Връзка между микробиома на майката и имунитета на новороденото

Стоте трилиона бактерии, които се намират в човешкия чревен тракт (така нареченият чревен микробиом) имат ключово значение за нормалния клетъчен метаболизъм и имунитет (1). Развитието на чревния микробиом при човека започва още преди раждането и се формира поетапно, под влиянието на различни фактори - орален микробиом на майката, хранене на майката, начин на раждане, начин на хранене на бебето, както и от други външни въздействия (2). Установено е, че нормалните функции на имунната система и на чревния микробиом на индивида са взаимносвързани и зависят в голяма степен един от друг. Нови изследвания разкриват важните функции на чревния микробиом в подпомагане развитието на имунната система и в устойчивостта на организма срещу чревни патогенни бактерии. Тези функции на чревния микробиом са изключително важни в ранния етап от живота на детето (3-5), а поради незрялостта на имунната система новородените са още по-податливи на инфекции. Микросредата в червата на новороденото е различна от тази на възрастния индивид и е благоприятна за колонизацията само на определени бактериални видове. В неонаталния чревен микробиом протичат динамични промени, по време на които чревната среда и имунните клетки си сътрудничат и постепенно изграждат симбиоза по между си. Майчиният чревен микробиом може да повлияе на развитието на тези взаимоотношения посредством т.нар. късоверижни мастни киселини, за които се предполага, че преминават през плацентата до плода (6). Ефектите на тези късоверижни мастни киселини са важни за поддържането на чревното и имунното равновесие на детето след раждането.

Влияние на начина на раждане вурху формирането на миркобиома

Постнаталната колонизация на бактерии в червата на новороденото непосредствено след раждането е силно повлияна от начина на раждане, като тази зависимост постепенно намалява (7,8). Въпреки това, по-скорошни проучвания на микробиома на кърмачетата, които сравняват микробиомите на бебета, родени вагинално или чрез цезарово сечение, установяват, че вагинално родените бебета имат по-високо съдържание на определени видове бактерии и намалено съдържание на потенциално патогенни видове, в сравнение с чревния микробиом при бебета, родени чрез цезарово сечение (9,10). Освен това, новородените, родени чрез цезарово сечение, показват забавена или почти никаква колонизация на основни бактерии, както и по-ниско общо разнообразие на микробиома през първите две години от живота.

Влияние на начина на хранене на новороденото вурху формирането на миркобиома

Установено е, че микробиомът на бебетата, хранени с адаптирано мляко, се различава значително от този на кърмачетата. Кърмата съдържа редица важни протеини, хранителни вещества, имунни фактори, антитела, които стимулират растежа и развитието на новородените (11,12). Чревният микробиом на кърмените бебета съдържа по-високи нива на определени видове бактерии, които способстват за усвояването на кърмата (13,14). Кърмата също има свой собствен микробиом, който се променя по време на лактация и също се различава в зависимост от начина на раждане (15,16). Освен това, кърмените бебета получават около 27% от чревния си микробиом от майчиното мляко и допълнителни 10% от ареоларната кожа през първата година от живота си (17). Развитието на чревни имунни клетки изисква сигнали от чревния микробиом на новороденото (18,19) и нарушение на този процес води до повишен риск от възпалителни заболявания в зряла възраст (20). Тъй като инфекциите са основната причина за смъртността и заболеваемостта при новородените, пасивният имунитет, който бебетата получават чрез майчиното мляко, е от голямо значение особено при по-уязвими бебета, като например недоносените (21,22). Различни проучвания върху мишки и хора показват, че неонаталният чревен микробиом е ключов фактор за устойчивостта или податливостта към различни инфекции и за предотвратяване колонизацията на чревни патогени, като тази функция на чревния микробиом е още по-важна за кърмачетата. Установено е, че използването на перинатални антибиотици води до промени в чревния микробиом на новороденото и това е свързано с по-висок риск от инфекции в ранна детска възраст (23). Следователно фактори, които възпрепятстват нормалното развитие на чревния микробиом при кърмачета, като преждевременно раждане, раждане чрез цезарово сечение, употреба на антибиотици, хранене с адаптирано мляко, увеличат вероятността от нежелани и/или системни инфекции при новородените.

