Mikrobiom nedonošeného dítěte a jeho vývoj

Děti v děloze těhotné ženy zatím nemají vlastní mikrobiom. Složení mikrobiomu se může v těhotenství zásadně měnit vlivem hormonálního působení. Změna střevní mikroflóry může stát za tím, proč mnoho nastávajících maminek trápí různé zvláštní chutě, které jsou řízeny mikrobiomem. Je důležité jíst zdravě a zároveň uspokojit chutě, aby maminka nesahala po nezdravých potravinách.

Přátelský střevní mikrobiom pomáhá udržovat zdravou střevní sliznici, což zajišťuje, že střevo je propustné pouze pro správné složky potravy. Díky tomu se všechny živiny ze stravy vstřebávají do krve v optimální podobě i množství, což vede k ideálnímu vyživení ženy i jejího dítěte.

První bakteriální osídlení novorozence

Při narození miminka dochází k prvnímu bakteriálnímu osídlení jeho sliznic. Bakteriální spektrum, se kterým se dítě setká nejdříve, se usídlí v jeho těle. Toto je jeden ze základních benefitů vaginálních porodů, kdy se tělíčko novorozence setká jako první s mikrobiomem ženy.

Ani u porodů císařským řezem není vše ztraceno. V některých porodnicích se novorozenec co nejdříve po vyjmutí z dělohy potí vaginálním sekretem rodičky. Tento krok efektivně zajišťuje kontakt neosídlených sliznic dítěte s mikrobiomem matky.

Vliv kojení na mikrobiom

Mikrobiom miminka je dále ovlivňován při kojení. Mateřské mléko je nejen nejlepším zdrojem výživy, ale je i bohaté na řadu bakteriálních kmenů, které osidlují střevní sliznici dítěte. Růst přátelských bakterií ve střevech dítěte je podporován dalšími složkami mléka, tzv. prebiotickými oligosacharidy.

Mateřské mléko je tedy komplexní živinou. Mechanismus, jak se bakterie dostávají do mateřského mléka, je vysvětlován tzv. Je dobré proto zařadit do stravy fermentované výrobky a doplňovat díky nim střevní bakterie různých kmenů.

Vývoj střevního mikrobiomu

Mikrobiom a lidský organismus tvoří holobiont, přičemž mezi střevním mikrobiomem a dalšími tělesnými systémy probíhá důležitá výměna informací, která ovlivňuje fyzické a mentální zdraví. Moderní sekvenační metody naznačují, že plod a děloha nejsou sterilní, avšak nízká úroveň bakteriální DNA v některých studiích může být důsledkem kontaminace vzorků. Naopak, bakteriální kolonizace začínající porodem je pravidelně potvrzována různými studiemi.

Primární mikrobiální kolonizace nastává během porodu, zatímco intrauterinní kolonizace bakteriemi nebyla prokázána. Vývoj střevního mikrobiomu u novorozenců začíná v aerobním prostředí, které podporuje kolonizaci aerobními a fakultativně anaerobními bakteriemi. Jakmile tyto bakterie začnou využívat kyslík, dochází k poklesu jeho parciálního tlaku, což vytváří podmínky pro růst striktně anaerobních bakterií.

Vývoj mikrobiomu u nedonošených novorozenců

U nedonošených novorozenců je tento proces narušen faktory jako způsob porodu (císařský řez), pobyt na jednotce intenzivní péče a způsob výživy. Druhá fáze vývoje mikrobiomu nastává během kojení, kdy dominují bifidobakterie. Po ukončení kojení a zavedení komplementární stravy dochází k významným změnám ve složení mikrobiomu, včetně nárůstu diverzity a poklesu bifidobakterií, zatímco se zvyšuje zastoupení rodů jako Bacteroidaceae a Ruminococcaceae.

Zařazení komplexních polysacharidů do stravy podporuje růst bakterií schopných degradovat vlákninu, což zvyšuje produkci mastných kyselin s krátkými řetězci, které mají důležitou roli v metabolických procesech a zdraví střev. V prvních 2 až 3 letech života pokračuje intenzivní vývoj střevního mikrobiomu, který se stabilizuje a přibližuje se složení mikrobiomu dospělého jedince.

