• Home
  • Микробиом в педиатрической практике: междисциплинарный взгляд. Гордиенко В.М., Вялкова А.А., Плужник Ю.Е. и соавт.

Микробиом в педиатрической практике: междисциплинарный взгляд. Гордиенко В.М., Вялкова А.А., Плужник Ю.Е. и соавт.

Микробиом в педиатрической практике: междисциплинарный взгляд

DOI 10.64831/2619-0001.2024.3.275564

Л.М. Гордиенко¹,², к.м.н., доцент, А.А. Вялкова¹, д.м.н., профессор, Ю.Е. Плужник¹, Е.А. Куликова¹

¹ ФГБОУ ВО «Оренбургский государственный медицинский университет» Министерства здравоохранения Российской Федерации, г. Оренбург, Россия
² ООО «Медгард-Оренбург», г. Оренбург, Россия

РЕЗЮМЕ. В данном материале представлен обзор современной отечественной и зарубежной научной литературы, обобщающий данные о значении нормального состава микробиома кишечника, особенностях его формирования и влияния на организм человека. Описаны возможные причины нарушения нормального состава микробиоты и их влияние на состояние здоровья детей.

КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА: ЖЕЛУДОЧНО-КИШЕЧНЫЙ ТРАКТ, МИКРОБИОТА, ДИСБИОЗ, ДИСБАКТЕРИОЗ, ЗДОРОВЬЕ

ДЛЯ ЦИТИРОВАНИЯ / FOR CITATION: Гордиенко В.М., Вялкова А.А., Плужник Ю.Е., Куликова Е.А. Микробиом в педиатрической практике: междисциплинарный взгляд. Медицинский оппонент. 2024; 3 (27): 55–64 [Gordienko V.M., Vyalkova A.A., Pluzhnik Yu.E., Kulikova E.A. Microbiome in pediatric practice: an interdisciplinary view. Medical Opponent. 2024; 3 (27): 55–64 (In Russ.)]

Microbiome in Pediatric Practice: an Interdisciplinary View

Gordienko L.M.¹,², Vyalkova A.A.¹, Pluzhnik Yu.E.¹, Kulikova E.A.¹

¹ Orenburg State Medical University of the Ministry of Health of the Russian Federation, Orenburg, Russia
² Medgard-Orenburg LLC, Orenburg, Russia

SUMMARY. This material presents a review of modern domestic and foreign scientific literature, summarizing data on the importance of the normal composition of the intestinal microbiome, the features of its formation and influence on the human body. Possible causes of disturbance of the normal composition of the microbiota and their influence on the health of children are described.

KEYWORDS: GASTROINTESTINAL TRACT, MICROBIOTA, DYSPHOSIS, DYSBACTERIOSIS, HEALTH

Введение

В настоящее время в педиатрии всего мира придается большое значение возможностям раннего влияния на формирование состояния здоровья человека и профилактики болезней начиная с перинатального периода. При оценке влияния на текущее и на будущее состояние здоровья доказано значение микробиоты кишечника. Условиями формирования нормальной микробиоты являются физиологическое течение беременности у здоровой женщины, роды в срок через естественные родовые пути, раннее прикладывание к груди, получение ребенком молозива, исключительно грудное вскармливание в первое полугодие жизни, рациональное питание начиная с раннего детского возраста. Доказан факт внутриутробного контакта с материнской микробиотой в результате трансплацентарной передачи микроорганизмов. В результате молочнокислые бактерии обнаруживаются в плаценте, пуповине, амниотической жидкости, а с 24-й нед. гестации в ЖКТ плода. В настоящее время связь между кишечной микробиотой и состоянием здоровья человека является общепризнанной. Появление молекулярных и генетических методов диагностики позволило сделать прорыв в области изучения микробиома пищеварительного тракта [1].

Понятие «микрофлора человека» утратило свою актуальность: организм человека несет в себе не просто набор бактерий, а настоящий биом — микробиом. Но если биом с точки зрения экологов представляет собой крупную экосистему, то человек — это место обитания многочисленной популяции микроорганизмов, своего рода микробная экосистема, характеризующаяся своей генетической регуляцией и сложными взаимодействиями и реагирующая на влияние факторов внешней и внутренней среды. Современный уровень знаний позволяет выражаться более корректно и всё чаще заменять «микрофлору» термином «микробиота» (наряду с «микробиомом»), подчеркивая, что бактерии и грибы, вирусы и простейшие никак к «флоре» не относятся [2].

Микробиота человека представляет собой эволюционно сложившуюся экологическую систему разнообразных микроорганизмов, населяющих открытые полости организма и поддерживающих биохимическое, метаболическое, иммунологическое равновесие, необходимое для сохранения здоровья [3]. Наиболее многочисленная микробная популяция обитает в желудочно-кишечном тракте, в большей степени — в толстой кишке, которая содержит примерно 10¹⁴ бактериальных клеток, что в десятки раз превышает общее количество клеток организма [4]. По оценкам ученых, в данной экологической нише обитает от 400 до 1500 видов микробов, а общий геном бактерий желудочно-кишечного тракта насчитывает около 3 млн генов, что в 150 раз превышает размер генома человека. Микробиота каждого человека имеет свой уникальный состав и развивается на протяжении всей жизни [5]. Однако большинство кишечных микробов являются представителями видов Actinobacteria (роды Bifidobacterium и colinsella), Bacteroidetes (роды Bacteroides и Prevotella), Firmicutes (роды Lactobacillus, clostridium, eubacterium и Ruminococcus), Proteobacteria (enterobacter spp.). Результаты метагеномных исследований генетического состава и метаболического профиля кишечной микробиоты свидетельствуют о том, что микробиоценоз представляет собой отдельный экстракорпоральный орган человеческого организма [6].

