Кишечная микрофлора пробиотики и становление иммунитета у грудных

Кишечная микрофлора, пробиотики и становление иммунитета у грудных детей

Микрофлора взрослого человека – комплексная экосистема Esophagus No own microbiota Microbes from food and oral cavity Duodenum 103 -104 CFU/g Bacteroides Candida albicans Lactobacillus Streptococcus Colon 1010 -1011 CFU/g Bacteroides Bacillus Bifidobacterium Clostridium Enterococcus Eubacterium Fusobacterium Peptostreptococcus Ruminococcus Streptococcus Stomach 104 CFU/g Candida albicans Helicobacter pylori Lactobacillus Streptococcus 500 - 1000 species Jejunum 105 -107 CFU/g Bacteroides Candida albicans Lactobacillus Streptococcus Ileum 107 -108 CFU/g Bacteroides Clostridium Enterobacteriaceae Enterococcus Lactobacillus Veillonella Simon GL. and Gorbach SL. Gastroenterology 1984; 86: 174 -193.

Поверхности соприкосновения с внешней средой • Кожа • Слизистая респ. системы • Слизистая кишечника – Эпителий кишки – Бактерии кишечника до 1 -2 кв. м 100 кв. м 300 кв. м 0. 03 микрон 1012 / млl Вот почему 70 -80% всех иммунных клеток организма находятся в GALT кишечника

Безмикробная кишка vs. Колонизированная кишка Бактерии кишечника необходимы для целостности барьера кишечника и развития иммунной системы

Бактерии поддерживают целостность барьера и развитие иммунных функций • Микрофлора поддерживает барьерные функции: • ↑ повышается продукция муцина • ↓ снижается проницаемость • Микрофлора кишечника поддерживает и развивает иммунный ответ: • Увеличивает активность Иг. А (гуморальный) • Балансирует подклассы T h клеток (клеточный) Isolauri E. , et al. Am J Clin Nutr 2001; 73(suppl): 444 S-450 S. Saavedra JM. Nutr Clin Pract 2007; 22: 351 -365.

Антиген Микрофлора Просвет кишки Epithelium Презентация антигена Актив. Th Слизиста Th 0 Th 1 Cytokines TNF-α IFN-γ IL-2 TReg Th 2 TGF-β IL-4 IL-5 IL-10

Антиген Микрофлора Просвет кишки Epithelium Презентация антигена Активация T клеткиl Просвет кишки Th 0 Th 1 Цитокины Ответ TNF-α IFN-γ IL-2 Клеточный имм Защита от патогена Иг. М, Иг. G прод. TReg Th 2 TGF-β IL-4 IL-5 IL-10 Толерантность Гуморальный ответ: Ig. E, Ig. A продукция

Антиген Микрофлора Просвет кишки Epithelium Презентация антигена Активация T клетки Просвет кишки Th 0 Th 1 Цитокины Избыточный ответ TNF-α IFN-γ IL-2 Аутоим. заб. Болезнь Крона TReg Th 2 TGF-β IL-4 IL-5 IL-10 Аллергия Астма Атоп. дерматит

Роды • Кесарево сечение • Кормление • Вагинальные смесью • Антибиотики • Окр. среда (роддом & стерильность) роды • Грудное вскарм. Способствует Препятствует • Установление «здоровой» кишечной микробиоты • Доминирование бифидобактерий • Развитие адекватной функции кишечного барьера • Развитие адекватного иммунного ответа

Бифидобактерии преобладают у младенцев на грудном вскармливании Кишечная микробиота и вид вскарлмивания Грудное Bifidobacteria Смесь Bifidobacteria Adapted from: Yoshioka, H. Pediatrics 1983; 72: 317 -321.

Log 10 number of bifidobacteria per ml Грудное молоко – источник бифидобактерий Наличие БФ в грудном молоке Mean = 2. 64 log cells; 95% CI: 1. 95 - 3. 17 Gueimonde M. , et al. Neonatology 2007; 92: 64 -66.

“Современный” образ жизни снижает возможность контакта с бактериями • Стерильная рафинир пища • Снижение потребл. кисломолочных продуктов • Сильные гигиенические меры • Городской стиль жизни • Антибиотики Меньше контактов с микробами Измененная микробиота (< БФ у младенцев) • Кесарево сечение • Снижение гр. вск. ng Rautava S. , et al. JPGN 2004; 38: 378 -388. Rook GA. Immunol Today 1998; 19: 113 -116. Неадекватный иммунный ответ

Частота некоторых хронических заболеваний за последние 50 лет Bach JF. N Engl J Med. 2002; 347: 911 -920.

