Dołącz do czytelników
Brak wyników

Mikrobiom noworodka

Artykuł | 29 czerwca 2018 | NR 38
381

Mikrobiom noworodka kształtuje się jeszcze przed jego urodzeniem. Duży wpływ na jego dalszy rozwój i skład ma rodzaj porodu. Dzieci urodzone siłami natury są skolonizowane przez drobnoustroje z dróg rodnych matki, natomiast dla noworodków, które przyszły na świat poprzez cesarskie cięcie, charakterystyczne są mikroorganizmy ze środowiska szpitalnego. Nieznane są jeszcze długofalowe skutki tej pierwszej kolonizacji, ale wiadomo, że metoda operacyjna wiąże się ze zwiększonym ryzykiem rozwoju wielu chorób, m.in. astmy, zaburzeń immunologicznych czy otyłości. Mikrobiom noworodka ma wpływ na dojrzewanie i rozwój układu immunologicznego, stąd wniosek, że może on mieć związek ze zwiększoną zapadalnością na infekcje dzieci urodzonych przez cesarskie cięcie. Dlatego ważne jest, aby po porodzie zapewnić dziecku odpowiednią dietę i warunki sprzyjające kształtowaniu się mikrobiomiu. 

Czym jest mikrobiom?

Mikrobiota to termin określający ogół mikroorganizmów bytujących w określonym siedlisku. Definicja tego słowa obejmuje nie tylko mikroflorę fizjologiczną, lecz także drobnoustroje chorobotwórcze. Mikrobiom z kolei to ogół genomów i produktów metabolizmu mikrobioty [1]. Ciało człowieka jest siedliskiem dla mikroorganizmów zarówno zewnętrznie (skóra), jak i wewnętrznie (m.in. przewód pokarmowy, drogi oddechowe, układ moczowo-płciowy, jamy ciała), a ogół drobnoustrojów szacowany jest na ok. 2 kg [2]. Mikrobiom ludzki jest niezbędny dla prawidłowego rozwoju układu odpornościowego, procesów trawienia czy detoksykacji [3]. W ostatnich latach, dzięki upowszechnieniu sekwencjonowania DNA, wiedza o mikrobiomie ludzkim znacznie się pogłębiła. Odkryto, w jaki sposób takie czynniki jak rodzaj porodu, genetyka czy środowisko wewnątrzmaciczne, wpływają na kształtowanie się mikrobiomu zaraz po narodzinach. Odchodzi się także od teorii sterylnego środowiska wewnątrzmacicznego z powodu potwierdzenia obecności pożytecznej mikroflory w płynie owodniowym [4], łożysku [5] i pępowinie [6]. Wysunięto hipotezę, popartą badaniami na zwierzętach, że mikrobiota matki może przedostawać się do płodu za pomocą krwioobiegu [7]. Jednak z pewnością nie jest to jedyna droga, gdyż w 25% porodów przedwczesnych wykryto występowanie drobnoustrojów w macicy lub jamie owodni, z których część zidentyfikowano jako typowe dla pochwy, stąd wniosek, że mikroflora macicy może pochodzić również z infekcji waginalnych [8].

Badania epidemiologiczne wykazały związek między sposobem przyjścia na świat  a rozwojem różnych schorzeń, ale ich etiologia nie jest  do końca poznana [17].

 

Wpływ rodzaju porodu na mikrobiom noworodka

Cięcie cesarskie jest powszechną, chirurgiczną procedurą mającą na celu zwiększenie szans na udany poród i ochronę zdrowia matki.