Значительный интерес представляет и сам процесс формирования кишечной микробиоты человека. По мнению многих ученых, внутриутробный и неонатальный периоды — критические этапы формирования микробиома ребенка, от которых во многом зависит состояние его здоровья в течение всей жизни [7]. Несколько лет назад теория Тиссье о том, что эмбрион является стерильным в утробе матери и микробная колонизация новорожденного начинается во время и после рождения, была общепризнанной. Однако результаты молекулярно-генетических исследований состава кишечной микрофлоры свидетельствуют о том, что процесс микробной колонизации начинается внутриутробно и ребенок получает микрофлору матери в течение всей беременности, родов и грудного вскармливания [5]. В ряде исследований было выявлено, что в плаценте, околоплодных водах, пуповинной крови и первичном кале (меконии) присутствуют бактерии родов enterococcus, escherichia, Leuconostoc, Lactococcus и Streptococcus, а у недоношенных младенцев следы enterobacter, enterococcus (в меньшей степени, чем у доношенных), Lactobacillus, Photorhabdus и Tannerella. Были получены доказательства внутриутробной бактериальной транслокации — проникновения бактерий из кишечника матери к плоду, что предположительно происходит посредством кровотока [2].

Колонизация кишечника у здоровых детей укладывается в четыре последовательные временные фазы. Первая длится от момента рождения до двух недель. Микробная популяция в этот период представлена в основном стрептококками и кишечной палочкой. В зависимости от вида вскармливания через некоторое время присоединяются бифидо- или лактобактерии. В небольших количествах обнаруживаются и представители родов clostridium и Bacteroides. Через две недели начинается вторая фаза, которая продолжается до введения в рацион прикорма. В это время увеличивается численность представителей рода Bacteroides. С момента введения прикорма начинается третья фаза, длящаяся до завершения грудного вскармливания. В эту фазу окончательно формируется микробиом ребенка: постепенно, по мере увеличения в рационе доли твердой пищи и снижения доли грудного молока, растет количество бактериодов и анаэробных грамположительных кокков (пептококков и пептострептококков). Окончание грудного вскармливания знаменует переход к четвертой фазе. Она характеризуется относительной стабильностью микробного состава, который сохраняется в течение всей жизни индивида [5].

Наиболее значимая микробная колонизация ребенка происходит во время родов и после рождения [8, 9]. Следует отметить, что микробная колонизация новорожденного ребенка является мультифакториальным и очень уязвимым процессом [7]. Состав формирующейся микробиоты зависит от гестационного возраста ребенка, способа родоразрешения, типа вскармливания, антибактериальной терапии, санитарно-гигиенических условий окружающей среды, географических условий и др. [10]. Микрофлора матери и санитарное состояние окружающей среды определяют характер первичной колонизации ребенка, в последующем состав кишечной микробиоты во многом зависит от типа вскармливания. Кишечная микрофлора в первые несколько дней жизни ребенка неоднородна, и состав ее меняется очень быстро [4]. При вагинальном родоразрешении пищеварительный тракт ребенка интенсивно заселяется аэробными и факультативными анаэробными бактериями: e.coli и другими энтеробактериями, энтерококками и стафилококками, которые снижают концентрацию кислорода в кишечнике и, таким образом, подготавливают условия для колонизации облигатными анаэробами [3]. С конца первой недели жизни ребенка в кишечной микробиоте начинают доминировать строгие анаэробы (бифидобактерии, бактериоды и клостридии), которые приводят к супрессии аэробной флоры. Источником бифидобактерий и бактериодов для ребенка, как правило, является кишечная микрофлора матери [11].

У детей, рожденных путем кесарева сечения, кишечная микробиота характеризуется меньшим разнообразием видов бактерий, низким содержанием бифидобактерий и бактериодов в сравнении с кишечной микрофлорой детей при вагинальных родах. В составе кишечной микробиоты у детей, рожденных оперативным путем, чаще обнаруживаются различные условно-патогенные микробы (C. difficile, enterococcus spp., Klebsiella spp., Streptococcus spp., Haemophilus и Veillonella). У таких младенцев отмечают замедление заселения кишечника филой Bacteroidetes и низкое бактериальное разнообразие в течение первых двух лет жизни [9]. Однако с четырех месяцев различия в бактериальном разнообразии с естественно рожденными детьми начинают стираться, и к 12 месяцам практически исчезают [2].

