MASARYKOVA UNIVERZITA PŘÍRODOVĚDECKÁ FAKULTA
ÚSTAV EXPERIMENTÁLNÍ BIOLOGIE
VÝVOJ STŘEVNÍ MIKROFLÓRY V PRVNÍM
PŮL ROCE ŽIVOTA DÍTĚTE
Bakalářská práce
Adam Novotný
Vedoucí práce: Mgr. Petra Vídeňská Ph.D. Brno 2017
Bibliografický záznam
Autor: Adam Novotný
Přírodovědecká fakulta, Masarykova univerzita
Ústav Experimentální Biologie
Název práce: Vývoj střevní mikroflóry v prvním půl roce života dítěte
Studijní program: Experimentální Biologie
Studijní obor: Speciální Biologie
Vedoucí práce: Mgr. Petra Vídeňská Ph.D.
Akademický rok: 2016/2017
Počet stran: 61
Klíčová slova: Mikrobiom, dysbióza, dětský, střevní trakt, bakteriální
kolonizace, výživa, antibiotika, porod
Bibliographic Entry
Author Adam Novotný
Faculty of Science, Masaryk University
Department of Experimental Biology
Title of Thesis: The development of infant gut microbiome during the
first six months of life
Degree programme: Experimental Biology
Field of Study: Special Biology
Supervisor: Mgr. Petra Vídeňská Ph.D.
Academic Year: 2016/2017
Number of Pages: 61
Keywords: Microbiome, dysbiosis, infant, intestin, bacterial
colonization, nutrition, antibiotics, delivery
Abstrakt
V této bakalářské práci se věnujeme složení a vývoji střevního mikrobiomu
dítěte v průběhu prvního půl roku života. Ten je složen z více než 1 000 bakteriálních
druhů a obsahuje 10x více genů než buňky lidského těla. Zastává především
metabolickou funkci, ale také slouží jako obranná bariéra proti patogenům a napomáhá
správnému vývoji imunitního systému. Začíná se vyvíjet již v průběhu těhotenství a na
jeho vývoj má vliv řada faktorů. Mezi ty nejpodstatnější patří především způsob porodu,
antibiotická léčba v těhotenství i po porodu a způsob výživy. Nejdůležitějším faktorem
je však způsob porodu. Děti narozené přirozenou cestou jsou vystaveny vaginálnímu
mikrobiomu matky a jsou tak vystaveny kolonizaci především laktobacily, jež zajišťují
následný správný vývoj. Naopak děti narozené císařským řezem přichází primárně do
styku se sterilním nemocničním prostředím a bakteriální kolonizace je u nich opožděna.
Bakteriální kolonizace také probíhá jinak u předčasně narozených dětí, které nemají
vyvinutý imunitní systém. Dalším faktorem je antibiotická léčba, která způsobuje
dysbiózu střevního mikrobiomu nejen u dětí, ale také u dospělých. Nejvážnější dopad
mají antibiotika v průběhu prvního týdne po porodu. Důležitou roli hrají také
profylaktická antibiotika, jež jsou zaměřena pouze na určitou skupinu bakterií, a tedy
mohou způsobovat nadměrný růst ostatních bakterií. Na vývoj střevního mikrobiomu
má vliv také způsob výživy. Mateřské mléko obsahuje unikátní mikrobiom, ale
především bifidobakterie a laktobacily, které jsou potřeba pro správný vývoj imunitního
systému. Kromě těchto bakterií však také obsahuje další nezbytné látky, jako například
oligosacharidy nebo buňky imunitního systému. Dysbióza střevního mikrobiomu je
spojena s řadou dlouhotrvajících onemocnění, jako jsou alergie, atopický ekzém,
diabetes, ale také s akutními zánětlivými nemocemi, jako je např. nekrotizující
enterokolitida.
Abstract
In this thesis we study a composition and development of infant intestinal
microbiome during the first six months of life. The intestinal microbiome consists of
more than 1 000 bacterial species and contains 10x more genes than all human body.
Microbiome has a metabolic function but also serves as a defence barrier against
pathogens and assists in the proper development of the immune system. It‘s
development begins during pregnancy and is influenced by many factors. The most
important ones are mode of delivery, antibiotic treatment during pregnancy and after
delivery and diet. However, the most important factor is the mode of delivery. Children
born vaginally are exposed to the vaginal microbiome of the mother and are thus
exposed to the colonization of lactobacilli, which will ensure subsequent correct
development of gut microbiome. Conversely, children born by the caesarean section
come primarily into contact with a sterile hospital environment, and bacterial
colonization is delayed. Bacterial colonization is different in preterm infants who have
not enough developed immune system. Another factor is antibiotic treatment that causes
dysbiosis of intestinal microbiome not only in children but also in adults. Antibiotics
have the greatest impact during the first week after birth. Important role have the
prophylactic antibiotics that are targeted to a specific group of bacteria and can
therefore cause excessive growth of the others. The development of the intestinal
microbiome is also affected by the nutrition. Breast milk contains unique microbiome,
but especially bifidobacteria and lactobacilli, which are important for proper
development of the immune system. Except these bacteria, however, it also contains
other essential substances, such as oligosaccharides or cells of the maternal immune
system. Dysbiosis of the intestinal microbe is associated with many long-term diseases
such as allergy, atopic eczema, diabetes, but also with acute infectious diseases such as
necrotizing enterocolitis.
Poděkování
Na tomto místě bych chtěl poděkovat své vedoucí bakalářské práce Mgr. Petře
Vídeňské Ph.D. za její ochotu, trpělivost a cenné rady, které mi při vypracování této
práce poskytla.
Prohlášení
Prohlašuji, že jsem svoji bakalářskou práci vypracoval samostatně s využitím
informačních zdrojů, které jsou v práci ocitovány.
Brno 26. 4 2017 ………………………………
Adam Novotný
Obsah
1. Seznam použitých zkratek ....................................................................................... 11
2. Úvod ........................................................................................................................ 12
3. Cíle práce ................................................................................................................. 13
4. Složení a funkce střevního mikrobiomu .................................................................. 14
4. 1 Bakteriální kolonizace GIT .................................................................................. 14
4. 2 Mikrobiom placenty ............................................................................................. 15
4. 3 Bakteriální kolonizace při porodu ........................................................................ 16
4. 4 Externí faktory ..................................................................................................... 16
5. Vliv výživy a antibiotické léčby matky v průběhu těhotenství na vývoj střevního
mikrobiomu dítěte.................................................................................................... 18
5. 1 Profylaktická antibiotika ...................................................................................... 19
5. 2 Užívání probiotik v průběhu těhotenství ............................................................. 20
6. Způsob porodu ......................................................................................................... 21
6. 1 Přirozený porod .................................................................................................... 22
6. 2 Porod císařským řezem ........................................................................................ 23
6. 3 Nízká porodní váha .............................................................................................. 26
6. 4 Předčasný porod ................................................................................................... 26
6. 4. 1 Bakteriální kolonizace předčasně narozených dětí ...................................... 27
6. 4. 2 Vliv prostředí na mikrobiom předčasně narozených dětí ............................ 28
7. Užívání antibiotik dítětem i matkou po porodu ....................................................... 29
7. 1 Vliv antibiotické léčby na bakteriální kolonizaci ................................................ 29
7. 2 Složení mikrobiomu při antibiotické léčbě .......................................................... 30
7. 3 Vliv antibiotik na orální mikrobiom .................................................................... 31
8. Výživa ...................................................................................................................... 32
8. 1 Mateřské mléko .................................................................................................... 32
8. 1. 1 Mikrobiom mateřského mléka ..................................................................... 33
8. 2 Kojení vs. umělá výživa ....................................................................................... 34
8. 2. 1 Vliv výživy na orální mikrobiom ................................................................. 36
8. 2. 2 Složení umělé výživy ................................................................................... 36
8. 3 Probiotika a prebiotika ......................................................................................... 36
8. 3. 1 Nejrozšířenější probiotické kmeny .............................................................. 37
8. 3. 2 Vliv probiotik a mechanismus jejich účinku ............................................... 39
8. 3. 3 Prebiotika ..................................................................................................... 40
9. Nemoci spojené s dysbiózou střevního mikrobiomu v prvním půl roce života ...... 41
9. 1 Alergie ................................................................................................................. 41
9. 2 Atopický ekzém ................................................................................................... 43
9. 3 Nekrotizující enterokolitida ................................................................................. 44
9. 4 Cukrovka .............................................................................................................. 46
9. 5 Obezita ................................................................................................................. 47
10. Faktory prostředí...................................................................................................... 49
11. Závěr ........................................................................................................................ 51
12. Seznam literatury ..................................................................................................... 52
11
1. Seznam použitých zkratek
CFU Jednotky tvořící kolonie
G+ Grampozitivní bakterie
GIT Gastrointestinální trakt
IgE Imunoglobulin E
IL Interleukin
LGG Lactobacillus rhamnosus GG
NEC Nekrotizující enterokolitida
NF-κB Nukleární faktor kappa B
NK Natural killer buňky
pIgA Fosfatidylinositol glykan A
rRNA Ribozomální ribonukleová kyselina
T-reg Regulatorní T-lymfocyt
Th Pomocné T-lymfocyty
TLR Toll-like receptor
12
2. Úvod
Lidský střevní mikrobiom je složen z více než 1 000 bakteriálních druhů. Je
důležitý zejména svou metabolickou funkcí, ale také jako důležitý prvek při formování
imunitního systému. Většina bakterií vyskytujících se v gastrointestinálním traktu patří
mezi striktní anaeroby, nejčastěji zástupce kmenů Firmicutes a Bacteroidetes.
Bakteriální kolonizace dětského gastrointestinálního traktu začíná již v průběhu
těhotenství, přibližně počátkem druhého trimestru. Od tohoto okamžiku na jeho vývoj
působí velká řada faktorů. Během těhotenství má na bakteriální kolonizaci dětského
střeva vliv převážně antibiotická léčba matky. Mezi další faktory řadíme způsob porodu,
antibiotickou léčbu v novorozeneckém období a také způsob výživy.
Avšak vlivů působících na vývoj střevního mikrobiomu dítěte je mnohem více.
Kromě způsobu porodu (přirozeně nebo císařským řezem), je to především stáří dítěte
při porodu a také jeho porodní váha. Pokud je dítě narozeno předčasně, dochází u něj
k odlišnému vývoji střevního mikrobiomu, který s sebou nese vyšší riziko zdravotních
problémů.
Lišit se bude mikrobiom dítěte, jež bylo od narození kojeno, a toho, které bylo
krmeno umělou výživou. Při kojení má velký vliv také mikrobiom mateřského mléka,
ale také ostatní látky v mléce obsažené. Jedná se především o specifické oligosacharidy
a buňky imunitního systému matky.
Pokud se střevní mikrobiom nevyvíjí správně, může vzniknout tzv. dysbióza
střevního mikrobiomu. Ta bývá častou příčinou vzniku mnoha nemocí. Mezi nejčastěji
se vyskytující patří alergie, atopický ekzém, obezita nebo nekrotizující enterokolitida
(NEC). Avšak tyto nemoci se řadí mezi tzv. multifaktoriální, tedy nemají pouze jednu
příčinu vzniku. Jejich spojitost se střevním mikrobiomem dlouhou dobu nebyla brána
v potaz, jelikož neexistovaly účinné nástroje na jeho výzkum.
Posledním faktorem podílejícím se na složení střevního mikrobiomu jsou
hygienické návyky a prostředí, ve kterém dítě vyrůstá. Značné rozdíly lze také
pozorovat při srovnávání mikrobiomu dětí z rozvojových a vyspělých zemí.
13
3. Cíle práce
Cílem této práce je shrnutí poznatků o vývoji střevního mikrobiomu
novorozenců a jeho dopadu na jejich celkové zdraví. Jsou zde zahrnuty vlivy působící
v průběhu těhotenství a dále během prvního půl roku života. Práce je také zaměřena na
nemoci, jež jsou způsobeny špatným vývojem střevního mikrobiomu.
14
4. Složení a funkce střevního mikrobiomu
Střevní mikroflóra (= mikrobiom, mikrobiota) má nepochybně velmi významný
vliv na lidský organismus. Skládá se z téměř 1 000 bakteriálních druhů, jejichž celkové
množství je přibližně stejné jako počet buněk lidského těla, ale obsahuje desetkrát více
genů než lidský genom (Fujimura K. E. a kol. 2010, Sender R. a kol. 2016, Jandhyala S.
a kol. 2015). Mikrobiom zastává několik funkcí. Mezi ty nejdůležitější patří vytváření
ochranné bariéry proti střevním patogenům a napomáhání správnému vývoji imunitního
systému. Střevní mikrobiom také metabolizuje a syntetizuje řadu látek. Příkladem může
být syntéza esenciálních aminokyselin, vitaminů a také enzymů, díky nimž může lidské
tělo trávit látky, které by jinak nedokázalo rozložit (např. rostlinné polysacharidy)
(Gill S. R. a kol. 2006, Jandhyala S. a kol. 2015, Turnbaugh P. J. a kol. 2007).
V gastrointestinálním traktu (GIT) je anaerobní prostředí. Proto tvoří
nejvýznamnější podíl striktně anaerobní bakterie, z nichž jsou u dospělého jedince
nejvíce zastoupeny kmeny Bacteroidetes a Firmicutes (tvoří více než 90 % bakteriální
populace) a jejich poměrné zastoupení má vliv na zdravotní stav. Z kmene Firmicutes
jsou nejčastěji přítomni zástupci třídy Clostridia a z kmene Bacteroidetes to jsou
zástupci třídy Bacteroidetes. V menším množství se zde vyskytují fakultativní
anaeroby, např. zástupci kmene Proteobacteria, jehož hlavním zástupcem v GIT je
Escherichia coli (Eckburg, P. B. a kol. 2005). Dále je také známa přítomnost kmenů
Fusobacteria, Actinobacteria a Verrucomicrobia. Můžeme však zde najít i zástupce
domény Archaea, a tím je Methanobrevibacter smithii. Počet bakterií se také napříč
GIT mění. Jejich množství v tlustém střevě se liší od žaludku i tenkého střeva (Obr. 1)
(Gill, S. R. a kol. 2006).
4. 1 Bakteriální kolonizace GIT
Až do nedávna panoval názor, že GIT dítěte je až do porodu zcela sterilní
a jakýkoli výskyt bakterií je známkou infekce. Toto tvrzení však bylo vyvráceno po té,
co byly objeveny bakterie v mekoniu (první dětské stolici, obvykle do 24 – 48 hodin po
narození) i bez přítomnosti infekce. Tím bylo prokázáno, že kolonizace dětského GIT
začíná již in utero, přibližně počátkem druhého trimestru těhotenství. Nejdůležitějším
obdobím bakteriální kolonizace je během prvního půl roku života dítěte. Pokud dojde
v tomto období k narušení procesu přirozené kolonizace (např. antibiotiky nebo
stresem), hrozí v budoucnu zvýšené riziko vzniku chronických onemocnění v důsledku
15
nesprávného vývoje imunitního systému (Russel S. L. 2013). První bakterie kolonizující
dětský střevní trakt jsou zpravidla fakultativně anaerobní. Do dětského střeva se mohou
dostat cirkulací v krvi, nebo skrze placentu do plodové vody, kterou dítě následně
spolkne. Patří mezi ně například rody Streptococcus a Enterococcus. Po narození, kdy
dojde vlivem fakultativních anaerobů ke spotřebování přítomného kyslíku ve střevě,
se zde začínají vyskytovat rody striktně anaerobních bakterií, především
Bifidobacterium, Bacteroides a Clostridium (Nagpal R. a kol. 2016).
Obr. 1. Složení mikrobiomu napříč gastrointestinálním traktem (Konturek P. C. a kol.
2015, upraveno). Počet a zastoupení bakteriálních druhů se mění napříč celým
gastrointestinálním traktem. Střevo obsahuje přibližně 1 000 druhů bakterií, z nichž naprostou
většinu tvoří striktně anaerobní zástupci. Jejich počet se odhaduje na 1012 buněk na gram a jsou
nedílnou součástí každého živého organismu.
4. 2 Mikrobiom placenty
Při vývoji plodu in utero je také důležitý mikrobiom placenty. Placenta byla
velmi dlouho, stejně tak jako plod, považována za zcela sterilní. Stejně jako ostatní
orgány i ona má svůj vlastní, poměrně unikátní, mikrobiom. Bakteriální denzita je zde
oproti ostatním orgánům nižší, to však nic nemění na její důležitosti
(Nuriel-Ohayon M. a kol. 2016).
16
Velké množství bakteriálních druhů detekovaných v placentě se vyskytuje
v mikrobiomu ústní dutiny, takže lze předpokládat, že právě ta je hlavním zdrojem
těchto bakterií. Důkazem je přítomnost bakterií rodu Neisseria a Prevotella a často také
Fusobacteria, které jsou častými zástupci v ústní dutině. Při transportu bakterií z ústní
dutiny však existuje riziko přenosu patogenních bakterií při periodontální infekci.
