УДК 613.287.1+612.017.1-053.3

Иванова И.Е., 2015

Поступила 17.11.2015 г.

И.Е. ИВАНОВА

РОЛЬ ГРУДНОГО МОЛОКА В ИММУНОЛОГИЧЕСКОЙ ЗАЩИТЕ

РЕБЕНКА И ФОРМИРОВАНИИ ЕГО ИММУННОЙ СИСТЕМЫ

Институт усовершенствования врачей, Чебоксары

Представлены современные данные об иммунологической роли грудного молока, основные факторы защиты, секретируемые молочной железой, значимость естественного вскармливания для формирования иммунной системы ребенка.

Ключевые слова: грудное молоко, иммунологическая защита, дети, иммунная система.

Защитные факторы грудного молока и его состав вызывают большой интерес у врачей-педиатров в аспекте влияния на становление иммунной системы ребенка. Защитные функции компонентов грудного молока уникальны, изменяются в динамике лактации и практически не поддаются воспроизведению в смесях для искусственного вскармливания.

В первые месяцы жизни незрелость иммунной системы ребенка компенсируется за счет пассивного иммунитета, передаваемого от матери новорожденному, — материнскими иммуноглобулинами и защитными факторами грудного молока. Как известно, в последние 2 месяца беременности через плаценту активно транспортируются материнские IgG 1 и 3 подкласса, и у доношенного новорожденного их уровень близок к таковому у матери. При этом IgM- и IgA-антитела не способны транспортироваться через плаценту (рисунок 1). Период полураспада материнских IgG составляет 21 день, их концентрация значительно снижается к трехмесячному возрасту, а при заболевании ребенка какой-либо инфекцией за счет повышенного потребления и раньше.

Уровень сывороточных иммуноглобулинов у плода, новорожденного

и ребенка первого года жизни

Грудное вскармливание обеспечивает более продолжительную поддержку пассивного иммунитета (таблица).

Соединения с иммунологическими свойствами в грудном молоке

Доказано, что лейкоциты из грудного молока способны закрепляться на эпителии кишечника ребенка, находиться там до 60 ч и проникать в кровеносную систему ребенка, стимулируя иммунную систему и помогая ее правильному формированию.

В грудном молоке определяются компоненты иммунной системы лактирующей женщины:лимфоциты, нейтрофильные лейкоциты, макрофаги. Молозиво содержит 0,1-10 млн клеток в мл, из них около 50% — макрофаги, 40-45 — нейтрофильные лейкоциты, 5-10% — лимфоциты.В зрелом молоке содержится10000-200000 клеток в мл, из них около 85% — макрофаги, 10 — лимфоциты, 5% — нейтрофильные лейкоциты.Макрофаги — доминирующий вид клеточного состава грудного молока, принимают активное участие в процессе фагоцитоза и в клеточно-опосредованном иммунном ответе. Тканевые макрофаги имеют определенные особенности, заключающиеся в наличии гранул — лизосом, в которых содержится комплекс наиболее значимых ферментов: кислые гидролазы, кислая фосфатаза, α-нафтилэстераза, кислая и другие эстеразы, липаза, катепсины, эластаза, лизоцим, коллагеназа, а также катионные белки и лактоферрин. Макрофаги грудного молока влияют на активность Т- и В-клеток иммунной системы ребенка за счет продукции иммунорегуляторных факторов. Они вырабатываютIL-1β,TNF-α,IL-6, простагландин Е2, лизоцим, активатор профибринолизина, являясь источниками этих компонентов в грудном молоке. В настоящее время доказано наличие на макрофагах рецепторов кFc-фрагментуIgА, М, Е и разным субклассамIgG, лимфокинам, гормонам, регуляторным пептидам, компонентам комплемента (С3,Clq,C4b,C5b, С5а).

В грудном молоке имеется большое количество гуморальных факторов защиты, разнообразных по химическому строению, содержанию и функциям.

