Wpływ bifidobakterii na prawidłowy rozwój mikrobioty jelitowej u dzieci

W skład mikrobioty wchodzi od 300 do nawet 1000 gatunków drobnoustrojów, a ich liczebność w samym tylko przewodzie pokarmowym wynosi od 106 do 1012 w 1 g treści [1].

Znaczenie mikrobioty jelitowej dla zdrowia

Wpływ mikrobioty jelitowej na zdrowie człowieka jest ogromny. Do jej głównych funkcji należy m.in.:

• synteza witamin (np. witaminy K) i krótkołańcuchowych kwasów tłuszczowych w jelicie grubym,
• stymulowanie komórek układu immunologicznego,
• obrona przed kolonizacją mikroorganizmami patogennymi.

Dodatkowo skład i liczebność mikrobioty jelitowej może wpływać na ryzyko wystąpienia wielu chorób i zaburzeń, np. otyłości, depresji, alergii, cukrzycy typu II czy chorób jelit [2]. Niektóre badania sugerują również, że dysbioza jelitowa (zaburzenia w składzie mikrobioty jelitowej zarówno pod kątem ilościowym, jak i jakościowym) może być czynnikiem patogennym martwiczego zapalenia jelit noworodków, celiakii, nieswoistego zapalenia jelit, zespołu jelita nadwrażliwego, atopowego zapalenia skóry, a nawet zaburzeń ze spektrum autyzmu [3].

Czynniki wpływające na mikrobiotę jelitową 

Sądzi się, że człowiek rodzi się z jałowym przewodem pokarmowym, a kolonizacja jelit przez bakterie i inne drobnoustroje rozpoczyna się dopiero w momencie porodu. Jednak okazuje się, że istnieje wiele czynników, które mogą wpływać na rozwój mikrobioty płodu w okresie pre- oraz postnatalnym [4]. Środowisko wewnątrz macicy nie jest fizjologicznie sterylne, więc mikrobiota jelitowa matki może oddziaływać na płód na długo przed narodzinami. Wnioski te oparto na badaniach smółki, która – jak się okazuje – zawiera bakterie jelitowe oraz na nowoczesnych technologiach molekularnych wskazujących na obecność bakterii również w płynie owodniowym, krwi pępowinowej, łożysku i błonach płodowych [4]. Ciekawych wniosków dostarczają obserwacje Hu i wsp., którzy porównali mikrobiotę jelitową noworodków urodzonych przez matki z cukrzycą typu 2 lub cukrzycą ciążową z mikrobiotą noworodków zdrowych matek. W tym badaniu udało się potwierdzić obecność bakterii w smółkach dzieci. Wykazano też, że skład mikrobioty jelitowej różnił się między grupami oraz że kał noworodków urodzonych przez kobiety z cukrzycą był zbliżony pod kątem składu bakterii do kału osób dorosłych z tą jednostką chorobową. Może to zatem wskazywać na to, że choroba matki wpływa na mikrobiotę jelitową jej dziecka [5].
Dodatkowymi czynnikami postnatalnymi, które mają wpływ na skład mikrobioty jelitowej, są: wiek ciążowy (dzieci urodzone przedwcześnie mają mniej różnorodny i stabilny skład), rodzaj porodu (dziecko urodzone przez cesarskie cięcie jest zasiedlane przez bakterie szpitalne oraz ze skóry matki i personelu, z kolei dzieci urodzone naturalnie – przez bakterie kanału rodnego) oraz sposób karmienia (pokarm matki sprzyja większej różnorodności mikrobioty). 

Co to są probiotyki i czy żywność jest probiotykiem?

Według definicji WHO probiotyki to żywe drobnoustroje, które podane w odpowiedniej ilości wywierają korzystny wpływ na zdrowie gospodarza [6]. Badania naukowe wskazują, że stosowanie probiotyków może m.in.:

• hamować rozwój patogennych mikroorganizmów,
• zapobiegać biegunkom poantybiotykowym,
• zapobiegać nawrotom infekcji grzybiczych i bakteryjnych pochwy,
• stymulować działanie układu odpornościowego. 

Do głównych drobnoustrojów probiotycznych zalicza się szczepy bakteryjne głównie z rodzaju Lactobacillus i Bifidobacterium oraz inne bakterie kwasu mlekowego (m.in. Lactococcus, Streptococcus, Enterococcus) oraz drożdżaki z rodzaju Saccharomyces.
Właściwości probiotyków są szczepozależne, co oznacza, że tylko określone szczepy bakterii wykazują zastosowanie w leczeniu konkretnej przypadłości. Nie można przypisywać określonego działania wszystkim bakteriom z danej rodziny [7].

Aby probiotyk był w stanie realizować swoją funkcję, musi spełniać pewne warunki, m.in. 