Infekce způsobené těmito bakteriemi může v těch nejhorších případech vyvolat
předčasný porod (Agaard M. a kol. 2014). Mezi nejčastější patogenní bakterie
v placentě patří zástupci kmene Tenericutes, a to zejména rodů Mycoplasma
a Ureaplasma (Rautava S. a kol. 2012).
4. 3 Bakteriální kolonizace při porodu
Na následný vývoj dětského střevního mikrobiomu má vliv zejména způsob
porodu, předčasný porod a prostředí, ve kterém porod proběhl. Při přirozeném porodu je
nejdůležitějším zdrojem bakterií mateřský urogenitální trakt. Dětský GIT je
kolonizován převážně rody Lactobacillus, Prevotella a Bifidobacterium. Při porodu
císařským řezem dochází k opožděné kolonizaci těmito rody a namísto nich se s větší
četností vyskytuje rod Staphylococcus (Torrazza, R. M. a kol. 2011). V průběhu prvního
týdne po narození se mírně zvyšuje četnost fakultativně anaerobních bakterií, především
rodu Lactobacillus. Na následném vývoji se podílí řada faktorů, mezi něž patří způsob
výživy, medikace, hygiena a prostředí, ve kterém dítě vyrůstá (Vael, C, Desager, K,
2009).
4. 4 Externí faktory
Jedním z nejvýznamnějších faktorů ovlivňujících bakteriální kolonizaci GIT je
užívání antibiotik. A to nejen dítěte, ale i matky. Antibiotika jsou transportovány skrze
mateřské mléko a mají na dětský mikrobiom podobné účinky, jako kdyby byly
podávány přímo dítěti (Wu P. a kol. 2016). Značně narušují střevní mikrobiom, což má
za následek mnohé zdravotní komplikace, mezi něž patří například alergie čí atopický
ekzém (Arrieta, M. C. a kol. 2014). Vliv na správný vývoj dětského střevního
mikrobiomu má také způsob stravování matky. Veganská strava například dokáže
změnit profil bakteriálních mastných kyselin a organická dieta založená na bio
potravinách zvyšuje podíl laktobacilů (Penders J. a kol. 2006).
17
Složení střevního mikrobiomu se dynamicky mění až do věku přibližně dvou let,
kdy se již podobá mikrobiomu dospělých jedinců. Tato věková hranice je však
individuální u každého jedince a může nastat po prvním roce života, ale také klidně až
ve třech letech. (Arrieta M. C. a kol. 2014, Vael C, Desager K, 2009).
18
5. Vliv výživy a antibiotické léčby matky
v průběhu těhotenství na vývoj střevního
mikrobiomu dítěte
V průběhu druhé poloviny 20. století se rapidně zvýšil výskyt případů dětských
alergií a astmatu, a proto se začaly hledat jejich příčiny. Tyto nemoci se vyskytovaly
zejména ve vyspělých zemích a byly často spojovány s tzv. západním životním stylem.
Tedy s velmi dobrými hygienickými podmínkami a s tím souvisejícím nízkým
výskytem infekčních onemocnění. A dále také s čím dál rozšířenějším užíváním
antibiotik nejen v dětství, ale také v průběhu těhotenství (Jedrychowski W. a kol. 2006).
Užívání antibiotik je jednou z nejzávažnějších příčin vzniku tzv. dysbiózy
střevního mikrobiomu, tedy stavu mikrobiální nerovnováhy, kdy převažují patogenní
bakterie nad těmi prospěšnými. Antibiotika redukují celkový počet bakterií, tedy i těch
prospěšných, a po ukončení léčby mají tendenci se lépe uchytit právě bakterie
patogenní. Ve vyspělých zemích se antibiotika během těhotenství předepisují
z preventivních důvodů, ale jejich užívání má negativní dopad na GIT ještě
nenarozeného dítěte (Kuperman A. A. 2016). Nejzávaznější dopad mají antibiotika
užívána v průběhu druhého a třetího trimestru, kdy se vyvíjí dětská trávicí trubice
(Mueller N. T. a kol. 2015). Také záleží na době, po jakou jsou antibiotika užívána,
jelikož riziko vzniku onemocnění se zvyšuje každým dnem léčby (Jedrychowski W.
a kol. 2006). Po průkazu mikrobiální kolonizace plodu in utero, bylo také zjištěno, že
antibiotika mohou být přenášena skrze placentu a ovlivňovat tak počáteční kolonizaci
plodu ještě v průběhu těhotenství (Mueller N. T. a kol. 2015).
V průběhu těhotenství je lidské tělo náchylnější k vlivům prostředí, především
k patogenním bakteriím. Ty způsobují nejčastěji záněty respiračního a urogenitálního
traktu, kvůli kterým jsou nasazována antibiotika (Wu P. a kol. 2016). Ta mohou
zapříčinit změny nejen střevního, ale i vaginálního mikrobiomu (Lapin. B a kol. 2015).
Při porodu, kdy dochází k nejrozsáhlejší kolonizaci GIT, je tak dítě vystaveno tomuto
ovlivněnému mikrobiomu a je kolonizováno nesprávnými bakteriemi (Gonzalez-Perez
G. a kol. 2016). To bývá častou příčinou opožděného vývoje imunitního systému dítěte
a tím také sníženou schopností přiměřené imunitní odpovědi (Deshmukh H. S. a kol.
2014). Mezi nemoci způsobené dysbiózou střevního mikrobiomu, patří alergie,
atopický ekzém, obezita nebo různá zánětlivá onemocnění (Mueller, N. T. a kol. 2015).
19
Antibiotická léčba v průběhu těhotenství může mít také za následek rozdílnou
aktivitu buněk schopných granulocytózy a tím narušení homeostázy neutrofilů v krvi.
To může následně vést ke zvýšené citlivosti k infekcím způsobených bakteriemi
Escherichia coli nebo Klebsiella pneumoniae (Deshmukh H. S. a kol. 2014).
Z důvodu narůstajícího počtu případů astmatu u novorozenců a malých dětí, byla
provedena studie, v níž bylo zjištěno, že užívání antibiotik v průběhu těhotenství snižuje
počet zástupců kmenů Firmicutes a Bacteroidetes v dětském GIT. Zároveň byla
pozorována zvýšená hladina IgE (imunoglobulin E) a větší množství bazofilních
granulocytů v krvi. Ty způsobují přehnanou rekci Th2 lymfocytů a dochází tak častěji
k zánětům (Hill D. A. a kol. 2012).
5. 1 Profylaktická antibiotika
Antibiotická terapie je důležitá také v průběhu porodu. Zde hovoříme o tzv.
profylaktických antibiotikách. Profylaktická antibiotika jsou taková, jež se používají
jako prevence před vznikem infekcí během chirurgických zákroků. Mají za úkol
udržovat určitou hladinu léčiva v krvi, ale neslouží jako plnohodnotná náhrada
sterilního prostředí. Tato antibiotika, nejčastěji na bázi ampicilinu, jsou podávána při
porodu převážně matkám, které mají pozitivní výsledky testů na streptokoky skupiny B.
Ty jsou ve většině neošetřených případů zodpovědné za prudké záněty střevního traktu
novorozenců a v době před zavedením antimikrobiální léčby také často znamenaly smrt
novorozence (Cassidy-Bushrow A. E. a kol. 2016).
Avšak jako každá antibiotika, i tato mají vliv na vývoj dětského mikrobiomu.
Ta, jež jsou podávána matkám při porodu, jsou zaměřena primárně na gram-pozitivní
bakterie, tedy proti streptokokům. Jenže mezi G+ řadíme také rody Bifidobacterium,
Lactobacillus, Bacteroides a Lactococcus, na které tato antibiotika také působí. Proto
lze při jejich užívání sledovat zvýšený počet Enterobacteriaceae, jakožto gram-
negativních bakterií, mezi něž patří řada oportunních patogenů, jako například
Klebsiella, Shigella, Salmonella nebo Enterobacter. Jejich četnost může v některých
případech dosáhnout až 73 % z celkového složení střevního mikrobiomu. Mohou tedy
vlivem oslabené imunity vyvolat různá trávící nebo zánětlivá onemocnění (Aloisio I.
a kol. 2016). Naštěstí po ukončení léčby jejich počet rapidně klesá. Přibližně dva týdny
po ukončení léčby je jejich počet zredukován na 5 % a i nadále má tendenci klesat
(Gibson M. K. a kol. 2015).
20
5. 2 Užívání probiotik v průběhu těhotenství
Aby se zabránilo nežádoucím účinkům antibiotik, jsou po ukončení léčby
doporučena probiotika. Jelikož antibiotika ničí i prospěšné bakterie, je jich po ukončení
léčby ve střevě nedostatek a dochází k nárůstu potenciálních patogenů. Tomuto lze
předejít, rychlou obnovou původního střevního mikrobiomu. A právě k tomu slouží
probiotika. Probiotické doplňky stravy obsahují tělu prospěšné bakterie, především
z rodů Lactobacillus a Bifidobacterium, které se podílí na správné kolonizaci dětského
GIT a také na vývoji imunitního systému (Dotterud C. K. a kol. 2015).
Konzumací probiotik dochází také ke změně vaginálního mikrobiomu. Tím je
ovlivňována bakteriální kolonizace dětského GIT při přirozeném porodu. Aby bylo
dosaženo této změny, je potřeba užívat probiotika po delší dobu. Probiotika jsou také do
jisté míry transportována do mateřského mléka. Při kojení mají tedy téměř podobné
účinky, jako kdyby byly dítěti podávány přímo. Velice doporučeno je i podávání
probiotických suplementů dětem v prvních týdnech po porodu (Enomoto T. a kol.
2014).
Probiotické bakterie mají velký vliv na správnou kolonizaci dětského GIT. Jsou
doporučovány především matkám při plánovaném porodu císařským řezem nebo po
antibiotické léčbě (Bertelsen R. J. a kol. 2014). Laktobacily zároveň také napomáhají
kolonizaci střeva bifidobakteriemi a jinými důležitými bakteriálními druhy. Avšak ne
všechny kmeny probiotických bakterií kolonizují dětský GIT se stejnou účinností, což
naznačuje, že jejich výskyt je kmenově specifický (Dotterud C. K. a kol. 2015).
Je také důležité podávat správné probiotické suplementy určené těhotným
ženám. Ty jsou rozdílné zejména obsahem různých kmenů bifidobakterií. Bylo zjištěno,
že v průběhu prvních dvou let života se poměrně dynamicky mění zastoupení
jednotlivých druhů bifidobakterií ve střevním mikrobiomu. Je tedy třeba vždy v určitou
dobu podávat probiotika s příslušnými kmeny. V průběhu těhotenství je tak potřeba
užívat taková probiotika, jež obsahují druhy bifidobakterií typické pro dětský
mikrobiom. Jedná se především o B. longum a B. breve. Bylo totiž zjištěno, že děti,
u nichž se později vyskytla alergie, mají jiné druhové zastoupení bifidobakterií než děti
zdravé. Toto druhové zastoupení odpovídá spíše mikrobiomu zdravého dospělého
člověka, proto není žádoucí, aby v takových případech byla podávána probiotika určená
pro dospělé (Enomoto T. a kol. 2014).
21
6. Způsob porodu
Nejdůležitějším faktorem ovlivňujícím vývoj střevního mikrobiomu dítěte patří
jednoznačně způsob porodu. Během něj dochází k nejintenzivnější bakteriální
kolonizaci dětského střeva a je tedy rozhodující, kterými mikroorganismy bude
kolonizováno. K správnému vývoji střevního mikrobiomu dochází zpravidla u dětí, jež
byly narozeny přirozeným způsobem. S tím je spojen také správný vývoj imunitního
systému. Naopak při porodu císařským řezem je střevní trakt kolonizován odlišnými
bakteriemi a celý proces vývoje mikrobiomu je tak narušen. Na jeho následný správný
vývoj má také vliv prostředí, ve kterém porod probíhá a to zejména u porodu císařským
řezem, jelikož v takovém případě dochází ke kolonizaci bakteriemi z pokožky
a okolního prostředí (Penders J. a kol. 2006). Příbuznost bakterií izolovaných z dětské
stolice s mikrobiomem matky lze pozorovat již po několika dnech po porodu. U dětí
narozených přirozeně lze pozorovat příbuznost k bakteriím vaginálního mikrobiomu,
zatímco u dětí narozených císařským řezem je to příbuznost k mikrobiomu pokožky
(Obr. 2) (Nagpal R. a kol. 2016).
Obr. 2 Analýza 16S rRNA vzorků mateřského a dětského mikrobiomu (Johnson C. L.
a kol. 2012, upraveno). PCA plot znázorňující příbuznost bakterií dětského GIT s mikrobiomem
matky. Složení střevního mikrobiomu dětí narozených přirozeným způsobem odpovídá
přibližně složení vaginálního mikrobiomu matky. U dětí narozených císařským řezem pak
odpovídá mikrobiomu pokožky.
22
Vývoj střevního mikrobiomu však nezávisí pouze na způsobu porodu, ale i na ostatních
faktorech s porodem souvisejících. K zcela odlišnému vývoji bude docházet především
u předčasně narozených dětí. Ty ještě nejsou schopny účinné obrany proti patogenům
a jsou tedy náchylnější k nemocem. Jsou tedy udržovány ve sterilním prostředí
a dochází u nich zpravidla k opožděné bakteriální kolonizaci (Vinturache A. E. a kol.
2016).
6. 1 Přirozený porod
Děti narozené přirozeným způsobem se při porodu dostávají primárně do styku
s vaginálním mikrobiomem matky. Jsou tak nejvíce kolonizovány bakteriemi
vyskytujícími se ve vaginální sliznici. Zde má nejvyšší zastoupení rod Lactobacillus,
který má pozitivní vliv na kolonizaci ostatními bakteriálními rody. Tím dochází
k přirozenému vývoji střevního mikrobiomu již od narození. V důsledku průchodu
porodními cestami mají také značně vyšší početní zastoupení bakterií a také vyšší
mikrobiální diverzitu než děti narozené císařským řezem. Tyto rozdíly je možné
pozorovat při analýze vzorků mekonia. To obsahuje mnohem větší množství bakterií
u dětí narozených přirozenou cestou (Martin R. a kol. 2016).
Naprostá většina bakterií osidlujících střevní trakt jsou striktní anaeroby. Ale
protože se těsně po porodu v dětském střevě vyskytuje určitá koncentrace kyslíku,
nemůže dojít k jejich kolonizaci. Právě z tohoto důvodu je zapotřebí primární
kolonizace laktobacilů, jelikož ty jako fakultativní anaeroby, tento kyslík spotřebují,
a může následně dojít ke kolonizaci ostatními bakteriemi. Jedná se především o bakterie
rodů Bifidobacterium, Prevotella, Bacteroides, ale také Lachnospira a Ruminococcus,
které tvoří přirozený základ pro vývoj střevního mikrobiomu (Penders J. a kol. 2006).
Avšak laktobacily plní i další důležité funkce. Například fermentací kyseliny
mléčné na laktát ovlivňují pH střevního traktu. Produkují také růstový faktor, jenž
ovlivňuje sekreci mucinu, se kterým následně interagují bakterie rodu Bacteroides. Ty
následně metabolizují glykany odvozené právě od mucinu. Pokud tedy nedošlo při
porodu ke kolonizaci laktobacily, je také opožděná kolonizace rodem Bacteroides, což
s sebou nese výrazné změny při vývoji imunitního systému (Brumbaugh D. E. a kol.
2016).
Druhým nejpočetněji zastoupeným rodem ve vaginální sliznici, který se podílí
na kolonizaci dětského střeva, je rod Bifidobacterium. Patří mezi striktně anaerobní
23
bakterie, takže k jejich kolonizaci může dojít právě až po spotřebování veškerého
kyslíku ve střevě. Podobně jako rod Bacteroides napomáhají při vývoji imunitního
systému. Důkazem o jejich původu ve střevě je studie zaměřená na monofyletické
kmeny (potomci jedné fylogenetické linie) těchto bakterií. Monofyletické kmeny
B. longum, B. bifidum, B. catenulatum, B. adolescentis, B. pseudocatenulatum byly
vyizolovány jak ze střevního traktu dítěte, tak z vaginální sliznice matky (Makino H.
a kol. 2013).
Mezi nejpočetnější druhy bifidobakterií v dětském GIT patří B. longum, B. breve
a B. bifidum. Tyto bakterie jsou důležitou složkou biofilmu a obrany proti kolonizaci
patogenními bakteriemi, zejména klostridiemi, které jsou nejčastější příčinou vzniku
zánětlivých onemocnění (Butel M. J. a kol. 2007).
6. 2 Porod císařským řezem
K porodu císařským řezem se přistupuje v případech, kdy dochází k porodním
komplikacím a při přirozeném porodu by mohl být ohrožen život dítěte či matky.
Bohužel v posledních několika desetiletích se stále více žen rozhoduje pro porod
císařským řezem dobrovolně, i bez jakýchkoli zdravotních komplikací, kvůli kterým by
jej bylo zapotřebí. Při porodu císařský řezem dítě nepřichází do styku s vaginálním
a fekálním mikrobiomem matky a dochází tak ke kolonizaci naprosto odlišnými
bakteriálními druhy (Obr. 3) (Cho C. E. a Norman M. 2013).