Основной классиммуноглобулиновженского молока — секреторныйIgА (sIgA). Он защищает слизистые ребенка — главные входные ворота инфекции для детей этого возраста. В молозиве содержание sIgA достигает 5 г/л, в зрелом молоке — до 1 г/л.SIgA устойчив к высокому уровню кислотности и к воздействию ферментов и остается активным в желудочно-кишечном тракте ребенка, создавая защитный слой на его стенках. Несмотря на то, что концентрация sIgA в зрелом молоке ниже, ребенок получает достаточно антител за счет поглощения большего объема молока. Было подсчитано, что в течение всего периода кормления грудью ребенок ежедневно получает приблизительно 0,5 г sIgA в сутки. Это в 50 раз больше, чем суточная доза IgA, которую получают пациенты с гипогаммаглобулинемией.SIgAгрудного молока синтезируется в молочных железах лимфоцитами, которые мигрировали туда из лимфоидной ткани кишечника матери. В связи с этим молоко матери эффективно защищает ребенка против ее собственной кишечной флоры, которой новорожденный колонизируется при рождении и которая, например, может вызвать инфекционный процесс в мочевой системе или в кишечнике. В связи с этим инфекция мочевыводящих путей у детей на естественном вскармливании наблюдается значительно реже (протективный эффект особенно заметен в первые 6-7 месяцев жизни), а острыми кишечными заболеваниями дети на естественном вскармливании болеют в 25-30 раз реже, чем на искусственном. В-лимфоциты грудного молока способствуют созданию пула клеток памяти и поддерживают иммунную защиту ребенка.

Лактоферрин и лизоцим относятся к белкам с прямой антибактериальной активностью.

Лактоферрин— многофункциональный белок грудного молока. Он не переваривается в желудочно-кишечном тракте, всасывается в нижних отделах кишечника и выделяется в значительных концентрациях с мочой. Лактоферрин — один из важнейших компонентов иммунной системы организма, который принимает участие в реакциях неспецифического гуморального иммунитета. Защитные свойства лактоферрина уникальны, он обладает антибактериальной, антивирусной, антипаразитарной, различными каталитическими активностями, а также противораковым, антиаллергическим, иммуномодулирующим действием и радиопротективными свойствами. Основной механизм действия лактоферрина — активное связывание ионов железа, что нарушает рост патогенной бактериальной микрофлоры. В основе антиинфекционной активности лактоферрина лежат и некоторые другие механизмы. Одним из наиболее изученных является антибактериального действия — специфическое взаимодействие лактоферрина с наружной бактериальной мембраной, приводящее к гибели клеток бактерий. Лактоферрин обладает антивирусной активностью против широкого спектра ДНК- и РНК-содержащих вирусов человека и животных, связывая различные антигены вирусной природы. Доказано действие белка против вирусов простого герпеса 1 и 2, ЦМВИ, ВИЧ, вируса гепатита С, хантавирусов, ротавирусов, полиовирусов первого типа, аденовирусов, респираторного синцитиального вируса, мышиного вируса лейкоза Френда. Лактоферрин также обладает активностью противCandida albicans— грибов-симбионтов, колонизирующих слизистые оболочки полости рта здоровых людей. Лактоферрин проходит через гематоэнцефалический барьер и оказывает влияние на развитие головного мозга, обладая, в том числе, и обезболивающим эффектом, что также помогает ребенку, находящемуся на грудном вскармливании, легче переносить любую болезнь. Уровень лактоферрина в грудном молоке индивидуален у каждой матери. Чем выше его концентрация в молоке, тем реже и легче болеет ребенок, тем интенсивнее проходит формирование собственной иммунной системы. Чем старше ребенок, тем выше уровень содержания лактоферрина и прочих защитных белков в молоке. Так, на четвертом году грудного вскармливания уровень лактоферрина в 2 раза выше, чем на втором, и близок к его концентрации в молозиве. На данном этапе развития промышленности добавление лактоферрина в искусственные смеси для вскармливания детей затруднено и дорогостояще, поэтому в массовых объемах не осуществляется.

