Имунные факторы грудного молока - дополнение
Грудное молоко содержит сложный набор иммунных факторов и является связующим звеном между материнской и младенческой иммунными системами. Оно содержит функциональные питательные вещества, которые помогают облегчить формирование микросреды, необходимой для развития иммунной системы и созревания кишечника ребёнка.
Эту идею подтверждают микроскопические исследования: эпителий тонкого кишечника плода до рождения является незрелым и имеет редкие включения лимфоидных клеток. Что касается исследований тех же отделов тонкого кишечника ребёнка после рождения и начала кормления грудью, то выявляют пролиферирующий, зрелый эпителий с дифференциацией энтероцитов и обильной лимфоидной тканью.
Состав грудного молока меняется со временем, чтобы помочь младенцу адаптироваться к постоянно изменяющейся внешней среде. Например, молозиво содержит намного больше, чем зрелое грудное молоко, факторов, способствующих пролиферации энтероцитов (делению клеток, выстилающих эпителий кишечника).
Кроме того, состав грудного молока меняется со временем, чтобы помочь младенцу адаптироваться к постоянно изменяющейся внешней среде. Например, молозиво содержит намного больше, чем зрелое грудное молоко, факторов, способствующих пролиферации энтероцитов (делению клеток, выстилающих эпителий кишечника).
Состав молозива преждевременно родивших женщин и женщин, родивших в срок, отличается более высоким уровнем фактора роста эпидермиса [50]. Таким образом, грудное молоко — это сложная динамическая система, которая изменяется синхронно с изменяющимися потребностями младенца, и это имеет важные последствия в том числе и для развития иммунной системы ребёнка. [48]
Олигосахариды человеческого молока обладают уникальной способностью. Они способствуют размножению полезных бифидобактерий, которые в свою очередь, в присутствии олигосахаридов, производят факторы, повышающие регулирующую активность Т-клеток [66].
Полиненасыщенные жирные кислоты (ПНЖК) модулируют поколение клеток Th1 и Th2 у взрослых [37]. Докозагексановая и арахидоновая кислоты представляют собой относительно небольшую долю от общего количества жирных кислот в грудном молоке, но в последнее время стало появляться всё больше данных о том, что они принимают активное участие в формировании и развитии иммунной системы ребёнка [38].
ПНЖК, как и неперевариваемые олигосахариды, стимулируют размножение колоний бактерий, необходимых для активации иммунной системы ребенка. Например, у младенцев, которых кормили ПНЖК–дополненными смесями, популяции лимфоцитов и количества цитокинов были более приближены к таковым у детей, кормившимся материнским молоком, чем у детей на смесях без ПНЖК [38]. Конъюгированная линолевая кислота, содержащаяся в переменных количествах в грудном молоке, также было вносит свой вклад в развитие иммунной системы ребёнка [39].
Короткоцепочечные жирные кислоты грудного молока помогают создать среду, которая избирательно стимулирует рост полезных бифидобактерий, а не других бактериальных штаммов.
Из фекалий детей, вскармливаемых материнским молоком, были выделены жизнеспособные лейкоциты грудного молока [19], и это позволяет предположить, что ключевые поверхностные молекулы этих клеток могут оставаться нетронутыми антигенами в кишечнике.
В зависимости от фазы и стадии лактации, грудное молоко содержит лейкоциты — в молозиве их около
4×109/л, в зрелом молоке
108-109/л [18], в том числе:
Моноциты/ макрофаги — 55-60%
Макрофаги – обнаруженные в грудном молоке макрофаги влияют на функцию Т-клеток младенца посредством выделения маркеров активации (CD11c), проявляют фагоцитарную активность и секретируют иммунорегуляторные факторы [20].
Кроме того, макрофаги содержат поглощённые иммуноглобулины sIgA, которые они могут «выпустить» для контакта с бактериями в кишечнике [11].
CD14 — мембранный иммунорегуляторный белок поверхности макрофагов, являющийся маркером зрелых моноцитов/макрофагов, который (как и sIgA) отсутствует у новорожденных младенцев. Поэтому в молозиве присутствует повышенный уровень CD14, но с течением времени его количество в грудном молоке снижается.
CD14 является растворимым компонентом рецепторного комплекса CD14/TLR4/MD2. Он связывается с липополисахаридами (ЛПС, LPS) из грамотрицательных бактерий и кишечных энтероцитов, инициируя цепь событий, которые предупреждают адаптивные свойства иммунной системы и таким образом снижается эффект реакции TLR-4 на ЛПС.