Bakteriemi, se kterými se dítě dostane primárně do styku při porodu, jsou
nejčastěji fakultativní anaeroby z pokožky matky nebo z rukou nemocničních
pracovníků. Avšak ve srovnání s přirozeným porodem je jejich počet mnohonásobně
nižší. Takto narozené děti bývají také častěji ihned po porodu hospitalizovány a jsou tak
vystaveny poměrně sterilnímu prostředí. Tím dochází k opoždění kolonizace laktobacily
a ostatními prospěšnými bakteriemi. Z tohoto důvodu jsou děti narozené císařským
řezem výrazně náchylnější ke vzniku alergií, astmatu a infekčním onemocněním
střevního traktu. Dříve u nich byl také zaznamenán vyšší počet případů s dýchacími
obtížemi, které v mnoha případech znamenaly i smrt novorozenců udušením. Naštěstí se
počet takto kritických případů za poslední dobu snížil téměř na nulu (Merenstein D. J.
a kol. 2011).
24
Obr. 3 Rozdíly v bakteriální kolonizaci podle způsobu porodu (Neu J. a kol. 2011,
upraveno). Při přirozeném porodu je dítě vystaveno vaginálnímu, ale také fekálnímu
mikrobiomu matky. Je tak kolonizováno bakteriemi, které podporují vývoj imunitního systému
a také další následnou kolonizaci ostatními mikroorganismy. Naopak děti narozené císařským
řezem jsou vystaveny mikrobiomu pokožky a nedochází tak ke kolonizaci těmi správnými
mikroorganismy.
Děti narozené císařským řezem zůstávají většinou v nemocnici po delší dobu.
V naprosté většině případů také během prvních dnů života užívají antibiotika a je také
oddálen začátek kojení. Všechny tyto faktory se podílejí na formování střevního
mikrobiomu a způsobují jeho nepřirozený vývoj, který má často za následek vznik
nemocí (Cho C. E. a Norman M. 2013).
Nejpočetnější skupinou kolonizující dětský GIT ihned po porodu jsou bakterie
rodu Staphylococcus, Streptococcus, nebo také fakultativně anaerobní zástupci rodu
Clostridium. Ty jsou všechny řazeny mezi oportunní patogeny a představují tak zvýšené
zdravotní riziko (Penders J. a kol. 2006).
Studiem mekonia dětí narozených císařským řezem bylo zjištěno, že mají
výrazně snížený počet bakterií rodu Lactobacillus. Ve vzorcích bylo zjištěno pouhých
6 % těchto bakterií, oproti dětem narozeným přirozeně, u kterých bylo zjištěno až 37 %.
Navíc byla také pozorována mnohem nižší diverzita tohoto rodu. Detekovány byly
pouze druhy L. gaseri a L. brevis, zatímco u dětí narozených přirozenou cestou to bylo
celkem 7 různých druhů (Nagpal R. a kol. 2016).
25
Přestože způsob porodu je tím nejdůležitějším faktorem při kolonizaci dětského
GIT, výraznější změny nejsou zřetelně pozorovatelné většinou ihned po něm
a nemůžeme je tedy zřetelně pozorovat v mekoniu (s výjimkou laktobacilů). Větší
rozdíly ve složení střevního mikrobiomu začínají být pozorovatelné mezi třetím
až sedmým dnem po porodu (Nagpal R. a kol. 2016).
Největší změny je možné pozorovat u zástupců kmene Bacteroidetes. Ti patří
mezi nejdůležitější symbiotické bakterie, které produkují řadu nepostradatelných
metabolitů. Jejich nedostatečné zastoupení ve střevní sliznici může vést k narušení
metabolismu cholesterolu, steatóze jater, poruše endokrinního systému nebo zánětlivým
onemocněním střevního traktu (Huh S. Y. a kol. 2012).
Nejpočetnějším druhem tohoto kmene je Bacteroides fragilis, jehož zastoupení
je výrazně nižší u dětí narozených císařským řezem. Bakterie tohoto rodu syntetizují
polysacharid A, který má supresivní účinky na IL-17 (interleukin 17), jež má
prozánětlivé vlastnosti. Druhým způsobem, jakým regulují množství IL-17, je interakcí
s lymfocyty, které tuto molekulu produkují (Biasucci G. a kol. 2010).
Pro správný vývoj imunitního systému je také důležitý poměr bakterií kmenů
Firmicutes a Bacteroidetes. V průběhu prvního týdne po porodu by měli tyto kmeny být
v poměru 1:1. Po porodu císařským řezem však výrazně převažují zástupci kmene
Firmicutes. Ti interagují s buňkami imunitního systému, které iniciují imunitní odpověď
a často tak může docházet k tvorbě zánětu. Naopak při vyváženém poměru zástupci
Bacteroidetes interagují s regulatorními T-lymfocyty a napomáhají tak udržovat
homeostázu ve střevním traktu (Brumbaugh D. E. a kol. 2016).
Další změnou v mikrobiomu oproti dětem narozeným přirozeným způsobem je
snížený počet bifidobakterií a naopak zvýšený počet Clostridium difficile a Clostridium
perfringens. Ke kolonizaci klostridiemi dochází zejména v nemocničním prostředí.
Nejčastěji bývají izolovány z rukou nemocničních pracovníků a také z prostředí
novorozenecké jednotky intenzivní péče (Penders J. a kol. 2006). Při srovnání
mikrobiomu dětí narozených v nemocnici a v domácím prostředí, mají ty z nemocnice
vyšší zastoupení právě těchto bakterií (van Nimwegen F. A. a kol. 2011). Právě
klostridie jsou často označovány za původce ekzémů a astmatu (Musilová Š. a kol.
2015).
Nejčastějším důsledkem špatně vyvinutého imunitního systému v důsledku
porodu císařským řezem jsou alergie, a to zejména potravinové alergie. U takto
26
narozených dětí je až třikrát větší riziko vzniku potravinové alergie. Navíc pokud alergií
trpí i jeden z rodičů, je toto riziko vyšší až desetkrát (Papathoma E. a kol. 2016).
6. 3 Nízká porodní váha
Dalším neméně důležitým faktorem bakteriální kolonizace dětského střevního
traktu je také porodní váha dítěte. Děti s porodní váhou do 1 500 g jsou označovány
jako děti s velmi nízkou porodní váhou, pod 1 000 g pak s extrémně nízkou porodní
váhou. Tyto děti bývají často narozeny císařským řezem, jehož problematika již byla
zmíněna, a bývají téměř vždy ihned po porodu umístěny na novorozeneckou jednotku
intenzivní péče (Dutta S. a kol. 2014).
Z těchto důvodů dochází i k úplně odlišné kolonizaci GIT. Dítě po dlouhou
dobu nepřichází do styku se svou matkou a je tak po několik prvních dní až týdnů
vystaveno pouze nemocničnímu prostředí. Má tedy již od narození mnohem menší
diverzitu střevního mikrobiomu. V průběhu prvního týdne po narození patří mezi
nejpočetnější střevní bakterie řada oportunních patogenů, jako jsou například
Escherichia coli, Klebsiella pneumoniae a Enterococcus faecalis. a k osidlování rody
Bifidobacterium a Lactobacillus začíná docházet až po prvních sedmi až deseti dnech
(Dutta S. a kol. 2014).
Děti narozené s nízkou porodní váhou nemají zcela vyvinutou střevní sliznici,
tedy ani s ní spojenou imunitu. V důsledku toho dochází k nesprávné kolonizaci střeva
vedoucí nejčastěji k intolerancím a alergiím na potraviny a také zánětlivým
onemocněním (Unger S. a kol. 2014).
Nízká porodní váha však není sama o sobě až tak velkým problémem, jako je
předčasný porod. Většina dětí narozených v termínu má optimální váhu a tedy tato
problematika se týká převážně dětí narozených předčasně. Nedostatečně vyvinutá
pokožka nedokáže účinně bránit proti vniknutí patogenů do organismu, a pokud není
ještě dostatečně vyvinutý imunitní systém, dochází často k nevratnému poškození
organismu. Nejčastěji k tomuto jevu dochází ovlivněním střevního mikrobiomu, který je
v raném stádiu života nejcitlivější (Groer M. W. a kol. 2015).
6. 4 Předčasný porod
Jako předčasný porod je označován takový, který proběhl dříve než v 37. týdnu
těhotenství. Může být zapříčiněn řadou faktorů, jako je například vysoký krevní tlak,
27
stres, diabetes a také je častým případem při porodu dvojčat, či trojčat. Avšak
nejčastější příčinou bývá zpravidla infekce. Nemusí se však jednat o infekci přímo
v urogenitálním traktu. Předčasný porod má také velmi častou spojitost
s periodontálními infekcemi. Jelikož patogenní bakterie v ústní dutině pronikají při
infekci do krve, mohou být přeneseny do placenty a plodu, kde působí komplikace
(Vinturache A. E. a kol. 2016).
Předčasně narozené děti ještě nemají zcela vyvinutou většinu orgánových
soustav a musí proto být ihned po porodu umístěny na novorozeneckou jednotku
intenzivní péče, kde ve většině případů užívají antibiotika, což opět vede k dysbióze
střevního traktu (Groer M. W. a kol. 2015). Také se při předčasném porodu často
přistupuje k císařskému řezu. Z tohoto důvodu, jak již bylo zmíněno, dochází
k opožděné kolonizaci střevního traktu bakteriemi rodu Lactobacillus, Bifidobacterium
a Bacteroides (Patel A. a kol. 2016).
6. 4. 1 Bakteriální kolonizace předčasně narozených dětí
Mezi první bakterie kolonizující GIT předčasně narozených dětí patří převážně
fakultativně anaerobní zástupci z čeledí Enterobacteriaceae a Enterococcaceae, menší
zastoupení má pak rod Staphylococcus (Cong X. a kol. 2016). Avšak jejich počet
zdaleka nedostačuje na to, aby spotřebovali přítomný kyslík stejnou rychlostí jako
laktobacily u dětí narozených v termínu a přirozeně. Tím je kolonizace striktně
anaerobních druhů opožděna. Je také pozorována častá zvýšená četnost potenciálních
patogenů, jako Klebsiella pneumoniae nebo Clostridium difficile (Arboleya S. a kol.
2012).
Největší rozdíl oproti dětem narozeným v termínu můžeme spatřit u rodu
Bifidobacterium, které jsou často detekovatelné až po prvních dvou týdnech života. Pro
organismus jsou důležité zejména s hlediska metabolismu oligosacharidů a schopnosti
jejich fermentace na kyselinu octovou. Nejdůležitějším zdrojem bifidobakterií je
bez pochyby mateřské mléko, avšak děti na novorozeneckých jednotkách intenzivní
péče nejsou kojeny hned po narození, tak dochází k opožděné kolonizaci těmito
bakteriemi. (Butel M. J. a kol. 2007).
Zástupci rodu Staphylococcus byly identifikovány téměř u 100 % předčasně
narozených dětí s poměrně vysokou denzitou (106 – 107 CFU/g) a jejich výskyt
v prvním týdnu života není nijak ovlivněn způsobem výživy (Cossey V. a kol. 2014).
Oproti dětem narozeným v termínu je u předčasně narozených dětí mnohem vyšší
28
zastoupení bakterií čeledi Enterobacteriaceae a jejich počet se začíná snižovat až
přibližně kolem třetího měsíce života. Nejznámější bakterií této čeledi je Escherichia
coli, jež hraje důležitou roli jako symbiont střevního traktu. Zároveň je však oportunním
patogenem, stejně tak jako většina bakterií této čeledě, a při průniku skrz střevní epitel
do krve a vážně ohrožuje zdraví dítěte. K těmto případů dochází poměrně často, jelikož
předčasně narozené děti nemají ještě zcela vyvinutou imunitu střevní sliznice
a patogeny se tak snáze dostanou do krve (Arboleya S. a kol. 2015).
Mezi oportunně patogenní bakterie řadíme i zástupce rodu Bacteroides, které
jsou jinak důležitými symbionty ve střevním traktu. U dětí narozených v termínu jsou
tyto bakterie detekovatelné přibližně kolem desátého dne po porodu. Mají důležitou
funkci při degradaci organických molekul a také při vývoji imunity střevní sliznice.
U předčasně narozených dětí je však jejich počet výrazně snížen a tento stav přetrvává i
do pozdějšího věku (Arboleya S. a kol. 2015).
6. 4. 2 Vliv prostředí na mikrobiom předčasně narozených dětí
Bakteriální kolonizace předčasně narozených dětí také závisí na hygienických
podmínkách nemocnice. Výše uvedené informace se shodují s výzkumy prováděnými
v moderně zařízených nemocnicích. Avšak v jiných podmínkách může bakteriální
kolonizace dětského střeva probíhat poněkud odlišně. Itani a kol. provedli výzkum
v libanonské nemocnici a zjistili, že dominantními mikroorganismy v průběhu prvního
týdne po porodu jsou bakterie rodu Staphylococcus. Docházelo také k opožděné
kolonizaci čeleděmi Enterobacteriaceae a Enterococcaceae. Překvapivý byl poměrně
vysoký počet zástupců rodu Bifidobacterium oproti ostatním anaerobům. To však bylo
patrně způsobeno faktem, že většina dětí byla kojena a mateřské mléko je bohaté na
bifidobakterie. Důležité bylo také zjištění přítomnosti Faecalibacterium prausnitzii,
která má protizánětlivou funkci a je hlavní složkou obranného mechanismu proti vzniku
NEC a jejíž nedostatečná přítomnost ve střevě je častou příčinou vzniku Crohnovy
choroby (Itani T. a kol. 2017).
Nejčastěji se vyskytujícím onemocněním u předčasně narozených dětí je právě
NEC. Jedná se o zánětlivé onemocnění střevního traktu a je také nejčastější příčinou
úmrtí předčasně narozených dětí. I když se jedná o krátkodobé onemocnění, patří k těm
nejzávažnějším. Avšak předčasný porod má vliv také na dlouhodobá onemocnění jako
jsou diabetes 1. typu, Crohnova choroba, různé typy alergií, či poruchy autistického
spektra (Itani T. a kol. 2017).
29
7. Užívání antibiotik dítětem i matkou po porodu
Užívání antibiotik je jednou z příčin dysbiózy střevního mikrobiomu nejen
u dětí. Antibiotika působí i na mikrobiom dospělých, avšak zde je již střevní mikrobiom
zcela vyvinutý a tím pádem jej nepoškozují tak, jako je tomu u novorozenců.
Nejkritičtějším obdobím při vývoji střevního mikrobiomu je první měsíc po porodu.
Během této doby dochází k masivní kolonizaci dětského GIT mikroorganismy a je proto
důležité, aby tento proces byl narušen co možná nejméně. Užívání antibiotik je tak
v tomto období považováno za rozhodující faktor ovlivňující vývoj imunitního systému
(Tanaka S. a kol. 2009).
Novorozencům jsou antibiotika předepisována především z preventivních
důvodů jako ochrana proti vzniku zánětlivých onemocnění. Nejčastěji proti vzniku NEC
a septikémii způsobenou streptokoky skupiny B (Bedford R. A. a Murch S. 2006).
Nejvíce užívaná bývají zpravidla širokospektrá antibiotika, která nerozlišují potenciální
patogeny od prospěšných bakterií a dochází tak k redukci celkového spektra
mikroorganismů. Po ukončení léčby jsou tak nově kolonizujícími bakteriemi převážně
potenciální patogeny. Mezi nejpočetnější patří zástupci čeledě Enterococcaceae, jelikož
většina těchto bakterií je rezistentní k β-laktamovým antibiotikům, jež jsou nejčastěji
podávaná širokospektrá antibiotika (Tanaka S. a kol. 2009).
K narušení střevního mikrobiomu dítěte přispívá také užívání antibiotik matky
po porodu. Tyto látky snadno prostupují do mateřského mléka a narušují tak i jeho
přirozený mikrobiom. Také v mateřském mléce setrvávají a při kojení jsou tak
novorozenci vystaveni vyšší dávce těchto léčiv (Rutten N. B. M. M. a kol. 2015).
7. 1 Vliv antibiotické léčby na bakteriální kolonizaci
Největší redukci prospěšných bakterií můžeme pozorovat u rodu
Bifidobacterium a Lactobacillus. Jejich kolonizace bývá opožděna často až o několik
dní či týdnů a jejich počet také roste mnohem pomaleji. Pokud ale nejsou nadále
užívána další antibiotika, jejich četnost se dá srovnávat (s případy bez léčby) přibližně
koncem druhého měsíce života (Corvaglia L. a kol. 2016).
Redukcí celkového počtu bakterií je také snížena exprese mikrobiálních genů
důležitých pro tvorbu imunity střevní sliznice a bariéry proti patogenům. Po ukončení
léčby antibiotiky je také značně snížená metabolická aktivita bakterií v GIT. Problém
představuje hlavně změna metabolismu mastných a žlučových kyselin často vedoucí
30
k zažívacím problémům či průjmům. V takových případech je v GIT výrazně zvýšená
četnost Clostridium difficile, Clostridium perfringens a Staphylococcus aureus, tedy
potenciálních patogenů zodpovídajících za tyto zdravotní potíže. Právě ke C. difficile je
po ukončení léčby střevní sliznice nejnáchylnější. Dále je také značně snížen počet
bakterií rodu Bacteroides. Avšak k jejich opětovnému nárůstu pomáhá druh kvasinek
Saccharomyces boulardii. Tato nepatogenní kvasinka napomáhá při nápravě střevního
mikrobiomu do původního stavu (Faa G. a kol. 2013).
