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.