Pomimo istnienia rozmaitych wytycznych i rekomendacji towarzystw ginekologów i położników całego świata, w ostatnich czasach obserwuje się tendencję do ciągłego poszerzania wskazań do cięcia cesarskiego. Coraz częściej jest ono wykonywane bez wskazań medycznych, stając się w świetle wiedzy medycznej i doświadczenia lekarskiego zbędną operacją położniczą. Rozwiązanie ciąży w ten sposób wiąże się u potomstwa ze zwiększonym ryzykiem zaburzeń immunologicznych czy metabolicznych. Poza tym, jak wskazują doniesienia literaturowe, na modelu mysim wykazano, że cięcie cesarskie powoduje nadmierny przyrost masy ciała [9]. Istnieje hipoteza, że te związki są konsekwencją nieprzekazania przez matkę pełnego inokulum podczas porodu [10].

Jednak mimo rozpowszechnienia rodzenia za pomocą cięcia cesarskiego w dalszym ciągu ok. 68% dzieci przychodzi na świat siłami natury [11]. Mikrobiom pochwy składa się z drobnoustrojów, które bazując na środowisku i czynnikach gospodarza, pomagają zachować homeostazę oraz hamują wzrost bakterii związanych z przedwczesnym porodem i zapaleniem błon płodowych [11]. W mikrobiomie pochwy podczas ciąży dominują bakterie z grupy Lactobacillus spp. hamujące rozwój bakterii chorobotwórczych, tworząc kwaśne środowisko i konkurując o składniki odżywcze [12]. Lactobacillus to pałeczki Gram-dodatnie rozwijające się w środowisku beztlenowym oraz mikroaerofilnym. Bakterie z rodzaju Lactobacillus dominują w mikroflorze pochwy (żyją również w jamie ustnej, żołądku, jelitach i układzie moczowo-płciowym człowieka). Dzięki ich unikalnym zdolnościom do produkcji kwasu mlekowego, octowego i pirogronowego oraz produkcji bakteriocyn i pozakomórkowemu uwalnianiu nadtlenku wodoru mogą kontrolować aktywnie prawidłowy skład mikrobioty pochwy. W środowisku pochwy kobiet zdrowych liczebność Lactobacillus winna wynosić od 1 × 107 do 1 × 108 CFU. Taka liczebność jest w stanie zapewnić produkcję metabolitów potrzebnych do utrzymania pH pochwy w granicach 4–4,5. Należy jednak pamiętać, że nawyki higieniczne i seksualne, nadmierna irygacja pochwy, zmiany hormonalne oraz leczenie antybiotykami mogą prowadzić do zmniejszenia populacji Lactobacillus. Skutkuje to zaburzeniem właściwego pH, kolonizacją przez chorobotwórcze bakterie, a w konsekwencji stanami zapalnymi dróg rodnych [13].

Mikrobiom pochwy składa się z drobnoustrojów, które bazując na środowisku i czynnikach gospodarza, pomagają zachować homeostazę oraz hamują wzrost bakterii związanych z przedwczesnym porodem i zapaleniem błon płodowych [11]. 

 

Podczas porodu siłami natury dochodzi do transferu mikroorganizmów z dróg rodnych matki na noworodka. Skóra, jelita, jama ustna i nosowo-gardłowa u noworodków rodzących się naturalnie początkowo zasiedlane są przez wspomniane wyżej gatunki z rodzaju Lactobacillus, typowe dla środowiska waginalnego matki [12]. Noworodki, które przyszły na świat za pomocą cięcia cesarskiego, nie mają styczności z drogami rodnymi matki, a ich pierwszymi kolonizatorami są bakterie typowe dla środowiska szpitalnego i skóry, tj. Staphylococcus, Streptococcus czy Propionibacteria [14]. Różnice między mikrobiotą tych dzieci zacierają się ok. 1.–2. roku życia, gdyż z czasem wymieniana jest przez mikroorganizmy charakterystyczne dla danego środowiska panującego w określonych miejscach i układach ludzkiego ciała [15]. Najpóźniej między dziećmi, które przyszły na świat w różnym mechanizmie, wyrównuje się flora przewodu pokarmowego, badana na podstawie wymazu z odbytu [16]. Badania epidemiologiczne wykazały związek między sposobem przyjścia na świat a rozwojem różnych schorzeń, ale ich etiologia nie jest do końca poznana [17].