Různé druhy antibiotik mají různý vliv na střevní mikrobiom. Všechna sice
snižují celkový počet bakterií, ale rozdílně působí na mikrobiální diverzitu. Záleží
na typu antibiotika, zda jsou více či méně zaměřena na určitou skupinu bakterií.
Například streptomycin narozdíl od vankomycinu mikrobiální diverzitu neredukuje
a působí na všechny bakterie v GIT stejně účinně (Russel S. L. a kol. 2012).
7. 2 Složení mikrobiomu při antibiotické léčbě
Je také důležité určit správnou dobu léčby. Čím déle jsou antibiotika užívána,
tím větší mají vliv na složení střevního mikrobiomu (Hu Y. a kol. 2017). Při užívání
antibiotik po dobu pouze 2 - 3 dnů po porodu, lze po dvou týdnech pozorovat vyšší
bakteriální diverzitu než u dětí, které jsou léčeny 7 – 10 dní. Po ukončení léčby lze
pozorovat mírně zvýšený počet zástupců kmene Proteobacteria a Actinobacteria
(Dardas M. a kol. 2014). Z kmene Proteobacteria lze pozorovat převážně zvýšenou
četnost čeledi Enterobacteriaceae, jejichž vyšší počet byl zaznamenán u případů NEC,
ale také řady nozokomiálních infekcí. Většina zástupců je rezistentní
k širokospektrálním β-laktamovým a aminoglykosidovým antibiotikům (Greenwood
C. a kol. 2014).
Z čeledi Enterobacteriaceae je častým izolátem z GIT dětí postižených NEC
Enterobacter sakazakii. Ten je také častým původcem meningitidy, mezi jejímiž
následky může být mentální retardace, kvadruplegie nebo hydrocefalus. Tento
mikroorganismus je často izolován z prostředí novorozeneckých jednotek intenzivní
péče. Nalezen byl především na vybavení sloužícímu k přípravě jídla (mixéry, kartáče
na čištění lahví) a také v instantní umělé výživě, ve které dokáže přežít v perzistentním
stavu až 2,5 roku (Hunter C. J. a kol. 2008).
Široce rozšířenými nemocemi, jejichž původ lze spojovat s dysbiózou střevního
mikrobiomu způsobenou antibiotiky, jsou alergie, atopický ekzém a obezita. Ty
31
se vyskytují, u dětí převážně ve vyspělých zemích (Russel S. L. a kol. 2012). Tato
onemocnění se ve většině případů nevyskytují v raném věku. První symptomy
se objevují přibližně kolem šestého až sedmého roku života, ale mají zcela jasnou
spojitost s užíváním antibiotik v novorozeneckém období (Foliaki S. a kol. 2009,
Verhulst S. L. a kol. 2008).
Se zvýšením intenzity antibiotické léčby vzrůstá také problém s rezistencí
bakterií na tato antibiotika. Na ampicilin je dnes rezistentních přibližně 75 % kmenů
čeledi Enterobacteriaceae. Z toho 59 % kmenů Escherichia coli a 41 % Klebsiella
pneumoniae. Tyto hodnoty jsou celosvětovým průměrem a liší se v závislosti na lokaci.
Ve vyspělých zemích tvoří rezistentní kmeny E. coli až 89,7 % a K. pneumoniae
94,8 %. Nejméně těchto rezistentních kmenů bylo objeveno na novorozeneckých
jednotkách intenzivní péče a to díky přísným hygienickým kontrolám (Duman M. a kol.
2005).
7. 3 Vliv antibiotik na orální mikrobiom
Antibiotická léčba neovlivňuje pouze mikrobiom střevní, ale také orální, jehož
nejdůležitější vývoj probíhá v období těsně po porodu. Mezi první mikroorganismy,
které kolonizují ústní dutinu, patří bakterie rodu Streptococcus. Interagují se sliznicí
ústní dutiny a produkují zde extracelulární polymery obsahující sacharózu, které slouží
jako základ pro biofilm ostatních bakterií. Mezi další významné symbionty ústní dutiny
patří bakterie čeledi Gemellaceae a řádu Lactobacillales. Jak již bylo řečeno, antibiotika
užívaná při porodu jsou zaměřena především na streptokoky, tedy snižují počet těchto
bakterií v ústní dutině dítěte krátce po porodu. Jelikož laktobacily patří do stejné čeledě
jako streptokoky, mají antibiotika poměrně velký účinek i na ně. Dochází tak opět
k opožděné kolonizaci těmito bakteriemi a s nimi i ostatních druhů. Dominantní se tak
stávají zástupci kmene Proteobacteria, jejichž nadměrné množství je častou příčinou
zdravotních problémů (Gomez-Arango L. F. a kol. 2017).
32
8. Výživa
Na vývoji střevního mikrobiomu má bezpochyby také způsob výživy. Rozdíly
ve složení střevního mikrobiomu lze pozorovat mezi dětmi, jež jsou od narození kojeny
a těmi, jimž je podávána umělá výživa. Mateřské mléko je zdrojem nejen mnoha
prospěšných bakterií, především bifidobakterií, ale také všechny potřebné živiny
a buňky imunitního systému, které jsou velmi důležité pro správný vývoj imunity dítěte
(Morelli L. a kol. 2008).
Kojení je důležité taky z hlediska psychologie, kdy si dítě vybuduje důvěrnější
vztah k matce. A právě i psychický stav může mít a má vliv na vývoj střevního
mikrobiomu. Převážně při zvýšené hladině stresu je skrze hormonální soustavu
ovlivňováno mikrobiální složení GIT a může vést k zažívacím potížím, či při
dlouhodobějším stavu až k chronickému onemocnění (Zijlmans M. A. C. a kol. 2015).
8. 1 Mateřské mléko
Mateřské mléko je nepochybně zdrojem všech důležitých látek, které jsou
nezbytné pro správný vývoj novorozenců. Kromě tedy všech potřebných živin, se jedná
zejména o tělu prospěšné bakterie (Liu Z. a kol. 2016). Mikrobiom mateřského mléka se
také liší od jakéhokoli jiného lidského mikrobiomu. Obsahuje více než 700
bakteriálních druhů a tyto mikroorganismy nepochází pouze z jednoho místa. Většina
z nich sice pochází ze střevního traktu, ale zdrojem je také i ústní dutina (Cabrera-Rubio
R. a kol. 2012). Bakterie gastrointestinálního traktu jsou pohlcovány lymfoidními
buňkami a přenášeny krví do mléčných žláz, kde jsou zpětně uvolněny. Tento způsob
přenosu potvrzuje studium přenosu značených bakterií ze střevního traktu do mléčných
žláz u hlodavců, ale také zjištěné zvýšené množství lymfoidních buněk obsahující
bakterie v mléčných žlázách (Walker W. A. a Shuba I. R. 2014).
Průměrná četnost mikroorganismů v mateřském mléce je odhadována na 109
buněk na litr mléka, ale tato hodnota bývá individuální a závisí na řadě faktorů. Denně
dítě vypije přibližně 800 ml mléka, což odpovídá zhruba počtu 105 – 107 bakteriálních
buněk (Fernández L. a kol. 2013).
Počet bakterií v mléčných žlázách se v průběhu těhotenství mění. Jejich počet
začíná narůstat počátkem třetího trimetru a maximálních hodnot dosahuje v období
porodu a bezprostředně po něm. V průběhu kojení se jejich počet neustále mírně snižuje
33
až do doby, kdy kojení ustane. Tehdy se v mléčných žlázách nachází jen minimální
počet bakterií (Fernádez L. a kol. 2013).
Mateřské mléko je bezpochyby jedním ze stavebních kamenů správného vývoje
střevního mikrobiomu a dětské imunity. Jeho mikrobiální složení je však ovlivněno
řadou faktorů, jako například antibiotická léčba, způsob porodu či obezita matky
(Fitzstevens J. L. a kol. 2016).
8. 1. 1 Mikrobiom mateřského mléka
Mikrobiální základ mateřského mléka tvoří rody Bifidobacterium, Lactobacillus,
Staphylococcus, Propionibacterium, Streptococcus a Enterococcus. Nejvyšší zastoupení
z těchto rodů mají rody Streptococcus a Staphylococcus. Jako jediné dva rody byly
dominantní ve všech studiích, nezávisle na geografické lokalitě. Také jako jediné
převažovaly nezávisle na způsobu analýzy vzorku (kultivačně závislé nebo nezávislé
metody) (Fitzstevens, J. L. a kol. 2016).
Mikrobiom mateřského mléka podporuje vyváženou proliferaci
mikroorganismů, jejichž funkcí je omezení nadměrné imunitní odpovědi Th2 lymfocytů
a jejich vyvážení s imunitní odpovědí Th1 lymfocytů. Také napomáhá aktivaci
T-regulatorních (T-reg) buněk, za což jsou zodpovědné zejména bakterie rodů
Bacteroides, Lactobacillus a Bifidobacterium. Tento proces probíhá fermentací
oligosacharidů na kyseliny a produkci krátkých mastných kyselin, jež aktivují receptory
na povrchu T-reg buněk. Ty následně spustí expresi genů, které zajišťují těsné spojení
buněk střevního epitelu a tím snižují riziko vzniku zánětu (Walker W. A. a Shuba I. R.
2014).
Důležitou složkou mateřského mléka, jež má vliv na vývoj mikrobiální
diverzity, jsou specifické oligosacharidy. Některé z nich jsou sice pro lidský organismus
nestravitelné, ale slouží jako substrát pro komenzální bakterie, především podporují růst
bifidobakterií. Také slouží jako ochranná bariéra proti patogenním bakteriím a chrání
tak střevní sliznici před vznikem infekčních onemocnění (Rautava S. 2016).
Mateřské mléko chrání před patogenními bakteriemi také pomocí defensinů
(antibakteriální peptidy) a fosfatidylinositol glykanu A (pIgA), jež jsou také jedním
z činitelů při vývoji imunitního systému a jejichž množství v organismu ovlivňuje
složení střevního mikrobiomu (Walker W. A. a Shuba I. R. 2014).
Důležitou antibakteriální funkci má také mateřské mléko v ústní dutině. Slinné
žlázy novorozenců obsahují velké množství xantinu a hypoxantinu (purinové báze),
34
které jsou žádaným substrátem pro enzym xantinoxidázu. Ten je v poměrně velkém
množství zastoupen v mateřském mléce a po smísení se slinami vzniká enzymatickou
reakcí peroxid vodíku, jež má antibakteriální účinky (Al-Shehri S. S. a kol. 2016).
8. 2 Kojení vs. umělá výživa
Jak již vyplývá z předchozí kapitoly, kojení s sebou nese značné výhody. Podle
Světové zdravotnické organizace (WHO) je doporučeno kojit minimálně po dobu šesti
měsíců, avšak stále je po celém světě čím dál méně žen, které tuto dobu dodržují.
Například ve Francii je průměrná doba kojení pouhé dva měsíce (Le Huërou-Luron I.
a kol. 2010).
Při pozorování vlivu rozdílného způsobu výživy je zřejmé, že zdravější střevní
mikrobiom budou mít ty děti, jež byly ihned od narození kojeny. Nejen že mateřské
mléko splňuje všechny požadavky na správnou výživu dítěte, ale také obsahuje ve
správných poměrech všechny prospěšné bakteriální druhy, jež podporují přirozený
vývoj střevního mikrobiomu a imunitního systému. Na tomto vývoji má zásadní podíl
také období, po které je dítě kojeno, protože mateřské mléko obsahuje buňky
imunitního systému, které v raném stádiu vývoje tvoří většinu imunity dítěte (Le
Huërou-Luron I. a kol. 2010). A podobně jako u antibiotik i zde platí, že nejzásadnější
vliv má způsob výživy v průběhu prvních dní po porodu (Gregory K. E. a kol. 2016).
Je s podivem, že většina studií se shoduje na tvrzení, že umělá výživa zvyšuje
mikrobiální diverzitu. Tento fakt si protiřečí s předchozími poznatky. Možné vysvětlení
je, že mikrobiom dětí od narození krmených výhradně umělou výživou se dříve podobá
mikrobiomu dospělých. Což nemusí být zcela správně, protože vše potřebuje svůj čas
na správný vývoj a u střevního mikrobiomu tomu není jinak (Fan W. a kol. 2013).
Tento způsob výživy podporuje růst potenciálně patogenních bakterií a zároveň zcela
nepodporuje permeabilitu střevní sliznice, což se může projevit častějším výskytem
zánětlivých onemocnění (Smilowitz J. a kol. 2015).
Je ale také pravda, že mikrobiom dětí, jež byly kojeny, je mnohem stálejší
v čase. Dominantní složkou jejich mikrobiomu jsou bifidobakterie, jejichž zastoupení
dosahuje v prvních týdnech po porodu až 70 % z celkového počtu mikroorganismů.
Také se liší zastoupení druhů těchto bakterií. Zatímco GIT dětí, jež byly kojeny,
obsahoval převážně rody B. bifidum, B. longum a B. breve, u dětí, které dostávaly
umělou výživu, to byl B. adolescentis (Davis E. C. a kol. 2017). U kojených dětí
35
dosahovala četnost B. bifidum až 10 % veškerého mikrobiomu (Al-Shehri S. S. a kol.
2016).
U dětí, jimž byla od narození podávána umělá výživa, bývá zpravidla počet
bifidobakterií nižší. Naopak lze pozorovat zvýšený počet Lachnospiraceae, jelikož tyto
bakterie jsou metabolickými konkurenty bifidobakterií a tedy při jejich menším počtu se
zde budou vyskytovat právě ony (Ben X.-M. a kol. 2008).
U kojených dětí je také pozorována snížená četnost výskytu Clostridium difficile
a Escherichia coli. Četnost jejich výskytu byla u těchto dětí dvakrát nižší. (Penders J.
a kol. 2005). Dále byla prokázána přítomnost vyššího počtu druhu Staphylococcus
epidermis, který pocházel převážně z pokožky matky. Do dětského GIT se dostal při
sání mateřského mléka (Lee S. A. a kol. 2015). Nejvýraznější změnou střevního
mikrobiomu dítěte v závislosti na výživě je přechod na tuhou stravu. Ta již neobsahuje
takové množství laktózy a není tedy za potřebí velké množství bakterií mléčného
kvašení (Obr. 4) (Ottman N. a kol. 2012).
Obr. 4 Složení dětského střevního mikrobiomu podle způsobu výživy (Ottman N. a kol.
2012, upraveno). Složení dětského střevního mikrobiomu se liší podle způsobu výživy.
Mikrobiom dětí, jež byly od narození kojeny, obsahuje především více bakterií mléčného
kvašení, tedy laktobacily (Firmicutes) a bifidobakterie (Actinobacteria). Záleží také na metodě
jeho studia, jelikož mírně rozdílné výsledky poskytuje analýza genu pro 16S rRNA
a celometagenomové sekvenování.
36
8. 2. 1 Vliv výživy na orální mikrobiom
Způsob výživy také ovlivňuje orální mikrobiom dítěte. Zatímco u dospělých lidí
je tento mikrobiom poměrně stálý a obsahuje zhruba 700 bakteriálních druhů, u dětí je
více dynamický a je také výrazněji ovlivňován mimo jiné způsobem výživy. Podobně
jako v trávicím traktu i v ústní dutině je většina mikroorganismů striktně anaerobních
(Al-Shehri S. S. a kol. 2016).
Dominantní složkou orálního mikrobiomu jsou u obou skupin zástupci kmene
Firmicutes. Další mikrobiální složení se však již liší. Děti, jež byly kojeny, mají v ústní
dutině vyšší zastoupení aktinobakterií a enterobakterií, zatímco u dětí krmených umělou
výživou to jsou bakteroidy a Prevotella. Bakteroidy jsou důležitou složkou
mikrobiomu, naopak Prevotella je potenciálním patogenem, jež vytváří tmavé povlaky
na zubech. Avšak v malém množství je i ona přirozenou součástí orálního mikrobiomu
(Al-Shehri S. S. a kol. 2016).
8. 2. 2 Složení umělé výživy
Většina umělé kojenecké výživy má základ v kravském mléce. To má odlišné
složení než lidské mateřské mléko, především neobsahuje oligosacharidy specifické
právě pro mateřské mléko. Také neobsahuje všechny prospěšné bakterie, nebo jen
v malém množství. Pozorovat lze především nižší četnost bifidobakterií u dětí
krmených umělou výživou, která dosahuje pouze kolem 40 % (Lee S. A. a kol. 2015).
Základním substrátem pro tyto bakterie jsou právě oligosacharidy. Jejich koncentrace se
v mateřském mléce pohybuje v rozmezí 12-15 g/l. Podporují růst především
bifidobakterií, které je fermentují na kyselinu mléčnou. Ta však nesmí přesáhnout
určitou koncentraci, neboť pak hrozí zvýšená prostupnost patogenních bakterií skrze
střevní sliznici (Ben X.-M. a kol. 2008).
