Mikrobiom a lidský organismus tvoří holobiont, přičemž mezi střevním mikrobiomem a dalšími tělesnými systémy probíhá důležitá výměna informací, která ovlivňuje fyzické a mentální zdraví. V oblasti iniciální bakteriální kolonizace se objevily kontroverze, které zpochybňují tradiční názor na sterilní in utero prostředí.
Moderní sekvenační metody naznačují, že plod a děloha nejsou sterilní, avšak nízká úroveň bakteriální DNA v některých studiích může být důsledkem kontaminace vzorků. Naopak, bakteriální kolonizace začínající porodem je pravidelně potvrzována různými studiemi, které využívají jak sekvenování, tak kultivační techniky. Z toho vyplývá, že primární mikrobiální kolonizace nastává během porodu, zatímco intrauterinní kolonizace bakteriemi nebyla prokázána.
Vývoj střevního mikrobiomu u novorozenců začíná v aerobním prostředí, které podporuje kolonizaci aerobními a fakultativně anaerobními bakteriemi. Jakmile tyto bakterie začnou využívat kyslík, dochází k poklesu jeho parciálního tlaku, což vytváří podmínky pro růst striktně anaerobních bakterií. U nedonošených novorozenců je tento proces narušen faktory jako způsob porodu (císařský řez), pobyt na jednotce intenzivní péče a způsob výživy. Druhá fáze vývoje mikrobiomu nastává během kojení, kdy dominují bifidobakterie. Po ukončení kojení a zavedení komplementární stravy dochází k významným změnám ve složení mikrobiomu, včetně nárůstu diverzity a poklesu bifidobakterií, zatímco se zvyšuje zastoupení rodů jako Bacteroidaceae a Ruminococcaceae. Zařazení komplexních polysacharidů do stravy podporuje růst bakterií schopných degradovat vlákninu, což zvyšuje produkci mastných kyselin s krátkými řetězci, které mají důležitou roli v metabolických procesech a zdraví střev. V prvních 2 až 3 letech života pokračuje intenzivní vývoj střevního mikrobiomu, který se stabilizuje a přibližuje se složení mikrobiomu dospělého jedince. Děti narozené přirozeně vykazují stabilní složení mikrobiomu v prvním měsíci života, zatímco novorozenci narození císařským řezem mají zpočátku vyšší zastoupení kmene Firmicutes a nižší zastoupení Actinobacteria a Bacteroidota. U nedonošených novorozenců narozených císařským řezem je počáteční složení mikrobiomu charakterizováno vyšším zastoupením Proteobacteria, přičemž podobnost s donošenými novorozenci se objevuje až ve 4. týdnu života.
Vývoj střevního mikrobiomu je ovlivněn mnoha faktory, mezi které patří strava těhotné ženy, způsob porodu, antenatální komplikace, užívání antibiotik, termín porodu, prostředí, genetické a epigenetické faktory a typ výživy.
Klinické aspekty složení střevního mikrobiomu
(Nejen) u donošeného novorozence
Nárůst incidence alergických onemocnění, zejména atopie je v posledních letech spojován s časnou střevní dysbiózou, přičemž klíčovými faktory jsou způsob porodu a typ výživy. Nové studie na myších modelech ukazují, že již během fetálního vývoje dochází k stimulaci maturace střevního epitelu a imunitních buněk, a to i bez přítomnosti živých bakterií.
Obezita se od roku 1975 celosvětově ztrojnásobila a je považována za komplexní onemocnění, které ovlivňuje nejen energetická bilance, ale také genetické faktory a environmentální vlivy, jako je životní styl a stres. Důležitou roli hraje složení střevního mikrobiomu, přičemž observace ukazují na spojení mezi obezitou a změnami v jeho složení, konkrétně poklesem Bacteroidota a nárůstem Firmicutes.
U nedonošeného novorozence
U nedonošených novorozenců je nezralost imunitního systému a fyziologických bariér spojena s vysokým rizikem závažné neonatální morbidity, jako je nekrotizující enterokolitida (NEC) a pozdní sepse u novorozence (LOS). Střevní mikrobiom hraje klíčovou roli, neboť může mít systémové účinky na další orgány, včetně centrálního nervového systému. Patogeneze NEC není dosud plně objasněna, avšak dominantní teorií je aktivace Toll-like 4 receptorů (TLR4) na střevních epiteliálních buňkách, které reagují na bakteriální endotoxiny. Tato aktivace spouští apoptózu buněk a poškození epitelu, což vyvolává zánětlivou kaskádu, zahrnující prozánětlivé cytokiny jako TNFα, IL-1 a IL-8. Současné výzkumy naznačují, že rozvoj NEC není spojen s konkrétními bakteriálními druhy, ale spíše s nestabilním a málo rozmanitým mikrobiomem.
Neonatální sepse představuje závažnou komplikaci novorozeneckého období, spojenou s vysokou mortalitou a dlouhodobou morbiditou. Pozdní sepse u novorozence (LOS) se vyvíjí horizontálním přenosem mikroorganismů z prostředí po 72 hodinách života. Nezralí novorozenci jsou obzvlášť náchylní k infekcím kvůli nezralému imunitnímu systému a slabým kožním a slizničním bariérám. Riziko se zvyšuje také při invazivních procedurách, dlouhodobé parenterální výživě a změnách ve střevním mikrobiomu. Patogeny spojené s LOS jsou často dominantními druhy ve střevním mikrobiomu postižených novorozenců, což zvyšuje riziko jejich pronikání do krevního oběhu.
V oblasti vývoje mozku a osy střevo-mozek se ukazuje, že neuronální maturace u nezralých novorozenců probíhá odlišně než u plodu. U některých extrémně nezralých dětí se pozoruje alterovaný vývoj mozkových funkcí bez přítomnosti intrakraniální patologie. Střevní bakterie mohou ovlivňovat vývoj mozku prostřednictvím produkce neuromodulačních molekul, jako jsou serotonin, dopamin a GABA. Například hladina GABA je spojena s přítomností bakterií rodu Veilonella, které jsou ovlivněny antibiotickou terapií. Dále se ukazuje, že existuje bidirektivní komunikace mezi mikrobiomem a neurony, pravděpodobně prostřednictvím peptidoglykanových receptorů v mozku. Časné a časté změny ve střevním mikrobiomu nezralých dětí jsou spojovány s trvalou psychiatrickou morbiditou, což podtrhuje důležitost mikrobiomu pro celkový vývoj a zdraví novorozenců.
Závěr
Střevní mikrobiom a lidský jedinec tvoří holobiont, jehož vývoj začíná brzy po narození. Je důležité zohlednit faktory, jako je způsob porodu, gestační týden, výživa a antibiotická terapie, které mohou ovlivnit přirozený vývoj mikrobiomu. Klinický přístup by měl podporovat tento přirozený vývoj a napravovat případné alterace, například snižováním počtu císařských řezů, podporou kojení, nabídkou donorského mléka a omezením antibiotické terapie. Dále se ukazují dosud neznámé interakce mezi prvními bakteriálními kolonizátory a novorozencem, které mají významný vliv na zdraví novorozenců a kojenců. V budoucnu se očekává, že klinická praxe se zaměří na personalizovaný přístup založený na analýze střevního mikrobiomu, což umožní predikci vzniku a vývoje závažných klinických jednotek, jako jsou nekrotizující enterokolitida (NEC) a sepse (LOS).
Reference: Zapletalová B. a kol., Střevni mikrobiom novorozence, Čes-slov Pediat 2025; 80(2): 87–96