U dzieci urodzonych poprzez cięcie cesarskie w porównaniu z dziećmi urodzonymi siłami natury występuje większe ryzyko rozwinięcia się zaburzeń immunologicznych, takich jak astma, alergie, choroby zapalne jelit czy otyłość. Są one również bardziej podatne na infekcje [11]. 

Niekorzystnym pod względem immunologii noworodka czynnikiem towarzyszącym cięciu cesarskiemu jest antybiotykoterapia. Większość pacjentek otrzymuje profilaktycznie antybiotyki, aby zmniejszyć ryzyko zakażenia okołoporodowego. Podane dożylnie leki szybko przedostają się przez łożysko do płodu, przez co obecne są w krążeniu zarówno matki, jak i dziecka podczas porodu. Skutkuje to znacznie zmniejszoną liczbą powikłań powstałych na skutek ekspozycji na patogeny, ale także wpływa niekorzystnie na pożyteczne drobnoustroje.

Dodatkowo stosowanie antybiotyków na tak szeroką skalę spowodowało pojawienie się zakaźnych bakterii lekoopornych, takich jak oporne na metycylinę Staphylococcus aureus i Clostridium difficile [11]. Antybiotykoterapia profilaktyczna stosowana podczas porodu zwiększa ryzyko dysbiozy jelitowej, szczególnie u noworodków urodzonych przedwcześnie, gdyż występuje u nich większe prawdopodobieństwo nieprawidłowej kolonizacji i dominacji patogenów szpitalnych w mikroflorze organizmu [11]. Wykazano również, że podawanie antybiotyków w okresie ciąży jest związane ze zmniejszoną ilością korzystnych bakterii, takich jak Lactobacillus i Bifidobacteria w jelitach noworodków [11].

Bifidobacteria to bakterie Gram-dodatnie, beztlenowe, polimorficznie aerotolerancyjne laseczki o rozdwajających się końcach. Występują m.in. w przewodzie pokarmowym oraz w drogach rodnych [13]. Charakteryzują się dobrą zdolnością do produkcji kwasu mlekowego odgrywającą rolę u noworodków i niemowląt w przyswajaniu wapnia. Ponadto produkują kwasy tłuszczowe biorące udział w odżywianiu enterocytów. 

Chociaż stosowanie antybiotyków wiąże się na ogół ze spadkiem częstości zakażeń okołoporodowych, należy zwrócić uwagę na potencjalny efekt uboczny, jaki leki te wywierają na mikrobiom matki i dziecka. 

Podczas porodu naturalnego dziecko jest kolonizowane przez matczyne bakterie zasiedlające drogi rodne i okolicę okołoodbytniczą. Cięcie cesarskie, niezależnie od profilaktyki antybiotykowej, wiąże się z ekspozycją dziecka na drobnoustroje bytujące na skórze matki, okolicy jej jamy ustnej oraz na mikroorganizmy obecne w środowisku szpitalnym. Noworodki, które przyszły na świat metodą operacyjną, w porównaniu z noworodkami urodzonymi naturalnie, mają większe ryzyko kolonizacji przez bakterie antybiotykooporne, co z kolei zwiększa prawdopodobieństwo nieskuteczności terapii antybiotykami w przypadku przyszłych infekcji [18].

U kobiet, które podczas ciąży zachorowały na cukrzycę, mikrobiom pochwy charakteryzuje się mniejszą różnorodnością taksonomiczną niż w przypadku zdrowych kobiet. W związku z tym noworodki matek z cukrzycą urodzone siłami natury były skolonizowane przez mniej rodzajów bakterii niż noworodki matek zdrowych, które rodziły tym samym sposobem. Do tej pory nie wykazano jednak, jak ta różnica w mikrobiomie wpływa na zdrowie dziecka [18]. 