Лизоцим — антимикробный пептид, расщепляющий пептидогликаны в клеточной стенке бактерий. Его концентрация в грудном молоке в 300 раз превышает таковую в коровьем молоке. Уровень лизоцима в грудном молоке увеличивается в период лактации: в молозиве его около 70 нг/мл, через месяц активной лактации в молоке — 200 нг/мл, через 6 месяцев — 250 нг/мл. В первый месяц жизни младенец получает лизоцим с грудным молоком в сутки 3-4 мг/кг массы тела, а к 4 месяцам — 6 мг/кг массы тела. Лизоцим грудного молока оказывает бактериостатическое действие на большинство грамположительных и некоторые грамотрицательные бактерии, способствует росту бифидобактерий и усвоению молочного белка. Он играет роль неспецифического антибактериального барьера в биологических жидкостях (слёзы, слюна, слизистая оболочка носа), контактирующих с внешней средой

Лактопероксидаза— очень важный антибактериальный элемент противомикробной защиты, который одновременно стимулирует рост полезных бактерий и борется с ростом патогенных.

α-Лактальбумин— важнейший белок грудного молока, являющийся источником триптофана, метионина и цистеина. Помимо этого он улучшает связывание и ускоряет всасывание ионов кальция и цинка, способствует образованию пептидов с антибактериальными и иммунорегулирующими свойствами, стимулирует рост бифидофлоры в кишечнике ребенка. При расщеплении α-лактальбумина в желудочно-кишечном тракте образуются биоактивные пептиды — комплекс HAMLET (Human Alfa-lactalbumin Made Lеthal to Tumor cells), под действием которого происходит уничтожение раковых клеток, причем без какого-либо разрушения соседних структур организма. Поэтому грудное вскармливание снижает риск и раковых заболеваний.

Липаза— водорастворимый фермент, который компенсирует низкое количество собственных ферментов новорожденного, расщепляет жиры в егожелудочно-кишечном тракте. При этом высвобождаются жирные кислоты, обладающие антивирусным и антибактериальным свойством, в том числе против патогенных простейших.

Галактоолигосахариды (ГОС) содержатся в концентрации 1,2-1,5 г/100 мл грудного молока. Многие из них выполняют функцию аналогов рецепторов (ложных рецепторов) и нарушают связывание бактериальных или вирусных патогенов и токсинов с клетками кишечного эпителия.Существует предположение, что компоненты олигосахаридов молока используются бифидобактериями для построения их клеточных стенок. ГОС являются субстратом для всех линий бифидобактерий, но не для всех линий лактобактерий.Структура ГОС определяет специфичность связывания с комплементарными рецепторами бактерий или бактериальных токсинов. Например,GM1 ганглиозиды являются аналогами рецепторов для токсинов, продуцируемыхV . cholerae иЕ. coli , а лакто-N-фукопентаозапредотвращает переносHIV-1 вируса. Определенные гликозилированные протеины (муцины) препятствуют прикреплению бактерий и вирусов к кишечной стенке. Лактадгерин — компонент молочных жировых глобул — оказывает протективный эффект против ротавирусной инфекции. Свободные жирные кислоты и моноглицериды, образующиеся при ферментативном расщеплении триглицеридов, прерывают репликацию вирусов. Помимо этого ГОС способствуют размножению полезных бифидобактерий и лактобацилл в желудочно-кишечном тракте.

Цитокины(от греч.cyto — клетка,kinos — движение, изменение, т.е. вещества, вызывающие изменения в клетках-мишенях) — это белки или гликопротеины, вырабатываемые активированными клетками иммунной системы. Цитокины лишены специфичности в отношении антигенов и являются медиаторами межклеточных взаимодействий при иммунном ответе, гемопоэзе, воспалении, а также межсистемных коммуникаций. Такая полифункциональность цитокинов предполагает их участие в различных физиологических и патологических процессах. Цитокины делятся на интерлейкины (IL-1-25) — факторы взаимодействия между лейкоцитами; интерфероны — цитокины с противовирусной активностью (IFN-α,β, γ); факторы некроза опухоли (TNF-α, β);колониестимулирующие факторы — гемопоэтические цитокины; хемокины — хемотоксические цитокины.

