Факторы формирования кишечной микрофлоры: акцент на липиды

Cовокупность тесно взаимодействующих между собой и с клетками человека микроорганизмов в настоящее время  рассматривается как еще один орган в организме человека, получивший название «микробиота». Функции микробиоты кишечника весьма разнообразны: антиинфекционная защита, модулирование воспалительного и иммунного ответа, синтез необходимых для организма соединений (например, витаминов, короткоцепочечных жирных кислот), участие в переваривании ряда питательных веществ, а также регуляция кишечной моторики, пролиферации и дифференцировки эпителиальных клеток кишечника. Именно кишечник является наиболее плотно заселенным биотопом организма человека, а популяция микроорганизмов желудочно-кишечного тракта самая разнообразная и многочисленная. Заселение желудочно-кишечного тракта начинается внутриутробно и вступает в активную фазу после рождения. Дальнейшая прогрессирующая колонизация пищеварительного тракта ребенка в первые месяцы жизни обеспечивается вагинальной микрофлорой матери при естественных родах, а также при кормлении грудью, контактах с окружающей средой, последовательном введении в рацион питания разнообразных продуктов. В исследовании L. Wang и соавт. (2021) был проанализирован рост нескольких видов бактерий, доминирующих в кишечнике младенцев, путем культивирования на средах с пальмитатом кальция. Данное исследование было проведено сотрудниками отдела медицинской микробиологии университета Гронингена (Нидерланды), медицинской клиники университета Гронингена и компании, производящей смеси на основе козьего молока. Из всех протестированных бактерий рост бифидобактерий и F. prausnitzii снижался при введении в среду пальмитата кальция, а рост Bifidobacterium infantis полностью прекращался. Пальмитат кальция снижал толщину клеточной оболочки F. prausnitzii, нарушал жирнокислотный состав клеточной мембраны и функцию мембранных белков, участвующих в транспорте ионов. Полученные данные говорят о том, что модификация жира смесей для искусственного вскармливания путем введения β-пальмитата может способствовать развитию микробиоты кишечника у детей, находящихся на искусственном вскармливании, поддерживая колонизацию важных полезных бактерий в раннем возрасте.

1. Кишечная микробиота у детей: норма, нарушения, коррекция / Под ред. С. В. Бельмера и А. И. Хавкина. 2-е изд., перераб. и доп. М.: ИД «МЕДПРАКТИКА-М», 2020. 472 с. ISBN 978-5-98803.

2. Guaraldi F., Salvatori G. Effect of breast and formula feeding on gut microbiota shaping in newborns // Front. Cell. Infect. Microbiol. 2012; 2: 94. DOI: 10.3389/fcimb.2012.00094. eCollection 2012.

3. Duranti S., Turroni F., Lugli GA., Milani C., Viappiani A., Mangifesta M., Gioiosa L., Palanza P., van Sinderen D., Ventura M. Genomic characterization and transcriptional studies of the starchutilizing strain bifidobacteriumadolescentis 22L // Appl Environ Microbiol. 2014; 80 (19): 6080-6090. DOI: 10.1128/AEM.01993-14.

4. Sela D. A. Bifidobacterial utilization of human milk oligosaccharides // Int J Food Microbiol. 2011; 149 (1): 58-64. DOI: 10.1016/j.ijfoodmicro.2011.01.025.

5. Hooper L., Littman D., Macpherson A. Interactions between the microbiota and the immune system // Science. 2012; 336 (6086): 1268-1273. DOI: 0.1126/science.1223490.

6. Fan W., Huo G., Li X., Yang L., Duan C., Wang T., Chen J. Diversity of the intestinal microbiota in different patterns of feeding infants by Illumina highthroughput sequencing // World J Microbiol Biotechnol. 2013; 29 (12): 2365-2372. DOI: 10.1007/s11274-013-1404-3.

7. Макарова Е. Г.., Нетребенко О. К., Украинцев С. Е. Олигосахариды грудного молока: история открытия, структура и защитные функции // Педиатрия. 2018; 97 (4): 217-224.

8. Smilowitz J. T., Lebrilla C. B., Mills D. A., German J. B., Freeman S. L. Breast milk oligosaccharides: structure-function relationships in the neonate // Annu Rev Nutr. 2014; 34: 143-169. DOI: 10.1146/annurev-nutr-071813-105721.

