"Обличчя, повне калу". Що перше випорожнення немовляти розкаже про його майбутнє здоров'я

Нові дослідження показують, що те, що потрапляє до кишківника дитини в перші дні після народження, має дивовижний вплив на її подальше життя.

2017 рік. Двоє техніків у лабораторії лікарні Квінс у Лондоні з нетерпінням чекають на денну пошту.

У вдалий день ця лабораторія може отримати до 50 ретельно запакованих пакунків, кожен із яких містить справжній скарб – крихітну пробу дитячого калу, обережно зібрану з підгузків новонароджених турботливими батьками.

Ці техніки – перша лінія дослідження Baby Biome, яке має на меті з'ясувати, як мікробіом кишківника немовляти – трильйони мікроорганізмів, що живуть у його травному тракті – впливає на його майбутнє здоров'я. У 2016-2017 роках лабораторія проаналізувала випорожнення 3 500 новонароджених.

Це – дуже багато калу. Але результати виявилися надзвичайно показовими.

"Мікробів у кишківнику немає приблизно до третього чи четвертого дня після народження, тож потрібно кілька днів, щоб почалася колонізація", – пояснює Найджел Філд, професор епідеміології інфекційних захворювань Університетського коледжу Лондона (UCL), який очолює проєкт Baby Biome.

"Коли ми народжуємося, ми фактично стерильні. Це надзвичайний момент для імунної системи, адже до цього жодна поверхня тіла не контактувала з мікробами", - додає він.

Кожен із нас після перших кількох днів життя розвиває свій мікробіом кишківника. Вчені тепер вважають, що ця екосистема бактерій, грибків і вірусів відіграє ключову роль у нашому здоров'ї.

У дорослому віці вони допомагають розщеплювати складні волокна та синтезувати необхідні вітаміни. Сама їхня наявність захищає нас від шкідливих патогенів, а деякі з них навіть виробляють природні антибіотики, щоб знищувати шкідливих чужинців.

Користь здорового мікробіому кишківника цим не обмежується. Нові дослідження свідчать, що мікробіом, який добре функціонує, може захищати від тривожності, депресії та навіть нейродегенеративних захворювань, таких як хвороба Альцгеймера.

Водночас наявність "нездорового" мікробіому у дорослому віці пов'язують із серцево-судинними захворюваннями, колоректальним раком, хронічною нирковою недостатністю, діабетом, запальними хворобами кишківника та ожирінням.

Попри численні дослідження ролі кишкових бактерій у здоров'ї дорослих, до недавнього часу їхній вплив у дитинстві залишався маловивченим. Це почало змінюватися.

"Перші мікроорганізми, які колонізують кишківник немовляти, схожі на архітекторів імунної системи", - говорить Арчіта Мішра, старша викладачка Сіднейського університету в Австралії, яка досліджує роль мікробіому у формуванні імунітету на ранніх етапах життя.

"Вони допомагають 'тренувати' організм, щоб він міг відрізняти друга від ворога, навчаючи імунні клітини толерувати харчові антигени [та] нешкідливі мікроби, а також вибудовувати захист від патогенів", - пояснює вона.

За словами Мішри, бактеріальні спільноти, що формуються протягом перших шести-дванадцяти місяців, впливають на ризик виникнення алергій, ефективність реакції дитини на вакцини та функціонування кишкового бар'єра – шару, який відокремлює вміст кишківника від решти тіла.

"Перші тисяча днів життя, схоже, є вікном, коли кишковий мікробіом залишає відбиток, який триває десятиліттями", - каже Мішра.

Обличчя, повне калу

Плацента, як вважають, є вільною від мікробів, тобто діти не мають кишкового мікробіому, коли перебувають у матці. Натомість більшість своїх бактерій вони, ймовірно, успадковують із травного тракту матері, а не з її піхви, як вважали раніше.

"Природа має дуже витончений спосіб формування кишкового мікробіому новонародженої дитини", - говорить Стівен Ліч, старший викладач, який спеціалізується на мікробіомі шлунково-кишкового тракту в Університеті Нового Південного Уельсу в Сіднеї.