Помимо способа родоразрешения, тип вскармливания и факторы окружающей среды оказывают наиболее значимое влияние на развитие микробиома младенца [12]. Грудное молоко служит важным фактором в формировании микробиоценозов ребенка, поскольку содержит вещества с антимикробным и пребиотическим потенциалом (бета-лактоза, лактоферрин, секреторные иммуноглобулины А, лейкоциты, лизоцим и др.) и является главным источником симбиотических микроорганизмов (бифидобактерий, лактобактерий, энтерококков) для грудного ребенка [13]. Независимо от того, материнское или донорское грудное молоко используется для вскармливания, у каждого младенца формируется свой особый микробиом. Заслуга в этом принадлежит олигосахаридам молока человека (ОМЧ) [8, 14]. В составе женского молока около 8% отведено перевариваемым ОМЧ — пребиотикам, поддерживающим рост Bifidobacterium longum subsp. infantis [31]. При этом профиль ОМЧ у каждой женщины уникален, что обеспечивает, в свою очередь, индивидуальность младенческого микробиома [7]. Грудное молоко содержит не менее 10³ КОЕ/мл живых бактерий и широкий спектр бактериальных ДНК, включая ДНК бифидобактерий, которые могут программировать иммунную систему новорожденного. С введением прикормов состав кишечной микробиоты грудного ребенка претерпевает существенные изменения. Микрофлора становится более разнообразной с преобладанием лактобацилл, увеличивается количество представителей строгих анаэробов, меняется внутривидовой состав определенных бактерий. Бактериоды становятся постоянными представителями кишечной микрофлоры во втором полугодии жизни ребенка на фоне введения прикорма [16]. После завершения грудного вскармливания в микробиоме детского кишечника появляются характерные для взрослого бактерии — представители типов Bacteroidetes, Firmicutes и класса clostridia: clostridium, Ruminococcus, Faecalibacterium, Roseburia и anaerostipes [2, 17].

Грудное вскармливание объясняет наибольшую дисперсию в период с 3-го по 14-й месяцы жизни. Грудное вскармливание оказывает сопоставимое влияние на развитие микробиома, независимо от того, было ли оно исключительно или вместе с молочными смесями и / или сухими продуктами. На уровне рода поступление грудного молока наиболее значимо связано с бифидобактериями. На видовом уровне грудное вскармливание достоверно связано со 121 различным видом бактерий, с более высокими уровнями B. bifidum, B. breve, B. dentium, Lactobacillus rhamnosus и Staphylococcus epidermidis и более низкими уровнями escherichia coli, Tyzzerella nexilis, eggerthella lenta, Ruminococcus torques и Ku-шечная розебурия у младенцев на грудном вскармливании [9]. Bifidobacterium spp. и лактобациллы spp. жизнеспособно присутствуют в грудном молоке, а стафилококк spp. колонизирует кожу ареолярного отростка, таким образом, эти виды могут передаваться непосредственно от матери младенцу. B. longum недостоверно связан с грудным вскармливанием и остается в более высоком относительном количестве по сравнению с другими видами Bifidobacterium [18]. Негативно сказывается на составе микробиоты кишечника новорожденного прием антибиотиков матерью во время беременности или в раннем неонатальном периоде, что далее влияет на развитие иммунной системы младенца, способствует развитию атопических заболеваний, включая атопический дерматит и бронхиальную астму, повышает риск развития ожирения и метаболического синдрома, болезни Крона, сахарного диабета 1-го типа и т.д. У детей, которые подвергались внутриутробному воздействию антибиотиков, было обнаружено снижение микробного разнообразия в кишечнике, в частности значительное уменьшение содержания лакто- и бифидобактерий, которые должны одними из первых колонизировать кишечник новорожденного и оказывать влияние на становление иммунной системы [19].

По мнению ряда авторов, кишечная микрофлора детей становится приближенной по своему составу к микрофлоре взрослого человека к концу первого года жизни ребенка, с преобладанием численности бактерий родов Firmicutes, Bacteroidetes, Proteobacteria и actinobacteria. По мнению R. agans и соавт., кишечная микробиота подростков все же отличается по составу от микробиоты взрослого человека [11].

Микробиота человека служит функциональной системой в организме, обладающей резервом адаптационных возможностей к меняющимся условиям внутренней и окружающей среды [6]. Она является важным составляющим в кишечном барьере. Резидентная микробиота конкурирует с патогенами за пространство и энергетические ресурсы, а также производит молекулы для поддержания целостности слизистой оболочки. В частности, лактобациллы и бифидобактерии производят молочную кислоту, бактериоцины и короткоцепочечные жирные кислоты (КЦЖК), которые подавляют рост патогенной флоры. Сбалансированная микробиота кишечника стимулирует резистентные макрофаги к высвобождению большого количества интерлейкина (ИЛ) 10 и трансформирующего фактора роста бета, препятствуя тем самым увеличению количества провоспалительных Т-хелперных 17 (Th17) клеток. Микробиота также регулирует количество муцина посредством воздействия отдельных представителей на его выработку бокаловидными клетками [20].