Koncentrace těchto látek se v průběhu kojením dynamicky mění a je tudíž
nemožné jej napodobit pomocí umělé výživy. Nejvíce se přiblížit přirozené výživě lze
kombinací oligosacharidů, galakto-oligosacharidů a inulinu (Vandenplas Y. 2002)
8. 3 Probiotika a prebiotika
Probiotika byly poprvé popsány I. I. Mečnikovem v roce 1908, ale termín
probiotika se začal používat až v roce 1965. Jedná se o doplňky stravy obsahující
37
optimální koncentrace vybraných bakterií. Zpravidla se jedná o bakterie mléčného
kvašení, které mají pozitivní dopad na zdraví jedince. Musí však splňovat několik
kritérií, aby mohly být užívána v klinické praxi. Základním předpokladem je nízká
schopnost průniku skrz střevní epitel a odolnost vůči pankreatické šťávě a žluči. Je
důležité, aby se tyto bakterie dostali až do tlustého střeva, tedy musí být odolná vůči
kyselině chlorovodíkové v žaludku, ale také vůči alkalickému prostředí v tenkém střevě.
Další důležitou vlastností je pozitivní stimulace imunitního systému. Velmi často bývají
používány kmeny mléčných bakterií, díky jejich schopnosti produkovat kyselinu
mléčnou (Gupta V. a Garg R. 2009).
Probiotika jsou velmi doporučována především v období kolem porodu, jelikož
obsahují převážně bakteriální druhy, které jako první kolonizují dětský GIT. Podporují
tak tedy bakteriální kolonizaci a zároveň do jisté míry snižují negativní vliv užívání
antibiotik, či jiných vlivů způsobujících mikrobiální dysbiózu střevního traktu (Sanz Y.
2011). Mezi nejrozšířenější mikroorganismy používané v komerčních probiotických
suplementech patří především bakterie rodů Lactobacillus, Bifidobacterium (Tabulka
1), nicméně časté jsou také enterokoky, či kvasinka Saccharomyces boulardii (Penna F.
J. a kol. 2008).
8. 3. 1 Nejrozšířenější probiotické kmeny
V klinické praxi byl prvními nejvíce rozšířenými probiotickými bakteriemi rod
Lactobacillus. Již od roku 1985 je nedílnou součástí všech probiotických suplementů
kmen L. rhamnosus GG (LGG) (Gupta V. a Garg R. 2009). Prvním z pozorovaných
pozitivních efektů těchto bakterií bylo zmírnění symptomů laktózové intolerance, která
je ve světě stále více rozšířená. Ta je způsobena nedostatečným množstvím enzymu
β-galaktosidázy, který metabolizuje laktózu, která se hromadí ve střevním traktu
a způsobuje nadýmání, nebo vodnaté průjmy. Právě bakteriální kmen LGG produkuje
velké množství tohoto enzymu, napomáhá tak metabolismu laktózy a snižuje tím její
hladinu ve střevě. Je také často používán při léčbě průjmů způsobených exotoxiny
Clostridium difficile nebo rotaviry. Průjmy způsobené C. difficile bývají častým
následkem antibiotické léčby a je proto doporučeno při užívání ATB užívat také
probiotika, zejména u malých dětí (Parracho H. a kol. 2007).
Užívání probiotických suplementů obsahujících Lactobacillus casei po dobu
minimálně šesti týdnů po porodu významně zvyšuje množství NK buněk a také
38
T a B-lymfocytů. Dále také snižuje riziko výskytu zdravotních komplikací, jako
například již zmíněné průjmy, kandidózy nebo zácpa (Sanz Y. 2011).
Dalším zástupcem rodu Lactobacillus, používaným jako probiotikum, je
L. helveticus. Tento druh zabraňuje průniku Campylobacter jejuni skrze střevní epitel.
C. jejuni je závažným patogenem, který způsobuje kampylobakterovou enteritidu
projevující se jako akutní průjmové onemocnění. L. helveticus obsahuje v povrchové
vrstvě protein, který snižuje aktivitu nukleárního faktoru kappa B (NF-κB). Tento faktor
ovlivňuje expresi genů zodpovědných za buněčný růst a apoptózu, ale také za imunitní
odpověď a redukcí jeho exprese dochází k protizánětlivému efektu (Xiao L. a kol.
2017).
Druhým nejpočetnějším bakteriálním rodem, který se používá jako probiotikum,
je rod Bifidobacterium. Zde jsou nejpoužívanějšími druhy B. bifidum a B. infantis (Xiao
L. a kol. 2017). B. bifidum je nejpočetnějším druhem bifidobakterií vyskytujícím se
v dětském střevním traktu. Je důležitou součástí střevního mikrobiomu zejména kvůli
jeho vlivu na zdraví dítěte. Má vysokou adhezivní schopnost a je tedy součástí střevního
biofilmu, který zabraňuje přichycení a následnému průniku patogenních bakterií skrz
střevní epitel. Je také důležitým producentem enzymů, především β-galaktosidázy,
snižujícím hladinu laktózy ve střevě. Dále interakcí s buňkami střevního epitelu
stimuluje správný vývoj imunitního systému dítěte (Ku S. a kol. 2016).
Tabulka 1. Bakteriální probiotické kmeny (Iqbal, M. Z. a kol. 2014, upraveno)
Lactobacillus Bifidobacterium Ostatní mikroorganismy
L. acidophilus B. adolescentis Enterococcus faecium
L. amylovorus B. animalis Enterococcus faecalis
L. casei B. bifidum Leuconostoc mesenteroides
L. crispatus B. breve Lactococcus lactis
L. gasseri B. infantis Bacillus subtilis
L. johnsonii B. longum Pediococcus acidilactici
L. paracasei Pedicoccus pentosaceus
L. plantarum Escherichia coli
L. reuteri Straptomyces thermophilus
L. rhamnosus Sporolactobacillus inulinus
L. delbruckii Saccharomyces boulardii
L. gallinarum
39
Schopnost adheze tohoto druhu ke střevnímu epitelu je způsobena vysokou
hydrofobicitou. Základním předpokladem pro úspěšnou tvorbu biofilmu je právě poměr
hydrofobních a hydrofilních složek na povrchu buňky. Čím více je buňka hydrofobní,
tím snadněji bude biofilm tvořit. U druhu B. bifidum bylo zjištěno, že až 93 % povrchu
buňky je tvořena hydrofobními molekulami. Z tohoto důvodu je v porovnání s ostatními
druhy bifidobakterií právě B. bifidum nejčastěji se vyskytujícím druhem ve střevním
biofilmu. I přesto je však tato vlastnost kmenově specifická (Ku S. a kol. 2016).
Některé kmeny B. bifidum mají také protirakovinné účinky. Svými metabolity
zabraňují vzniku mutageneze buněk střevního epitelu po tom, co byl narušen. Jedná se
zejména o polysacharidy, které mají pozitivní vliv na imunitní systém a jejichž
produkce je také kmenově specifická. Největší efekt je pozorován u polysacharidů
tvořených z více než 60% rhamnozou. Jejich supresivní efekt byl pozorován na
buněčných liniích HeLa, PANC-1 a HT-29 (buněčné linie rakovinných buněk).
U buněčné linie HT-29 dokonce částečně indukoval apoptózu (Ku S. a kol. 2016).
8. 3. 2 Vliv probiotik a mechanismus jejich účinku
Mechanismus jakým probiotika působí je různý. Probiotické bakterie mohou být
metabolickými konkurenty s patogenními bakteriemi a soupeří tak o substrát. Mohou
také soutěžit o adhezi ke střevnímu epitelu, nebo produkovat látky baktericidní pro
patogenní bakterie. Dalším způsobem účinku je interakce se střevním epitelem a jeho
následná sekrece mucinu, imunomodulace buněk střevního epitelu nebo přímý kontakt
s patogenními bakteriemi zamezující tvorbě jejich toxinů (Penna F. J. a kol. 2008).
Probiotika jsou v průběhu těhotenství a v období po porodu doporučována
především proto, že zmírňují negativní vliv antibiotické léčby. Také se doporučuje je
užívat po porodu císařským řezem, kdy díky nim dochází ke zlepšení procesu
mikrobiální kolonizace dětského střeva. Probiotika tak napomáhají správnému vývoji
imunitního systému a také slouží jako prevence proti vzniku nemocí způsobených
mikrobiální dysbiózou. Mezi ty, na něž mají probiotika největší vliv, patří atopický
ekzém a alergie (Kuitunen M. 2013).
40
8. 3. 3 Prebiotika
Abychom si udrželi probiotické bakterie ve střevním traktu, je třeba, aby zde
měli potřebný substrát pro růst. Ten, pokud je do organismu dodáván jako potravinový
doplněk, je označován jako prebiotikum. V podstatě se jedná o selektivně fermentované
organické látky, které jsou pro lidský organismus nestravitelné, ale probiotickým
bakteriím slouží jako velmi výživný substrát. Mezi prebiotické látky patří především
oligosacharidy inulinu, galaktózy, fruktózy nebo laktulóza. Tyto látky plní ve střevě
mnoho funkcí. Kromě toho, že jsou substrátem pro bakterie, snižují pH a viskozitu
stolice, zvyšují rychlost transportu látek a mikroorganismů ve střevě (Neu J. 2014).
Většina oligosacharidů v prebiotických suplementech jsou velmi podobné těm,
jež jsou obsaženy v mateřském mléce. Dosáhnout však úplně stejného složení je téměř
nemožné, protože poměrné zastoupení těchto látek je velice individuální záležitost
a téměř nenajdeme dvě matky s jejich totožným složením (Boehm G. a Moro G. 2008).
Prebiotika určená pro novorozence se skládají zpravidla z oligosacharidů galaktózy
a fruktózy v poměru 9:1. Tento poměr napomáhá především růstu bifidobakterií
(Arslanoglu S. a kol. 2007). Avšak účinky prebiotik jsou závislé také na jejich
dávkování. Nejnižší koncentrace, u které byl zaznamenán bifidogenní efekt se pohybuje
okolo 4 g/l. Nicméně za optimální koncentraci je považováno 8 g/l, při níž bylo
dosaženo přibližně stejné rychlosti růstu bifidobakterií v průběhu prvního měsíce života
u všech účastníků studie (Moro G. a kol. 2002).
Tím, že prebiotika podporují růst bifidobakterií, ale i ostatních organismu
prospěšných bakterií, mají vliv na vývoj imunitního systému. Jsou tedy také důležitou
prevencí před vznikem nemocí spojených s dysbiózou střevního mikrobiomu. V případě
prebiotik se jedná především o atopický ekzém a alergii. Samotná prebiotika však mají
účinek pouze tehdy, vyskytuje-li se ve střevním traktu dostatečný počet bifidobakterií
a laktobacilů. U dětí, u nichž je jejich počet výrazně redukován, nemají prebiotika sama
o sobě téměř žádný účinek. V takových případech musí být podávány společně
s probiotickými suplementy (Dang D. a kol. 2013).
41
9. Nemoci spojené s dysbiózou střevního
mikrobiomu v prvním půl roce života
Dysbióza střevního mikrobiomu je stav, kdy patogenní bakterie převažují nad
těmi symbiotickými. Zpravidla tento stav nastává po určitém zásahu z vnějšího
prostředí, například při antibiotické léčbě. Je však také častým případem u novorozenců,
jejichž porod neproběhl přirozeným způsobem, či k němu došlo předčasně. Mikrobiální
dysbióza je u novorozenců častou příčinou budoucích onemocnění, která mohou
přetrvávat dlouhodobě. Jedná se především o různé typy alergií, astma, atopický ekzém
nebo diabetes. Může se však také jednat o krátkodobá zánětlivá onemocnění, jako
například NEC, která i po vyléčení může mít trvalé následky v podobě špatného
neurologického vývoje (Underwood M. A. 2014).
9. 1 Alergie
Alergie je nepřiměřená odpověď imunitního systému na určitý druh látek-
alergenů. Alergická reakce spočívá v nadměrné produkci imunoglobulinů skupiny E
(IgE) po interakci s alergenem. Příznaky jsou nejčastěji rýma a vyrážka, ale
v nejvážnějších případech může dojít k anafylaktickému šoku. Ten v některých
případech může skončit i smrtí. Existuje však také mechanismus alergické reakce, při
němž se IgE neuplatňuje. U ní jsou příznaky obvykle mírnější (ekzém) a nedochází také
k ohrožení na životě (Brumbaugh D. E. a kol. 2016).
Vznik alergie bývá často spojován s nesprávným vývojem imunitního systému
v raném dětství. Ten může být způsoben nesprávnou bakteriální kolonizací GIT
v období těsně po porodu. Tehdy je GIT dítěte nejnáchylnější k jakýmkoli změnám
a může tak snadno dojít k narušení celého procesu vývoje imunitního systému. Jak již
bylo zmíněno dříve, na tento vývoji mají významný vliv převážně bakterie rodu
Bacteroides. K jejich kolonizaci však nedochází bezprostředně po porodu, a tak pokud
se rozvine neadekvátní reakce na určitý alergen ještě před jejich kolonizací, udrží se tato
reakce v paměti imunitních buněk a každé následující setkání se stejným alergenem pak
vyvolá vždy stejnou nepřiměřenou reakci (Brumbaugh D. E. a kol. 2016).
Výskyt alergie je téměř vždy spojen se sníženou bakteriální diverzitou střevního
traktu. Složení mikrobiomu u alergických dětí je charakterizováno nižším počtem
42
zástupců rodů Lactobacillus a Bifidobacterium a zároveň zvýšeným počtem
Staphylococcus aureus a Clostridium difficile (Storrø O. a kol. 2013).
Mezi nejvíce rozšířený typ alergií v posledních letech patří alergie na určitý druh
potravin. Obzvláště na vzestupu jsou alergie na mléko a vejce. Jako všechny ostatní
typy alergie, i tato má svůj primární původ v celkově snížené mikrobiální diverzitě
střevního traktu a nevyváženém poměru zástupců kmenů Firmicutes a Bacteroidetes.
Také u těchto dětí byla pozorována zvýšená četnost rodů Clostridium, Enterococcus,
Shigella a Prevotella. U potravinových alergií bývá často pozorován vyšší počet
klostridií a ty jsou tedy považovány za jednu z možných příčin tohoto onemocnění.
(Ling Z. a kol. 2014).
Jelikož rod Clostridium zahrnuje poměrně velké množství druhů, nelze
jednoznačně určit, který z nich je za tyto potíže zodpovědný. Je však také dokázáno, že
některé druhy klostridií mají naopak supresivní účinky na imunitní systém (Clostridium
klastr XIV a XVII). Ty však mají pouze malý podíl na jejich celkovém počtu
a převažují tak ty, které jsou původcem zdravotních komplikací (Storrø O. a kol. 2013).
Každá bakterie má na povrchu své buněčné stěny specifické molekuly, jež jsou
rozpoznávány receptory dendritických buněk střevního epitelu. Mezi nejznámější
receptory patří Toll-like receptory (TLR). Ty rozpoznávají lipoteichoovou kyselinu
(TLR2) a lipopolysacharidy (TLR4) v buněčné stěně bakterií a následně dochází ke
stimulaci ještě nezralých T-lymfocytů a jejich diferenciaci na Th1, Th2, Th17 nebo
T-reg buňky. Buňky Th1, Th2 a Th17 indukují tvorbu cytokinů a chemokinů
(interleukiny), které jsou zodpovědné za imunitní reakci. Naopak T-reg buňky zabraňují
přehnané reakci imunitního systému a potlačují rozvinutí autoimunitních chorob. Záleží
tedy na tom, jaké molekuly mají bakterie zainkorporovány do buněčné stěny a zda
budou indukovat imunitní odpověď nebo toleranci imunitního systému (Storrø O. a kol.
2013).
Při vzniku potravinové alergie se uplatňují především Th2 lymfocyty, jež
indukují tvorbu IgE. Důležitý je jejich poměr s Th1 lymfocyty střevního epitelu, jejichž
účinky jsou antagonistické a je proto důležité, aby byly v rovnováze. Tolerance
potravinových alergenů je částečně dána genetickými predispozicemi, především
tolerancí bukální sliznice. Dále také množstvím daného alergenu, jemuž dítě bylo
vystaveno již v průběhu těhotenství (skrze placentu a plodovou vodu), ale také po
narození. Nelze však jednoznačně potvrdit, který z těchto faktorů má při vzniku alergie
nejvýznamnější roli (Ling Z. a kol. 2014).
43
9. 2 Atopický ekzém
Dysbióza střevního mikrobiomu se může projevit také kožním onemocněním.
Nejčastěji jím bývá atopický ekzém, což je chronické onemocnění pokožky, projevující
se zarudnutím a svěděním. To je způsobeno sníženou lipidovou vrstvou kůže a dochází
tak k nadměrnému vypařování vody a následnému vysychání pokožky. Ta se tak stává
citlivější k vlivům prostředí a průniku dalších alergenů. Atopickými ekzémy trpí spíše
děti než dospělí. První příznaky se většinou objeví do věku pěti let, kdy se počet takto
nemocných dětí pohybuje kolem 15-30 % populace. Avšak do dospělosti přetrvává
pouze 2-10 % případů (Aleshukina A. V. 2012).
