Раннее отлучение от груди влияет на микробиом младенца и повышает риск развития астмы

В грудном молоке матери содержатся не только питательные вещества, но и микроорганизмы. Своевременная микробная колонизация необходима для завершения развития иммунной системы ребенка и его нормального физиологического развития в целом. Известно, что микробиомы кишечника и слизистой оболочки дыхательных путей влияют на риски развития респираторных заболеваний. Однако неясно, важно ли только присутствие микроорганизмов, или также время и порядок их появления. Есть данные, что при несвоевременном появлении даже комменсалы могут стать патогенами. Группа исследователей из Канады и США проанализировала, как на организм младенца влияют время и порядок его колонизации разными микроорганизмами при грудном и искусственном вскармливании.

Большая часть микроорганизмов заселяет носовую полость и кишечник в течение первого года жизни. При этом на состав микрофлоры кишечника в младенчестве влияют грудное вскармливание (ГВ) и материнское молоко. Так, при ГВ разнообразие бактерий кишечника меньше, чем при искусственном вскармливании, но в составе микробиома присутствует больше представителей рода Bifidobacterium. ГВ также обеспечивает конкурентное преимущество для штаммов Bifidobacterium и Bacteroides, способных использовать сложные сахара (олигосахариды) грудного молока. При ГВ происходит постепенное созревание микробиоты. У животных раннее отлучение от груди влияет на микробиом детеныша, задерживает развитие иммунной системы и увеличивает восприимчивость к кишечным инфекциям. Эффект раннего отлучения от груди у детей плохо изучен, но ранее было показано, что ГВ ассоциировано с более низким риском развития астмы в 3 года.

Чтобы прояснить механизм этого эффекта, ученые проанализировали, как менялся микробиом носовой полости и кишечника младенцев от 3 месяцев до 1 года на фоне изменения модели питания и состава молока матери. В проекте участвовали дети и матери из долгосрочного канадского проекта CHILD Cohort Study. Детей в возрасте трех месяцев разделили на три группы: «только материнское молоко» (794 ребенка), «частичное материнское молоко», то есть материнское молоко и молочная смесь (517 детей) и «без материнского молока» (234 ребенка, которых изначально кормили материнским молоком, но моменту участия в проекте уже нет). В проекте не участвовали дети, которых никогда не кормили грудью. Состав микробиома определяли методом секвенирования 16S рРНК.

Микробиом детей, получавших материнское молоко, сильнее обогащался со временем и был более разнообразным, чем у рано отлученных от груди детей. Подтвердилась связь ГВ и снижения риска астмы. Ученые выделили три модели колонизации микроорганизмами носа и кишечника младенца на первом году жизни: ранняя (микроорганизмы из этой группы чаще встречаются в 3 месяца), персистирующая (встречаются с одинаковой частотой в 3 месяца и в 1 год), поздняя (чаще встречаются в 1 год). Из 170 видов обнаруженных в носовой полости микроорганизмов более половины являлись поздними колонизаторами (53%), 37% вошли в группу персистирующих и 10% — в группу ранних колонизаторов. Сходные результаты были получены для микробиома кишечника: 57% — поздние колонизаторы, 38% — персистирующие, 5% — ранние. Таким образом, происходит постепенное изменение видового состава микробиома под действием внешних и внутренних факторов.

В ходе исследования ученые обнаружили разницу в процессах колонизации микроорганизмами у здоровых младенцев и у детей, получивших в возрасте 3 лет диагноз «бронхиальная астма». Оказалось, что у здоровых детей намного выше доля микроорганизмов из группы поздних колонизаторов по сравнению с детьми с бронхиальной астмой. У детей на ГВ было больше поздних колонизаторов, чем у детей, ГВ которых прекратили рано.

У детей в норме отлучение от груди происходят в среднем в возрасте 6 месяцев. Младенцы, у которых этот переход происходит раньше, приобретают новые виды микроорганизмов вместе с их метаболитами раньше срока. Например, в микробиоте кишечника рано появляется бактерия Ruminococcus gnavus, вырабатывающая ферменты, задействованные в биосинтезе триптофана. Преждевременное повышение уровня триптофана и его метаболитов увеличивает риск развития астмы. В то же время, если R. gnavus появляется в кишечнике в шесть месяцев и присутствует там вместе с другими видами, разрушающими муцин, риск развития аллергических заболеваний снижается. Бактерии из этой группы используют фермент альфа-галактозидазу для расщепления неперевариваемых галактоолигосахаридов, входящих в состав молочной смеси и других продуктов. Способность расщеплять эти олигосахариды до короткоцепочечных жирных кислот позволяет этим видам бактерий закрепиться в кишечнике при завершении ГВ. Сходные закономерности были обнаружены и для микробиома дыхательных путей, точнее — назального микробиома. Например, было обнаружено, что ранняя колонизация Acinetobacter sp. (распространенный микроорганизм грудного молока) снижает риск развития астмы.

Таким образом, ГВ структурирует и организует процесс колонизации организма ребенка разными микробами, выполняющими определенные функции. Раннее отлучение от груди приводит к преждевременному приобретению микроорганизмов, увеличивающих риски развития некоторых респираторных заболеваний. Полученные данные показывают, как важна постепенная преемственность в формировании микробиома.

Перенос вагинальной микробиоты улучшает развитие нервной системы у детей, рожденных путем кесарева сечения