Эффект микробиома

Тони Харман, 2016

С каждым днем появляется все больше научных фактов, подтверждающих, что видовой состав нашего микробиома – невидимой микробной экосистемы, обитающей в организме каждого из нас, – играет ключевую роль в состоянии здоровья человека. «Эффект микробиома» – это первая книга, в центре внимания которой – активно появляющиеся сегодня научные данные о том, как на формирование микробиома влияет способ появления человека на свет. Тони Харман и Алекс Уэйкфорд задают важные вопросы о потенциальных отдаленных последствиях таких ставшими обычными вмешательств в роды, как кесарево сечение или применение синтетического окситоцина, и делятся с читателями новой информацией о том, как искусственное вскармливание влияет на видовое разнообразие микробиома младенцев. В книге содержится информация от экспертов из разных стран, в том числе акушерок, разработчиков глобальной политики в сфере здравоохранения, профессионалов в области педиатрии, иммунотоксикологии и генетики. Книга предназначена для родителей, акушерок и других специалистов в области здравоохранения.

Глава 2

Как связаны бактерии и роды?

Почему необходимо сконцентрировать внимание на родах?

Без рождения нет жизни. Рождение — момент появления на свет, первого вдоха, это время, когда новорожденный знакомится со своими родителями, а родители — со своим ребенком. И это случается лишь раз в жизни. Для Ханны Дален, преподавателя акушерства в Западном университете Сиднея, роды — много большее, чем просто безопасное извлечение новорожденного из утробы матери. «Рождение ребенка — это нейрогормональное, механическое, иммунологическое, микробиологическое, социальное, физиологическое, эмоциональное, культурное и духовное событие». По словам неонатолога доктора Нины Моди, «момент рождения сопровождается глубокими переживаниями на всех уровнях: клеточном, метаболическом, на уровне ответа на боль и стресс. С какой стороны ни посмотри, роды — это всегда глубинный процесс».

Большинство людей не осознают, что во время родов фактически происходит два события. Во-первых, это удивительное событие самого рождения, появление на свет нового человека. Мы как родители помним каждое мгновение, когда родилась наша дочь. И как показывает наш опыт бесед с другими родителями, они так же хранят в памяти все детали рождения своих детей. Наши родители рассказывали нам, что тоже прекрасно помнят, как родились мы и наши братья и сестры (Тони — одна из пятерых детей в семье, Алекс — один из четырех). Кажется, воспоминания о моменте появления детей на свет хранятся в памяти почти всех (если не абсолютно всех) родителей до конца жизни.

Так что же еще происходит во время рождения? Что это за второе событие?

Это нечто, о чем мы не знали, когда родилась наша дочь, и теперь, зная, насколько это важно, мы сожалеем, что это знание не повлияло на выбор, который мы сделали в то время. Это второе событие микроскопическое, невидимое невооруженным глазом, и, тем не менее, оно способно сыграть решающую роль в здоровье человека в течение всей последующей жизни. И действительно, это событие могло стать одним из главных факторов здоровья нашей дочери на следующие восемьдесят (или больше) лет или увеличить риск развития у нее серьезных проблем в будущем. Но когда родилась наша дочь, мы совершенно не обратили на него внимания. Второе критически важное событие, происходящее в момент рождения, — закладывание фундамента кишечного микробиома человека. Другие факторы, такие как генетика, состояние здоровья, питание матери, тип вскармливания также играют роль в формировании микробиома кишечника, однако данные современных исследований говорят о том, что способ появления на свет критичен. То, каким путем человек рождается, оказывает решающее влияние на состав и разнообразие микроорганизмов в кишечнике. Особенно важно, что это определяет развитие иммунной системы и обмена веществ — с раннего детства и на протяжении всей жизни. Другими словами, то, что происходит в самые первые минуты жизни, имеет очень долгосрочные последствия.

Прежде чем мы начнем подробно изучать главное событие в «посеве» кишечника, мы хотели бы обратить внимание на один важный момент. Мы, будучи взрослыми, хотели бы обладать как можно более разнообразным по количеству видов микробиомом, чтобы он защищал нас от болезней. В то же время в начале жизни для адекватного развития иммунной системы и обмена веществ для ребенка необходимо меньшее количество видов бактерий. Природа позаботилась о том, чтобы первыми кишечник заселяли вполне определенные обитатели.

Не забегая вперед слишком далеко, давайте сначала сделаем шаг назад и рассмотрим, как микробиом матери готовится к рождению ребенка.

Какие микроскопические процессы происходят в организме беременной женщины?