Předpokládaných faktorů zapříčiňujících vznik atopického ekzému je několik.
Jedná se o zvýšené množství alergenů v prostředí, vystavení většímu množství
toxických polutantů a stravovací návyky. Důležitý je také výskyt různých onemocnění
v dětském věku. Jelikož po nich zůstávají v těle dítěte protilátky působící proti
opakovanému vzniku téže nemoci (Aleshukina A. V. 2012). Atopický ekzém je tak
jedním z multifaktoriálních onemocnění, u nějž neznáme přesnou příčinu vzniku
(Bisgaard H. a kol. 2011).
Podobně jako u jiných alergických onemocnění, je i u případů atopického
ekzému pozorovaná značně snížená bakteriální diverzita střevního traktu. Nižší počet je
zejména těch bakterií, jež napomáhají správné funkci imunitního systému. Tento stav
má mnohem větší vliv na vznik ekzému než přítomnost či nepřítomnost určitého
bakteriálního druhu. Existuje však řada faktorů spolupodílejících se na vzniku tohoto
onemocnění. Podobně jako u jiných alergických onemocnění je spojen s nepřiměřenou
reakcí imunitního systému na zvýšenou hladinu IgE (West C. E. a kol. 2015).
Další možnou příčinou vzniku ekzému je nižší četnost zástupců kmene
Proteobacteria. Ti mají ve své buněčné stěně zainkorporované molekuly endotoxinů jež
interagují s Th1 lymfocyty a indukují tak tvorbu IL-12, který spouští imunitní reakci.
Pokud je dítě vystavováno těmto endotoxinům s postupně se zvyšujícím počtem
proteobakterií, jeho tělo si průběžně vytváří protilátky a je tak v budoucnu proti těmto
toxinům chráněno. Pokud však dítě těmto látkám vystaveno není, nemá proti nim
vytvořeny protilátky. Kontaktem s nimi v pozdějším věku tak může vzniknout imunitní
reakce vedoucí k tvorbě ekzému. Uvádí se, že děti vyrůstající na farmách jsou více
vystaveni endotoxinům těchto bakterií a je u nich tedy nižší riziko výskytu atopického
ekzému. (Abrahamsson T. R. a kol. 2012).
44
Existuje i další možné vysvětlení vzniku tohoto onemocnění. V něm hraje roli
zonulin, což je lidský analog enterotoxinu bakterie Vibrio cholerae, který působí
na těsné spojení (angl. tight junction) střevního epitelu a tím ovlivňuje permeabilitu
střevní sliznice. Tvorba zonulinu je ovlivňována expresí genů ostatních bakterií
střevního mikrobiomu a pokud dojde k narušení jeho metabolické dráhy, může dojít
také ke změně permeability střeva. Patogenní bakterie tak pronikají do krevního oběhu
a způsobují vznik atopického ekzému. Mezi bakterie, které jsou v těchto případech
izolovány nejčastěji, patří Escherichia nebo Veilonella (Aleshukina A. V. 2012).
9. 3 Nekrotizující enterokolitida
NEC je jedním z nejzávažnějších onemocnění vyskytujícím se u novorozenců.
Jedná se o zánětlivé onemocnění postihující především předčasně narozené děti. Ty
nemají dostatečně vyvinutý imunitní systém ani pokožku a patogenní bakterie se tak
snáze dostanou do organismu. Také stěna tlustého střeva se není zcela schopna zabránit
prostupu bakterií epitelem vedoucí někdy až k perforaci střeva a prudkým zánětům
(Neu J. a Pammi M. 2017).
Před plošným zavedením antibiotické léčby toto onemocnění znamenalo téměř
jistou smrt novorozence. Avšak od zavedení užívání širokospektrálních antibiotik
u předčasně narozených dětí, úmrtnost rapidně klesla. I přesto se úroveň úmrtnosti
v dnešní době pohybuje kolem 30 % a jedná se tak o nejzávažnější onemocnění
novorozenců. Toto onemocnění postihuje také donošené děti, ale pouze v 10 % případů
(Cassir N. a kol. 2016).
Příznaky se zpravidla objevují 8-10 dní po porodu. Mezi hlavní symptomy patří
nadměrná tvorba plynů ve střevech a nadmuté břicho společně s horečkou a krvavou
stolicí. Nekrotizující enterokolitidou těžce postiženou část střeva je nutné chirurgicky
odstranit. Avšak i úspěšná operace může mít trvalé následky v podobě opožděného
neurologického vývoje či syndromu krátkého střeva (Aceti A. a kol. 2015).
Mikrobiální složení střevního traktu se u případů NEC vyznačuje silně
redukovanou diverzitou a zvýšeným počtem patogenních bakterií. Tento stav je
důsledkem předčasného porodu a následně nesprávné bakteriální kolonizace, jejíž
problematika byla již popsána (Neu J. a Pammi M. 2017). Dodnes však není zcela
jasné, která bakterie či skupina bakterií je zodpovědná za vznik této nemoci. Ve většině
pozorovaných případů je zvýšená četnost zástupců čeledi Enterobacteriaceae, jež jsou
45
téměř všechny oportunními patogeny (Pammi M. a kol. 2017). Analýzou sekvencí genu
pro 16S rRNA byl zjištěn zvýšený počet sekvencí podobných bakterii rodu Citrobacter,
avšak přesně se jej určit nepodařilo. Složení střevního mikrobiomu při tomto
onemocnění se liší téměř případ od případu a přesná etiopatogeneze proto stále není
vyjasněná (Cassir N. a kol. 2016).
Je zvláštní, že i když jsou případy NEC spojeny s vysokou četností
enterobakterií, před vypuknutím této nemoci je jejich počet nižší než u dětí, u nichž
nemoc nevypukla. Není tedy jasné, zda vyšší počet těchto bakterií není spíše následkem
než příčinou vzniku NEC. Možným vysvětlením je, že z důvodu menšího množství
enterobakterií může docházet k nesprávné stimulaci imunitního systému a ten se není
schopen adaptovat a jejich následný růst vyvolá imunopatologickou odpověď (Mai V.
a kol. 2011).
Mezi nejčastěji se vyskytujícími zástupci enterobakterií přítomnými u případů
NEC jsou rody Enterobacter a Klebsiella. Pozorováno je také vyšší množství klostridií.
Za jednu z možných příčin vzniku této nemoci je považován plazmid Clostridium
perfringens, který nese gen kódující beta2 toxin. Ten se projevuje cytotoxickou
aktivitou vůči buňkám střevního epitelu. Avšak plazmid s tímto genem nenesou
všechny C. perfringens, takže je nelze určit jako primární příčinu této nemoci (Sim K.
a kol. 2015).
Složení mikrobiomu se také liší podle doby, kdy NEC vypukla. U případů, kdy
se nemoc objevila 4-9 dní po porodu, byl předem pozorován vysoký počet
grampozitivních bakterií, převážně rodů Staphylococcus a Enterococcus. Zatímco
pozdějšímu výskytu NEC předcházel vyšší počet gramnegativů, především právě
enterobakterií (Morrow A. L. a kol. 2013). Možným vysvětlením tohoto jevu je větší
korelace užívání antibiotik s pozdějším výskytem NEC. Antibiotika podávaná
novorozencům bývají cílena převážně na grampozitivní bakterie a je tedy zřejmé, že
jejich počet bude výrazně snížen. Je paradoxem, že právě antibiotika jsou
spolučinitelem při vzniku NEC. Také čím delší dobu jsou užívána, tím více je snížena
mikrobiální diverzita střevního traktu což podstatně zvyšuje riziko výskytu NEC (Wang
Y. a kol. 2009).
46
9. 4 Cukrovka
Cukrovka (diabetes mellitus) označuje řadu chronických onemocnění, jejichž
společným znakem je hyperglykemie, tj. vyšší koncentrace glukózy v krvi než je
fyziologické rozmezí. Existuje několik typů cukrovky v závislosti na jejím vzniku.
Vždy se ale jedná o absolutní nebo relativní nedostatek inzulinu v krvi. Inzulin
usnadňuje transport glukózy z krevního oběhu do tkání. Pokud jej v organizmu není
dostatek, nebo jsou tkáně k jeho účinkům rezistentní, koncentrace glukózy v krvi
stoupá. Zároveň však nemůže být transportována do tkání, kde nastává její deficit.
Tkáně poté využívají jako zdroj energie tuky, při jejichž rozkladu vznikají odpadní látky
tvořené převážně ketony. Pokud se jich v organismu nakumuluje velké množství, může
dojít ke ketoacidotickému kómatu (Gülden E. a kol. 2015).
Cukrovka 1. typu se projevuje již v dětství a jedná se o autoimunitní
onemocnění, kdy buňky vlastního imunitního systému napadají β buňky slinivky břišní
produkující inzulín. Jejich zničením dojde k zastavení sekrece inzulinu a ten musí být
následně terapeuticky do těla dodáván injekcemi. Mezi molekuly, které zapříčiňují
apoptózu těchto buněk patří IL-1 a IL-17, které jsou produkovány ve větším množství
právě při dysbióze střevního mikrobiomu (Vaarala O. 2011). Dalším důkazem vlivu
mikrobiomu při tomto onemocnění je ten, že slinivka břišní vzniká při ontogenetickém
vývoji ze střevního epitelu a střevo je tedy jakýmsi regulátorem sekrece inzulinu. Vliv
mikrobiomu je v posledních letech se vznikem cukrovky spojován také proto, že četnost
jeho výskytu stále stoupá a jeho vznik se tak nedá přisuzovat pouze genetickým
predispozicím (Vaarala O. 2012).
Cukrovka 2. typu se nejčastěji vyskytuje až po 40. roku života a je způsoben
rezistencí tkání k inzulinu. Glukóza v krvi se tedy nemá jak spotřebovat a dochází ke
zvýšení její koncentrace. Důvodem může být genetická predispozice, nebo také
nadměrná konzumace sladkého jídla. Velké množství cukru v krvi nutí slinivku
produkovat více inzulinu a tkáně se k němu postupně stávají odolné. Z toho vyplývá, že
při vzniku cukrovky 2. typu hraje významnou roli metabolismus, jež je také ovlivňován
složením střevního mikrobiomu (Paun A. a Danska J. S. 2016).
Podobně jako u předchozích nemocí, i u cukrovky bývá pozorována celková
snížená mikrobiální diverzita. Složení mikrobiomu je také méně stálé a mnohem
rychleji se mění v čase. Nelze tak jednoznačně určit, které bakterie dominují svým
počtem nad jinými, jelikož složení mikrobiomu se u jednotlivých případů velmi liší
47
(Vaarala O. 2011). Také důležitější než samotné složení střevního mikrobiomu má na
vznik cukrovky vliv ztráta tolerance vůči komenzálním bakteriím (Vaarala O. 2012).
Proti vzniku cukrovky je využíván protein MyD88 (angl. myeloid differentiation
primary response 88), který je jedním z hlavních proteinů regulujících vrozenou
imunitu. Pro lidský organismus je důležitý kontakt tohoto proteinu s určitými
bakteriemi ve střevě. Pokud je ve styku s komenzálními bakteriemi, jeho funkce je
správná a má pozitivní vliv na imunitní systém. Pokud je však v kontaktu s patogenními
bakteriemi, neplní dostatečně svou funkci. Jeho vliv na vznik cukrovky byl prokázán
výzkumem na myších, jímž byla pozastavena exprese genu pro MyD88. Tyto myši pak
byly zcela chráněny před vznikem cukrovky, pokud byly udržovány v prostředí bez
patogenů. Nicméně u bezmikrobních myší se tato nemoc projevila i přesto, že byl gen
pro MyD88 inaktivní. Až následná kolonizace určitými bakteriálními druhy zajistila
jejich ochranu (Gülden E. a kol. 2015).
Bylo tedy zjištěno, že vývoj střevního mikrobiomu a střeva jako takového má
značný vliv na vznik cukrovky, avšak stále není zcela znám původ této nemoci. Při
jejím vzniku by mohl mít určitou roli také Methanobrevibacter smithii (doména
Archaea). Ten roste ve vzájemné symbióze s Bacteroides thetaiotamicron a spolu s ním
má vliv na ukládání tuků v těle. Početnější zastoupení M. smithii způsobuje zvýšenou
fermentaci fruktanů na acetát, který v játrech stimuluje ukládání tuků a způsobuje tak
obezitu. Ta bývá jedním z nejčastějších onemocnění doprovázející cukrovku 2. typu
(Paun A. a Danska J. S. 2016).
9. 5 Obezita
Dětská obezita je jednou z nejvíce rozšířených nemocí západní civilizace. Jedná
se o metabolické onemocnění postihující stále více dětí, při němž dochází
k nadměrnému ukládání tuku do podkoží i do dutiny břišní. Obezita je zčásti způsobena
genetickými predispozicemi a je tak proto obtížně ovlivnitelná. Mezi další faktory
vedoucí k jejímu vzniku patří sedavý způsob života, nadměrná konzumace jídel
s vysokou energetickou hodnotou, ale v neposlední řadě také střevní mikrobiom (Luoto
R. a kol. 2013).
Vliv mikrobiomu na vznik obezity byl prokázán na myším modelu. Dvěma
bezmikrobním myším byl transplantován mikrobiom jiných myší, jedné obézní a druhé
štíhlé. Tyto myši pak byly chovány za zcela stejných podmínek (stejné prostředí,
48
strava). Následně však došlo ke vzniku obezity u myši, jež měla transplantován
mikrobiom obézní myši, zatímco druhá zůstala štíhlá (Turnbaugh P. J. a kol. 2006).
Střevní mikrobiom obézních dětí se vyznačuje především mnohem větším
rozdílem v poměru zástupců kmenů Bacteroidetes a Firmicutes, kdy jednoznačně
převažují Firmicutes (Reinhardt C. a kol. 2009). Také je u nich pozorován snížený
počet bifidobakterií. Takovéto složení střevního mikrobiomu je pozorovatelné přibližně
od třetího měsíce života, ale dětská obezita se začne projevovat až kolem pátého roku.
Nejčastěji postihuje děti, jež jako novorozenci užívali antibiotika. S jejich užíváním
bývá často spojována zvýšená četnost gramnegativních bakterií produkujících velké
množství lipopolysacharidů. Jejich množství se dá srovnávat s množstvím přijatým při
vysokokalorické dietě (Korpela K. a kol. 2017).
Se zvýšeným počtem zástupců Firmicutes je také spojen výskyt většího
množství genů, jejichž produkty jsou spojeny se spotřebou energie. Kromě toho střevní
mikrobiom ovlivňuje i metabolismus ostatních orgánů (Reinhardt C. a kol. 2009). Právě
velký rozdíl mezi zastoupením bifidobakterií oproti Firmicutes je považován za jeden
z varovných signálů pro vznik obezity. Ovšem není jasné, zda jde o příčinu, či následek,
jelikož velké množství tuků ve stravě snižuje počet právě bifidobakterií (Korpela K. a
kol. 2017). Ty tvoří důležitou součást bariéry střevní sliznice a jejich snížený počet
tady vede ke zvýšení permeability střeva. Také má za následek snížení tolerance ke
glukóze a následně nižší sekreci inzulinu a lipogenezi (Reinhardt C. a kol. 2009).
Bifidobakterie, konkrétně B. longum a B. pseudocatenulatum jsou důležité zejména
kvůli jejich schopnosti snižovat hladinu cholesterolu a leptinu a zároveň zlepšují
citlivost k inzulinu. Při jejich nedostatečném množství se tak v mnohých případech
může rozvinout diabetes mellitus (Korpela K. a kol. 2017).
49
10. Faktory prostředí
Při vývoji střevního mikrobiomu hraje důležitou roli také hygiena a prostředí, ve
kterém dítě vyrůstá. Vliv prostředí lze pozorovat srovnáním studií z různých oblastí
světa, v nichž se složení střevního mikrobiomu bude poměrně významně lišit od
ostatních. Největší rozdíly lze pozorovat mezi vyspělými a rozvojovými zeměmi. Aby
docházelo ke správnému vývoji dětského mikrobiomu, je potřeba, aby bylo dítě
vystaveno co možná nejvíce mikroorganismům. A to jak symbiotickým, tak
i patogenním. Jedině tak se může správně vyvinout imunitní systém. Ve vyspělých
zemích jsou však zavedeny v nemocnicích přísné hygienické podmínky a vystavení
některým mikroorganismům je tak znemožněno (Phillips M. L. a kol. 2009).
Základním rozdílem ve složení střevního mikrobiomu je ten, že děti ve
vyspělých zemích mají mnohem vyšší počet zástupců kmene Firmicutes a nižší
bakteriální diverzitu než děti z rozvojových zemí. Za to je zodpovědné převážně jiné
zastoupení mikroorganismů v závislosti na geografické poloze, způsob stravování, ale
svou roli hrají také genetické predispozice. Také děti vyrůstající na venkově budou mít
odlišné složení mikrobiomu něž děti městské (Rook G. A. a kol. 2015).