В реализации эффектов биологической активности грудного молока важную физиологическую роль играют:

IL-1 (осуществляет продукцию защитных веществ);

IL-6 (ответственен за регуляцию функции молочных желез);

IL-8 (усиливает хемотаксис лейкоцитов);

TL-10 (модулирует целостность барьера кишечника и полноценное антителообразование.IL-10 продуцируетсяTh2, макрофагальными и тучными клетками, снижает функциональную активность макрофагов, ингибирует синтез провоспалительных цитокинов, колониестимулирующих факторов, молекул межклеточной адгезии. За счет угнетения антигенспецифической пролиферации лимфоцитов вызывает клональную гипо- и анергиюThlтипа. Является функциональным антагонистом провоспалительных цитокиновIFN-γ,IL-2);

IL-12 (усиливает продукцию воспалительных цитокинов);

IFN-γ (важнейший цитокин активации бактерицидной активности макрофагов, стимулирует фагоцитоз, киллинг нейтрофилов иNK-киллеров, обладает противовирусным действием, способствует восстановлению целостности кишечного барьера);

трансформирующий фактор роста (TGF-β) (играет ведущую роль в индукции толерантности, повышает способность грудных детей продуцироватьIgAпротивβ-лактоглобулина, казеина, глиадина и овальбумина. На протяжении всего периода лактации определяется в физиологически значимых концентрациях. Известно, что чем выше уровеньTGF-βв молозиве, тем меньше риск развития аллергических болезней у детей);

TNF-α (продуцируется моноцитами/макрофагами, эндотелиальными тучными клетками, обладает противовирусным свойством. ОбразованиеTNF-aстимулируют микроорганизмы и продукты их жизнедеятельности, окислительный стресс,IL-1,IL-2,IL-3,IFN-γ. Биологические эффектыTNF-α зависят от его концентрации. Низкий уровень продукции цитокина необходим для поддержания гомеостаза).

Количество цитокинов и их активность различны в зависимости от периода лактации, доношенности беременности, факторов окружающей среды и хронических заболеваний матери. На сегодня считается, что цитокиновый состав грудного молока является инструментом профилактики неинфекционных хронических, в том числе аллергических заболеваний ребенка.

В женском молоке также содержатся ингредиенты, опосредованно влияющие на иммунную систему ребенка, как-то: витамины, минеральные вещества, длинноцепочечные полиненасыщенные жирные кислоты (ДЦПНЖК) и нуклеотиды.

ДЦПНЖКвходят в состав мембран всех иммунокомпетентных клеток, влияя на направленность иммунного ответа. ПНЖК, относящиеся к ɷ-3 и ɷ-6 группам ДЦПНЖК, играют одну из главных ролей в модуляции функций иммунной системы. Достаточный уровень декозагексаеновой (ДГК) или арахидоновой (АК) кислот в рационе приводит к увеличению их содержания в мембранах клеток иммунной системы, что влияет на их текучесть, строение иммунологических синапсов, рецепторную активность. Увеличение количества ɷ-3 жирных кислот в мембране изменяет расположение белков-рецепторов в иммунологических синапсах и проводимость сигналов через мембрану лимфоцитов. Наиболее значимым механизмом действия ɷ-3 жирных кислот является продукция различных групп эйкозаноидов. Установлено, что ɷ-3 и ɷ-6 ДЦПНЖК являются субстратом для циклооксигеназ, участвующих в продукции эйкозаноидов;ɷ-3 жирные кислоты подавляют активность циклооксигеназы и ингибируют продукцию эйкозаноидов из АК. Более высокий уровень ɷ-3 ДЦПНЖК в мембранах клеток снижает продукцию провоспалительных эйкозаноидов (PGE2,LTB4, ТХА2) из ɷ-6 и увеличивает продукцию эйкозаноидов из ɷ-3 жирных кислот (PGE3,LTB5). Эйкозаноиды, происходящие из ɷ-3 ДЦПНЖК, препятствуют действию провоспалительных ɷ-6 эйкозаноидов или имеют аналогичное, но намного менее сильное действие.

Изменение экспрессии генов, индуцированное ɷ-3 жирными кислотами, является результатом влияния жирных кислот на факторы транскрипции, известные какPPARs(peroxisomeproliferator-activatedreceptors). АктивацияPPARможет ингибировать активность макрофагов и продукциюTNF-α,IL-1 иIL-6, а также активностьNO-синтетазы.