Плод развивается в почти стерильной среде. Она не полностью стерильна, недавние исследования доказали, что еще до рождения ребенок подвергается воздействию бактерий. Ученые обнаружили, что небольшие бактериальные колонии могут находиться в матке, плаценте, амниотической жидкости и, возможно, даже в развивающемся кишечнике плода [33]. К моменту написания книги собраны данные, что у трети беременных женщин в плаценте присутствуют микробы [34, 35].

Есть предположение, что присутствие бактерий в плаценте может быть связано с перенесенной на более ранних сроках беременности инфекцией, например, инфекцией мочевыводящих путей в первом триместре. Также существует взаимосвязь между обсеменением плаценты и преждевременными родами [36].

Интересно, что штаммы бактерий, находящихся в плаценте, соответствуют штаммом из ротовой полости беременной женщины. Каким же образом бактерии из области рта оказались в плаценте [35]?

В статье «Дети в утробе вовсе не стерильны», вышедшей в 2015 году в журнале Time, выдвинуто предположение, что бактерии из ротовой полости беременной женщины попадают в кровоток и с током крови оказываются в плаценте. По другой версии, микробы попадают в матку из влагалища. Для точного ответа на этот вопрос необходимы дополнительные исследования. Если существует связь между нестерильной плацентой и преждевременными родами, понимание процесса попадания бактерий в плаценту потенциально может помочь предотвратить или сократить количество преждевременных родов в будущем [33].

Таким образом, по последним данным, в некоторых случаях плод подвергается воздействию небольших колоний микробов в матке еще до рождения. Это может означать, что в небольшой степени посев микробиома в некоторых беременностях происходит пренатально. Учитывая эти данные, можно сделать вывод, что диета и образ жизни будущей матери, и даже, возможно, гигиена полости рта во время ожидания ребенка участвуют в формировании его будущего микробиома.

Однако каково бы ни было пренатальное воздействие, главное событие для посева микробиома малыша случается, по описанию профессора Родни Дитерта, «в узкое временное окно, окружающее рождение». Это событие включает в себя колонизацию организма ребенка значительным количеством бактерий — закладку его микробиома.

На поздних сроках беременности микробиом матери начинает трансформироваться, готовиться к передаче микробов ребенку во время родов. Самые большие изменения происходят во влагалище и кишечнике женщины, потому что именно эти органы участвуют в «вертикальной передаче микробов новорожденному во время вагинальных родов», говорит доктор Домингез Белло в работе от 2015 года «Развитие микробиома новорожденного: мама играет роль» (The infant microbiome development: mom matters) [37].

Доктор Домингез Белло в данном нам интервью описывает, как именно микробная популяция будущей матери видоизменяется в процессе ожидания ребенка: «Популяции ее микробов начинают меняться; в кишечнике происходит изменение соотношений микробных сообществ, также меняются и бактерии во влагалище, где к началу третьего триместра значительно возрастает число лактобактерий, именно они заселят кишечник новорожденного».

Лактобактерии часто называют дружественными бактериями. Они присутствуют в йогуртах и других ферментированных продуктах, а также в ротовой полости, желудочно-кишечном тракте и влагалище.

Здесь будет уместным небольшой урок биологии. Лактобактерии представляют собой разновидность группы молочнокислых бактерий, которые способны превращать лактозу и другие сахара в молочную кислоту, помогающую в производстве энергии. Лактоза — основной углевод грудного молока, что прочно связывает грудное молоко с лактобактериями. Лактобактерии расщепляют лактозу в грудном молоке, высвобождая энергию для ребенка. Вероятно, именно для этого на поздних сроках беременности в вагинальном микробиоме матери происходит сдвиг в сторону увеличения числа лактобактерий. Этот процесс представляет собой прекрасный эволюционный механизм подготовки к рождению и последующему грудному вскармливанию. Еще одно изменение во влагалищном микробиоме беременной женщины на поздних сроках — уменьшение разнообразия микробных популяций. Итак, у будущей мамы растет число различных штаммов лактобактерий (L. vaginalis, L. crispatus, L. jensenii и L. gasseri), своим количеством они вытесняют другие виды бактерий, в целом сокращая биоразнообразие обитателей влагалища. Количественный рост лактобактерий очень важен, так как с его помощью происходит изменение кислотности вагинальной среды.

По словам доктора Домингез Белло, увеличение количества лактобактерий во влагалище на поздних сроках беременности помогает поддерживать кислый уровень pH и таким образом «ограничивать микробное разнообразие и предотвращать подъем бактерий в шейку матки, где они могут инфицировать амниотическую жидкость, плаценту и плод» [37].