"Якщо подумати про процес народження, то немовля народжується головою вниз, обличчям до хребта матері. З анатомічної точки зору, голова дитини тисне на вміст кишківника матері. Отже, по суті, коли дитина народжується, вона отримує обличчя, повне калу", - додає він.

Схоже, кишкові бактерії починають впливати на здоров'я людини майже з моменту її народження. Наприклад, дослідження Філда, проведене на дитячому калі, показало, що наявність правильних кишкових бактерій у перші дні життя може допомогти захистити дітей від вірусних інфекцій у майбутньому.

Команда проаналізувала кал 600 немовлят на 4-й, 7-й та 21-й день життя. Деяких із цих дітей спостерігали знову у віці шести місяців і року.

"Найбільша різниця насправді полягає у способі народження, - говорить Філд. - Діти, народжені шляхом кесаревого розтину, виглядають зовсім інакше, ніж ті, що народилися природним шляхом".

Це логічно, адже діти, народжені через кесарів розтин, не отримують "обличчя, повного калу", як це відбувається при природних пологах. Кесарів розтин – це, звичайно, рятівна та часто медично необхідна процедура. Але дослідження показують, що діти, народжені таким чином, позбавлені корисних бактерій, які можуть захистити їх від респіраторних інфекцій.

Дослідження 2019 року показало, що протягом першого тижня після народження одна з трьох основних видів-піонерів зазвичай заселяє кишківник дитини – Bifidobacterium longum (B. longum), Bifidobacterium breve (B. breve) або Enterococcus faecalis (E. faecalis).

"Від того, який саме вид потрапить першим, залежить траєкторія заселення іншими бактеріями", - пояснює Філд.

До сьомого дня немовлята, народжені природним шляхом, мали в травному тракті переважно B. longum або B. breve, тоді як діти, народжені через кесарів розтин, частіше були колонізовані E. faecalis.

Мікробіом кишківника дітей, народжених природним шляхом, зазвичай відповідав мікробіому їхніх матерів, що підтверджує – бактерії передаються переважно з кишківника матері, а не з її піхви. А діти, народжені через кесарів розтин, мали більше бактерій, пов'язаних із лікарняним середовищем.

"E. faecalis – це бактерія, пов'язана з опортуністичними інфекціями. Тобто, якщо імунна система не працює належним чином, вона може спричинити захворювання", - каже Філд.

Дослідники виявили, що відмінності між мікробіомами дітей, народжених природним шляхом і через кесарів розтин, значною мірою вирівнювалися до року. Проте наявність корисних бактерій із першого дня давала дітям перевагу в здоров'ї. Команда відстежувала понад 1000 немовлят, щоб з'ясувати, чи були вони госпіталізовані.

"Ми побачили, що діти, у яких у кишківнику домінував B. longum, мали приблизно вдвічі меншу ймовірність госпіталізації через інфекції дихальних шляхів у перші два роки життя порівняно з дітьми з B. breve або E. faecalis", - пояснює Філд.

Інакше кажучи, B. longum здавалося, захищала деяких немовлят, народжених природним шляхом, від респіраторних захворювань. Можливо, саме відсутність корисних кишкових бактерій, таких як B. longum, пояснює, чому діти, народжені через кесарів розтин, мають дещо підвищений ризик розвитку певних запальних захворювань – астми, алергій, аутоімунних розладів і ожиріння, хоча для підтвердження цього потрібні додаткові дослідження.

Точна причина, чому кишкові бактерії можуть захищати дитину від інфекцій, невідома, але одна з провідних теорій полягає в тому, що Bifidobacterium, такі як B. longum, або інші корисні бактерії, наприклад Lactobacillus, розщеплюють складні цукри у грудному молоці, які називаються олігосахаридами.

Ці цукри є головним компонентом грудного молока, але їх не можуть перетравлювати ферменти самої дитини. B. longum перетворює ці цукри на молекули, відомі як коротколанцюгові жирні кислоти (SCFA), які, як вважають, регулюють імунну систему – потенційно допомагаючи немовляті краще боротися з інфекціями.

SCFA також можуть допомагати навчати імунну систему дитини ігнорувати та толерувати нешкідливі стимули. Іншими словами, вони спрямовують імунну систему до більш толерантної реакції.