Влияние на майчиния микробиом върху развитието на алергии при новороденото

От особено значение за имунното развитие на новороденото и последващия риск от развитие на алергии в ранното детство е влиянието на майчиния микробиом. Редица изследвания подчертават, че микробиома на майката се променя по време на бременността, което може да повлияе на имунната система на бебето, а начинът на раждане е един от определящите фактори за това. Бебетата, родени чрез цезарово сечение са 1,5 до 2,2 пъти по-склонни да развият алергии от родените по естествен път деца, поради по-малкото разнообразие от бактерии в чревния тракт [24]. Други изследвания сочат, че ранната среща с микробиома, особено чрез естествено раждане, е важно за установяване на имунна толерантност у развиващото се бебе, като по този начин се намалява рискът от много възпалителни заболявания на по-късен етап в живота [25]. По подобен начин, приемането на антибиотици от майката по време на бременността увеличава риска от алергии [26]. От друга страна кърмене [27], прием на пробиотици [28] и промени в диетата на майката, допринасят за подобряване на имунното здраве на новороденото и за намаляване вероятността от развитие на алергии [29]. Кърменето помага за укрепване на имунната система на бебето като осигурява полезни за него бактерии (30). Приемът на пробиотици от майката повлиява благоприятно чревния микробиом и подобрява микробния трансфер към бебето [31]. Предишни изследвания показват, че умишлените промени в микробиома, като например чрез хранителни пребиотици, пробиотици и постбиотици, може да помогне за подобряване на микробиомната среда както на майките, така и на бебетата [32]. Майчиният стрес е друг важен фактор, който влияе върху състава на микробиома и неонаталния имунитет. Психосоциалният стрес по време на бременността повлиява разнообразието на чревния микробиом, като възпрепятства съзряването на имунитета и понижава чувствителността към алергии в бебето [33,34].

Заключение

Развиващият се чревен микробиом при кърмачетата е особено уязвим към промените в околната среда, в диетата и в психичното здраве на майката. Дисбалансираният чревен микробиом при новородените може значително да увеличи риска от неонатални инфекции, както и от неподходящо активиране на имунните клетки по-късно в живота и по този начин да допринесе за развитието на възпалителни заболявания, астма и алергии. Затова, грижата и адекватната промяна на физиологичния състав на микробиома е от значение за неговото пълно формиране, което от своя страна е важен фактор за правилното развитие и на всички останали аспекти от здравето и живота на новороденото (24, 25).

