Микробиом под контролем: как про-, пре-, син- и постбиотики формируют иммунитет ребенка на искусственном вскармливании

Когда ребенок по тем или иным причинам не получает грудное молоко, перед родителями встает вопрос выбора смеси. И если еще двадцать лет назад главным критерием была питательная ценность — белки, жиры, углеводы, витамины, — то сегодня все большее значение приобретает способность смеси поддерживать иммунитет и формировать здоровую микробиоту. Недавний обзор, опубликованный в журнале Nutrients в 2023 году, систематизировал данные более чем двадцатилетних исследований о том, как добавление про-, пре-, син- и постбиотиков в детские смеси влияет на микробиом, иммунитет и аллергические заболевания у младенцев.

Масштаб проблемы в России

По данным исследования

Авторы обзора — исследователи из парижской больницы Труссо и Института Микалис — проанализировали клинические испытания, опубликованные преимущественно за последние десять лет. В фокус попали рандомизированные контролируемые исследования, в которых оценивались не только клинические исходы (инфекции, атопический дерматит, аллергии), но и биологические маркеры: состав фекальной микробиоты, уровень секреторного IgA, короткоцепочечные жирные кислоты, pH стула, кишечная проницаемость и воспалительные цитокины.

Ключевой ориентир для исследователей — дети, вскармливаемые грудью и рожденные естественным путем. Их микробиота и иммунный профиль рассматриваются как эталон, к которому стремятся производители смесей. И это не случайно: у таких детей доминируют бифидобактерии — до 90% от общего состава микробиоты. Грудное молоко содержит олигосахариды (HMO), которые избирательно питают именно эти бактерии, а также лактоферрин, иммуноглобулины и цитокины, напрямую модулирующие иммунный ответ.

У детей на искусственном вскармливании картина иная. Их микробиота созревает быстрее, но в ней больше анаэробных бактерий — Bacteroides и Clostridium — и меньше бифидобактерий и лактобацилл. Это снижает продукцию короткоцепочечных жирных кислот, повышает pH стула, ослабляет барьерную функцию кишечника. Как следствие — нарушается диалог между микробиотой и иммунной системой, растет риск колонизации патогенами, развивается воспаление. И это уже не просто «дискомфорт в животе» — это программирование иммунной системы на годы вперед.

Почему иммунитет ребенка на искусственном вскармливании требует особого внимания

Слабый иммунитет у ребенка на смеси — не приговор и не неизбежность, но реальность, с которой сталкиваются многие родители. Разница в составе микробиоты между грудничками и искусственниками наиболее выражена в первые месяцы жизни. Именно в этот период закладываются основы иммунного ответа: происходит «обучение» иммунной системы, формируется толерантность к безвредным антигенам и способность эффективно противостоять патогенам.

Когда родители замечают, что ребенок на искусственном вскармливании часто болеет, это часто воспринимается как данность. Но данные обзора говорят о том, микробиота поддается модуляции. И связь кишечника и иммунитета у детей на смеси — это конкретный механизм, на который можно влиять через использование про-, пре-, син- и метабиотиков.

Что показали исследования: четыре ключевых наблюдения

1. Первое важное наблюдение: пробиотики в смесях работают, но эффект зависит от штамма. Lactobacillus fermentum CECT5716, выделенный из грудного молока, снижал частоту диареи на 44% и ее длительность на 2,5 дня у детей от одного до двенадцати месяцев. Bifidobacterium animalis subsp. lactis HN019 уменьшал число инфекций, подтвержденных врачом, и число инфекций, о которых сообщали родители. А вот Lactobacillus rhamnosus HN001 в том же исследовании не показал значимого эффекта — что подчёркивает штаммовую специфичность.
2. Второе наблюдение: пребиотики, особенно олигосахариды грудного молока (HMO), способны приблизить микробиоту искусственника к микробиоте грудничка. Формула с 2’-фукозиллактозой (2’FL) и лакто-N-неотетраозой (LNnT) в концентрациях 1 г/л и 0,5 г/л соответственно в течение первых шести месяцев жизни снижала частоту инфекций нижних дыхательных путей и использование антибиотиков до года. Микробиота таких детей по составу была ближе к микробиоте грудничков, чем у детей на стандартной смеси.
   Классическая комбинация GOS/FOS в соотношении 9:1 (общая концентрация 8 г/л) в исследованиях показывала снижение частоты атопического дерматита в первые шесть месяцев жизни — с 23,1% до 9,8%. Причем эффект сохранялся и в пять лет: кумулятивная частота аллергических проявлений была 30,9% против 66,0% в контрольной группе.
3. Третье наблюдение: синбиотики — комбинация пробиотика и пребиотика — дают наиболее устойчивый результат. Например, смесь на основе аминокислот с Bifidobacterium breve M-16V и фруктоолигосахаридами с длинноцепочечным инулином у детей с аллергией на коровье молоко снижала частоту инфекций на 51%, использование антибиотиков и число госпитализаций — на 56%. Это одни из самых впечатляющих цифр в обзоре.
4. Четвертое наблюдение: метабиотики — инактивированные микроорганизмы и продукты их метаболизма — безопасны и эффективны. Смесь, ферментированная Bifidobacterium breve C50 и Streptococcus thermophilus ST065, снижала тяжесть острой диареи — меньше госпитализаций, меньше обезвоживания, меньше обращений к врачу. А формула с термоинактивированным Bifidobacterium animalis subsp. lactis CECT 8145 снижала частоту атопического дерматита и бронхита у младенцев до года.