Повышенная кислотность среды помогает предотвратить инфицирование амниотической жидкости, плаценты и плода. Лактобактерии играют ключевую роль как в процессе посева микробиома во время родов, так и позднее, во время грудного вскармливания, в его питании. Более подробно об этом мы расскажем в следующей главе. Пока достаточно сказать, что лактобактерии — один из видов микробов, название которых стоит запомнить, когда речь идет о родах и грудном вскармливании.

Метаболизм будущей матери изменяется во время беременности. С увеличением размера плода ей требуется больше энергии. Данные последних исследований показывают, что именно кишечные микробы помогают беременной женщине извлекать больше энергии и питательных веществ из пищи. Доктор Домингез Белло рассказывает, что «в кишечнике беременной женщины определенные компоненты бактерий приобретают структуру, усиливающую извлечение энергии из пищи. Почти развивается метаболический синдром, ведь беременная очень сильно нуждается в энергии. Кишечные бактерии помогают организму подстроиться под растущие нужды как женщины, так и развивающегося в матке ребенка» [37].

Во время вагинальных родов ребенок с большой вероятностью также контактирует с фекалиями матери. В них содержатся кишечные бактерии женщины, в том числе еще один важный вид дружественных бактерий — бифидобактерии (они также относятся к группе молочнокислых бактерий) [38]. Стоит отметить, что этот контакт очень полезен для ребенка. Подумаем с точки зрения высвобождения энергии: а что если человек эволюционировал таким образом, что ранний доступ к бактериям, эффективно извлекающим энергию из пищи, приносит пользу новорожденному? Что если это является частью природного замысла, что контакт с фекальными бактериями матери дает малышу энергетический толчок, необходимый в важнейшие первые часы жизни? Несложно представить, что после месяцев, проведенных в коконе материнской матки, первые часы после родов — довольно энергозатратное время для новорожденного. Иногда малышу приходится устремляться вверх по маминому животу и груди в поисках соска, учиться, как правильно приложиться к нему, начать сосать и глотать. Помимо этого, от ребенка требуется адаптация к невероятному новому опыту, с его богатством новых запахов, звуков, визуальных и тактильных образов. Те самые дающие энергию бактерии пришлись бы в этот момент очень впору, особенно если новорожденный бодрствует в первые несколько часов после появления на свет.

В статье «Мама играет роль» многие вопросы относительно того, почему и как именно изменяется микробиом будущей матери, остаются открытыми. Однако «вероятнее всего, изменения во влагалищной и кишечной микробиоте во время беременности представляют собой часть адаптационного процесса, призванного защитить и поддержать здоровье плода, а позднее предоставить новорожденному определенный микробный материал непосредственно в момент родов, до того, как он начнет взаимодействовать с другими микробами из окружающей среды» [37].

Возможно, что все микроскопические изменения в организме беременной женщины преднамеренны, что они являют собой результат многих эволюционных адаптаций, происходивших в течение тысяч лет. Возможно, что эти изменения задуманы так, что происходят в строго определенное время, определенным образом, чтобы идеально подготовить тело матери к передаче в нужный момент правильных микробов ее ребенку. В организме будущей матери создается особенный «коктейль» из необходимых бактерий, готовых и ожидающих самого важного момента, чтобы быть переданным новорожденному младенцу.

При наилучшем сценарии популяции бактерий в организме беременной женщины должны быть в идеальном состоянии к моменту передачи их малышу. В связи с этим во время беременности особенное внимание необходимо уделять питанию и образу жизни женщины, чтобы подготовить кишечный и вагинальный микробиом к родам. Вероятно, также необходимо с огромной осторожностью относиться к применению антибиотиков во время беременности, так как они могут существенно повлиять на микробиом матери и, посредством посева, на ее ребенка.

Каким именно образом происходит посев микробиома ребенка во время родов?

Чтобы ответить на этот вопрос, необходимо объяснить физиологию естественных родов. Ученым до сих пор окончательно не понятен процесс, который запускает родовую деятельность, но считается, что роль играет созревание плода, гормоны, а также физическое взаимодействие между матерью и ребенком.

