Mikrobiota niemowląt – kluczowa rola równowagi bakteryjnej w rozwoju dziecka

Skład mikrobioty niemowląt w pierwszych miesiącach życia

Mikrobiota jelitowa człowieka, czyli zespół mikroorganizmów zasiedlających przewód pokarmowy, kształtuje się dynamicznie w pierwszych miesiącach życia i odgrywa fundamentalną rolę w dojrzewaniu układu immunologicznego, metabolizmu oraz w ochronie przed infekcjami i chorobami przewlekłymi. W okresie okołoporodowym jelito noworodka jest zasadniczo jałowe, choć najnowsze wyniki badań sugerują możliwość kontaktu z mikroorganizmami już w życiu płodowym, na przykład przez płyn owodniowy czy łożysko, choć ta teoria jest nadal przedmiotem intensywnych badań i nie została jednoznacznie potwierdzona [1]. Jednak zdecydowana większość kolonizacji następuje w trakcie porodu i bezpośrednio po nim. Sposób narodzin w ogromnym stopniu wpływa na początkowy skład mikrobioty. Dzieci urodzone siłami natury kolonizowane są głównie przez bakterie obecne w kanale rodnym i jelitach matki, takie jak: Lactobacillus, Prevotella, Atopobium, Sneathia i Bifidobacterium, podczas gdy dzieci urodzone przez cesarskie cięcie mają mikrobiotę przypominającą mikrobiotę skóry matki i personelu medycznego – dominuje Staphylococcus, Corynebacterium i Propionibacterium [2].
W pierwszych tygodniach życia mikrobiota niemowląt jest względnie mało zróżnicowana i zdominowana przez bakterie tlenowe i fakultatywnie beztlenowe, takie jak: Enterobacteriaceae, Streptococcus i Staphylococcus [3].
Z czasem, w miarę obniżania poziomu tlenu w jelitach i dojrzewania układu pokarmowego, środowisko sprzyja namnażaniu się bakterii beztlenowych, przede wszystkim Bifidobacterium, Bacteroides i Clostridioides. Największą rolę w kształtowaniu prawidłowej mikrobioty odgrywa sposób karmienia. Mleko matki, oprócz składników odżywczych, zawiera kompleksowe oligosacharydy mleka kobiecego (HMO – human milk oligosaccharides), które są nietrawione przez niemowlę, lecz stanowią selektywne substraty dla wzrostu bakterii z rodzaju Bifidobacterium [4]. U niemowląt karmionych piersią bifidobakterie mogą stanowić nawet 80–90% mikrobioty jelitowej, co jest uznawane za profil typowy dla zdrowych dzieci w wieku 0–6 miesięcy [5]. Ich dominacja jest korzystna. Wykazano, że Bifidobacterium longum subsp. infantis odpowiada m.in. za obniżanie pH jelit, konkurencję z patogenami i modulowanie odpowiedzi immunologicznej [6]. W przeciwieństwie do tego, mikrobiota niemowląt karmionych mlekiem modyfikowanym jest bardziej zróżnicowana, z wyraźnie mniejszą liczbą bifidobakterii i większą obecnością takich bakterii, jak: Escherichia coli, Clostridioides difficile, Bacteroides, a czasem nawet potencjalnie patogennych szczepów Enterococcus [7]. Różnice te mogą mieć znaczenie kliniczne – zaburzenia w kolonizacji mikrobioty we wczesnym okresie życia, tzw. dysbioza, są powiązane z większym ryzykiem wystąpienia atopii, astmy, cukrzycy typu 1, otyłości, a nawet zaburzeń neurorozwojowych [8]. 
Nie bez znaczenia są też inne czynniki środowiskowe – stosowanie antybiotyków zarówno u matki w czasie porodu, jak i u dziecka po porodzie znacznie obniża różnorodność mikrobioty i może prowadzić do długotrwałych zaburzeń w jej składzie [9]. Wyniki badań wskazują, że noworodki leczone antybiotykami wykazują osłabioną odpowiedź immunologiczną na szczepienia w późniejszym okresie niemowlęctwa, co jest prawdopodobnie wynikiem zakłóceń w ich mikrobiomie jelitowym, szczególnie spadku liczby korzystnych bakterii Bifidobacterium [10].
Warto również zaznaczyć, że kolonizacja jelit jest procesem stopniowym i wieloetapowym – dopiero około 2.–3. r.ż. skład mikrobioty dziecka zaczyna przypominać mikrobiotę osoby dorosłej zarówno pod względem różnorodności, jak i funkcji metabolicznych [11]. Jednak to właśnie pierwsze 1000 dni życia (od poczęcia do około 2. urodzin) uznaje się za tzw. okno krytyczne – czas szczególnie wrażliwy na czynniki zewnętrzne wpływające na rozwój mikrobioty i długoterminowe zdrowie gospodarza [12].

Dlaczego równowaga bakteryjna jelit jest kluczowa dla rozwoju dziecka?

Mikrobiota niemowląt nie jest jedynie pasywnym „towarzyszem” rozwoju dziecka – odgrywa aktywną rolę w regulacji funkcji barierowych jelita, dojrzewaniu układu odpornościowego (w tym tolerancji immunologicznej), metabolizmie energetycznym i komunikacji osi jelitowo-mózgowej. Prawidłowa kolonizacja bakterii, takich jak: Bifidobacterium, Lactobacillus i Bacteroides, pozwala na wykształcenie równowagi immunologicznej, hamuje nadreaktywność zapalną oraz wspiera produkcję krótkołańcuchowych kwasów tłuszczowych (SCFA), które mają właściwości przeciwzapalne i odżywiają komórki nabłonka jelitowego [13].
Mikrobiota jelitowa pełni funkcję „trenera” układu odpornościowego, pomagając mu rozpoznać, które mikroorganizmy są niezbędne do zdrowia, a które mogą być szkodliwe. W pierwszych miesiącach życia dziecka rozwijają się mechanizmy obronne organizmu, które zależą od tego, jakie mikroorganizmy zasiedlają jelita. Współczesne badania wykazują, że zaburzenia równowagi mikrobioty mogą prowadzić do problemów z rozwojem układu odpornościowego, co zwiększa ryzyko chorób autoimmunologicznych, alergii oraz infekcji. Brak różnorodności mikrobioty lub dominacja patogennych bakterii może prowadzić do nadmiernej odpowiedzi zapalnej, która może skutkować przewlekłymi chorobami zapalnymi i alergicznymi [14].
Prawidłowo zrównoważona mikrobiota jelitowa jest również odpowiedzialna za zdrowe funkcjonowanie układu pokarmowego. Bakterie jelitowe pomagają w trawieniu pokarmów, wytwarzając enzymy...