Faktory ovlivňující vývoj mikrobiomu

Vývoj střevního mikrobiomu je ovlivněn mnoha faktory, mezi které patří strava těhotné ženy, způsob porodu, antenatální komplikace, užívání antibiotik, termín porodu, prostředí, genetické a epigenetické faktory a typ výživy.

Klinické aspekty složení střevního mikrobiomu

U donošeného novorozence

Nárůst incidence alergických onemocnění, zejména atopie, je v posledních letech spojován s časnou střevní dysbiózou, přičemž klíčovými faktory jsou způsob porodu a typ výživy. Nové studie na myších modelech ukazují, že již během fetálního vývoje dochází ke stimulaci maturace střevního epitelu a imunitních buněk, a to i bez přítomnosti živých bakterií.

Obezita se od roku 1975 celosvětově ztrojnásobila a je považována za komplexní onemocnění, které ovlivňuje nejen energetická bilance, ale také genetické faktory a environmentální vlivy, jako je životní styl a stres. Důležitou roli hraje složení střevního mikrobiomu, přičemž observace ukazují na spojení mezi obezitou a změnami v jeho složení, konkrétně poklesem Bacteroidota a nárůstem Firmicutes.

U nedonošeného novorozence

U nedonošených novorozenců je nezralost imunitního systému a fyziologických bariér spojena s vysokým rizikem závažné neonatální morbidity, jako je nekrotizující enterokolitida (NEC) a pozdní sepse u novorozence (LOS). Střevní mikrobiom hraje klíčovou roli, neboť může mít systémové účinky na další orgány, včetně centrálního nervového systému.

Patogeneze NEC není dosud plně objasněna, avšak dominantní teorií je aktivace Toll-like 4 receptorů (TLR4) na střevních epiteliálních buňkách, které reagují na bakteriální endotoxiny. Tato aktivace spouští apoptózu buněk a poškození epitelu, což vyvolává zánětlivou kaskádu. Současné výzkumy naznačují, že rozvoj NEC není spojen s konkrétními bakteriálními druhy, ale spíše s nestabilním a málo rozmanitým mikrobiomem.

Neonatální sepse představuje závažnou komplikaci novorozeneckého období, spojenou s vysokou mortalitou a dlouhodobou morbiditou. Pozdní sepse u novorozence (LOS) se vyvíjí horizontálním přenosem mikroorganismů z prostředí po 72 hodinách života. Nezralí novorozenci jsou obzvlášť náchylní k infekcím kvůli nezralému imunitnímu systému a slabým kožním a slizničním bariérám. Riziko se zvyšuje také při invazivních procedurách, dlouhodobé parenterální výživě a změnách ve střevním mikrobiomu. Patogeny spojené s LOS jsou často dominantními druhy ve střevním mikrobiomu postižených novorozenců, což zvyšuje riziko jejich pronikání do krevního oběhu.

Vliv mikrobiomu na vývoj mozku

V oblasti vývoje mozku a osy střevo-mozek se ukazuje, že neuronální maturace u nezralých novorozenců probíhá odlišně než u plodu. U některých extrémně nezralých dětí se pozoruje alterovaný vývoj mozkových funkcí bez přítomnosti intrakraniální patologie. Střevní bakterie mohou ovlivňovat vývoj mozku prostřednictvím produkce neuromodulačních molekul, jako jsou serotonin, dopamin a GABA.

Existuje bidirektivní komunikace mezi mikrobiomem a neurony, pravděpodobně prostřednictvím peptidoglykanových receptorů v mozku. Časné a časté změny ve střevním mikrobiomu nezralých dětí jsou spojovány s trvalou psychiatrickou morbiditou, což podtrhuje důležitost mikrobiomu pro celkový vývoj a zdraví novorozenců.

Faktory ovlivňující mikrobiom

Mezi klíčové faktory ovlivňující mikrobiom nedonošeného dítěte patří:

• Způsob porodu: Vaginální porod přispívá k osídlení prospěšnými bakteriemi z matky, zatímco císařský řez může vést k chudšímu mikrobiomu.
• Gestační týden: Nedonošení novorozenci mají často narušený vývoj mikrobiomu kvůli nezralosti.
• Výživa: Kojení je klíčové pro podporu růstu prospěšných bakterií, zejména bifidobakterií. Umělá výživa může mít odlišný vliv.
• Antibiotická terapie: Užívání antibiotik může negativně ovlivnit rozmanitost a složení mikrobiomu.
• Prostředí: Pobyt na jednotce intenzivní péče a kontakt s nemocničním prostředím mohou ovlivnit složení mikrobiomu.
• Genetické a epigenetické faktory: Tyto faktory hrají roli ve vývoji imunitního systému a jeho interakci s mikrobiomem.