• mieć odporność na działanie niskiego pH żołądka oraz enzymów trawiennych czy kwasów żółciowych w dwunastnicy,
• mieć zdolność do przeżycia i aktywności metabolicznej w jelicie grubym,
• mieć zdolność adhezji (przylegania) do komórek nabłonka jelitowego i trwałej lub przejściowej kolonizacji przewodu pokarmowego,
• wykazywać tylko i wyłącznie pozytywne działanie na organizm człowieka [7].

Inne pokrewne pojęcie to prebiotyki. Nazywamy tak substancje występujące w pożywieniu, które mają na celu wspomaganie rozwoju mikrobioty jelitowej. Potocznie mówi się, że prebiotyki stanowią pożywkę dla bakterii jelitowych i stymulują ich namnażanie [8]. Prebiotykiem może być zarówno naturalny składnik diety (np. błonnik), jak i suplement diety. Do najczęściej stosowanych substancji prebiotycznych należą: poli- i oligosacharydy, inulina, fruktooligosacharydy (FOS), mannanooligosacharydy (MOS) oraz laktuloza. Źródłem pokarmowym tych składników mogą być produkty pełnoziarniste, nasiona roślin strączkowych, warzywa, owoce, orzechy [2].
Niektóre produkty mleczne (np. jogurt, maślanka, kefir), które powstają w wyniku procesu fermentacji, stanowią naturalne źródło bakterii kwasu mlekowego (głównie z rodzaju Lactobacillum oraz Bifidobacterium. Bakterie kwasu mlekowego niewątpliwie poprawiają pracę przewodu pokarmowego [9], jednak trudno nazwać kiszonki probiotykami. Preparaty probiotyczne zawierają wyselekcjonowane, ściśle określone szczepy i to w konkretnej liczebności. W przypadku produktów mlecznych brakuje tego rodzaju informacji, więc trudno uznać je za produkty o właściwościach leczniczych i traktować na równo z suplementami diety.

Szczepy Bifidobacterium a rozwój mikrobioty jelitowej u dzieci

Wśród bakterii rodzaju Bifidobacterium szczepy z gatunku Bifidobacterium breve są szeroko stosowane w pediatrii. 
B. breve jest dominującym gatunkiem u niemowląt karmionych piersią. Wykazuje działanie przeciwustrojowe wobec ludzkich patogenów oraz immunostymulujące. 
Probiotykoterapia szczepami B. breve może być wykorzystywana u dzieci z alergią na białka mleka krowiego. Kilka badań interwencyjnych sugeruje, że Bifidobacterium breve M-16 V może zapobiegać lub zmniejszać nasilenie stanów alergicznych, w tym alergicznego nieżytu nosa oraz astmy [10]. Z kolei inne badania wskazują, że szczepy Bifidobacterium animalis i longum są skuteczne w leczeniu ostrej biegunki rotawirusowej u hospitalizowanych dzieci, a główny mechanizm ich działania polega na zwiększaniu odpowiedzi immunologicznej i skracaniu czasu trwania choroby [11].
W 2012 roku przeprowadzono badanie przesiewowe 46 szczepów Bifidobacterium mające na celu określenie ich zdolności do hamowania wzrostu patogenów jelitowych, w tym bakterii z grupy coli wyizolowanych od niemowląt z kolką jelitową. Najskuteczniejszymi szczepami okazały się te z gatunki B. breve, a mianowicie szczep B632, B2274 i B7840. Oprócz działania przeciwdrobnoustrojowego przeciwko bakteriom z grupy coli i innym bakteriom chorobotwórczym, szczepy nie wykazały żadnych właściwości cytotoksycznych. Co więcej, B. breve 632 był również zdolny do zwiększania aktywności makrofagów i komórek śródbłonka w obrębie stanu zapalnego, co wskazuje na jego właściwości immunostymulujące [12].
Inny szczep – B. breve BR03 okazał się również skuteczny w hamowaniu wzrostu bakterii z grupy E. coli. Podawanie obu szczepów przez kolejnych 21 dni w postaci oleistej zawiesiny zdrowym dzieciom było skuteczne w uzyskiwaniu kolonizacji jelit i zmniejszaniu całkowitej liczby bakterii coli w kale, co potencjalnie może rzutować na mniejsze ryzyko pojawienia się lub nasilenie ataków kolki [13].
Z kolei zeszłoroczne badanie na grupie dzieci i nastolatków w wieku od 6 do 18 lat wskazuje, że 8-tygodniowa probiotykoterapia szczepami B. breve BR03 oraz B632 miała korzystny wpływ na poprawę wrażliwości na działanie insuliny u młodzieży z otyłością. Tego rodzaju terapia może stanowić uzupełnienie postępowania farmaceutycznego oraz dietetycznego w przypadku młodych osób ze stwierdzoną insulinoopornością [14].
Mikrobiota jelitowa ma ogromne znaczenie dla zdrowia człowieka, a jej kształtowanie odbywa się przez całe życie – od okresu prenatalnego, porodu, rozszerzania diety i prowadzonego stylu życia. Obecnie trwa wiele badań nad zastosowaniem poszczególnych szczepów bakteryjnych w zapobieganiu czy wspomaganiu leczenia wielu chorób. W przypadku dzieci okazuje się, że probiotykoterapia szczepami z rodziny Bifidobacterium może pomóc nie tylko w walce z kolkami czy alergiami, ale również stymulować działanie układu immunologicznego czy pomagać w poprawie wrażliwości na działanie insuliny. 