9. Moro G. E., Mosca F., Miniello V., Fanaro S., Jelinek J., Stahl B., Boehm G. Effects of a new mixture of prebiotics on faecal flora and stools in term infants // Acta Paediatr Suppl. 2003; 91 (441): 77-79. DOI: 10.1111/j.1651-2227.2003.tb00650.x.

10. Boehm G., Fanaro S., Jelinek J., Stahl B., Marini A. Prebiotic concept for infant nutrition // Acta Paediatr Suppl. 2003; 91 (441): 64-67. DOI: 10.1111/j.1651-2227.2003.tb00648.x.

11. Jungersen M.., Wind A., Johansen E., Christensen J., Stuer-Lauridsen B., Eskesen D. The Science behind the Probiotic Strain Bifidobacterium animalis subsp. lactis BB-12® // Microorganisms. 2014; 2: 92-110. DOI: 10.3390/microorganisms2020092FDA.

12. Food and Drug Administration. GRAS Notice Inventory. Agency Response Letter GRAS Notice No. GRN 000049. 2002.

13. Gil A., Ramirez M., Gil M. Role of long-chain polyunsaturated fatty acids in infant nutrition // Eur J Clin Nutr. 2003; 57 Suppl 1: S31-34. DOI: 10.1038/sj.ejcn.1601810.

14. Sellmayer A., Koletzko B. Long-chain polyunsaturated fatty acids and eicosanoids in infants–physiological and pathophysiological aspects and open questions // Lipids. 1999; 34 (2): 199-205. DOI: 10.1007/s11745-999-0354-z.

15. Innis S. M., Dyer R., Nelson C. M. Evidence that palmitic acid is absorbed as sn-2 monoacylglycerol from human milk by breast-fed infants // Lipids. 1994; 29 (8): 541-545. DOI: 10.1007/BF02536625.

16. Lopez-Lopez A., Castellote-Bargallo A. I., Campoy-Folgoso C., Rivero-Urgel M., Tormo-Carnice R., Infante-Pina D., Lopez-Sabater M. C. The influence of dietary palmitic acid triglyceride position on the fatty acid, calcium and magnesium contents of at term new born faeces // Early Hum Dev. 2001; 65 Suppl: S83-94. DOI: 10.1016/s0378-3782(01)00210-9.

17. Straarup E. M., Lauritzen L., Faerk J., Hoy C. E., Michaelsen K. F. The stereospecific triacylglycerol structure and fatty acid profiles of human milk and infant formulas // J Pediatr Gastroenterol Nutr. 2006; 42 (3): 293-299. DOI: 10.1097/01.mpg.0000214155.51036.4f.

18. Yaron S., Shachar D., Abramas L., Riskin A., Bader D., Litmanovitz I., Bar-Yoseph F., Cohen T., Levi L., Lifshitz Y., Shamir R., Shaoul R. Effect of high β-palmitate content in infant formula on the intestinal microbiota of term infants // J Pediatr Gastroenterol Nutr. 2013; 56 (4): 376-381. DOI: 10.1097/MPG.0b013e31827e1ee2.

19. Tomarelli R. M., Meyer B. J., Weaber J. R., Bernhart F. W. Effect of positional distribution on the absorption of the fatty acids of human milk and infant formulas // J Nutr. 1968; 95 (4): 583-590. DOI: 10.1093/jn/95.4.583.

20. Rogalska E., Ransac S., Verger R. Stereoselectivity of lipases. II. Stereoselective hydrolysis of triglycerides by gastric and pancreatic lipases // J Biol Chem. 1990; 265 (33): 20271-6.

21. Small D. M. The effects of glyceride structure on absorption and metabolism // Annu Rev Nutr. 1991; 11: 413-434. DOI: 10.1146/annurev.nu.11.070191.002213.

22. Carnielli V. P., Luijendik I. H. T., van Goudoever J. B., Sulkers E. J., Boerla A. A., Degenhart H. J., Sauer P. J. Structural position and amount of palmitic acid in formulas: effects on fat, fatty acid, and mineral balance // Pediatr Gastroenterol Nutr. 1996; 23 (5): 553-560. DOI: 10.1097/00005176-199612000-00007.