На сегодняшний день установлено, что нормальная микробиота кишечника выполняет следующие функции: предотвращение колонизации пищеварительного тракта патогенными микроорганизмами (прямая конкуренция с патогенными бактериями за питательный субстрат и среду обитания); участие в регуляции моторики ЖКТ; формирование местного и системного иммунитета (в качестве антигена), а также формирование пищевой толерантности; детоксикация неабсорбированных эндогенных и экзогенных субстратов и метаболитов; кишечная микробиота абсорбирует токсические вещества и элиминирует их с кишечным содержимым либо утилизирует для собственных нужд; участие в обмене холестерина в процессе энтерогепатической циркуляции желчных кислот; участие в синтезе витаминов В, К, биологически активных веществ и др. Бифидобактерии синтезируют витамины группы В и играют роль в метаболизме витаминов С и D, а выработка витамина К осуществляется микроорганизмами из группы бактериодов [21].

В последние годы активно развивается учение о биопленках как особом уровне организации пристеночных микроорганизмов. Биопленка представляет собой клетки в матрице полимерных структур, продуцируемых микробами. Популяция микроорганизмов в биопленке регулируется сложной системой их взаимодействия, которая получила название «чувство кворума» (Quorum Sensing — QS). Организованные в биопленке микроорганизмы определяют симбионтное пищеварение, резистентность, функциональную активность, взаимодействие с клетками макроорганизма. Относительно новым является и представление о симбионтном пищеварении: кишечная микрофлора рассматривается как один из компонентов процесса пищеварения. При этом в большей степени данный тип пищеварения присутствует в тонкой кишке [22].

Роль микробиоты и все направления ее деятельности трудно оценить. Бактерии продуцируют аналоги гормонов человека: серотонин, тестостерон, норадреналин, дофамин и др. Воздействуя на стенку кишечника, эти вещества попадают в кровоток, влияя на наш мозг, формируют вкусовые пристрастия, привычки и даже поведение. Связь головного мозга и желудочно-кишечного тракта осуществляется на сенсорном, моторном и нейроэндокринном уровнях. Концепция оси кишечник — головной мозг — кишечник стала парадигмой. Учитывая взаимодействие между микробиотой кишечника и иммунной системой, ось продевает: кишечник — головной мозг — иммунная система — микробиота. Открыты многочисленные свойства микробиоты, прежде всего положительные, но в отдельных случаях существуют и отрицательные [23]. Так, бактерии подавляют заражение одними вирусами и способствуют заражению другими. Эти эффекты происходят при прямом и/или косвенном воздействии микробиоты (ее метаболитов) с эпителиальными клетками и вирусными частицами организма хозяина. Кишечная микробиота способствует метаболическому здоровью человека-хозяина и в случае отклонения от нормы участвует в патогенезе различных общих метаболических нарушений.

Недостаточное питание, кишечные инфекции, повторные курсы антибиотиков у детей в раннем детстве могут приводить к персистирующему нарушению состава микробиоты, к незрелости микробиома, сниженному и/или повышенному микробному разнообразию с многочисленными негативными последствиями [24].

Удалось установить, что по составу микрофлоры все людей можно разделить на три энтеротипа, каждый из которых включает множество видов бактерий, вне зависимости от места проживания, состояния здоровья или возраста [25]. Исследователи объединили популяции бактерий в кластеры, названные согласно доминирующим в них родам. Данное открытие можно сравнить с делением людей на группы крови [14]. Bacteroides являются доминирующими у первого энтеротипа, Prevotella преобладает у второго энтеротипа, а Ruminococcus — у третьего. Так, энтеротип Bacteroides отличается активностью в отношении разложения углеводов, а также способствует выработке витаминов С, В2, В5 и Н [9, 26].

Можно предположить, что первый энтеротип будет реже страдать атеросклерозом либо его старт начнется в более позднее время. Ruminococcus, наоборот, улучшают всасывание углеводов и повышают уровень сахара в крови. Они синтезируют фолиевую кислоту и витамин В1. Prevotella в процессе жизнедеятельности разрушают защитный слизистый покров, что, вероятно, предрасполагает к дефектам слизистой оболочки кишечника [15].

Следовательно, наличие определенного энтеротипа позволит прогнозировать особенности обмена веществ и указывать на предрасположенность к определенным заболеваниям. В то же время использование такого диагностического метода, как ПЦР, показало, что микрофлора кишечника каждого человека индивидуальна и постоянна [28]. Качественное и количественное изменение бактериальной флоры кишечника обозначают термином «дисбактериоз», который ввел немецкий ученый А. Нисле в 1916 г. [21].

Под дисбактериозом кишечника понимают клинико-лабораторный синдром, связанный с изменением качественного и/или количественного состава микрофлоры кишечника с последующим развитием метаболических и иммунологических нарушений с возможным развитием желудочно-кишечных расстройств [15]. Соотношение разнообразных популяций микробов отдельных органов и систем, поддерживающее биохимическое, метаболическое и иммунологическое равновесие, необходимое для сохранения здоровья человека, называют нормофлорой. Концентрация микробных клеток, их состав и соотношение меняется в зависимости от отдела кишечника. У здоровых людей в двенадцатиперстной кишке количество бактерий составляет не более 10⁴–10⁶ КОЕ на мл содержимого. Видовой состав бактерий: лактобациллы, бифидобактерии, бактероиды, энтерококки, дрожжеподобные грибы и др. С приемом пищи количество бактерий может значительно увеличиваться, но в короткий срок их количество возвращается к исходному уровню [29].

