zarówno wrodzona, jak i adaptacyjna wpływa na skład mikrobioty jelitowej, dążąc do zapewnienia jej równowagi, składu, zróżnicowania i hamowania ekspansji bakterii potencjalnie chorobotwórczych [6]. Szereg badań wskazuje, że pourodzeniowa czynność przewodu pokarmowego i rozwój układu odpornościowego w znacznym stopniu podlegają wpływowi jelitowej mikrobioty. Wiele danych sugeruje, że to, jakimi bakteriami skolonizowane zostanie jelito noworodka, wpływać może na rozwój pewnych stanów chorobowych w przyszłości [7]. West i wsp. [6]
wykazali, że niskie zróżnicowanie gatunkowe bakterii w okresie wczesnoniemowlęcym sprzyja rozwojowi chorób alergicznych. Azad i wsp. [8] z kolei stwierdzili większą mnogość Enterobacteriaceae i mniejszą Bacteroidaceae w mikrobiocie jelitowej u dzieci uczulonych na pokarmy w 3. i 12. m.ż. 

Kolonizacja bakteryjna przewodu pokarmowego w zależności od rodzaju porodu

Na zróżnicowanie mikrobioty i kolonizację bakteriami jelita u niemowląt ma wpływ wiele czynników (np. antybiotykoterapia w ciąży i okołoporodowa, dieta ciężarnej, jej stan odżywienia), jednak spośród nich najistotniejszą rolę wydaje się odgrywać rodzaj porodu. Wiele wskazuje również na to, że skład mikrobioty jelitowej, będący następstwem rodzaju porodu, może wpływać na odpowiedź odpornościową (aktualną, i jak się wydaje, także przyszłą) [9]. Wiele danych sugeruje, że zmiana w kompozycji mikrobioty jelitowej, czyli tzw. dysbioza, może mieć związek z wieloma niekorzystnymi sytuacjami klinicznymi [10]. Aktualne doniesienia wskazują na zwiększone ryzyko rozwoju astmy [11], otyłości [12], celiakii [13] i cukrzycy typu 1 [13] u dzieci urodzonych cięciem cesarskim niż u urodzonych drogą naturalną (pochwową). Możliwym wytłumaczeniem tych związków jest brak kontaktu noworodka z naturalną mikrobiotą pochwową i jelitową matki (do której filogenetycznie jesteśmy przystosowani), całkowicie różną od mikrobioty, z którą styka się noworodek po cięciu cesarskim (skóra matki, bakteryjne otoczenie szpitalne) [14]. 

Dominiguez-Bello i wsp. wykazali, że dzieci urodzone drogą naturalną podlegają kolonizacji mikrobiotą ich własnych matek pochodzącą z pochwy i jelita grubego, w których dominującymi bakteriami są Lactobacillus, Prevotella lub Sneathia spp., podczas gdy noworodki urodzone cięciem cesarskim ulegają kolonizacji bakteriami znajdującymi się na skórze swoich matek, a więc takimi jak Staphylococcus, Corynebacterium i Propionibacterium spp. [15] Na te różnice wskazują także badania Biasucci i wsp. [16], Gronlund i wsp. [17] i Huurre i wsp. [18] Okazało się natomiast, że jeśli chodzi o kolonizację przewodu pokarmowego przez Clostridia, rodzaj porodu nie ma istotnego wpływu [19]. 

Całość dotychczasowych obserwacji dotyczących różnic w kolonizacji bakteryjnej jelit między noworodkami urodzonymi drogą cięcia cesarskiego a urodzonymi drogą naturalną spróbowali podsumować w swojej najnowszej metaanalizie z 2016 r. Rutayisire i wsp. [20] Z 652 badań do metaanalizy zakwalifikowali oni siedem badań. Wnioski z nich są następujące: poród drogą cięcia cesarskiego wiąże się zarówno ze zmniejszoną liczbą, jak i zróżnicowaniem dotyczącym takich gromad jak Actinobacteria i Bacteroidetes, oraz zwiększoną liczbą i zróżnicowaniem gromady Firmicute utrzymujących się od urodzenia do 3. m.ż. W momencie kolonizacji takie gatunki jak Bifidobacterium i Bacteroides występowały częściej u noworodków urodzonych drogą naturalną niż drogą cięcia cesarskiego. Te urodzone cięciem cesarskim częściej skolonizowane były takimi gatunkami jak Clostridium i Lactobacillus. Różnice te, jak podkreślają autorzy, ulegają znacznemu zatarciu między 6. a 12. m.ż. Całość różnic między mikrobiotą dzieci urodzonych cięciem cesarskim lub drogą naturalną i ich wpływ na rozwój układu odpornościowego podsumowują ryciny 1, 2 i 3.