23. Jensen R. G. Lipids in human milk // Lipids. 1999; 34 (12): 1243-1271. DOI: 10.1007/s11745-999-0477-2.

24. Manios Y., Karaglani E., Thijs-Verhoeven I., Vlachopapadopoulou E., Papazoglou A., Maragoudaki E., Manikas Z., Kampani T. M., Christaki I., Vonk M. M., Bos R., Parikh P. Effect of milk fat-based infant formulae on stool fatty acid soaps and calcium excretion in healthy term infants: Two doubleblind randomized cross-over trials // BMC Nutr. 2020; 6: 46. DOI: 10.1186/s40795-020-00365-4. eCollection 2020.

25. Havlicekova Z., Jesenak M., Banovcin P., Kuchta M. Beta-palmitate – a natural component of human milk in supplemental milk formulas // Nutr J. 2016; 15: 28. DOI: 10.1186/s12937-016-0145-1.

26. Bronsky J., Campoy C., Embleton N., Fewtrell M., Mis N. F., Gerasimidis K., Hojsak I., Hulst J., Indrio F., Lapillonne A., Molgaard C., Moltu S. J., Verduci E., Vora R., Domellöf M.; ESPGHAN Committee on Nutrition. Palm Oil and Beta-palmitate in Infant Formula: A Position Paper by the European Society for Paediatric Gastroenterology, Hepatology, and Nutrition (ESPGHAN) Committee on Nutrition // J Pediatr Gastroenterol Nutr. 2019; 68 (5): 742-760. DOI: 10.1097/MPG.0000000000002307.

27. Kennedy K., Fewtrell M. S., Morley R., Abbott R., Quinlan P. T., Wells J. C. K., Bindels J. G. Double-blind, randomized trial of a synthetic triacylglycerol in formulafed term infants: effects on stool biochemistry, stool characteristics, and bone mineralization // Am J Clin Nutr. 1999; 70 (5): 920-927. DOI: 10.1093/ajcn/70.5.920.

28. Litmanovitz I., Davidson K., Eliakim A., Regev R. H., Dolfin T., Arnon S., Bar-Yoseph F., Goren F., Goren A., Lifshitz Y., Nemet D. High-beta-palmitate formula and bone strength in term infants: a randomized, double-blind, controlled trial // Calcif Tissue Int. 2013; 92 (1): 35-41. DOI: 10.1007/s00223-012-9664-8. Epub 2012 Nov 20.

29. De Goffau M. C., Luopajärvi K., Knip M., Ilonen J., Ruohtula T., Härkönen T., Orivuor L., Hakala S., Welling G. W., Harmsen H. J., Vaarala O. Fecal microbiota composition differs between children with β-cell autoimmunity and those without // Diabetes. 2013; 62 (4): 1238-1244. DOI: 10.2337/db12-0526.

30. Sokol H., Pigneur B., Watterlot L., Lakhdari O., Bermúdez-Humarán L. G., Gratadoux J. J., Blugeon S., Bridonneau C., Furet J. P., Corthier G., Grangette C., Vasquez N., Pochart P., Trugnan G., Thomas G., Blottière H. M., Doré J., Marteau P., Seksik P., Langella P. Faecalibacteriumprausnitzii is an antiinflammatory commensal bacterium identified by gut microbiota analysis of Crohn disease patients // Proc Natl Acad Sci U S A. 2008; 105 (43): 16731-16736. DOI: 10.1073/pnas.0804812105.

31. Wang L., Bravo-Ruiseco G., Happe R., He T., van Dijl J. M., Harmsen H. J. M. The effect of calcium palmitate on bacteria associated with infant gut microbiota // Microbiologyopen. 2021; 10 (3): e1187. DOI: 10.1002/mbo3.1187.

32. Yao M., Lien E. L., Capeding M. R., Fitzgerald M., Ramanujam K., Yuhas R., Nortington R., Lebumfacil J., Wang L., DeRusso P. A. Effects of term infant formulas containing high sn-2 palmitate with and without oligofructose on stool composition, stool characteristics, and bifidogenicity: a randomized, double-blind, controlled trial // J Pediatr Gastroenterol Nutr. 2014; 59 (4): 440-448. DOI: 10.1097/MPG.0000000000000443.

33. Lu P., Bar-Yoseph F., Levi L., Lifshitz Y., Witte-Bouma J., de Bruijn A. C. J. M., Korteland-van Male A. M., van Goudoever J. B., Renes I. B. High beta-palmitate fat controls the intestinal inflammatory response and limits intestinal damage in mucin Muc2 deficient mice // PLoS One. 2013; 8 (6): e65878. DOI: 10.1371/journal.pone.0065878.