Состав кишечной микрофлоры младенца содержит ранние признаки развития мозга

Фото из открытых источников

Родился ребенок, и кажется, что многое уже решено. Многие предполагают, что основные вещи — темперамент, структура мозга, вероятность таких состояний, как аутизм, — в основном предопределены ДНК, с которой ребенок приходит в утробу.

Первый год жизни незаметно усложняет эту историю. Новые исследования показывают, что бактерии, которые ребенок накапливает в эти месяцы, помогают направлять развитие мозга, и что некоторые из них могут смягчить риски, которые казались предопределенными с рождения. Результаты исследования опубликованы в журнале Cell Press Blue.

Ученые давно знакомы с взаимосвязью между мозгом и кишечником, но первые годы этого взаимодействия оставались неясными. Команда под руководством гастроэнтеролога Сью Чиен Нг из Китайского университета Гонконга (CUHK) решила прислушаться к этим данным.

В центре всего этого находились две системы, которые редко изучались вместе. Одна из них — это микробиом кишечника, активное сообщество бактерий, которое поселяется в организме после рождения. Другая — это набор химических меток на ДНК ребенка, переключатели, которые регулируют активность генов.

Каждое из этих явлений уже само по себе было связано с долгосрочными проблемами со здоровьем. Однако никто не изучал, как они разговаривают в первые месяцы жизни и может ли это общение способствовать развитию у ребенка таких состояний, как аутизм или проблемы с вниманием.

Исследовательская группа собрала образцы пуповинной крови у 571 новорожденного и считала химические метки с их ДНК. Затем они проследили за кишечной микрофлорой каждого ребенка, взяв образцы в возрасте 2, 6 и 12 месяцев.

В течение третьего триместра родители также предоставляли образцы, охватив почти тысячу семей. Когда каждому ребенку исполнялось три года, родители заполняли поведенческую анкету, разработанную для выявления ранних признаков аутизма и проблем с вниманием.

Исследования на животных и более ранние работы указывали на то, что кишечная микробиота может влиять на развитие мозга. Большая часть этих доказательств была получена в небольших группах. Прослеживание всей цепочки влияния на протяжении первых трех лет жизни ребенка в таком количестве семей ранее не проводилось.

Обычные вещи определяли, какие микробы приживутся. Как родился ребенок, кормили ли его грудью, начали ли применять антибиотики раньше срока, появились ли в доме старшие братья и сестры — все это оставляло след на растущем сообществе.

При рождении на бирку велись несколько иные факторы. Способ родов, продолжительность беременности, наличие старших братьев и сестер, а также аллергия матери — каждый из этих факторов оставлял свой след.

Удивительно, но собственные кишечные бактерии родителей не оставили четкого следа на этих родовых бирках. Тем не менее, сами бирки, похоже, определяли дальнейшую судьбу ребенка, помогая решить, какие микробы будут процветать в кишечнике малыша в течение следующего года.

Сам процесс рождения оставил один из самых явных следов. У детей, рожденных путем кесарева сечения, на генах, связанных с иммунной защитой и развитием мозга, присутствовали особые химические метки, отличающие их от детей, рожденных естественным путем.

Кесарево сечение также меняет состав микробов, которые получает новорожденный. Большая часть обычной передачи микробов при вагинальных родах просто пропускается. Этот пробел, как показывают более ранние исследования, может сохраняться. Микробы отца, по-видимому, частично его заполняют.

Эти метки делали больше, чем просто указывали на то, как появился на свет ребенок. У младенцев с более выраженной маркировкой иммунных генов — тех, которые помогают организму распознавать чужеродные агенты, — к первому дню рождения, как правило, наблюдался более скудный состав кишечной микрофлоры.

К трем годам некоторые врожденные признаки совпадали с особенностями поведения. У детей с более выраженной экспрессией генов, отвечающих за формирование и структуру мозга, отмечались более высокие показатели ранних признаков аутизма и СДВГ, причем этот эффект, по-видимому, частично распространяется через кишечник.

Именно здесь исследование выявило наиболее поразительный результат. Среди детей, у которых были выявлены признаки повышенного риска аутизма, у тех, кто в младенчестве подхватил кишечную микробулю Lachnospira pectinoschiza, вероятность проявления симптомов к трем годам была ниже.

Отдельный микроб, Parabacteroides distasonis, по-видимому, играл ту же роль в возникновении проблем с вниманием. Дети, носившие бирки, связанные с повышенным риском СДВГ, реже демонстрировали их, если этот вид бактерий обосновался в течение первого года жизни.

Никто раньше не демонстрировал подобного эффекта у здоровых детей, наблюдаемых с рождения. Бактерии не уничтожили генетическую предрасположенность, но, похоже, смягчили последствия там, где они возникали. Риск, который казался предопределенным, внезапно стал более управляемым.

«Основы для здоровья мозга закладываются очень рано, еще до рождения», — сказал соавтор исследования Хайн Мин Тун. Он назвал это диалогом между биологией младенца и его микробами. 

Исследование ясно показывает, что развитие мозга не определяется полностью при рождении. Первые генетические признаки ребенка повышают или понижают вероятность, но микроорганизмы, появившиеся позже, могут повлиять на результат.

Для дальнейших лабораторных исследований потребуется еще много работы, поскольку на данный момент команда обнаружила лишь связи, а не доказательства того, что микробы действительно управляют работой мозга. Они называют это лишь небольшим фрагментом гораздо более сложной головоломки.

Тем не менее, открывающаяся дверь — это нечто конкретное. Если полезные бактерии могут снизить риск, с которым ребенок рождается, врачи, возможно, однажды смогут поддерживать здоровье кишечника младенца с помощью целенаправленных пробиотиков или специально подобранных продуктов питания, и более широкое исследование склоняется к тому же выводу. Команда уже наблюдает за этими же детьми, следя за развитием событий.

* Информация представлена исключительно в ознакомительных целях и не служит рекомендацией для лечения заболеваний