Ryc. 1. Bakterie, które zasiedlają jelito w czasie porodu drogą cięcia cesarskiego lub drogą naturalną, prowadzić mogą do długotrwałych zmian w kolonizacji i zmian, a nawet zaburzeń, w układzie odpornościowym 
(według Neu J., Rushing J. Clin Perinatol. Cesarean versus vaginal delivery: long-term infant outcomes and the hygiene hypothesis. 2011;38(2):321–31)

Ryc. 2. Powszechnie występujące mikroorganizmy wchodzą w interakcję z komórkami dendrytycznymi przewodu pokarmowego, prowadząc do ich dojrzewania. Przy ponownym kontakcie komórki dendrytyczne stymulują dojrzewanie limfocytów T regulatorowych; nie stymulują natomiast limfocytów Th1 i Th2. To prowadzi do wzrostu podstawowego stężenia cytokin przeciwzapalnych. Innym następstwem dojrzewania komórek dendrytycznych jest to, że wchodzą one w interakcję z antygenami własnymi, co skutkuje wzrostem liczby komórek T-reg specyficznych dla tych właśnie antygenów. Te dwa mechanizmy wiodą do rozwoju tolerancji zarówno na antygeny własne, jak i antygeny „korzystnych” czy też „przyjaznych” organizmowi bakterii (według Neu J., Rushing J. Clin Perinatol. Cesarean versus vaginal delivery: long-term infant outcomes and the hygiene hypothesis. 2011;38(2):321–31)

Ryc. 3. Zmiany związane z rodzajem porodu (pochwowy vs. cięcie cesarskie) (według M. Nuriel-Ohayon, 
H. Neuman, O. Koren. Microbial Changes during Pregnancy, Birth, and Infancy. Front Microbiol. 2016; 7: 1031. Published online 2016 Jul 14. doi: 10.3389/fmicb.2016.01031)

Te różnice związane z rodzajem porodu w praktyczny sposób spróbowali zniwelować (z powodzeniem) Dominguez-Bello i wsp. [21], eksponując dzieci urodzone cięciem cesarskim na wydzielinę pochwową ich matek, uzyskując mikrobiotę bardzo zbliżoną do dzieci urodzonych drogą naturalną (ich analiza sięgała 30. dnia 
od porodu). 

Wyniki przedstawionych wyżej badań wskazujące na znaczne różnice w mikrobiocie jelitowej w zależności od rodzaju porodu oraz dane sugerujące niekorzystny wpływ cięcia cesarskiego na rozwój wielu chorób, 
m.in. tzw. cywilizacyjnych, każdy z nas powinien skonfrontować z zastraszającymi danymi, wskazującymi, że liczba cięć cesarskich we wszystkich krajach dramatycznie szybko rośnie. Przykładowo w Stanach Zjednoczonych od 1996 r. liczba cięć cesarskich wzrosła o 48%, uzyskując w 2007 r. odsetek 31,8%, w Chinach odsetek ten sięga 50%, a w prywatnych klinikach Brazylii sięga nawet 80% [22]. Polska także, niestety, nie odstaje w tym względzie od innych krajów i odsetek cesarskich cięć sięga u nas już 50%.

Podsumowanie

Poród drogą cięcia cesarskiego w sposób zasadniczy zmienia ilościowy i jakościowy skład mikrobioty jelitowej w porównaniu do porodu drogą naturalną, co jak się wydaje, na obecnym etapie wiedzy może mieć nieodwracalne lub tylko nie w pełni odwracalne skutki związane z czynnością układu odpornościowego, ale mieć także poważne skutki zdrowotne w postaci rozwoju i wzrostu częstości takich chorób, jak alergia, celiakia, otyłość, cukrzyca typu 1 i być może wielu innych, jak np. schorzenia o podłożu autoimmunizacyjnym 
(np. nieswoiste zapalenia jelit).