Одним из возможных маркеров воспаления в кишечнике может служить уровень кальпротектина в кале [29, 30]. Кальпротектин — воспалительный белок, который отражает степень гранулоцитарной инфильтрации слизистой оболочки, свойственной воспалению. Проведенное в 2010 г. [31, 32] N. Kapel и соавт. исследование уровня кальпротектина у здоровых доношенных и недоношенных младенцев показало повышенный уровень этого белка при некротическом энтероколите, инфекциях, аллергии, аутоиммунной энтеропатии и пониженный уровень — у детей с врожденными аномалиями энтероцитов [33]. Исследование кальпротектина в кале детей первых месяцев жизни с младенческими кишечными коликами и без них, проведенное J.H. Roads с соавт. (2009), показало, что он повышен у всех детей, что косвенно подтверждает наличие слабой степени воспаления слизистой оболочки кишечника в этом возрасте [17]. Однако у детей с кишечными коликами уровень кальпротектина оказался выше, чем в контрольной группе, более чем в два раза [18]. С помощью молекулярно-генетического метода авторы обнаружили, что у всех детей с коликами имеются дисбиотические изменения, в частности более частое присутствие Klebsiella [8]. На основании полученных данных был сделан вывод о важной роли альтерации кишечной микробиоты и связанного с ней воспаления слизистой оболочки кишечника в генезе кишечных колик у младенцев [12]. О влиянии гнилостных и бродильных процессов в кишечнике на здоровье и процессы старения писал еще И.И. Мечников в начале прошлого века, он же предложил использовать бактерии, населяющие пищеварительный тракт, в качестве лекарственных препаратов [34]. Современный термин для обозначения нарушений баланса микрофлоры — «дисбиоз». Смещение равновесия инициирует драматические процессы. Микроорганизмы индуцируют возникновение заболеваний, в частности опухолей в толстой кишке посредством продукции факторов вирулентности (токсинов и генных продуктов), изменения проницаемости кишечного эпителия, а также запуская хроническое системное воспаление. Это приводит к выработке провоспалительных цитокинов (TNF-α, IL-6, IL-1, IL-17 и IL-23) и активных форм кислорода, что активно способствует канцерогенезу. Длительное воспаление и онкогенез могут приводить к уменьшению численности видов микробиома, в основном бутиратпродуцирующих, важных для целостности кишечного эпителия и иммунного гомеостаза. В качестве защитного механизма рассматривается ферментация сложных углеводов (клетчатки) в короткоцепочечные жирные кислоты (бутират, пропионат, ацетат), которые формируют слизистый барьер, поддерживают плотные контакты (клаудин-2), обеспечивают энергией колоноциты, вызывают апоптоз раковых клеток [9]. Дисбиоз кишечника является одним из значимых факторов, влияющих на тяжесть течения и частоту рецидивов таких заболеваний желудочно-кишечного тракта, как язвенный колит, аллергический колит, пост-инфекционный синдром раздраженного кишечника [35]. Нарушение баланса микробиоты также играет роль в патогенезе новообразований толстой кишки. Обсуждается взаимосвязь дисбаланса кишечной микробиоты с некоторыми мультифакториальными патологиями, при которых наследственная предрасположенность может манифестировать как результат совместного влияния различных факторов, в том числе микрофлоры кишечника. Установлено, что нарушение состава кишечного микробиоценоза может быть причиной возникновения атопических заболеваний (бронхиальная астма, АтД, аллергический ринит) [2]. В целом в литературе и для ожирения, и для СРК описывается схожий тип дисбиоза, характеризующийся увеличением численности Firmicutes и уменьшением Bacteroides [3]. Эти изменения приводят к нарушениям эпителиального барьера и активируют воспаление слизистой оболочки и секретомоторные рефлексы. Кроме того, такое соотношение представителей основных бактериальных филумов способствует более активному расщеплению углеводородных комплексов в перевариваемой пище и, как следствие, повышенной способности извлекать энергию из пищи [19].