Известно, что для периода внутриутробного развития характерен иммунный ответ с преобладанием Тh2 цитокинового профиля, который необходим для вынашивания беременности. Сразу после рождения преобладаетTh2 тип иммунного ответа, который в течение определенного срока после рождения под действием экзоантигенов, в первую очередь бактериального происхождения, переключается наThl. Своевременное переключение ответаTh2 наThlи сбалансированность этих реакций определяют адекватность иммунного ответа ребенка. Доказано изменение фенотипа иммунокомпетентных клеток в ответ на обогащение рациона ДГК, что определялось по снижению основных маркеров воспаления.

Пробиотики. Грудное молоко является источником пробиотических микроорганизмов для младенца —бифидобактерий и лактобацилл. Содержание бифидобактерий в нативном женском молоке в среднем составляет 1,4×10³бактерий на 1 мл, при этом обнаружена достоверная ассоциация между количеством бифидобактерий в материнском молоке и кале младенцев. Основные штаммы бифидобактерий грудного молока —B . longum , В. infantis , В. suis , В. lactis , В. bifidum , В. isdokscentis.В образцах женского молока обнаруживаютсяL . reuteri , при этом выявлена очевидная связь характера микробиоты грудного молока с местом проживания кормящих женщин (страна, город, село).В грудном молоке содержится около 400 разновидностей непатогенных бактерий родаStreptococcus , Micrococcus , Staphylococcus , Corynebacterium и др. (около 1000 КОЕ/мл), а также значительное количество их бактериальных ДНК.За сутки грудной ребенок вместе с материнским молоком получает около 100 000 КОЕ.При сравнении состава бифидобактерий и лактобацилл разных биотопов (влагалище, молочная железа женщины, фекалии толстой кишки ребенка) была выявлена прямая связь между бактериальными штаммами материнского молока и интестинальной флорой ребенка.

Существует ряд доказательств эндогенного пути поступления бактерий в грудное молоко:

штаммы, выделенные из молока, отличаются по своим генотипическим свойствам от штаммов, полученных с кожи молочной железы;

установлена тождественность штаммов лактобацилл из грудного молока и из кала ребенка, получающего это молоко.

Путь проникновения бактерий в грудное молоко еще не до конца изучен. Считается, что отростки дендритных клеток проникают в слизистую и захватывают неинвазивные бактерии из просвета кишечника, но могут при определенных условиях захватывать и инвазивные бактерии. В дальнейшем с током лимфы или крови бактерии попадают в молочную железу.

В настоящее время доказано, что кишечная флора играет важную роль в постнатальном развитии иммунной системы. Более благоприятным составом кишечной микрофлоры, например, объясняется и меньшая частота кишечных инфекций у детей, находящихся на грудном вскармливании. Бифидобактерии и лактобациллы толстой кишки ингибируют рост патогенных микроорганизмов за счет продукции органических кислот (молочной, уксусной, масляной и др.), что приводит к снижению рН в просвете кишечника и препятствует росту патогенных микроорганизмов. Бифидобактерии и лактобациллы конкурируют с потенциально патогенными микроорганизмами за питательные субстраты и за прикрепление к энтероцитам. Накоплено большое количество фактов, свидетельствующих о модулирующей роли кишечной микрофлоры в мукозальной физиологии, барьерной функции кишечника, формировании системного иммунного ответа.

Вырабатываемые эпителиальными клетками молочной железы муцины иIgAк иммуногенам, презентируемые микрофлорой кишечника матери, создают на слизистой оболочке кишечника младенца защитную пленку для популяций бифидобактерий и лактобацилл.IgAгрудного молока кEscherichia coli и другим грамотрицательным бактериям подавляют их адгезию к слизистой оболочке кишечника младенца, что имеет важное биологическое значение в первые трое суток после рождения, когда такая микрофлора доминирует в кишечнике новорожденного.

