XI Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2019

Женское молоко содержит более 200 различных ОС. Их концентрация в зрелом молоке составляет примерно 10-12 г/л, это третья по величине фракция после лактозы и жиров. В молозиве содержание ОС еще выше и составляет 30-50 г/л. Высокое содержание ОС косвенно говорит о важной их роли в развитии ребенка.

ОС ГМ синтезируются в аценарных клетках молочной железы из пяти основных компонентов – лактозы, галактозы, сиаловой кислоты, фукозы и N-ацетилглюкозамина. Большее количество ОС находятся в фукозилированной (70%) и сиалированной (10-30%) формах. Этим женское молоко существенно отличается от молока других млекопитающих, в которых на долю сиалированных ОС приходится до 100 %.

Учеными было установлено, что воспалительные процессы ЖКТ у детей могут обуславливаться генетической предрасположенностью, что определяется полиморфизмом генов FUT2 и FUT3 кодирующих фукозилтрансферазы – ферменты, участвующие в фукозилировании. Первые 2 года жизни ребенка являются критичными для процесса формирования нормального микробиоценоза желудочно-кишечного тракта, т.к. он несет очень важное значение в жизни человека.

Фукозилирование – это одна из наиболее распространённых посттрансляционных модификаций. Разнообразие этой модификации достигается за счет соответствующих фукозилтрансфераз (FucT), которые кодируются генами FUT1, FUT2 и т. д. Но наибольший интерес вызывают FUT2 и FUT3, их аллели отличаются полиморфизмом. Почему именно они вызывают интерес? Потому что они одни из тех факторов, которые играют важную роль в формирование микрофлоры кишечника у ребенка.

(FUT2)-специфическая альфа 1,2-фукозилтрансфераза содержится в железистом эпителии, слюне, грудном молоке, где она образует олигосахариды типа 1Н. Фермент отсутствует в сыворотке крови, костном мозге, эритроцитах. Секреторная альфа 1,2-фукозилтрансфераза имеется только у секреторов АВН. У несекреторов этот фермент отсутствует. Ген FUT2 – кодирует фермент фукозилтрасферазу. Этот фермент участвует в выработке L-фукозы, углевода, который является субстратом для питания симбионтных бактерий на внутренней стенке кишечника. (FUT3)-специфическая альфа 1,4-фукозилтрансфераза имеется в слюнных железах и слюне, слизистой оболочке желудка, почках, желчном пузыре, молоке, где она осуществляет синтез антигенов Lewis в присутствие трансферазы.

Наличие или отсутствие у матерей генов FUT2 и FUT3 формирует такие понятия как секреторный тип и несекреторный тип. Матерей имеющих данные гены относят к группе секреторов, а инактивация FUT2 на обеих аллелях и нонсенс мутация G428A и миссенс-мутация A385T примерно у 20% женщин приводят к «несекреторному типу», то есть в молоке таких женщин отсутствуют фукозилированные олигосахариды, помимо этого отсутствуют и фукозилированные муцины, находящееся в эпителии и слюне. FUT 3 определяет экспрессию Le-структур групп крови, при которой могут возникнуть изменения в альфа 1,2-фукозилировании, что может сказываться на восприимчивости к тем или иным заболеваниям. Почему важно присутствие данного гена у матерей? Во-первых, секреторы с функциональным геном FUT2 защищены от ряда заболеваний, таких как ротовирусная инфекция, Norovirus, в то время как несекреторы более склоны к таким заболеваниям как болезнь Крона. Во-вторых, как известно одним из опасных заболеваний для беременных женщин являются мочеполовые инфекции, здесь защиту обуславливает ген FUT2, что значительно снижает риски развития более острых форм заболеваний. У женщин-секреторов такой частичный иммунитет обусловлен наличием H-антигена в гликолипидах АВО групп крови на уроэпителиальных клетках, который не может распознаться P и F фимбриями E.coli. У несекреторов этот антиген отсутствует на клеточной поверхности, гликолипиды несут один или два терминальных остатка сиалиновой кислоты, которые являются предпочтительными лигандами для Е.coli. Таким образом, женщины секреторы реже болеют инфекциями мочеполовых путей, нежели женщины несекреторы.

Существование разницы в экспрессии FUT2 и FUT3 приводит к тому, что молоко женщин серкторов, можно разделить на 4 группы:

1 группа – 20% женщин имеют все олигосахариды: альфа-1,2-, альфа-1,3- и альфа-1,4-связанными остатками Fuc.

2группа – у 10% женщин отсутствуют альфа-1,4-связанными остатками Fuc.

3 группа – 9% женщин, которые производят альфа-1,2-связанными остатками Fuc.

4 группа – 1% женщин, которые не производят альфа-1,2-связанными остатками Fuc.

Таким образом, в зависимости от группы грудное молоко женщины может содержать 23-100 различных фукозилированных олигасахаридов.