Кишечная микробиота наиболее изучена при СРК, для остальных расстройств группы не было обнаружено публикаций, описывающих особенности микробиоты кишечника. В результате исследований, опирающихся на высокопроизводительные технологии секвенирования кишечного микробиома, выявлены некоторые общие закономерности для структуры микробиоты при СРК: пристеночная микробиота ободочной кишки отличается от просветной; по видовому разнообразию просветной микробиоты можно спрогнозировать степень тяжести заболевания [21, 29]. Кроме того, исследователи отмечают снижение бактериального разнообразия и некоторые отличия на уровне видов в сравнении с микробиомом условно здорового человека [13, 29]. Для СРК характерно увеличение численности Firmicutes и уменьшение численности Bacteroides. Увеличение численности Firmicutes было связано с представленностью такими филотипами, как Eubacterium, Ruminococcaceae spp. и кластером Clostridium XIVa. Микробиота кишечника рассматривается как важнейший фактор, регулирующий процесс накопления избыточной массы тела, поскольку она участвует в энергетическом обмене организма хозяина и поддерживает гомеостаз внутренней среды [6]. Firmicutes и Bacteroidetes являются двумя наиболее распространенными филумами микробиоты кишечника человека. Firmicutes — это грамположительные бактерии с низким содержанием GC, представлены в кишечном микробиоме родами Clostridium, Lactobacillus и Coprococcus. Bacteroidetes в основном представлены родами Bacteroides, Prevotella и Desulfurbacillus. Считается, что численность Firmicutes у взрослых с избыточным весом увеличивается, тогда как численность Bacteroidetes уменьшается [18], что приводит к увеличению отношения Firmicutes/Bacteroidetes. Тот же результат наблюдался в микробиоте кишечника детей с избыточным весом/ожирением [12]. Численность Verrucomicrobia в микробиоте кишечника человека относительно невелика. Анаэробная бактерия Akkermansia muciniphila является единственным известным представителем Verrucomicrobia в кишечном тракте человека [32]. Дети с избыточным весом имеют более низкую численность Akkermansia muciniphila [26], что также наблюдается у взрослых с ожирением [4]. Считается, что это потенциальный пробиотик против метаболического воспаления и ожирения [14].

В фекалиях детей с ожирением наблюдается большое количество протеобактерий, и эти бактерии имеют значительную положительную корреляцию с уровнями индекса массы тела (ИМТ) [30, 31]. Следует отметить, что физические упражнения значительно снижают количество протеобактерий у детей с ожирением [7].

Высокая численность актинобактерий, в частности Bifidobacterium, отрицательно коррелирует с ИМТ у детей с ожирением [10, 30, 36]. Bifidobacterium — это род актинобактерий, обладающих пробиотическими свойствами. Эти бактерии способны ингибировать рост условно-патогенных энтеробактерий и энтерококков, а также способствуют развитию и созреванию слизистой оболочки кишечника младенцев, тем самым снижая заболеваемость диареей [3, 25]. Исследования показали, что количество бифидобактерий у детей с ожирением значительно ниже, чем у детей с нормальным весом, и предполагается, что они участвуют в накоплении жира [34]. После снижения веса до нормального значения количество бифидобактерий восстанавливается [17, 37].

Заключение

Микробиота — важный фактор, играющий важную роль в обеспечении роста и развития ребенка на всех этапах его жизни. Микробиота — это ключевой фактор в поддержании гомеостаза организма за счет обеспечения энергообмена, созревания и поддержания иммунной системы, синтеза витаминов, продукции гормонов: серотонина, гистамина, дофамина, норадреналина. Микрофлора кишечника является своеобразным индикатором здоровья ребенка, требующая своевременной коррекции для профилактики вялотекущего хронического воспаления, оксидативного стресса, метаболических нарушений.

Литература / References

  1. Бурлаков С.А. Микробиом человека: разнообразие и функции. — Санкт-Петербург: Невский проспект, 2020. — 320 с. [Burlakov S.A. Human microbiome: diversity and functions. — St. Petersburg: Nevsky Prospect, 2020. — 320 p.(In Russ.)]

  2. Скворцова Т.А., Никитин А.В., Волынец Г.В. Кишечный микробиом и современные методы его исследования у детей // Российский вестник перинатологии и педиатрии. 2022. — Т. 67, № 4. [Skvortsova T.A., Nikitin A.V., Volynets G.V. The intestinal microbiome and modern methods of its study in children // Russian Bulletin of Perinatology and Pediatrics. 2022. — Vol. 67, No 4. (In Russ.)]

  3. Li P. et al. Dynamic colonization of gut microbiota and its influencing factors among the breast-feeding infants during the first two years of life // Journal of Microbiology. 2022. P. 1–15.

  4. Dai Z., et al., early-life events and gut microbiota in the onset of chronic diseases // annual Review of Medicine. 2023

  5. Николаева И.В., Царегородцев А.Д., Шайхиева Г.С. Формирование кишечной микробиоты ребенка и факторы, влияющие на этот процесс // Российский вестник перинатологии и педиатрии. 2018. — Т. 63, № 3. — С. 13–18. [Nikolaeva I.V., Tsaregorodtsev A.D., Shaikhieva G.S. Formation of the child’s intestinal microbiota and factors influencing this process // Russian Bulletin of Perinatology and Pediatrics. 2018. — Vol. 63, No. 3. — P. 13–18. (In Russ.)]

  6. Юдина Ю.В. и др. Микробиота кишечника как отдельная система организма // Доказательная гастроэнтерология. 2019. — Т. 8, № 4–5. — С. 36–43. [Yudina Yu.V. et al. Intestinal microbiota as a separate system of the body // Evidence-based gastroenterology. 2019. — Vol. 8, №. 4–5. — P. 36–43. (In Russ.)]

  7. Haarman M., Knol J. Quantitative real-time PcR assays to identify and quantify fecal Bifidobacterium species in infants receiving a prebiotic infant formula // applied and environmental Microbiology. 2005. V. 71. № 2. 5. P. 2318–2324.