Начиная со второй половины срока будущая мама может начать испытывать мягкие тренировочные схватки, известные как схватки Брэкстона-Хикса. Чаще всего это нечастые, нерегулярные и непрогнозируемые схватки, длящиеся менее минуты. Обычно они прекращаются, если женщина меняет позу или вид деятельности, например, если она шла, а потом остановилась и села. Схватки Брэкстона-Хикса, совместно с укорочением и сглаживанием шейки матки, а также изменения в уровне гормонов совместно подготавливают шейку к родам. Ближе к концу беременности (приблизительно на сроке от 38 до 42 недель) беременная женщина может ощущать более сильные сокращения матки, которые акушерки называют предродовыми схватками. Ощущение напряжения в брюшной полости сопровождается несильной болью в животе, похожей на менструальную, и болью внизу спины. Предродовые схватки могут происходить ритмично, скажем, каждые десять или двадцать минут. У некоторых женщин в этот момент из шейки матки выходит слизистая пробка, которая обеспечивала практически стерильную среду в матке.

В какой-то момент схватки становятся более интенсивными: они длятся дольше, случаются чаще и становятся более болезненными. Это переходный момент, когда предродовые схватки сменяются ранними родовыми схватками. Когда они повторяются три или четыре раза в десять минут, становятся сильными и регулярными, считается, что началась активная фаза родов, когда малыш начинает свое эпическое движение из матки во внешний мир.

Во время родов организм женщины выделяет несколько гормонов. Один из них — окситоцин, так называемый гормон любви, который стимулирует более сильные схватки, принуждая малыша двигаться вниз к шейке матки, размягчая и расширяя ее, чтобы в результате она открылась приблизительно на десять сантиметров в диаметре. Когда шейка матки достигает полного раскрытия, ребенок проходит через нее в родовой канал, где совершает финальное путешествие к выходу из влагалища. Это самая болезненная и интенсивная часть активной фазы родов.

Обычно в определенный момент во время родов происходит излитие околоплодных вод. Это происходит, когда плодный пузырь — надежное убежище с жидкостью внутри, в котором малыш жил в матке, — разрывается. Иногда воды изливаются еще до начала схваток: женщина может ощущать легкое подтекание или внезапный сильный поток вниз по ногам. Заметим попутно, что в кино воды всегда отходят в самом неподходящем месте, например в супермаркете. Но это может произойти в любом месте и в любое время, даже когда женщина спит или занимается чем-то совершенно безобидным, например мытьем посуды. Но чаще всего излитие околоплодных вод происходит или во время первой фазы родов (когда схватки начинают усиливаться, увеличивается давление на плодный пузырь, и он разрывается), или во время фазы потуг, когда ребенок находится в родовом канале. Изредка ребенок рождается с нетронутым плодным пузырем, в таком случае говорят, что малыш родился в рубашке.

Тот момент, когда воды изливаются (если они вообще изливаются в родах), — критически важный для посева микробиома. Как только оболочки плодного пузыря разрываются, на ребенка вдруг обрушивается поток бактерий. В родовом канале, не защищенный более оболочками, новорожденный покрывается с ног до головы микробами из влагалища матери, его кожа впитывает их, как губка. Микробы попадают ребенку в глаза, уши и нос, устремляются в его ротовую полость. По словам Мартина Блейзера, «ребенок окружен бактериями. Они покрывают его кожу, он проглатывает их. Это первое знакомство ребенка с миром бактерий, миром, в котором все мы живем. Это закладка основы микробиома ребенка».

Часть бактерий, попавших в рот ребенка, остается там и колонизирует ротовую полость; в частности, это лактобактерии. Эти бактерии проявят свои чрезвычайно важные функции позже, когда ребенок начнет сосать материнское молоко (см. стр. 62). Однако не все влагалищные микробы остаются в ротовой полости новорожденного, часть из них он заглатывает (в том числе и лактобактерии), отправляя представителей материнского влагалищного микробиома в свой кишечник. Здесь они начинают формировать собственный кишечный микробиом ребенка.

Таким образом, первыми микробами, оказывающимися в кишечнике новорожденного ребенка, чаще всего оказываются влагалищные микробы матери. Они включают в себя большое количество лактобактерий, которые, как мы уже описали, помогают извлекать энергию из лактозы грудного молока. То есть, будучи одними из первых кишечных поселенцев, лактобактерии ожидают поступления грудного молока. Но это еще не все. По словам доктора Блейзера, лактобактерии также обладают особым оружием: «Эти виды по-особому вооружены своими собственными антибиотиками, которые не позволяют конкурирующим потенциально опасным бактериям заселить кишечник новорожденного» [39].

Это означает, что у лактобактерий есть особые вещества со свойствами антибиотиков, которые помогает остановить патогенные бактерии в их попытках обосноваться на той же территории.

Конец ознакомительного фрагмента.