Гены FUT2 и FUT3 у человека контролируют отбор мутуалистических микроорганизмов кишечной микробиоты. Фукозилтрансферазы, кодируемые этими генами, отвечают за синтез фукозилированных структур гликанов муцинов и олигосахаридов молока. Разные типы олигосахаридов, получаемые в ходе фукозилирования, перевариваются различными видами и штаммами Bifidobacterium и Bacteroides, а основные фукозилированные олигосахариды наиболее стимулируют ключевые виды мутуалистических симбионтов. Разница в усвоении различных фукозилированных олигосахаридов молока матерей секреторов и несекреторов приводит к формированию различной микрофлоры кишечника, за счет преобладания разных видов Bifidobacterium, так у детей матерей секреторов преобладают Bif. breve. Следует сказать и о том, что свободные олигосахариды грудного молока действуют как структурные аналоги гликанов муцинов и за счет этого являются важным компонентом врожденного иммунитета. Они предотвращают адгезию патогенов к эпителиальной поверхности ЖКТ и последующую инфекцию. Бактерии не могут прикрепиться к слизистой ЖКТ, вследствие чего они удаляются из организма без уничтожения, что является важным для ребенка, так как при уничтожении бактерий образуются побочные токсические продукты.

Необходимо также учитывать то, что подготовка к формированию микробиоты ребенка начинается задолго до его рождения, это обуславливается тем, что у беременных, а именно женщин, имеющих секреторный статус, под действием FUT2, происходит изменения микробиоты, и в зависимости от экспрессии FUT2 имеются четкие различия в профиле кишечной микробиоты. У секреторов наблюдается более высокое содержание и разнообразие Bifidobacterium, в частности таких как Bif. Angulatum и ряда других родов, таких как Clostridium. Эти изменения в микрофлоре матери играют важную роль для подготовки фундамента будущей микробиоты ребенка, так как при естественном рождении ребенок получает микрофлору матери, что было подтверждено оценкой микробитов фекальных образцов и молока матери и фекальных образцов соответствующих младенцев. При кесаревосечения ребенок получает микрофлору матери по составу близкую к микрофлоре кожи матери.

Муцины, образующие защитный гомеостатический барьер между резидентной микробиотой и базовыми иммунными клетками кишечника, несут в своем составе большое количество фукозосодержащих О-гликанов. L-Фукоза муцинов и олигосахаридов молока участвует в формировании микробиоты, полиморфизм гена FUT2 влияет на этот процесс у человека, но не следует забывать о том, что не последнюю роль в формирование микрофлоры кишечника играет диета. Изменение качественного и количественного состава микробиоты является последствием сокращения употребления доступных для них углеводов, вследствие перехода на диету с низким содержанием растительных полисахаридов пищи и ведет к развитию ряда заболеваний, в том числе и воспалительных заболеваний ЖКТ.

Таким образом, мы видим, что различия в молоке матерей связаны не только с секреторной принадлежностью, но и правильностью питания и образом жизни во время беременности.

Подводя итог, необходимо еще раз подчеркнуть важность всего вышесказанного. На ранних стадиях развития человека происходит формирование всех систем организма человека, в том числе и стабилизация метаболизма за счет первоначального отбора кишечной микрофлоры. Знания возможности полиморфизма генов FUT2, FUT3 дают уверенности врачам предположить предрасположенность, например к такому заболеванию, как Крона и принять соответствующие меры.

Список литературы:

1. Фролова Н. А. Особенности формирования микробиоценоза детей раннего возраста в зависимости от микробного пейзажа кишечника матери. Автореф. дис. ... канд. мед. наук. — Смоленск, 2001. — 23 с.

2. Володин Н. Н. Перинатальная медицина: проблемы, пути и условия их решения // Педиатрия. — 2004; 5: 18-23.

3. Гусейнова Н. А. Пробиотикотерапия, применяемая при кишечной дисфункции новорожденных, рожденных с помощью кесарева сечения // Альманах клинической медицины. — 2010; 23: 72-75.

4. Benno Y., Sawada K., Mitsuoka T. The intestinal microflora of infants: Composition of flora in breastfed and bottle-fed infants // Microbiol. Immunol. — 1984; 28: 975-986.

5. Mackie R., Sghir A., Gaskins H. R. Developmental microbial ecology of the neonatal gastrointestinal tract // Am. J. Clin. Nutrit. — 1999; 69: 1035-1045.

6. Heavey P. M., Rowland I. R. The gut microflora of the developing infant: microbiology and metabolism // Microbial. Ecol. Health Dis. — 1999; 11: 75-83.

7. Tannock G. W., Fuller R., Smith SL., Hall M. A. Plasmid profiling of members of the family enterobacteriaceae, lactobacilli, and bifidobacteria to study the transmission of bacteria from mother to infant // J. Clin. Microbiol. — 1990; 28: 1225-1228.

8. Macfarlan S., Cummings G. H., Macfarlan G. T. Bacterial colonization of surfaces in the large intestine. In G. R. Gibson, M. Roberfroid (ed.). Colonic microflora, nutrition and health. — London: Chapman & Hall, 1999. — P 71-87.

9. Van der Waaij D. Colonization resistance of digestive tract. — Japan, 1999. — P. 76-81.

10. Adlerberth I., Cerqueti M., Poilane I. et al. Mechanisms of colonization and colonization resistance of the digestive tract // Microbial Ecol. Health Dis. — 2000; 1: 223-239.

11. Fons M., Gomez A., Karjalainen T. Mechanisms of colonization and colonization resistance of the digestive tract // Microbial Ecol. Health Dis. — 2000; 2: 240-246.

Код для цитирования: Скопировать