Na vývoj střevního mikrobiomu má částečně vliv také struktura rodiny,
především sourozenci. Ti zpravidla nemají stejný střevní mikrobiom, i když vyrůstali ve
stejném prostředí. Možným vysvětlením je fakt, že změny vaginálního mikrobiomu
v průběhu těhotenství a porodu do jisté míry přetrvají a při porodu druhého dítěte tak
dochází k bakteriální kolonizaci mírně odlišnými druhy. Mladší sourozenec má v GIT
zpravidla nižší zastoupení enterobakterií a klostridia a v porovnání s tím starším, má
téměř vždy takové složení mikrobiomu, které lépe podporuje vývoj imunitního systému.
Především u něj lze pozorovat značně nižší riziko vzniku alergie. Z toho tedy vyplývá,
že změny vaginálního mikrobiomu matky mají prospěšný vliv na bakteriální kolonizaci
druhého dítěte. Tento jev se nazývá tzv. ochranný efekt staršího sourozence.
(Adlerberth I. a Wold A. 2009).
Sledování změn složení střevního mikrobiomu je zajímavé i z historického
hlediska. Bakterie, které dříve vůbec nebyly považovány za součást střevního
mikrobiomu dnes tvoří jeho značnou část. A není to jen tím, že dříve nebyly dostupné
nástroje na jejich studium. Jednalo se o bakterie, jež byly kultivovatelné, jen nebyly
považovány za přirozenou součást mikrobiomu. Šlo především o stafylokoky, jež ještě
v 70. letech 20. století tvořily minoritní zastoupení v GIT. Jejich nárůst začal postupně
50
od 80. let. Podobný případ lze pozorovat u E. coli. V 70. letech pouze necelá čtvrtina
dětí byla kolonizována kmeny E. coli od matky. U většiny však docházelo ke kolonizaci
z nemocničního prostředí. Dnes díky přísnějším hygienickým podmínkám
v nemocnicích pochází naprostá většina kmenů E. coli kolonizující dětský GIT z těla
matky. Také je dnes v nemocnicích mnohem menší výskyt patogenních bakterií.
Největší rozdíly jsou pozorovány u rodů Enterobacter a Klebsiella, jejichž zastoupení
u novorozenců v 80. letech tvořilo více než 40 %. Zatímco dnes se jejich četnost
pohybuje kolem 18 %. Je tedy zřejmé, že s měnícími se hygienickými podmínkami se
mění také složení střevního mikrobiomu (Adlerberth I. a Wold A. 2009).
51
11. Závěr
Studium střevního mikrobiomu dokazuje, že má na naše zdraví mnohem větší
vliv, než se původně myslelo. Nejen že je důležitým pomocníkem při metabolismu
živin, ale je také nedílnou součástí modulace imunitního systému. První
mikroorganismy se v dětském střevě vyskytují již v průběhu těhotenství, avšak toto
zjištění je poměrně nové, jelikož dlouhou dobu panoval názor, že plod je až do porodu
zcela sterilní.
K nejmasivnější bakteriální kolonizaci však dochází až při porodu, kdy je dítě
osidlováno takovými mikroorganismy, se kterými přijde do styku nejdříve. Závisí tedy
na způsobu porodu a také na tom, zda se narodí předčasně. Toto je nejdůležitější faktor
při vývoji střevního mikrobiomu a tím také imunitního systému.
V průběhu prvního půl roku života je střevní mikrobiom ovlivňován zejména
způsobem výživy nebo antibiotickou léčbou. Antibiotika jsou hlavní příčinou vzniku
dysbiózy střevního mikrobiomu, která v mnohých případech vede ke vzniku nemocí,
jako jsou například alergie, obezita nebo cukrovka. Tyto nemoci však nejsou způsobeny
pouze mikrobiální dysbiózou, ale na jejich vzniku se podílí mnohem více faktorů. Patří
mezi ně především genetické predispozice, hygienické podmínky, či prostředí, ve
kterém dítě vyrůstá.
Střevní mikrobiom je v dnešní době velice intenzivně zkoumán, jelikož až do
nedávné doby neexistovaly dostatečně efektivní nástroje na jeho výzkum. Naprostá
většina bakterií vyskytujících se ve střevním traktu je nekultivovatelných a je tedy
zapotřebí použít kultivačně nezávislých metod. Jedná se především o metody
metagenomické, využívající převážně sekvenování nové generace. Tímto způsobem tak
lze detekovat bakterie, které dříve nebyly vůbec považovány za součást střevního
mikrobiomu.
52
12. Seznam literatury
1. Jandhyala S. M., Talukdar R., Subramanyam C., Vuyyuru H., Sasikala M.,
Nageshwar Reddy D. (2015) Role of the normal gut microbiota. World J.
Gastroenterol. 21: 8787–803.
2. Turnbaugh P. J., Ley R. E., Hamady M., Fraser-Liggett C. M., Knight R., Gordon J.
I. (2007) The human microbiome project. Nature, 449: 804–10.
3. Gill S. R., Pop M., DeBoy R. T., Eckburg P. B., Turnbaugh P. J., Samuel B. S.,
Nelson K. E. (2006) Metagenomic Analysis of the Human Distal Gut Microbiome.
Science, 312: 1355–1359.
4. Fujimura K. E., Slusher N. A., Cabana M. D., Lynch S. V. (2010) Role of the gut
microbiota in defining human health. Expert Rev. Anti-Infect. Ther., 8: 435–454.
5. Eckburg P. B. (2005) Diversity of the Human Intestinal Microbial Flora. Science,
308(5728): 1635–1638.
6. Vael C., Desager, K. (2009) The importance of the development of the intestinal
microbiota in infancy. CURR. OPIN. PEDIATR. 21(6): 794–800.
7. Arrieta M.-C., Stiemsma L. T., Amenyogbe N., Brown E. M., Finlay B. (2014) The
Intestinal Microbiome in Early Life: Health and Disease. Front. Immunol. 5: 427.
8. Torrazza R. M., Neu J. (2011) The developing intestinal microbiome and its
relationship to health and disease in the neonate. J. Perinatol. 31:29–34.
9. Kuperman A. A., Koren O., Ley R., Tilg H., Moschen A., Koren O., Leviton A.
(2016). Antibiotic use during pregnancy: how bad is it? BMC Med. 14: 91-97.
10. Gonzalez-Perez G., Hicks A. L., Tekieli T. M., Radens C. M., Williams B. L.,
Lamousé-Smith E. S. N. (2016) Maternal Antibiotic Treatment Impacts
Development of the Neonatal Intestinal Microbiome and Antiviral Immunity. J.
Immunol., 196: 3768–377.
11. Mueller N. T., Whyatt R., Hoepner L., Oberfield S., Dominguez-Bello M. G.,
Widen E. M., Rundle A. (2015) Prenatal exposure to antibiotics, cesarean section
and risk of childhood obesity. Int. J. Obes., 39: 665–670.
12. Lapin B., Piorkowski J., Ownby D., Freels S., Chavez N., Hernandez E., Persky V.
(2015) Relationship between prenatal antibiotic use and asthma in at-risk children.
Ann. Allergy Asthma Immunol. 114: 203–207.
13. Jedrychowski W., Gałaś A., Whyatt R., Perera F. (2006) The prenatal use of
antibiotics and the development of allergic disease in one year old infants. A
preliminary study. Int. J. Occup. Med. Environ. Health 19: 70–76.
14. Russell S. L., Gold M. J., Willing B. P., Thorson L., McNagny K. M., Finlay B. B.
(2013) Perinatal antibiotic treatment affects murine microbiota, immune responses
and allergic asthma. Gut Microbes, 4: 158–164.
53
15. Hill D. A., Siracusa M. C., Abt M. C., Kim B. S., Kobuley D., Kubo M., Artis D.
(2012) Commensal bacteria–derived signals regulate basophil hematopoiesis and
allergic inflammation. Nat. Med 18: 538–546.
16. Deshmukh H. S., Liu Y., Menkiti O. R., Mei J., Dai N., O’Leary C. E., Worthen G.
S. (2014) The microbiota regulates neutrophil homeostasis and host resistance to
Escherichia coli K1 sepsis in neonatal mice. Nat. Med., 20: 524–530.
17. Bertelsen R. J., Brantsæter A. L., Magnus M. C., Haugen M., Myhre R., Jacobsson
B., London S. J. (2014) Probiotic milk consumption in pregnancy and infancy and
subsequent childhood allergic diseases. J. Allergy Clin. Immunol. 133: 165–171.
18. Dotterud C. K., Avershina E., Sekelja M., Simpson M. R., Rudi K., Storrø O., Øien,
T. (2015) Does Maternal Perinatal Probiotic Supplementation Alter the Intestinal
Microbiota of Mother and Child? J. Pediatr. Gastroenterol. Nutr. 61: 200–207.
19. Enomoto T., Sowa M., Nishimori K., Shimazu S., Yoshida A., Yamada K., Xiao J.
(2014) Effects of Bifidobacterial Supplementation to Pregnant Women and Infants
in the Prevention of Allergy Development in Infants and on Fecal Microbiota.
Allergol. Int. 63: 575–585.
20. Penders J., Thijs C., Vink C., Stelma F. F., Snijders B., Kummeling I., Stobberingh
E. E. (2006) Factors Influencing the Composition of the Intestinal Microbiota in
Early Infancy. Pediatrics, 118(2): 511–521.
21. Nuriel-Ohayon M., Neuman H., Koren O. (2016) Microbial Changes during
Pregnancy, Birth, and Infancy. Front. Microbiol., 7.
22. Rautava S., Luoto R., Salminen S., Isolauri E. (2012) Microbial contact during
pregnancy, intestinal colonization and human disease. Nature Reviews
Gastroenterology & Hepatology, 9(10), 565–576.
23. Aagaard K., Ma J., Antony K. M., Ganu R., Petrosino J., Versalovic J. (2014) The
Placenta Harbors a Unique Microbiome. Sci. Transl. Med. 6(237): 237-249
24. Brumbaugh D. E., Arruda J., Robbins K., I, D., Santorico S. A., Robertson C. E.,
Frank D. N. (2016) Mode of Delivery Determines Neonatal Pharyngeal Bacterial
Composition and Early Intestinal Colonization. J. Pediatr. Gastroenterol. Nutr.
63: 320–328.
25. Biasucci G., Rubini M., Riboni S., Morelli L., Bessi E., Retetangos C. (2010) Mode
of delivery affects the bacterial community in the newborn gut. Early Hum. Dev.
86: 13–15.
26. Cho C. E., Norman, M. (2013) Cesarean section and development of the immune
system in the offspring. Am. J. Obstet. Gynecol. 208: 249–254.
27. Papathoma E., Triga M., Fouzas S., Dimitriou G. (2016) Cesarean section delivery
and development of food allergy and atopic dermatitis in early childhood. Pediatr.
Allergy Immunol. 27: 419–424.
54
28. Merenstein D. J., Gatti M. E., Mays D. M. (2011) The Association of Mode of
Delivery and Common Childhood Illnesses. Clin. Pediatr. 50(11): 1024–1030.
29. Musilová Š., Rada V., Vlková E., Bunešová V., Nevoral J. (2015) Colonisation of
the gut by bifidobacteria is much more common in vaginal deliveries than
Caesarean sections. Acta Paediatr. 104(4): 184–186.
30. Nagpal R., Tsuji H., Takahashi T., Kawashima K., Nagata S., Nomoto K.,
Yamashiro Y. (2016) Sensitive Quantitative Analysis of the Meconium Bacterial
Microbiota in Healthy Term Infants Born Vaginally or by Cesarean Section. Front.
Microbiol. 7.
31. van Nimwegen F. A., Penders J., Stobberingh E. E., Postma D. S., Koppelman G.
H., Kerkhof M., Thijs C. (2011) Mode and place of delivery, gastrointestinal
microbiota, and their influence on asthma and atopy. J. Allergy Clin. Immunol.
128(5): 948–955.
32. Makino H., Kushiro A., Ishikawa E., Kubota H., Gawad A., Sakai T., Tanaka R.
(2013) Mother-to-Infant Transmission of Intestinal Bifidobacterial Strains Has an
Impact on the Early Development of Vaginally Delivered Infant’s Microbiota.
PLoS ONE 8(11): e78331
33. Huh S. Y., Rifas-Shiman S. L., Zera C. A., Edwards J. W. R., Oken E., Weiss S. T.,
Gillman M. W. (2012) Delivery by caesarean section and risk of obesity in
preschool age children: a prospective cohort study. Arch. Dis. Child.
97(7): 610–616.
34. Dutta S., Ganesh M., Ray P., Narang A. (2014) Intestinal colonization among very
low birth weight infants in first week of life. Indian Pediatrics 51(10): 807–809.
35. Groer M. W., Gregory K. E., Louis-Jacques A., Thibeau S., Walker W. A. (2015)
The very low birth weight infant microbiome and childhood health. Birth Defects
Res. Part C-Embryo 105(4): 252–264.
36. Unger S., Stintzi A., Shah P., Mack D., O’Connor D. L. (2014) Gut Microbiota of
the Very Low Birth Weight Infant. Pediatr. Res. 77(1-2): 205–213.
37. Patel A. L., Mutlu E. A., Sun Y., Koenig L., Green S., Jakubowicz A.,
Keshavarzian A. (2016) Longitudinal Survey of Microbiota in Hospitalized Preterm
Very-Low-Birth-Weight Infants. J. Pediatr. Gastroenterol. Nutr. 62(2): 292–303.
38. Vinturache A. E., Gyamfi-Bannerman C., Hwang J., Mysorekar I. U., Jacobsson B.
(2016) Maternal microbiome – A pathway to preterm birth. Semin. Fetal Neonatal
Med. 21(2). 94–99.
39. Butel M.-J., Suau A., Campeotto F., Magne F., Aires J., Ferraris L., Dupont C.
(2007) Conditions of Bifidobacterial Colonization in Preterm Infants: A
Prospective Analysis. J. Pediatr. Gastroenterol. Nutr. 44(5): 577–582.
40. Arboleya S., Sánchez B., Milani C., Duranti S., Solís G., Fernández N., Gueimonde
M. (2015) Intestinal Microbiota Development in Preterm Neonates and
Effect of Perinatal Antibiotics. J. Pediatr. 166(3): 538–544.
55
41. Arboleya S., Binetti A., Salazar N., Fernández N., Solís G., Hernández-Barranco
A., Gueimonde M. (2012) Establishment and development of intestinal microbiota
in preterm neonates. FEMS Microbiol. Ecol. 79(3): 763–772.
42. Itani T., Ayoub Moubareck C., Melki I., Rousseau C., Mangin I., Butel M.-J.,
Karam Sarkis D. (2017) Establishment and development of the intestinal
microbiota of preterm infants in a Lebanese tertiary hospital. Anaerobe 43: 4–14.
43. Cossey V., Vanhole C., Verhaegen J., Schuermans A. (2014) Intestinal
Colonization Patterns of Staphylococci in Preterm Infants in Relation to Type of
Enteral Feeding and Bacteremia. Breastfeed. Med. 9(2): 79–85.
44. Cong X., Xu W., Janton S., Henderson W. A., Matson A., McGrath J. M., Graf J.
(2016) Gut Microbiome Developmental Patterns in Early Life of Preterm Infants:
Impacts of Feeding and Gender. PLoS ONE 11(4)
45. Rutten N. B. M. M., Rijkers G. T., Meijssen C. B., Crijns C. E., Oudshoorn J. H.,
van der Ent C. K., Vlieger A. M. (2015) Intestinal microbiota composition after
antibiotic treatment in early life: the INCA study. BMC Pediatr. 15(1): 204-211.
46. Tanaka S., Kobayashi T., Songjinda P., Tateyama A., Tsubouchi M., Kiyohara C.,
Nakayama J. (2009) Influence of antibiotic exposure in the early postnatal period
on the development of intestinal microbiota. FEMS Immunol. Med. Microbiol.
56(1): 80–87.
47. Bedford Russell A., Murch S. (2006) Could peripartum antibiotics have delayed
health consequences for the infant? BJOG 113(7): 758–765.
48. Faa G., Gerosa C., Fanni D., Nemolato S., van Eyken P., Fanos V. (2013) Factors
influencing the development of a personal tailored microbiota in the neonate, with
particular emphasis on antibiotic therapy. J. Matern. Fetal. Neonatal. Med.
26(2): 35–43.
49. Dardas M., Gill S. R., Grier A., Pryhuber G. S., Gill A. L., Lee Y.-H., Guillet R.
(2014) The impact of postnatal antibiotics on the preterm intestinal microbiome.
Pediatr. Res. 76(2): 150–158.
50. Greenwood C., Morrow A. L., Lagomarcino A. J., Altaye M., Taft D. H., Yu Z.,
Schibler K. R. (2014) Early Empiric Antibiotic Use in Preterm Infants Is
Associated with Lower Bacterial Diversity and Higher Relative Abundance of
Enterobacter. J. Pediatr. 165(1): 23–29.
51. Hunter C. J., Petrosyan M., Ford H. R., Prasadarao N. V. (2008) Enterobacter
sakazakii : An Emerging Pathogen in Infants and Neonates. Surg. Infect.