  8. Gibson M.K., crofts T. S., Dantas G. antibiotics and the developing infant gut microbiota and resistance // current opinion in Microbiology. 2015. V. 27. P. 51–56.

  9. Хавкин А.И., Карпеева Ю.С., Новикова В.П., Ковтун Т.А., Макаркин Д.В., Федотова О.Б. Микробиота и болезни человека: возможности диетической коррекции // Российский вестник

  10. Kim H., Lee H. Gut microbiome and Its Role in Metabolic Diseases // Frontiers in Microbiology. 2021. V. 12. P. 1–14.

  11. Левин В.Я. Микробиом и метаболизм человека. — Москва: Наука, 2020. — 150 с. [Levin V. Ya. Microbiome and Human Metabolism. — Moscow: Nauka, 2020. — 150 p. (In Russ.)]

  12. Almeida a. J., Valente M.J. Gut Microbiome and Its Role in Health and Disease // Microbial ecology. 2021. V. 81. № 3. P. 1–15.

  13. Никитин С.А. Микробиота кишечника: здоровье с момента рождения. — Тверь: Тверской ун-т, 2022. — 270 с. [Nikitin S.A. Intestinal microbiota: health from birth. — Tver: Tver University, 2022. — 270 p. (In Russ.)]

  14. Di Guglielmo M.D. et al. Impact of early Feeding: Metagenomics analysis of the Infant Gut Microbiome // Frontiers in cellular and Infection Microbiology. 2022. P. 240.

  15. Gupta V., Sitaraman R. Dietary Influence on Gut Microbiota composition // Journal of Nutrition. 2021. V. 151. № 2. P. 214–224.

  16. Закурдаев А.А. Роль микробиома в формировании здоровья человека. — Екатеринбург: Урал. ун-т, 2022. — 200 с. [Zakurdaev A.A. The role of the microbiome in the formation of human health. — Ekaterinburg: Ural. University, 2022. — 200 p. (In Russ.)]

  17. Long C. et al. The Influence of cesarean Section on the composition and Development of Gut Microbiota During the First 3 Months of Life // Frontiers in Microbiology. 2021. P. 2343.

  18. Юдина Ю.В. и др. Особенности микробиоты кишечника у детей в возрасте 1–5 лет с атопическим дерматитом // Вопросы детской диетологии. 2021. — Т. 19, № 2. — С. 5–13. [Yudina Yu.V. et al. Features of the intestinal microbiota in children aged 1–5 years with atopic dermatitis // Issues of pediatric dietetics. — 2021. –Vol. 19, № 2. — P. 5–13. (In Russ.)]

  19. Захарова И.Н., Дедикова О.В., Кучина А.Е., Сгибнева А.И. Влияние микробиоты кишечника и обеспеченности витаминами А и D на здоровье ребенка // Педиатрия. consilium Medicum. — 2021. [Zakharova I.N., Dedikova O.V., Kuchina A.E., Sgibneva A.I. The influence of intestinal microbiota and provision of vitamins A and D on the health of the child // Pediatrics. consilium Medicum. — 2021. (In Russ.)]

  20. Клименко Е.С. и др. Коморбидность функциональных расстройств кишечника и ожирения с точки зрения микробиома // acta Biomedica Scientifica. 2022. — Т. 7, № 5–2. — С. 56–66. [Klimenko E.S. et al. Comorbidity of functional bowel disorders and obesity from the point of view of the microbiome // acta Biomedica Scientifica. 2022. — V. 7, No. 5–2. — P. 56–66. (In Russ.)]

  21. Министерство здравоохранения РФ. Отраслевой стандарт 91500.11.0004–2003 «Протокол ведения больных. Дискабактериоз кишечника». [Ministry of Health of the Russian Federation. Industry standard 91500.11.0004–2003 Patient management protocol. Intestinal dysbacteriosis. (In Russ.)]

  22. Бельмер С.В. Коррекция нарушений микробиоценоза кишечника // Эффективная фармакотерапия. — 2014. [Belmer S.V. Correction of intestinal microbiocenosis disorders // Effective pharmacotherapy. — 2014. (In Russ.)]

  23. Петрова А.М. Микробиом: как он формируется и меняется. — Уфа: БГПУ, 2020. — 350 с. [Petrova A.M. Microbiome: how it is formed and changes. — Ufa: BSPU, 2020. — 350 p. (In Russ.)]

  24. Гусева А.И., Лебедев К.С. Микробиота и ее влияние на здоровье человека. — Москва: Медицина, 2021. — 256 с. [Guseva A.I., Lebedev K.S. Microbiota and its influence on human health. — Moscow: Medicine, 2021. — 256 p. (In Russ.)]

  25. Kobayashi T., Kobayashi Y. The influence of early life diet on gut microbiota development and health // Nutrients. 2020.

  26. Bollinger T., Bärtschi P. early-life gut microbiome and its impact on immunological functions // Nature Reviews Immunology. 2022.

  27. Гаус О.В., Беляков Д.Г. Современные взгляды на роль кишечной микробиоты в формировании патологии кишечника // РМЖ. — 2021. — Т. 29, № 4. — С. 10–16. [Gaus O.V., Belyakov D.G. Modern views on the role of intestinal microbiota in the formation of intestinal pathology // RMZh. — 2021. –Vol. 29, No. 4. — P. 10–16. (In Russ.)]