Существует теория, известная как «гигиеническая гипотеза», которая постулирует, что раннее знакомство ребёнка с ЛПС (или эндотоксинами) уменьшает риск развития аллергических заболеваний [55-58]. CD14 может раньше подвергнуть иммунную систему ребенка воздействию ЛПС из грамотрицательных бактерий, которые обычно находятся в кишечнике новорожденного в неонатальный период.
Уровень CD14 в молозиве матерей младенцев с развивающимися симптомами атопии и IgE-сенсибилизации ниже, чем у матерей тех детей, у которых не было атопии до 4-летнего возраста. Кроме того, установлено, что уровень CD14 значительно уменьшался в течение 3 месяцев после родов в молоке тех матерей, чьи младенцы затем с 6-месячного возраста страдали от экземы [59].
Нейтрофилы грудного молока демонстрируют снижение свойств прилипания, полярности и моторики [21] и выделяют высокие уровни CD11b и низкие уровни L-селектина [22], что свидетельствует о предварительной активации.
О влиянии нейтрофилов грудного молока на развитие иммунной системы детей известно мало, но большинство исследователей предполагают, что их основная роль заключается в защите организма матери, поскольку функциональные возможности нейтрофилов снижаются при попадании в молоко.
Большинство лимфоцитов грудного молока — это Т-лимфоциты (Т-клетки) [> 80% [9]] (развивающиеся в тимусе), причём их влияние не ограничивается кишечником ребёнка [обзор в [14]]. Т-клетки играют важную роль в приобретённом иммунном ответе, обеспечивая распознавание и уничтожение клеток, несущих чужеродные антигены, усиливают действие моноцитов, NK-клеток. Т-клетки грудного молока представлены функциональными подтипами:
Т-лимфоциты — «помощники», Т-хелперы (Тн) , которые активируют Т-киллеры, B-лимфоциты, моноциты, NK-клетки, выделяя цитокины. Основным признаком Т-хелперов служит наличие на поверхности клетки молекулы корецептора CD4+. CD4+ клетки присутствуют в грудном молоке в активированном состоянии и выделяют поверхностный белок CD45RO+, связанный с иммунологической памятью [23] — состоянием, когда лимфоциты запоминают чужое вещество (вирус, микроб, аллерген) — происходит «активация антигена», и при повторной встрече уничтожают его сразу, не давая болезни не развиваться [96]
Т-киллеры (убийцы), цитотоксические T-лимфоциты, CTL, которые сами уничтожают опухолевые, чужеродные, а также клетки, инфицированные вирусом. Т-киллеры являются основным компонентом антивирусного иммунитета. Основным признаком Т-киллеров служит наличие на поверхности клетки молекулы корецептора CD8+ (поэтому Т-киллеры ещё называют CD8+- клетками). T-киллеров существуют десятки миллионов клонов, каждый из которых «настроен» на определённый антиген и убивает только клетки с этим антигеном. В грудном молоке более высокие концентрации CD8+- клеток, по сравнению с кровью, поэтому предполагают, что эти клетки избирательно проникают в слизистые оболочки молочной железы из материнской иммунной системы [23].
Предполагается, что активированные Т-клетки из материнского молока компенсируют функции незрелых Т-клеток у новорожденных и способствуют их созреванию. Известно, что у вскармливаемых грудью младенцев тимус в два раза больше, чем у детей-искусственников [25], что подтверждает роль грудного молока в развитии Т-клеток (тимус или вилочковая железа – орган, где происходит созревание, дифференцировка и иммунологическое «обучение» T-клеток иммунной системы).
Кроме того, активированный антиген зрелых лимфоцитов может помочь компенсировать низкую антигенпрезентирующую способность макрофагов. Некоторые исследования показали, что под воздействием материнского молока происходят изменения в иммунофенотипических системных популяциях лимфоцитов: уменьшается количество CD4+, CD8+ клеток и увеличивается число естественных клеток-киллеров (NK) [24].