Факторы способствующие развитию пищевой аллергии Наследственность Неполноценность кишечного барьера Пищевая аллергия Раннее и массивное поступление Ал. Г Средовые факторы

Факторы способствующие развитию ВЗК Неспособность иммунной системы контролировать воспалительный процесс Факторы окружающей среды Генетические факторы Неполноценность кишечного барьера

Ранние факторы риска развития ВЗК и пищевой аллергии • • ВЗК Короткий период грудного вскармливания Позднее прикладывание к груди Низкий вес при рождении Применение антибиотиков в неонатальный период • • • Пищевая аллергия Короткий период грудного вскармливания Позднее прикладывание к груди Недоношенность Применение антибиотиков в неонатальный период Кесарево сечение

Бифидобактерии в стуле у здоровых детей и с признаками атопии ** * *P=0. 02; **P=0. 03; ***P=0. 05 comparing prevalence at a given age Björksten B. , et al. J Allergy Clin Immunol 2001; 108: 516 -520.

Кишечная микробиота: Сбалансированная экосистема Условно патогенные • Диарея/запоры • Инфекции • Продукция токсинов Pseudomonas Proteus Потенциально полезные • Ингибирование патогенов • Стимулирование иммунных Staphylococci функций • Участие в пищеварении и Enterococci всасывании • Синтез витаминов E. coli Clostridia Lactobacilli Streptococci Eubacteria Bifidobacteria Bacteroides Adapted from: Gibson GR. J Nutrition 1995; 125: 1401 -1412.

Кишечная флора: Сбалансированная экосистема Условно патогенные • Диарея/запор • Инфекции • Продукция токсинов Pseudomonas Потен. полезные Proteus Staphylococci Clostridia • Ингибирование патогенов • Стимуляция иммунных функций • Участие в пищеварении и всасывании • Синтез витаминов Enterococci E. coli Lactobacilli Streptococci Eubacteria Потенц. пробиотики Bifidobacteria Bacteroides Adapted from: Gibson GR. J Nutrition 1995; 125: 1401 -1412.

Важнейшие задачи ранней профилактики ВЗК и пищевой аллергии • Укрепление кишечного барьера • Формирование иммунологической толерантности Этого возможно достичь с помощью пробиотиков!

Бифидобактерии: Идеальный пробиотик для новорожденных и грудных детей u u Bifidobacterium lactis Продуцируют кислоты: ацетат и лактат Ингибирование роста патогенов при p. H 5. 5 Переносят процессы пищеварения и появляются в стуле живыми Доминируют в стуле младенцев, получающих грудное вскармливание

Ключевые критерии селекции пробиотиков • Безопасность Nestlé Research Center • Эффективность • Стабильность 22

Этапы выделения и разработки пробиотика • Выделение штамма человека (для ребенка – штамм ребенка) • Изучение стабильности в продукте и в ЖКТ • Оценка резистентности к антибиотикам • Изучение его свойств in vitro • Экспериментальные исследования всех параметров с использованием лабораторных животных • Клинические исследования на здоровых добровольцах • Клинические исследования у детей Codex Alimantarius разрешает включение пробиотиков в детские смеси, если есть научные доказательства эффективности их действия

Какие пробиотики включаются в детские смеси (ESPGHAN+EU Directive) • Принадлежность к виду бифидобактерий или латобацилл • Штамм имеет название и номер в соответствие с международной номенклатурой • Штамм должен сохраняться в коллекции культур сертифицированного учреждения • Идентификация штамма дожна быть подтверждена фенотипическими и генотипическими тестами (ДНК, РНК) • Благоприятное действие должно быть доказано для каждого штамма (эксперимент и клиника) • Должна быть доказана безопасность (отсутствие возможности передачи антибиотико-устойчивых генов) • Доказана их выживаемость в ЖКТ

Примеры пробиотиков с доказанной экспериментально и клинически эффективностью • Bifidobacterium longum BB 536 • Bifidobacterium lactis – BL BB 12 • Lactobacillus rhamnosus ATCC 53103 (LGG)

B. longum BB 536 • Выделена из стула здоровых младенцев, получающих исключительно грудное вскармливание в 1969 • Интенсивно изучалась на протяжении более 30 лет • Представлена Gram (+) штаммом, продуцирующим только L (+) молочную кислоту • Хорошая стабильность в составе молочной смеси • Исключительная безопасность

Благоприятное действие B. longum (эксперимент, взрослые) • Высокая устойчивость к действию желудочного сока и желчи (Bezkorovainy, 2001) • Известен и хорошо изучен геном B. longum (Schell, 2002, Yuan 2006) • B. longum свободна от антибиотико-устойчивых генов (Moubareck, 2004) • Доказана в эксперименте эффективность и безопасность при использовании летальной дозы E. Coli (Ishibashi, 2001) • Снижает уровень токсичных нитрозаминов в кишечнике (Grill, 1995) • Улучшается переваривание лактозы – Исследования взрослых с непереносимостью лактозы. Использование молока с добавлением B. longum (Jiang, 1995)

Изменение состава кишечной микрофлоры у здоровых добровольцев приеме B. longum (BB 536) Включение B. longum в рацион улучшает состав кишечной флоры

Частота (%) колонизации кишечника недоношенных новорожденных при включении в рацион B. longum % Возраст в неделях Akiyama, 1994

Различия в колонизации у здоровых детей и детей с аллергией *p <0. 05 **p < 0. 01 % Björksten B et al, Clin Exp Allergy 1999; 29: 342 У детей с аллергией ниже уровень лактобацилл и бифидобактерий

Добавление пробиотика увеличивает число собственных бифидобактерий в кишечнике * *P<0. 05 compared to standard formula. Adapted from: Langhendries JP. , et al. JPGN 1995; 21: 177 -181.