  28. Stewart C.J. et al. Temporal development of the gut microbiome in early childhood from the TEDDY study // Nature. 2018. V. 562. № 7728. P. 583–588.

  29. Малышева Ю.Н. Микробиом как индикатор здоровья. — Ростов-на-Дону: ЮФУ, 2021. — 300 с. [Malysheva Yu.N. Microbiome as a health indicator. –Rostov-on-Don: SFedU, 2021. — 300 p. (In Russ.)]

  30. Khan I., Vickers P. Microbiome modulation during childhood as a strategy for disease prevention // Lancet. 2022.

  31. Харитонова Л.А. и др. Микробиота и здоровье ребенка: задачи медицинской практики // Российский вестник перинатологии и педиатрии. 2022. — Т. 67, № 1. — С. 5–13. [Kharitonova L.A. et al. Microbiota and child health: tasks of medical practice // Russian Bulletin of Perinatology and Pediatrics. 2022. — V. 67, № 1. — P. 5–13. (In Russ.)]

  32. Bäumler a. J., Sperandio V. Interactions Between the Gut Microbiota and the Host Immune System // Nature Reviews Immunology. 2020. V. 20. № 5. P. 277–293.

  33. Sommer F. et al. The resilience of the intestinal microbiota influences health and disease // Nature Reviews Microbiology. 2017. V. 15. № 10. P. 630–638

  34. Litvak Y. et al. Dysbiotic Proteobacteria expansion: a combinatorial signature of epithelial dysfunction // current opinion in Microbiology. 2017. V. 39. P. 1–6.

  35. Tirone C. et al. Gut and lung microbiota in preterm infants: immunological modulation and implication in neonatal outcomes // Frontiers in Immunology. 2019. V. 10. P. 2910.

  36. Куликова Н.Г., Плоскирева А.А., Акимкин В.Г. Микробиоценоз кишечника с позиции теории саморегуляции. Медицинский оппонент. 2022; 3 (19): 14–20. [Kulikova N.G., Ploskiрева A.A., Akimkin V.G. The intestinal microbiota from the standpoint of self-regulation. Meditsinskiy opponent = Medical Opponent. 2022; 3 (19): 14–20. (In Russ.)].

  37. Блохин Б.М., Прохорова А.Д., Суюндукова А.С. Современные аспекты применения пробиотиков в педиатрии. Медицинский оппонент. 2018; 3 (3): 42–47. [Blokhin B.M., Prokhorova A.D., Syunydukova A.S. Modern approaches of probiotic use in pediatrics. Meditsinskiy opponent=Medical opponent. 2018; 3 (3): 42–47 (In Russ.)].

Вклад авторов. Л.М. Гордиенко, А.А. Вялкова, Ю.Е. Плужник, Е.А. Куликова: обзор публикаций по теме статьи, анализ данных, написание текста рукописи.
Authors’ contribution. L.M. Gordienko, A.A. Vyalkova, Yu.E. Pluzhnik, E.A. Kulikova: review of publications on the topic of the article, data analysis, writing the manuscript.
Конфликт интересов. Авторы заявляют об отсутствии конфликтов интересов.
Conflict of interest. The authors declare no conflicts of interest.
Статья поступила: 30.08.2024 Принята к публикации: 12.09.2024
Article received: 30.08.2024 Accepted for publication: 12.09.2024

СВЕДЕНИЯ ОБ АВТОРАХ

Гордиенко Любовь Михайловна, к.м.н., доцент кафедры педиатрии имени В.А. Архиреевой.*
Вялкова Альбина Александровна, д.м.н., профессор кафедры педиатрии имени В.А. Архиреевой.*
Плужник Юлия Евгениевна, студентка группы 20п-06 педиатрического факультета.* ORCID:0009-0003-9933-6427
Куликова Екатерина Андреевна, студентка группы 21п-01 педиатрического факультета.* ORCID:0009-0000-0187-5819

  • ФГБОУ ВО «Оренбургский государственный медицинский университет» Министерства здравоохранения Российской Федерации. Адрес: 460000, г. Оренбург, ул. Советская, д. 6. Телефон: +7 (3532) 77-61-03, E-mail: orgma@esoo.ru. ORCID:0009-0000-6123-3180

AUTHORS INFORMATION

Gordienko Lyubov Mikhailovna, MD, PhD, Associate Professor of the V.A. Arkhireeva.*
Vyalkova Albina Aleksandrovna, MD, Professor of the V.A. Arkhireeva.*
Pluzhnik Yulia Evgenievna, student of group 20p-06 of the pediatric faculty. ORCID:0009-0003-9933-6427
Kulikova Ekaterina Andreevna, student of group 21p-01 of the pediatric faculty. ORCID:0009-0000-0187-5819

  • Pediatrics Department, Orenburg State Medical University of the Russian Ministry of Health. Address: 460000, Orenburg, Sovetskaya St., 6. Phone: +7 (3532) 77-61-03, E-mail: orgma@esoo.ru. ORCID:0009-0000-6123-3180