В грудном молоке содержится множество цитокинов и хемокинов: интерлейкины IL-1 β [26,27], IL -2, IL-4, IL-5 [28], IL-6 [27,28], IL-8 [26,29,30], мощный иммуносупрессивный цитокин IL-10, [28,31], IL-12 [32], IL-13 [28,32], фактор некроза опухоли альфа (ФНО-α) [27], TGF-β (трансформирующий фактор роста бета) [28,33], Th-1 цитокины, гамма-интерферон INFγ [28], гранулоцитарно-макрофагальный колониестимулирующий фактор (ГМ-КСФ) [34], хемокин CCL-5, моноцит-хемотактический белок 1 [23], хемокин RANTES [29,30], а также эритропоэтин и кортизол.
Основным источником этих цитокинов является молочная железа. Тем не менее, лейкоциты, выделенные из человеческого молока, способны производить несколько цитокинов [27]. Степень сохранности цитокинов при прохождении через ЖКТ младенца неизвестна, но существуют предположения, что некоторые цитокины/хемокины при попадании в кишечник могут сохраняться [34]. Стоит отметить, что в целом концентрации цитокинов в мролоке разных женщин широко варьируются, что затрудняет оценку их роли (вместе или по отдельности) в развитии иммунной системы ребёнка. Тем не менее, очевидно, что потребление цитокинов через грудное молоко имеет влияние на созревание и развитие иммунных клеток у младенцев.
Например, количество в материнском молоке цитокинов TGF-β, IL-6 и IL-10 способствует развитию и дифференциации IgA-продуцирующих клеток [28] и созреванию кишечной иммунной системы [35]. Регуляторные цитокины TGF-β и IL-10 участвуют в подавлении воспалительной реакции и являются преобладающими цитокинами грудного молока. Кроме того, TGF-β, который выживает при прохождении через кишечник младенцев [42], ослабляет воспалительную реакцию в энтероцитах человеческого эмбриона [61], участвует в регуляции иммунной системы, способен подавлять воспаление и способствовать заживлению повреждённых инфекциями клеток кишечника [35]. TGF-β также защищает дыхательные пути младенца от сенсибилизации аэроаллергенами, которые, как известно, легко передаются от матери к новорожденному через грудное молоко [62].
Многие цитокины и хемокины грудного молока тесно связаны с развитием аллергических заболеваний [48] – например, Th2 цитокины — интерлейкины IL-4, IL-5 и IL-13 — участвуют в производстве иммуноглобулинов IgE из В-клеток – их уровень повышен в грудном молоке матерей, предрасположенных к аллергиям [60].
IgG — основной класс иммуноглобулинов, находящихся в сыворотке крови и тканевых жидкостях. Они вырабатываются при появлении вирусов, микробов, аллергенов, запоминают эти патогены и предотвращают развитие инфекции. Причем иммуноглобулины G реагируют не только на вновь поступившие бактерии, но и на те микробы и вирусы, которые циркулируют в крови длительное время.
Между 10-й и 12-й неделями внутриутробного развития плод начинает вырабатывать значительное количество иммуноглобулинов G сам и, кроме того, получает их через плаценту от мамы. Материнские антитела класса G защищают новорожденных и детей первых месяцев жизни от дифтерии, вирусов полиомиелита, кори, краснухи, от микробных инфекций, которые вызывают менингит, скарлатину, ревматизм и столбняк.
Ig M вырабатывается В-лимфоцитами в ответ на первое появление патогена и не обладает иммунологической памятью. Однако, при повторных встречах с одной и той же инфекцией антитела класса М способны запомнить антиген, а связывание IgM с антигеном приводит к гибели микроорганизмов. На этом свойстве иммуноглобулина М основан механизм прививочных реакций, когда малыми дозами в организм малыша постепенно вводят ослабленные микроорганизмы, чтобы добиться постоянной концентрации иммуноглобулинов М в крови. Тогда, если микроб появится снова, антитела уничтожат его, не давая болезни развиться.
Кстати, в период беременности, если микробы или вирусы, проникающие через плаценту, атакуют плод, его иммунная система отвечает увеличением количества иммуноглобулина М. Повышение содержания этого иммуноглобулина в крови пуповины свидетельствует о том, что малыш болен.