Добавление B. lactis влияет на целостность кишечного барьера и иммунитет: • Улучшается проницаемость кишечника • Увеличивается количество толерогенных цитокинов • Увеличивается количество Иг. Апродуцирующих клеток и количество серкторного Иг. А Fukushima Y. , et al. Int J Food Micorbiol 1998; 42: 39 -44. Rautava S. , et al. Pediatr Res 2006; 60: 221 -224. Stratiki Z. , et al. Early Hum Dev 2007 on-line at: http: //dx. doi. org/10. 1016/j. earlhumdev. 2006. 12. 002.

Клинические доказательства благоприятного действия пробиотиков: • • Изменение состава кишечной микробиоты Лечение острой диареи Профилактика диареи Снижение число антибиотикоассоциированной диареи • Появляются доказательства роли пробиотиков в – Лечении и профилактике аллергии – Профилактике некротизирующего энтероколита

Мета-анализ клинических рандомизированных исследований использования пробиотиков в лечении о. диареи CI (19 – 42) CI (10 – 27) 8 RCTs CI (7 - 29) 12 RCTs 9 RCTs CI (14 – 26) 18 RCTs Adapted from: Szajewska H. , et al. JPGN 2006; 42: 454 -475.

Reduction in incidence (%) Пробиотики в профилактике острой диареи * B. lactis LGG Other * * *P<0. 05 compared to incidence in control of each study. *

Недоношенные дети: частое нарушение состава кишечной миробиоты и последствия • Кесарево сечение • Отсроченное формирование • Меньше шансов грудного вскармливания собственной микробиоты • Нарушение ее состава • Микробы в палате интенсивной терапии • Антибиотики § Неадекватное развитие и созревание GALT § Снижение функции барьера кишечника (муцин, проницаемость) § Нарушение гуморального и клеточного иммунитета

Безопасность L. rhamnosus • • Получен геном L. rhamnosus, доказано отсутствие вирулентности (17 позиций) Изучены возможности токсичности на животных (высокие дозы не имели никакого токсического воздействия) Доказано отсутствие транслокации и бактеремии В экспериментальных условиях не вызывает нарушений слизистой

Клинические исследования L. rhamnosus • 5 клинических исследований недоношенных детей (n=428) подтвердили безопасность и эффективность штамма • Проведены 25 клинических исследований доношенных детей (n=1284) с благоприятным эффектом и без осложнений. • 25 клинических исследований у взрослых (n=815) с благоприятным действием Клинические исследования L. rhamnosus продемонстрировали отсутствие осложнений вне зависимости от возраста и физиологического статуса детей и взрослых.

Lactobacillus GG в профилактике аллергии Kalliomaki Lancet 2001 & 2003 159 беременных женщин получали LGG 2 -4 недели до родов и дети в первые 6 мес жизни Многообещающие результаты использования LGG+B. lactis в лечении детей с атопическим дерматитом с помощью смеси с высоко гидролизованным белком

Безопасность бифидобактерий • Детские смеси с B. lactis: 15 лет, 30 стран • 15 клинических исследований, с 1800 младенцами получали смеси с B. lactis • B. lactis имеет статус GRAS (Generally Regarded as Safe) абсолютно безопасно при использовании с рождения • FDA разрешил продажу стартовых смесей в USА

Роды • Вагинальные роды • Кесарево сечение • Кормление Пробиотики смесью • Антибиотики • Окр. среда (роддом & стерильность) • Грудное вскарм. Способствует Способствуют Препятствует • Установление «здоровой» кишечной микробиоты • Доминирование бифидобактерий • Развитие адекватной функции кишечного барьера • Развитие адекватного иммунного ответа

Способ рождения, Питание и Здоровье Развитие сбалансированной кишечной микрофлоры определяется способом рождения и питанием младенца с первых дней жизни и имеет отдаленные последствия для здоровья человека

Заключение § Имеются реальные доказательства действия пробиотиков на иммунный ответ, развитие пищевой толерантности, профилактики атопии § Действие пробиотиков является специфическим, с доказанным влиянием на продукцию толерогенных цитокинов, стимуляции синтеза Иг. А. § Пробиотики снижают тяжесть течения и продолжительность диареи, вызванной приемом антибиотиков § Пробиотики благоприятны при некоторых системных заболеваниях (болезнь Крона, неспецифический язвенный колит и другие) § Пробиотики, используемые в продуктах компании Нестле обладают доказанным защитным и иммуномодулирующим действием

Примеры продуктов с пробиотиками B. Lactis: Ø NAN 1, Ø NAN Кисломолочный 1 и 2, Ø Каши ПОМОГАЙКА L. Rhamnosus: ØNAN 2 и 3 B. Longum: ØNAN 2 и 3 NAN НА 2