Piśmiennictwo;

1. Szajewska H., Probiotyki i prebiotyki, w: Szajewska H., Horvath A. (red.), Żywienie i leczenie żywieniowe dzieci i młodzieży, „Medycyna Praktyczna”, Kraków 2017, 82–86.
2. Adamiak J., Herbet M., Wpływ mikrobioty jelitowej na stan zdrowia, w: Bujajska B., Kalbarczyk K. (red)., Wybrane aspekty stanu zdrowia osób mieszkających na terenie Polski – przegląd i badania. Tom 1, Wydawnictwo Naukowe TYGIEL, Lublin 2021, 249–257.
3. Reddy B.L., Saier M.H., Autism and our intestinal microbiota, „J Mol Microbiol Biotechnol”. 25, 2015, 51–55.
4. Bartnicka A., Gałęcka M., Mazela J., Wpływ czynników prenatalnych i postnatalnych na mikrobiotę jelitową noworodka, „Standardy Medyczne/Pediatra” 13, 2016, 165–172.
5. Hu J., Nomura Y., Bashir A. i wsp., Diversified Microbiota of Meconium Is Affected by Maternal Diabetes Status, „PLOS ONE” 8, 2013, 78 257.
6. FAO/WHO Expert Consultation on Evaluation of Health and Nutritional Properties of Probiotics in Food including Powder Milk with Live Lactic Acid Bacteria, 1–4 October 2001.
7. Kaźmierska A., Probiotyki – recepta na zdrowie? „Kosmos” 63(3), 2014, 455–472.
8. Vyas U., Ranganathan N., Probiotics, prebiotics, and synbiotics: Gut and beyond, „Gastroenterology Research and Practice” 2012, 1–16.
9. Soemarie Y.B., Milanda T., Barliana M.I., Fermented Foods as Probiotics: A Review, „J Adv Pharm Technol Res”. 12(4), 2021, 335–339; doi: 10.4103/japtr.japtr_116_21. Epub 2021 Oct 20. PMID: 34 820 306; PMCID: PMC8588917. 
10. Cukrowska B., Bierła J.B., Zakrzewska M., Klukowski M., Maciorkowska E., The Relationship between the Infant Gut Microbiota and Allergy. The Role of Bifidobacterium breve and Prebiotic Oligosaccharides in the Activation of Anti-Allergic Mechanisms in Early Life, „Nutrients” 12(4), 2020, 946; https://doi.org/10.3390/nu12040946.
11. Bozzi Cionci N., Baffoni L., Gaggìa F., Di Gioia D., Therapeutic Microbiology: The Role of Bifidobacterium breve as Food Supplement for the Prevention/Treatment of Paediatric Diseases, „Nutrients” 10(11), 2018, 1723; doi: 10.3390/nu10111723. PMID: 30 423 810; PMCID: PMC6265827.
12. Aloisio I., Santini C., Biavati B., Dinelli G., Cencič A., Chingwaru W., Mogna L., Di Gioia D., Characterization of Bifidobacterium spp. strains for the treatment of enteric disorders in newborns, „Appl. Microbiol. Biotechnol”. 96, 2012, 1561–1576; doi: 10.1007/s00253-012-4138-5. 
13. Mogna L., Del Piano M., Mogna G., Capability of the two microorganisms Bifidobacterium breve B632 and Bifidobacterium breve BR03 to colonize the intestinal microbiota of children, „J. Clin. Gastroenterol”. 48, 2014, 37–39; doi: 10.1097/MCG.0000000000000234.
14. Solito A., Bozzi Cionci N., Calgaro M., Caputo M., Vannini L., Hasballa I., Archero F., Giglione E., Ricotti R., Walker G.E., Petri A., Agosti E., Bellomo G., Aimaretti G., Bona G., Bellone S., Amoruso A., Pane M., Di Gioia D., Vitulo N., Prodam F., Supplementation with Bifidobacterium breve BR03 and B632 strains improved insulin sensitivity in children and adolescents with obesity in a cross-over, randomized double-blind placebo-controlled trial, „Clin Nutr”. 40(7), 2021, 4585–4594; doi: 10.1016/j.clnu.2021.06 002. Epub 2021 Jun 11. PMID: 34 229 263.