Piśmiennictwo:

1. Turnbaugh P.J., Ley R.E., Hamady M., et al. The human microbiome project. Nature. 2007;449(7164):804–10.
2. Dethlefsen L., McFall-Ngai M., Relman D.A. An ecological and evolutionary perspective on human-microbe mutualism and disease. Nature. 2007;449(7164):811–8.
3. Landman C., Quevrain E.. Gut microbiota: Description, role and pathophysiologic implications. Rev Med Interne 2015;37(6):418–23.
4. Shreiner A.B., Kao J.Y., Young V.B. The gut microbiome in health and in disease. Curr Opin Gastroenterol. 2015;31(1):69–75.
5. Kelly D., King T., Aminov R. Importance of microbial colonization of the gut in early life to the development of immunity. Mutat Res-Fund Mol M. 2007;622(1–2):58–69.
6. West C.E. Gut microbiota and allergic disease: new findings. Curr Opin Clin Nutr Metab Care. 2014;17(3):261–6.
7. Goulet O. Potential role of the intestinal microbiota in programming health and disease. Nutr Rev. 2015;73 Suppl 1:32–40.
8. Azad M.B., Konya T., Guttman D.S., et al. Infant gut microbiota and food sensitization: associations in the first year of life. Clin Exp Allergy. 2015;45(3):632–43.
9. Knight D.J., Girling K.J. Gut flora in health and disease. Lancet. 2003;361(9371):1831.
10. Mueller N.T., Whyatt R., Hoepner L., et al. Prenatal exposure to antibiotics, cesarean section and risk of childhood obesity. Int J Obes (Lond). 2015;39(4):665–70.
11. Black M., Bhattacharya S., Philip S., et al. Planned Cesarean Delivery at Term and Adverse Outcomes in Childhood Health. JAMA. 2015;314(21):2271–9.
12. Kuhle S., Tong O.S., Woolcott C.G. Association between caesarean section and childhood obesity: a systematic review and meta-analysis. Obes Rev. 2015;16(4):295–303.
13. Adlercreutz E.H., Wingren C.J., Vincente R.P., et al. Perinatal risk factors increase the risk of being affected by both type 1 diabetes and coeliac disease. Acta Paediatr. 2015;104(2):178–84.
14. Thompson-Chagoyan O.C., Maldonado J., Gil A. Colonization and impact of disease and other factors on intestinal microbiota. Dig Dis Sci. 2007;52(9):2069–77.
15. Dominguez-Bello M.G., Costello E.K., Contreras M., et al. Delivery mode shapes the acquisition and structure of the initial microbiota across multiple body habitats in newborns. Proc Natl Acad Sci U S A. 2010 Jun 29;107(26):11 971-5. 
16. Biasucci G., Rubini M., Riboni S., et al. Mode of delivery affects the bacterial community in the newborn gut. Early Hum Dev. 2010;86(1):S13–5.
17. Gronlund M.M., Lehtonen O.P., Eerola E., Kero P. Fecal microflora in healthy infants born by different methods of delivery: permanent changes in intestinal flora after cesarean delivery. J Pediatr Gastroenterol Nutr. 1999; 28(1):19–25.
18. Huurre A., Kalliomaki M., Rautava S., et al. Mode of delivery – Effects on gut microbiota and humoral immunity. Neonatology. 2008;93(4):236–40.
19. La Rosa P.S., Warner B.B., Zhou Y., et al. Patterned progression of bacterial populations in the premature infant gut. Proc Natl Acad Sci U S A. 2014;111(34):12 522–7. 
20. Rutayisire E., Huang K., Liu Y., Tao F. The mode of delivery affects the diversity and colonization pattern of the gut microbiota during the first year of infants’ life: a systematic review. BMC Gastroenterol. 2016 Jul 30;16(1):86. doi: 10.1186/s12876-016-0498-0. 
21. Dominguez-Bello M.G., DeJesus-Laboy K.M., Shen N., et al. Partial restoration of the micro biota of cesarean-born infants viavaginal microbial transfer. Nat. Med. 2016;22:250–253.doi:10.1038/nm.4039. 
22. Neu J., Rushing J. Clin Perinatol. Cesarean versus vaginal delivery: long-term infant outcomes and the hygiene hypothesis. 2011;38(2):321-31. doi: 10.1016/j.clp.2011.03 008.