9(5): 533–539.
52. Verhulst S. L., Vael C., Beunckens C., Nelen V., Goossens H., Desager, K. (2008)
A Longitudinal Analysis on the Association Between Antibiotic Use, Intestinal
Microflora, and Wheezing During the First Year of Life. J. Asthma 45(9): 828–832.
56
53. Russell S. L., Gold M. J., Hartmann M., Willing B. P., Thorson L., Wlodarska M.,
Finlay B. B. (2012) Early life antibiotic-driven changes in microbiota enhance
susceptibility to allergic asthma. EMBO Rep. 13(5): 440–447.
54. Foliaki S., Pearce N., Björkstén B., Mallol J., Montefort S., von Mutius, E.,
International Study of Asthma and Allergies in Childhood Phase III Study Group.
(2009) Antibiotic use in infancy and symptoms of asthma, rhinoconjunctivitis, and
eczema in children 6 and 7 years old: International Study of Asthma and Allergies
in Childhood Phase III. The J. Allergy Clin. Immunol. 124(5): 982–9.
55. Hu Y., Wong F. S., Wen, L. (2017) Antibiotics, gut microbiota, environment in
early life and type 1 diabetes. Pharmacol. Res. 119: 219–226.
56. Cassidy-Bushrow A. E., Sitarik A., Levin A. M., Lynch S. V., Havstad S., Ownby
D. R., Wegienka G. (2016) Maternal group B Streptococcus and the infant gut
microbiota. J. Dev. Orig. Health Dis. 7(1): 45–53.
57. Aloisio I., Quagliariello A., De Fanti S., Luiselli D., De Filippo C., Albanese D., Di
Gioia D. (2016) Evaluation of the effects of intrapartum antibiotic prophylaxis on
newborn intestinal microbiota using a sequencing approach targeted to multi
hypervariable 16S rDNA regions. Appl. Microbiol. Biotechnol.
100(12): 5537–5546.
58. Corvaglia L., Tonti G., Martini S., Aceti A., Mazzola G., Aloisio I., Faldella G.
(2016) Influence of Intrapartum Antibiotic Prophylaxis for Group B Streptococcus
on Gut Microbiota in the First Month of Life. J. Pediatr. Gastroenterol. Nutr.
62(2): 304–308.
59. Gomez-Arango L. F., Barrett H. L., McIntyre H. D., Callaway L. K., Morrison M.,
Dekker Nitert M. (2017) Antibiotic treatment at delivery shapes the initial oral
microbiome in neonates. Sci Rep 7: 43481.
60. Gibson M. K., Crofts T. S., Dantas G. (2015) Antibiotics and the developing infant
gut microbiota and resistome. Curr. Opin. Microbiol. 27: 51–56.
61. Duman M., Abacioglu H., Karaman M., Duman N., Ozkan, H. (2005) Beta-lactam
antibiotic resistance in aerobic commensal fecal flora of newborns. Pediatr. Int.
47(3): 267–273.
62. Morelli L. (2008) Postnatal development of intestinal microflora as influenced by
infant nutrition. J. Nutr. 138(9): 1791–1795.
63. Liu Z., Roy N. C., Guo Y., Jia H., Ryan L., Samuelsson L., Young W. (2016)
Human Breast Milk and Infant Formulas Differentially Modify the Intestinal
Microbiota in Human Infants and Host Physiology in Rats. J. Nutr.
146(2): 191–199.
64. Fitzstevens J. L., Smith K. C., Hagadorn J. I., Caimano M. J., Matson A. P.,
Brownell E. A. (2016) Systematic Review of the Human Milk Microbiota. Nutr.
Clin. Pract..
57
65. Walker W. A., Shuba Iyengar R. (2014) Breastmilk, Microbiota and Intestinal
Immune Homeostasis. Pediatr. Res. 77(1-2): 220–228.
66. Cabrera-Rubio R., Collado M. C., Laitinen K., Salminen S., Isolauri E., Mira A.
(2012) The human milk microbiome changes over lactation and is shaped by
maternal weight and mode of delivery. Am. J. Clin. Nutr. 96(3): 544–551.
67. Fernández L., Langa S., Martín V., Maldonado A., Jiménez E., Martín R.,
Rodríguez J. M. (2013) The human milk microbiota: origin and potential roles in
health and disease. Pharmacol. Res. 69(1): 1–10.
68. Zijlmans M. A. C., Korpela K., Riksen-Walraven J. M., de Vos W. M., de Weerth
C. (2015) Maternal prenatal stress is associated with the infant intestinal
microbiota. Psychoneuroendocrinology, 53: 233–245.
69. Le Huërou-Luron I., Blat S., Boudry G. (2010) Breast- v. formula-feeding: impacts
on the digestive tract and immediate and long-term health effects. Nutr. Res. Rev.
23(01): 23–36.
70. Fan W., Huo G., Li X., Yang L., Duan C., Wang T., Chen, J. (2013) Diversity of
the intestinal microbiota in different patterns of feeding infants by Illumina high-
throughput sequencing. World J. Microbiol. Biotechnol. 29(12): 2365–2372.
71. Gregory K. E., Samuel B. S., Houghteling P., Shan G., Ausubel F. M., Sadreyev R.
I., Walker W. A. (2016) Influence of maternal breast milk ingestion on acquisition
of the intestinal microbiome in preterm infants. Microbiome 4(1): 68.
72. Rautava S. (2016) Early microbial contact, the breast milk microbiome and child
health. J. Dev. Orig. Health Dis. 7(1): 5–14.
73. Davis E. C., Wang M., Donovan S. M. (2017) The role of early life nutrition in the
establishment of gastrointestinal microbial composition and function. Gut Microbes
1–29.
74. Penders J., Vink C., Driessen C., London N., Thijs C., Stobberingh E. E. (2005)
Quantification of Bifidobacterium spp., Escherichia coli and Clostridium difficile in
faecal samples of breast-fed and formula-fed infants by real-time PCR. FEMS
Microbiol. Lett., 243(1): 141–147.
75. Lee S. A., Lim J. Y., Kim B.-S., Cho S. J., Kim N. Y., Kim O. Bin, Kim, Y. (2015)
Comparison of the gut microbiota profile in breast-fed and formula-fed Korean
infants using pyrosequencing. Nutr. Res. Pract. 9(3): 242–248.
76. Smilowitz J., O’Sullivan A., Farver M. (2015) The Influence of Early Infant-
Feeding Practices on the Intestinal Microbiome and Body Composition in Infants.
Nutr. Metab. Insights 8(1): 1.
77. Al-Shehri S. S., Sweeney E. L., Cowley D. M., Liley H. G., Ranasinghe P. D.,
Charles B. G., Knox C. L. (2016) Deep sequencing of the 16S ribosomal RNA of
the neonatal oral microbiome: a comparison of breast-fed and formula-fed infants.
Sci Rep 6: 38309.
58
78. Ben X.-M., Li J., Feng Z.-T., Shi S.-Y., L, Y.-D., Chen R., Zhou, X.-Y. (2008) Low
level of galacto-oligosaccharide in infant formula stimulates growth of intestinal
Bifidobacteria and Lactobacilli. World J. Gastroenterol. 14(42): 6564–6568.
79. Vandenplas Y. (2002) Oligosaccharides in infant formula. British J. Nutr.
87(6): 293–296.
80. Ling Z., Li Z., Liu X., Cheng Y., Luo Y., Tong X., Xiang C. (2014) Altered Fecal
Microbiota Composition Associated with Food Allergy in Infants. Appl. Environ.
Microbiol. 80(8): 2546–2554.
81. Aleshukina A. V. (2012) Intestine dysbiosis and atopic dermatitis in young
children. Zh. Mikrobiol. Epidemiol. Immunobiol. 2(5): 95-105.
82. Cassir N., Simeoni U., La Scola B. (2016) Gut microbiota and the pathogenesis of
necrotizing enterocolitis in preterm neonates. Future Microbiol. 11(2): 273–292.
83. Gupta V., Garg, R. (2009) Probiotics. Indian J. Med. Microbiol. 27(3): 202.
84. Sanz Y. (2011) Gut microbiota and probiotics in maternal and infant health. Am. J.
Clin. Nutr. 94(6): 2000–2005.
85. Parracho H., McCartney A. L., Gibson G. R. (2007) Probiotics and prebiotics in
infant nutrition. Proc. Nutr. Soc., 66(3): 405–411.
86. Penna F. J., Péret L. A., Vieira L. Q., Nicoli J. R. (2008) Probiotics and mucosal
barrier in children. Curr. Opin. Clin. Nutr. Metab. Care, 11(5): 640–644.
87. Neu J. (2014) The Developing Intestinal Microbiome: Probiotics and Prebiotics. In
World Rev.Nutr.Diet. 110. 167–176.
88. Boehm G., Moro G. (2008) Structural and functional aspects of prebiotics used in
infant nutrition. J. Nutr. 138(9): 1818–1828.
89. Arslanoglu S., Moro G. E., Boehm G. (2007) Early supplementation of prebiotic
oligosaccharides protects formula-fed infants against infections during the first 6
months of life. J. Nutr. 137(11): 2420–2424.
90. Moro G., Minoli I., Mosca M., Fanaro S., Jelinek J., Stahl B., Boehm G. (2002)
Dosage-related bifidogenic effects of galacto- and fructooligosaccharides in
formula-fed term infants.J. Pediatr. Gastroenterol. Nutr. 34(3): 291–295.
91. Kuitunen M. (2013) Probiotics and prebiotics in preventing food allergy and
eczema. Curr. Opin. Allergy Clin. Immunol. 13(3): 280–286.
92. Xiao L., Ding G., Ding Y., Deng C., Ze X., Chen L., Ben X. (2017) Effect of
probiotics on digestibility and immunity in infants. Medicine 96(14): e5953.
93. Ku S., Park M., Ji G., You H. (2016) Review on Bifidobacterium bifidum BGN4:
Functionality and Nutraceutical Applications as a Probiotic Microorganism. Int. J.
Mol. Sci. 17(9): 1544.
59
94. Dang D., Zhou W., Lun Z. J., Mu X., Wang D. X., Wu H. (2013) Meta-analysis of
probiotics and/or prebiotics for the prevention of eczema. J. Int. Med. Res.
41(5): 1426–1436.
95. Underwood M. A. (2014) Intestinal dysbiosis: Novel mechanisms by which gut
microbes trigger and prevent disease. Prev. Med. 65: 133–137.
96. Neu J., Pammi M. (2017) Pathogenesis of NEC: Impact of an altered intestinal
microbiome. Semin. Perinatol., 41(1): 29–35.
97. Aceti A., Gori D., Barone G., Callegari M. L., Di Mauro A., Fantini M. P., Italian
Society of Neonatology. (2015) Probiotics for prevention of necrotizing
enterocolitis in preterm infants: systematic review and meta-analysis. Ital. J.
Pediatr. 41(1): 89.
98. Pammi M., Cope J., Tarr P. I., Warner B. B., Morrow A. L., Mai V., Neu J. (2017)
Intestinal dysbiosis in preterm infants preceding necrotizing enterocolitis: a
systematic review and meta-analysis. Microbiome 5(1): 31.
99. Wang Y., Hoenig J. D., Malin K. J., Qamar S., Petrof E. O., Sun J., Claud E. C.
(2009) 16S rRNA gene-based analysis of fecal microbiota from preterm infants
with and without necrotizing enterocolitis. ISME J, 3(8): 944–54.
100. Mai V., Young C. M., Ukhanova M., Wang X., Sun Y., Casella G., Neu J. (2011)
Fecal Microbiota in Premature Infants Prior to Necrotizing Enterocolitis. PLoS
ONE 6(6): e20647.
101. Morrow A. L., Lagomarcino A. J., Schibler K. R., Taft D. H., Yu Z., Wang B.,
Newburg D. S. (2013) Early microbial and metabolomic signatures predict later
onset of necrotizing enterocolitis in preterm infants. Microbiome 1(1): 13.
102. Sim K., Shaw A. G., Randell P., Cox M. J., McClure Z. E., Li M.-S., Kroll J. S.
(2015) Dysbiosis anticipating necrotizing enterocolitis in very premature infants.
Clin. Infect. Dis. 60(3): 389–397.
103. Storrø O., Avershina E., Rudi K. (2013) Diversity of intestinal microbiota in
infancy and the risk of allergic disease in childhood. Curr. Opin. Allergy Clin.
Immunol. 13(3): 257–262.
104. Bisgaard H., Li N., Bonnelykke K., Chawes B. L. K., Skov T., Paludan-Müller G.,
Krogfelt K. A. (2011) Reduced diversity of the intestinal microbiota during infancy
is associated with increased risk of allergic disease at school age. The J. Allergy
Clin. Immunol. 128(3): 646–652.
105. Abrahamsson T. R., Jakobsson H. E., Andersson A. F., Björkstén B., Engstrand
L., Jenmalm M. C. (2012) Low diversity of the gut microbiota in infants with
atopic eczema. J. Allergy Clin. Immunol. 129(2): 434–440.
106. West C. E., Rydén P., Lundin D., Engstrand L., Tulic M. K., Prescott S. L. (2015)
Gut microbiome and innate immune response patterns in IgE-associated eczema.
Clin. Exp. Allergy 45(9): 1419–1429.
60
107. Gülden E., Wong F. S., Wen L. (2015) The gut microbiota and Type 1 Diabetes.
Clin. Immunol. 159(2): 143–153.
108. Vaarala O. (2012) Is the origin of type 1 diabetes in the gut? Immunol. Cell Biol.
90(3): 271–276.
109. Vaarala O. (2011) The gut as a regulator of early inflammation in type 1 diabetes.
Curr. Opin. Endocrinol. Diabetes 18(4): 241–247.
110. Paun A., Danska J. S. (2016) Modulation of type 1 and type 2 diabetes risk by the
intestinal microbiome. Pediatr. Diabetes 17(7): 469–477.
111. Reinhardt C., Reigstad C. S., Bäckhed F. (2009) Intestinal microbiota during
infancy and its implications for obesity. J. Pediatr. Gastroenterol. Nutr.
48(3): 249–256.
112. Sender R., Fuchs S., Milo, R. (2016) Are We Really Vastly Outnumbered?
Revisiting the Ratio of Bacterial to Host Cells in Humans. Cell 164(3): 337–340.
113. Korpela K., Zijlmans M. A. C., Kuitunen M., Kukkonen K., Savilahti E., Salonen
A., de Vos W. M. (2017) Childhood BMI in relation to microbiota in infancy and
lifetime antibiotic use. Microbiome 5(1): 26.
114. Luoto R., Collado M. C., Salminen S., Isolauri E. (2013) Reshaping the Gut
Microbiota at an Early Age: Functional Impact on Obesity Risk? Ann. Nutr.
Metab. 63(2): 17–26.
115. Turnbaugh P. J., Ley R. E., Mahowald M. A., Magrini V., Mardis E. R., Gordon J.
I. (2006) An obesity-associated gut microbiome with increased capacity for energy
harvest. Nature 444(7122): 1027–1031.
116. Phillips M. L. (2009) Gut reaction: environmental effects on the human
microbiota. Environ. Health Perspect. 117(5): 198–205.
117. Rook G. A. W., Lowry C. A., Raison C. L. (2015) Hygiene and other early
childhood influences on the subsequent function of the immune system. Brain Res.
1617: 47–62.
118. Adlerberth I., Wold A. (2009) Establishment of the gut microbiota in Western
infants. Acta Paediatr. 98(2): 229–238.
119. Ottman N., Smidt H., de Vos W. M., Belzer, C. (2012) The function of our
microbiota: who is out there and what do they do? Front. Cell. Infect. Microbiol.
2: 104.
120. Johnson C. L., Versalovic J. (2012) The Human Microbiome and Its Potential
Importance to Pediatrics. Pediatrics 129(5).
121. Iqbal M. Z., Qadir M. I., Hussain T., Janbaz K. H., Khan Y. H., Ahmad B. (2014)
Review: probiotics and their beneficial effects against various diseases. Pak. J.
Pharm. Sci. 27(2): 405–15.
61
122. Konturek P. C., Haziri D., Brzozowski T., Hess T., Heyman S., Kwiecien S.,
Koziel J. (2015) Emerging role of fecal microbiota therapy in the treatment of
gastrointestinal and extra-gastrointestinal diseases. J. Physiol. Pharmacol.
66(4): 483–91.
123. Wu P., Feldman A. S., Rosas-Salazar C., James K., Escobar G., Gebretsadik T.,
Hartert T. V. (2016) Relative Importance and Additive Effects of Maternal and
Infant Risk Factors on Childhood Asthma. PLoS ONE 11(3): e0151705.
124. Martin R., Makino H., Cetinyurek Yavuz A., Ben-Amor K., Roelofs M., Ishikawa
E., Knol J. (2016) Early-Life Events, Including Mode of Delivery and Type of
Feeding, Siblings and Gender, Shape the Developing Gut Microbiota. PLoS ONE
11(6): e0158498.
125. Neu J., Rushing J. (2011) Cesarean Versus Vaginal Delivery: Long-term Infant
Outcomes and the Hygiene Hypothesis. Clin. Perinatol. 38(2): 321–331.