Rozwój mikrobiomu noworodka 

Rozwój mikrobiomu noworodka w znacznej mierze zależy od diety dziecka. W pierwszych miesiącach życia dziecko otrzymuje wszystkie potrzebne mu składniki odżywcze wraz z pokarmem sztucznym lub naturalnym. Mleko matki zawiera wszystkie elementy pomagające dziecku w tworzeniu korzystnego mikrobiomu. Gdy matka z jakiegoś powodu nie jest w stanie wykarmić dziecka własnym pokarmem, można skorzystać z mleka oddanego przez inne kobiety. Dowiedziono jednak, że mleko dawcy różni się od mleka matki ilością i składem oligosacharydów [19]. Biorąc pod uwagę, że oligosacharydy są głównym czynnikiem przyczyniającym się do dalszego rozwoju mikrobiomu jelitowego, promowanie korzystnej mikroflory jelitowej przez mleko dawcy może być wątpliwe.

Noworodki, które przyszły na świat metodą operacyjną, w porównaniu z noworodkami urodzonymi naturalnie, mają większe ryzyko kolonizacji przez bakterie antybiotykooporne, co z kolei zwiększa prawdopodobieństwo nieskuteczności terapii antybiotykami w przypadku przyszłych infekcji [18].

 

W mikrobiocie dzieci karmionych wyłącznie sztucznym pokarmem w porównaniu z dziećmi karmionymi mlekiem matki znajduje się znacznie mniej bakterii z szczepów Bifidobacterium i Lactobacillus. Mikroorganizmy te m.in. obniżają pH treści jelitowej, co zapewnia ochronę przed patogenami, czy zwiększają stężenie krótkołańcuchowych kwasów tłuszczowych (SCAFs), powstających wskutek fermentacji bakteryjnej oligosacharydów obecnych w pokarmie matki [20]. Ludzkie mleko jest również bogate w bakterie z rodzaju Staphylococcus i Streptococcus, które pełnią funkcję pierwszej szczepionki dla noworodka [21]. 

Na oddziałach intensywnej terapii noworodka (OITN) dzieci karmione są często mlekiem kobiecym, które przed podaniem dziecku zostało poddane pewnym modyfikacjom. Niezależnie od źródła pokarmu (matka czy dawca) mleko takie jest rutynowo zamrażane, rozmrażane oraz dodaje się do niego substancje mające na celu zwiększyć jego kaloryczność i wartość odżywczą. Proces zamrażania powoduje znaczną redukcję immunologicznych składników ochronnych, zmniejsza również skład bakteryjny ludzkiego mleka, co wpływa niekorzystnie na rozwój dziecięcego mikrobiomiu [21]. Na OTIN pokarm taki jest często podawany niemowlętom przez sondę nosowo-żołądkową. Sondy te nie są sterylne, a co więcej mogą być siedliskiem patogenów. Potrzebne są dalsze badania, aby sprawdzić, czy częste wymienianie sond ma wpływ na mikrobiom jelitowy noworodków i wyniki kliniczne.

Terapie alternatywne, takie jak stosowanie prebiotyków i probiotyków, mogą przywrócić równowagę w słabo rozwiniętym mikrobiomie noworodka, lecz ich skuteczność nie jest ostatecznie potwierdzona [22]. Prebiotyki to substancje sprzyjające wzrostowi pożytecznych drobnoustrojów. Przykładem mogą być wspomniane wyżej oligosacharydy, które występują obficie w mleku matki. Noworodkom karmionym sztucznie, można dawać ich zamienniki, takie jak inulina, laktuloza, krótkołańcuchowe fruktooligosacharydy lub galaktooligosacharydy. W przeprowadzonej metaanalizie nie odnotowano do tej pory poprawy zdrowia u tych dzieci, jednakże wykazano u nich znaczący przyrost dobroczynnego mikrobiomu [1...

Dalsza część jest dostępna dla użytkowników z wykupionym planem

Przypisy