"У західних суспільствах ми вже майже не стикаємося зі смертельно небезпечними бактеріями, - каже Ліч. - Тож проблеми зі здоров'ям, які ми бачимо [у західній популяції], більше пов'язані з надмірно активною імунною відповіддю".

Bifidobacterium також допомагають створювати в кишківнику середовище, менш сприятливе для патогенних, хвороботворних бактерій. На відміну від кишківника дорослої людини, кишківник новонародженого є аеробним, тобто містить кисень. Це необхідно, щоб підтримати процес засвоєння поживних речовин у перші дні життя. При народженні кишківник має нейтральний pH – він не є ані кислим, ані лужним.

"Проблема в тому, що саме такі нейтральні аеробні умови можуть подобатися бактеріям, які потенційно здатні зашкодити немовляті", - каже Ліч.

"Bifidobacterium допомагають, швидко споживаючи кисень і створюючи анаеробне середовище, яке знижує pH. Це обмежує ріст потенційно шкідливих бактерій", - додає він.

Проте вчені лише починають розуміти, як усе це взаємопов'язано.

"Це може бути складніше, ніж просто 'кесарів розтин гірший, а природні пологи кращі', - зазначає Філд. - Не всі діти, народжені природним шляхом, отримали бактерії, пов'язані зі зниженим ризиком, і не всі діти після кесаревого розтину мали проблеми зі здоров'ям, яких ми побоювалися".

Мікробне втручання

Втім, це відкриття ставить запитання – чи варто втручатися, щоб надати дітям (особливо тим, що народжені шляхом кесаревого розтину) корисний мікробний імпульс?

"Кесарів розтин рятує життя, тож наше завдання – безпечно й точно відновити відсутній мікробіом", - каже Мішра.

Питання лише в тому, як саме. Один із варіантів, який іноді розглядають, – це "вагінальне посівання", коли зразок вагінальної рідини наносять на шкіру та в рот новонародженого, сподіваючись, що корисні мікроорганізми закріпляться в його кишківнику.

Ця практика набуває популярності, але експерти попереджають, що вона може передати небезпечні інфекційні патогени: наприклад, понад чверть жінок мають у піхві стрептокок групи B, який може бути смертельним для немовляти. Ба більше, дослідження мікробіому немовлят 2019 року показало, що корисні бактерії все одно не надходять із піхви матері.

Існують й інші потенційні методи формування мікробіому, наприклад, трансплантація мікробів калу (так звана фекальна трансплантація) - таким чином кал матері може бути перенесений у шлунково-кишковий тракт немовляти. Деякі невеликі дослідження показали обнадійливі результати, але наразі така практика не рекомендована.

"На цей час ми не знаємо, чи є мікробіом матері – вагінальний чи навіть кишковий – правильним для передачі дитині, і, на мою думку, існує ризик, що це може не допомогти, а навіть нашкодити", - говорить Філд.

Проте пробіотичні добавки показали себе як безпечний і ефективний спосіб впливу на кишкову флору. Деякі клінічні випробування свідчать, що вони можуть захищати надзвичайно недоношених або дітей із низькою масою тіла від некротизуючого ентероколіту – небезпечного запального захворювання кишківника, яке переважно вражає передчасно народжених дітей.

Інші дослідження вказують на те, що пробіотики можуть знижувати ризик передчасних пологів. Однак питання, які саме бактерії потрібно вводити, залишається відкритим.

"Будь-які зміни у формуванні мікробіому немовляти мають зосереджуватися на відновленні або корекції впливу, який людське втручання вже мало на цей процес", - каже Ліч.

"Вагінальне посівання та фекальні трансплантації по суті є просто брудними пробіотиками. Ви не знаєте, що саме в них міститься, і вони несуть ризики. Тож, ймовірно, найкращий варіант – це саме пробіотики", - додає він.

Мішра також зазначає, що пероральні пробіотики можуть бути найпрактичнішим і найбезпечнішим підходом, хоча результати дуже різняться, оскільки мікробіом кожного немовляти є унікальним.

На її думку, майбутнє, найімовірніше, лежить у сфері точкових мікробіомних втручань, які базуватимуться на генетичному, дієтичному та імунному профілі дитини.

"Уявіть собі це як 'персоналізовану мікробну медицину'", - каже вона.