Введение прикорма вызывает ранние функциональные изменения микробиома кишечника младенцев

Переход от молочного питания к твердой пище связан с ранними изменениями функциональной активности микробиома кишечника младенцев. К такому выводу пришли ученые в исследовании, опубликованном в журнале Scientific Reports.

Исследователи проанализировали данные высокоточного шотган-метагеномного секвенирования 125 пар «мать — ребенок», участвовавших в ирландском исследовании Cork Nutrition and Development Maternal-Infant Cohort Study (COMBINE). Всего было изучено 250 образцов кала, собранных до и после начала введения прикорма.

Результаты показали, что особенности питания влияют на развитие и состав микробиома кишечника младенцев. В частности, продолжительность грудного вскармливания оказалась теснее связана с развитием микробного сообщества, чем конкретный возраст, в котором ребенку начали вводить твердую пищу.

Переход от переработки молочного сахара к сложным углеводам

Ученые обнаружили, что введение прикорма сопровождалось выраженными функциональными изменениями микробиома кишечника. Микробные пути, участвующие в расщеплении простых молочных сахаров, становились менее выраженными, тогда как активность путей, связанных с переработкой сложных углеводов, включая крахмал и маннан, увеличивалась.

Переход на прикорм также сопровождался повышением активности путей, участвующих в метаболизме короткоцепочечных жирных кислот, в том числе в ферментации с образованием бутирата и ацетата.

Эти изменения выявлялись даже у некоторых младенцев, образцы которых были взяты в возрасте четырех месяцев. Это указывает на то, что функциональное созревание микробиома кишечника может начинаться относительно рано в период изменения рациона.

Всемирная организация здравоохранения рекомендует исключительно грудное вскармливание в первые шесть месяцев жизни, после чего следует вводить полноценный прикорм, продолжая грудное вскармливание. Однако влияние различных вариантов питания на функциональное развитие микробиома младенцев до сих пор изучено недостаточно.

Продолжительность грудного вскармливания может влиять на развитие микробиома

В исследовании дети начинали получать твердую пищу в среднем в возрасте 147 дней. Дети, находившиеся на искусственном вскармливании, начинали получать прикорм примерно на 17 дней раньше, чем дети на грудном вскармливании.

При сопоставлении данных о питании с результатами метагеномного анализа ученые обнаружили, что продолжительность грудного вскармливания была значимо связана с богатством и разнообразием видов микроорганизмов. При этом возраст начала введения прикорма не имел такой значимой связи.

Исследователи описали эту закономерность как возможный «эффект темпа» грудного вскармливания: продолжительное употребление грудного молока может влиять на скорость формирования микробного сообщества кишечника младенца.

Изначально у детей на искусственном вскармливании наблюдалось большее видовое богатство микробиома, чем у детей на грудном вскармливании. Однако после введения прикорма количество функциональных метаболических путей, претерпевших значимые изменения, оказалось значительно выше у детей на искусственном вскармливании: 162 измененных пути против семи у детей на грудном вскармливании.

При этом ученые отмечают, что различия в уровне отдельных метаболических путей в целом были относительно небольшими.

Изменения путей, связанных с витаминами

Введение прикорма также сопровождалось изменениями метаболических путей, связанных с витаминами.

В целом по исследуемой группе после начала прикорма увеличилась представленность путей, участвующих в синтезе тиамина (витамина B1), биотина (витамина B7) и фолата (витамина B9). Напротив, пути, связанные с синтезом витамина K2 и витамина B6, стали менее выраженными.

Кроме того, после введения твердой пищи частота ежедневного стула была значимо связана с изменениями состава микробиома кишечника.

Ограничения исследования

Ученые подчеркивают, что результаты не позволяют утверждать, что какой-либо конкретный тип питания или профиль микробиома является более здоровым, чем другой. Исследование выявляло связь между особенностями питания и составом и функциональной активностью микробиома, но не оценивало клинические показатели здоровья детей.

Поскольку возраст детей и характер их питания во время забора образцов были тесно связаны между собой, исследователи не смогли полностью отделить естественное возрастное созревание микробиома от изменений, непосредственно связанных с введением прикорма.

Кроме того, метагеномный анализ позволял оценить количество микробных генов и метаболических путей, но не измерял непосредственно выработку короткоцепочечных жирных кислот, витаминов или других метаболитов. Часть функций микроорганизмов также невозможно было определить с помощью существующих баз данных.

Авторы считают, что более глубокое понимание того, как изменения рациона в первые месяцы жизни влияют на микробиом кишечника, в будущем может помочь в разработке научно обоснованных рекомендаций по питанию младенцев.