Klinický přístup k podpoře mikrobiomu

Klinický přístup by měl podporovat přirozený vývoj mikrobiomu a napravovat případné alterace. Mezi doporučení patří:

• Snižování počtu císařských řezů.
• Podpora kojení a nabídka donorského mléka.
• Omezení antibiotické terapie, kde je to možné.

V budoucnu se očekává, že klinická praxe se zaměří na personalizovaný přístup založený na analýze střevního mikrobiomu, což umožní predikci vzniku a vývoje závažných klinických jednotek, jako jsou nekrotizující enterokolitida (NEC) a sepse (LOS).

Orální mikrobiom a jeho vliv

Orální mikrobiom je definován jako kolektivní genom mikroorganismů, které sídlí v dutině ústní. Po střevech je to druhá největší mikrobiální komunita u lidí. Ve srovnání s jinými místy těla vykazují ohromnou rozmanitost funkcí.

Lůno plodu je obvykle sterilní. Nedávné studie však uvádějí kolonizaci uvnitř děložního prostředí, konkrétně plodové vody orálními mikroorganismy až u 70 % těhotných žen. Kultivovatelným mikroorganismem, který se zde nejčastěji vyskytoval, byl Fusobacterium nucleatum, druh spojený s periodontálním onemocněním.

Tato data dále podporují názor, že u těhotných žen představuje periodontální onemocnění rizikový faktor pro předčasně narozené děti a kojence s nízkou porodní hmotností. Během těhotenství se bakterie, které se nacházejí v ústní dutině, mohou dostat do plodové vody prostřednictvím přechodné bakterémie, zejména v přítomnosti orálních onemocnění, jako je gingivitida nebo periodontitida.

Parodontitida a předčasný porod

Parodontitida se v dnešní době považuje za rizikový faktor pro předčasné porody a nízkou porodní hmotnost. Je druhou nejčastější chorobou dutiny ústní po zubním kazu.Fusobacterium nucleatum je označován jako hlavní původce zánětů dutiny ústní/placenty. Je spojen s periodontálním onemocněním a byl izolován z plodové vody, placenty a chorioamnionických membrán u žen, které předčasně porodily.

Studie naznačují, že přechodná i déletrvající bakterémie způsobená periodontální infekcí může usnadnit bakteriální přenos z ústní dutiny do dělohy. Fusobacterium nucleatum může hematogenně proniknout na placentu a mít tak na těhotenství nepříznivý vliv.

Vysoké hladiny C-reaktivního proteinu, 8-isoprostanu a PGE2 u žen s parodontitidou naznačují zvýšené riziko předčasného porodu. Intrauterinní infekce a imunitní reakce plodu u lidí mohou způsobit předčasné porody. F. nucleatum je jedním z nejrozšířenějších druhů vyskytujících se u infekcí plodové vody a placenty.

Vývoj imunity u předčasně narozených dětí

Děti narozené před dvaatřicátým týdnem těhotenství jsou schopné velmi rychle získat imunitu podobně silnou, jakou mají děti narozené v řádném termínu. Výzkum ukázal, že imunita se vyvíjela u předčasně narozených dětí podobným směrem jako u těch narozených běžně, a nezáleželo na tom, jak dlouhou dobu byly do porodu jejich matky těhotné.

Děti narozené před 28. týdnem imunitu dokonce doháněly zdaleka nejrychleji ze všech skupin. Toto naznačuje, že jak děti narozené v běžné době, tak i ty narozené dříve dodržují stejná pravidla posilování imunity. Většina rozvoje imunity se týká období po porodu, a tedy i děti narozené velmi předčasně mají schopnost vyvinout si normální imunitní systém.

Infekce a komplikace s nimi spojené jsou po předčasném porodu častou příčinou úmrtí. Experti vývoji obranyschopnosti dětského organismu příliš nerozumí. Zranitelným novorozencům, u nichž se objevují infekce, chybí dostatečné množství jednoho druhu proteinu, který pomáhá bílým krvinkám.

tags: #mikrobiom #nedonosene #dite