Иммуногенные характеристикиIgAактивируются бактериями с поверхности сосков грудных желез и окружающей их кожи, на которую во время кормления со слюной ребенка неизбежно переходит микрофлора из полости рта младенца. Муцины иIgAгрудного молока создают преимущественные условия для прикрепления к слизистой кишечника младенца штаммов кишечной микрофлоры матери. С одной стороны, в процессе первичной колонизации такая микрофлора становится доминирующей благодаря повышенной способности стимулировать синтез комплементарного ей муцина эпителиальными клетками слизистой оболочки кишечника. С другой стороны, бифидобактерии и лактобациллы, обладая синергической активностью, оказывают иммуномодулирующий эффект на организм черезIgA-реакцию к патогенной грамотрицательной микрофлоре, воздействуя конкурентным исключением, затрудняющим прикрепление, рост, транслокацию патогенных бактерий. Следовательно, высокая концентрация и разнообразие штаммов бифидобактерий и лактобацилл являются важными определяющими факторами в снижении риска развития воспалительных заболеваний желудочно-кишечного тракта (гастроэнтерита, некротизирующего энтероколита), дыхательных путей и мочевой системы, острого отита исепсиса в первые месяцы жизни ребенка.

Постнатальная контаминация микроорганизмами способствует достижению динамического равновесия между активностью Тh1- и Тh2-клеток. Доказательство того, что ранняя колонизация может повлиять на развитие толерантности слизистой оболочки, было получено в исследованиях, показавших, что целенаправленное назначение пробиотиков новорожденным с высоким риском развития аллергических заболеваний способствует достоверному снижению частоты атопического дерматита в последующем.

Нуклеотиды грудного молока участвуют в формировании нормальных биоценозов кишечника, установлено их стимулирующее влияние на рост бифидобактерий и подавляющее — на условно-патогенные энтеробактерии. Количество нуклеотидов в грудном молоке меняется в процессе лактации: в молозиве их содержится около 130 ммоль/л, в зрелом молоке — 180 ммоль/л, далее их уровень снижается, особенно после 6 месяцев лактации.

Существует несколько рандомизированных исследований с участием как доношенных, так и недоношенных новорожденных, где было показано улучшение антителообразования после вакцинации, а также более быстрое созревание лимфоцитов при добавлении нуклеотидов в состав детских молочных смесей. Наиболее эффективно дополнительное введение нуклеотидов детям группы риска — недоношенным, из социально неблагополучных семей. В ряде исследований показано, что нуклеотиды способствуют снижению риска кишечных инфекций.

Таким образом, грудное молоко является незаменимым иммунологическим источником, способствующим поддержанию пассивного и активного иммунитета в первые месяцы и первый год жизни ребенка. Многие из этих компонентов невозможно заменить при создании детских молочных смесей, например,sIgA, лактоферрин, гормоны, факторы роста и др.

СВЕДЕНИЯ ОБ АВТОРЕ

Иванова Ирина Евгеньевна

заведующая кафедрой педиатрии АУ Чувашии «Институт усовершенствования врачей» Минздравсоцразвития Чувашской Республики, доктор медицинских наук, профессор

Адрес для переписки:

428000, Чувашская Республика, г. Чебоксары, ул. Гладкова,д. 27

Тел.: 8(8352)56-03-37

E-mail:ivanova_57@list.ru

INFORMATION ABOUT THE AUTHORS:

Irina Evgenyevna Ivanova

head of Pediatrics department at the AI of Chuvashia «Postgraduate Doctors’ Training Institute» Health Care and Social Development Ministry of Chuvashia, Doctor of Medical Science, professor

Correspondence address:

Gladkov str., 27, Cheboksary, the Chuvash Republic, 428000

Tel.: 8(8352)56-03-37

E-mail:ivanova_57@list.ru

I.E. IVANOVA

ROLE OF BREAST MILK IN IMMUNOLOGICAL PROTECTION

OF CHILD AND HIS IMMUNE SYSTEM DEVELOPMENT

Postgraduate Doctors’ Training Institute, Cheboksary

The article presents modern data on the immunological role of breast milk , the main protective factors secreted by the mammary gland , the importance of breastfeeding for of the immune system development in a child.

Key words : breast milk , immunological protection , children ‘s immune system.