Използвани научни източници

1. Power SE, O’Toole PW, Stanton C, Ross RP, Fitzgerald GF. Intestinal microbiota, diet and health. The British Journal of Nutrition. 2014; 111:387–402.
2. Brown J, de Vos WM, DiStefano PS, Dore J, Huttenhower C, Knight R, … Turnbaugh P. Translating the human microbiome. Nature Biotechnology. 2013; 31:304–308
3. Belkaid Y and Hand TW, Role of the microbiota in immunity and inflammation. Cell, 2014. 157(1):p. 121–41.
4. Milani C, et al. The First Microbial Colonizers of the Human Gut: Composition, Activities, and Health Implications of the Infant Gut Microbiota. Microbiol Mol Biol Rev, 2017. 81(4).
5. Backhed F, et al. Dynamics and Stabilization of the Human Gut Microbiome during the First Year of Life. Cell Host Microbe, 2015. 17(5): p. 690–703.
6. de Agüero MG, et al. The maternal microbiota drives early postnatal innate immune development. Science, 2016. 351(6279): p. 1296–1302.
7. Chu DM, et al. Maturation of the infant microbiome community structure and function across multiple body sites and in relation to mode of delivery. Nature medicine, 2017. 23(3): p. 314.
8. La Rosa PS, et al. Patterned progression of bacterial populations in the premature infant gut. Proceedings of the National Academy of Sciences, 2014. 111(34): p. 12522–12527.
9. Shao Y, et al. Stunted microbiota and opportunistic pathogen colonization in caesarean-section birth. Nature, 2019. 574(7776): p. 117–121.
10. Reyman M, et al. Impact of delivery mode-associated gut microbiota dynamics on health in the first year of life. Nature communications, 2019. 10(1): p. 1–12.
11. Andreas NJ, Kampmann B, and Le-Doare KM, Human breast milk: A review on its composition and bioactivity. Early human development, 2015. 91(11): p. 629–635.
12. Rogier EW, et al. Secretory antibodies in breast milk promote long-term intestinal homeostasis by regulating the gut microbiota and host gene expression. Proceedings of the National Academy of Sciences, 2014. 111(8): p. 3074–3079.
13. Bäckhed F, et al. Dynamics and stabilization of the human gut microbiome during the first year of life. Cell host & microbe, 2015. 17(5): p. 690–703.
14. Robertson RC, et al. The human microbiome and child growth–first 1000 days and beyond. Trends in microbiology, 2019. 27(2): p. 131–147.
15. Cabrera-Rubio R, et al. The human milk microbiome changes over lactation and is shaped by maternal weight and mode of delivery. The American journal of clinical nutrition, 2012. 96(3): p.544–551.
16. Li S-W, et al. Bacterial composition and diversity in breast milk samples from mothers living in Taiwan and mainland China. Frontiers in microbiology, 2017. 8: p. 965.
17. Pannaraj PS, et al. Association between breast milk bacterial communities and establishment and development of the infant gut microbiome. JAMA pediatrics, 2017. 171(7): p. 647–654.
18. Gensollen T, et al. How colonization by microbiota in early life shapes the immune system. Science, 2016. 352(6285): p. 539–544.
19. Thorburn AN, et al. Evidence that asthma is a developmental origin disease influenced by maternal diet and bacterial metabolites. Nature communications, 2015. 6(1): p. 1–13.
20. Al Nabhani Z, et al. A weaning reaction to microbiota is required for resistance to immunopathologies in the adult. Immunity, 2019. 50(5): p. 1276–1288.
21. Zheng W, et al. Microbiota-targeted maternal antibodies protect neonates from enteric infection. Nature, 2020. 577(7791): p. 543–548.
22. Stewart CJ, et al. Longitudinal development of the gut microbiome and metabolome in preterm neonates with late onset sepsis and healthy controls. Microbiome, 2017. 5(1): p. 75.
23. Zhou P, et al. Perinatal Antibiotic Exposure Affects the Transmission between Maternal and Neonatal Microbiota and Is Associated with Early-Onset Sepsis. Msphere, 2020. 5(1).
24. Butler, É.M.; Reynolds, A.J.; Derraik, J.G.B.; Wilson, B.C.; Cutfield, W.S.; Grigg, C.P. The views of pregnant women in New Zealand on vaginal seeding: A mixed-methods study. BMC Pregnancy Childbirth 2021, 21, 49.
25. Zhang, C.; Li, L.; Jin, B.; Xu, X.; Zuo, X.; Li, Y.; Li, Z. The effects of delivery mode on the gut microbiota and health: State of art.Front. Microbiol. 2021, 12, 724449.
26. Dierikx, T.; Berkhout, D.; Eck, A.; Tims, S.; Van Limbergen, J.; Visser, D.; De Boer, M.; De Boer, N.; Touw, D.; Benninga, M.; et al. Influence of timing of maternal antibiotic administration during caesarean section on infant microbial colonisation: A randomised controlled trial. Gut 2021, 71, 1803–1811.
27. ang, T.; Santisteban, M.M.; Rodriguez, V.; Li, E.; Ahmari, N.; Carvajal, J.M.; Zadeh, M.; Gong, M.; Qi, Y.; Zubcevic, J.; et al. Gut dysbiosis is linked to hypertension. Hypertension 2015, 65, 1331–1340.
28. Huang, T.; Li, Z.; Tye, K.D.; Chan, S.N.; Tang, X.; Luo, H.; Wang, D.; Zhou, J.; Duan, X.; Xiao, X. Probiotic supplementation during pregnancy alters gut microbial networks of pregnant women and infants. Front. Microbiol. 2022, 13, 1042846.
29. Zamanillo, R.; Sánchez, J.; Serra, F.; Palou, A. Breast Milk Supply of MicroRNA Associated with Leptin and Adiponectin Is Affected by Maternal Overweight/Obesity and Influences Infancy BMI. Nutrients 2019, 11, 2589.
30. Davis, E.C.; Castagna, V.P.; Sela, D.A.; Hillard, M.A.; Lindberg, S.; Mantis, N.J.; Seppo, A.E.; Järvinen, K.M. Gut microbiome and breast-feeding: Implications for early immune development. J. Allergy Clin. Immunol 2022, 150, 523–534.
31. Sillner, N.; Walker, A.; Lucio, M.; Maier, T.V.; Bazanella, M.; Rychlik, M.; Haller, D.; Schmitt-Kopplin, P. Longitudinal profiles of dietary and microbial metabolites in formula- and breastfed infants. Front. Mol. Biosci. 2021, 8, 660456.
32. Ji, J.; Jin, W.; Liu, S.; Jiao, Z.; Li, X. Probiotics, prebiotics, and postbiotics in health and disease. MedComm 2023, 4, e420.
33. Zijlmans, M.A.C.; Korpela, K.; Riksen-Walraven, J.M.; De Vos, W.M.; De Weerth, C. Maternal prenatal stress is associated with the infant intestinal microbiota. Psychoneuroendocrinology 2015, 53, 233–245.
34. Arguelles-Lopez, A.; Aguayo-Patrón, S.V.; De La Barca, A.M.C. Breastfeeding Shapes the Gut Microbiota and Its Structure Is Associated with Weight Gain Trajectories in Mexican Infants. Nutrients 2025, 17, 826.
35. Sanidad KZ and Zeng MY. Neonatal gut microbiome and immunity. Curr Opin Microbiol. 2020. 56:30-37.
36. Al Jehani AN, Shuaib M, Alsharif A, Alsubaie KA, Khraisat A, Alsharif A, Altaf M, Almasry RH, Kayali AM, Abdallah SA. Impact of Maternal Microbiota Composition on Neonatal Immunity and Early Childhood Allergies: A Systematic Review. Pediatr Rep. 2025 Jun 17;17(3):67. doi: 10.3390/pediatric17030067. PMID: 40559462; PMCID: PMC12196322.