Механизмы воздействия на иммунитет различных компонентов смеси

Короткоцепочечные жирные кислоты — ацетат, бутират и пропионат — это не просто «еда» для клеток кишечника. Они выступают своего рода дирижёрами иммунной системы: от них зависит, как именно организм будет реагировать на раздражители. Один вариант — бурная аллергическая реакция, другой — спокойный, сбалансированный ответ без излишнего воспаления. Бутират, например, помогает созреванию регуляторных Т-клеток — тех самых «миротворцев» иммунитета, которые сдерживают чрезмерные реакции и не дают развиваться аллергиям. Чем больше бутирата, тем активнее вырабатывается IL-10 — вещество, которое гасит воспаление и поддерживaает порядок в иммунной системе.

Обзор показал, что Lactobacillus rhamnosus GG в составе смеси для детей с аллергией на коровье молоко помогал быстрее выработать терпимость к молочному белку, улучшал работу кишечника и сдерживал так называемый «атопический марш» — когда вслед за дерматитом у ребенка постепенно развиваются другие аллергические проявления, вплоть до астмы. Механизм здесь работает на уровне генов: этот штамм влияет на активность FOXP3 — гена, отвечающего за работу регуляторных Т-клеток, — повышает выработку противовоспалительных веществ (IL-10 и IFN-γ) и снижает те, что провоцируют аллергию (IL-4 и IL-5). Проще говоря, он не просто убирает симптомы, а помогает иммунной системе «переучиться» и перестать воспринимать безвредный белок как угрозу.

Олигосахариды грудного молока (HMO) действуют по другому принципу. Они работают как ловушки для вредных бактерий: патогены прилипают к молекулам HMO вместо того, чтобы закрепиться на стенке кишечника. Одновременно HMO служат избирательным «угощением» для полезных бифидобактерий — те получают питание, которое больше никто в кишечнике не может использовать. Самый распространённый HMO, 2’-фукозиллактоза (2’FL), в исследованиях снижал способность прилипать к эпителию у таких опасных микробов, как Clostridium difficile, Campylobacter jejuni, патогенная E. coli и Pseudomonas aeruginosa. То есть HMO не убивают патогены напрямую — они просто не дают им закрепиться и создают условия, в которых полезные бактерии выигрывают конкуренцию.

Метабиотики — инактивированные бактерии и продукты их жизнедеятельности — хороши тем, что начинают работать сразу, без времени на «приживление» в кишечнике. И они безопасны даже для детей с ослабленным иммунитетом, поскольку не содержат живых микроорганизмов. Ферментированное молоко с Lactobacillus paracasei CBA L74 в исследованиях стимулировало выработку защитных пептидов — α- и β-дефензинов, секреторного IgA и кателицидина LL-37. Это факторы как врождённого, так и приобретённого иммунитета: они работают как естественные антимикробные агенты и помогают слизистой кишечника противостоять инфекциям.

Метабиотики: следующий шаг в поддержке иммунитета

Если пробиотики, пребиотики и синбиотики — это уже привычные инструменты, то метабиотики представляют собой принципиально новый подход. В отличие от пробиотиков, которые вводят в кишечник живые бактерии, метабиотики — это очищенные лизаты пробиотических бактерий, содержащие короткоцепочечные жирные кислоты (уксусную, пропионовую, масляную), бактериоцины, антиоксидантные ферменты и структурные компоненты клеточных мембран.

Метабиотики создают условия для роста и активности уже присутствующих в кишечнике полезных бактерий, а не пытаются заменить их. Они способствуют снижению уровня патогенной микрофлоры, участвуют в регуляции иммунных процессов, включая врожденный и приобретенный иммунитет, и помогают нейтрализовать свободные радикалы.

Особое преимущество метабиотиков — их безопасность. Поскольку они не содержат живых микроорганизмов, исключается риск попадания бактерий во внутреннюю среду, что особенно важно для младенцев с незрелой иммунной системой. Для детей на искусственном вскармливании, которые составляют более половины младенцев в России, это открывает новые возможности поддержки иммунитета в критический период развития.

Источник: Лемоин А., Туниан П., Адель-Патьен К., Тома М. Пре-, про-, син- и постбиотики в детских смесях: какую пользу для иммунитета они приносят младенцам? // Nutrients. 2023. Т. 15, № 5. Ст. 1231. https://doi.org/10.3390/nu15051231.