Секреторный иммуноглобулин A (sIgA) является важным компонентом грудного молока (0,4–1,0 г/л), и кишечника младенца. Защитные свойства sIgA направлены против кишечных и респираторных патогенных микроорганизмов, которые непосредственно окружают мать и ребёнка, поскольку он защищает слизистые оболочки человека. Он связывает микробы и вирусы непосредственно в полости рта, в дыхательных путях, пищеварительном тракте и не дает им проникнуть во внутренние органы (легкие, сердце, печень). Именно поэтому иммуноглобулин А считается фактором первичного ответа. sIgA также блокирует прикрепление микроорганизмов к поверхности слизистых оболочек и их заселение ими. Однако он не запоминает вирусы и микробы, то есть не обладает иммунологической памятью, поэтому на каждое последующее поступление вирусов в организм вырабатываются свои антитела. Вот почему, когда результаты анализа крови или других биологических жидкостей (например, крови, слюны, мочи) демонстрируют увеличение содержания иммуноглобулина А, врач делает вывод, что в организме пациента идет процесс острого воспаления.
Известно, что младенцы не могут вырабатывать собственные защитные антитела почти до 30 дней после рождения [52]. Эти антитела не проникают через плаценту, а значит, у малышей есть физиологический дефицит иммуноглобулина А. Таким образом, слизистые оболочки полости рта, дыхательных путей и пищеварительного тракта детей лишены первого иммунного барьера. Природа восполняет этот дефицит, если ребенок получает грудное молоко, ведь иммуноглобулин А содержится в нем в достаточных для защиты ребенка количествах. Именно поэтому самые высокие уровни sIgA содержатся в молозиве — именно когда ребенок наиболее всего нуждается в этом иммунном белке. Также немаловажен тот факт, что количество sIgA отличается у кормящих матерей с предрасположенностью к аллергическим заболеваниям: в молозиве матерей с аллергическими заболеваниями обнаружены более низкие уровни sIgA [53]. Кроме того, низкие уровни sIgA связаны с повышенным риском аллергии на белок коровьего молока у грудных детей [53] (хотя другое исследование показало, что уровни sIgA в грудном молоке не влияют на развитие аллергических заболеваний у детей до 18-месячного возраста [54]). Эти различия в результатах исследований демонстрируют сложность отношений между факторами грудного молока и развитием аллергических заболеваний, а также неоднородность условий проведения исследований.
Многочисленные гормоны, факторы роста, и пептиды грудного молока, в том числе кортизол, эстроген, прогестерон, прегнандиол, гормоны щитовидной железы, эритропоэтин, гонадотропин, человеческий хорионический гонадотропин, инсулин, лептин, пролактин, и прокальцитонин, эпидермальный фактор роста , инсулиноподобный фактор роста и связывающие белки, α-лактальбумин, β-лактоглобулин… Все эти соединения, принимают участие в формировании и укреплении иммунной системы ребёнка.
Нуклеотиды повышают системный иммунитет путём стимулирования деления лимфоцитов, повышения активности естественных клеток-убийц и макрофагов, а также производят множество других иммуномодулирующих факторов [36]. Кроме того, исследования на животных показали положительные эффекты воздействия введённых в пищу нуклеотидов на слизистые оболочки, улучшение ответа на прививки, ускорение созревания Т-клеток и снижение риска диарейных заболеваний [36].
Существует предположение, что пищевая непереносимость, свойственная многим младенцам, является результатом неспособности организма ребёнка адекватно развивать оральную толерантность к пищевым аллергенам. Успешное развитие оральной толерантности способствует снижению числа случаев пищевой аллергии, связанной с грудным вскармливанием [16]. Исследования в пробирке показывают, что пищевые антигены, присутствующие в грудном молоке, в сочетании с депрессантами цитокинов (IL-10 и TGF-β) активизируют развитие толерантности к различным антигенам — как диетическим, так и антигенам микрофлоры [11]. Есть также клинические данные, подтверждающие, что грудное вскармливание способствует развитию толерантности у младенцев к материнским антигенам, главному комплексу гистосовместимости (ГКГС, англ. MHC, major histocompatibility complex), при этом полученные с молоком иммунные клетки вступают в контакт с иммунной системой ребёнка. Например, при пересадке почек от донора-матери, показатели выживаемости были выше, если получатель был на грудном вскармливании у донора-матери [40]. Недавние исследования выявили, что длинноцепочечные ПНЖК грудного молока также способствуют развитию оральной толерантности у ребёнка [41].
Многие из этих компонентов грудного молока совершенно незаменимы, и искусственные смеси не содержат большинство из них — поэтому стоит приложить максимум усилий, чтобы ребёнок таки получил эти ценные защитные факторы!
Ольга Шипенко, консультант по грудному вскармливанию, приводится с сокращениями