Rozvoj a modulace střevní mikrobioty kojence

Antonie Kryštofová

Bakalářská práce

Development and modulation of infant intestinal microbiota

Anotace:

Složení střevní mikrobioty kojence je kritické pro následný vývoj, správnou funkci imunitního systému, v boji s patogenními druhy mikroorganismů a v prevenci proti různým chorobám či onemocnění. Její kompozice a diverzita je individuální, avšak obecně platí, že se laktobacily a bifidobakterie řadí mezi prospěšné mikroorganismy, kdežto klostridie či enterokoky jsou spíše spjaty s nepříznivými scénáři. Kolonizace střev kojence pravděpodobně počíná již v placentě matky a po porodu je mikrobiota ovlivněna řadou faktorů. Mezi nejvlivnější faktory se řadí typ porodu, tedy vaginální či císařský řez. Dále způsob výživy, kojenec může být vyživován kojením, sušeným mlékem či smíšenou stravou. Nejvyšší výskyt přínosných bakterií je spojován s vaginálním porodem a kojením mlékem přímo z prsu. Mezi další faktory patří užití probiotik, prebiotik a postbiotik. Mikrobiota se ustálí ve věku asi tří let a následně se svou kompozicí začne podobat mikrobiotě dospělého jedince. Cílem této práce bylo zpravovat problematiku rozvoje střevní mikrobioty kojence a její možné modulace probiotiky a prebiotiky. Laboratorní část práce byla cílena na mikrobilogické kultivační analýzy s následnou identifikací izolátů pomocí MALDI TOF MS. Vzorky stolice kojence narozeného vaginálním porodem byly odebírány po dobu jednoho roku (celkem analyzováno 42 vzorků). Chlapec byl částečně kojen, dokrmován kojeneckou výživou s probiotickým kmenem Lactobacillus reuteri a prebiotikem 2´fukosyllaktosa, od 4. měsíce stáří byla do jeho výživy postupně začleněna pevná strava. Ve vzorcích stolice kojence byl monitorován výskyt celkových počtů anaerobních bakterií, komenzálních bakterií jako jsou bifidobakterie a laktobacily, a koliformní bakterie Escherichia coli. V prvních vzorcích stolice (od 10. dne dále) byl detekován výskyt klostridií; Clostridium perfringens, C. difficile, C. butyricum, dále pak Actinomyces neuii. Z pozitivně působích bakterií byly detekovány laktobacily (L. reuteri, L. rhamnosus), bifidobakterie byly chybějící složkou mikrobioty daného kojence. Ve věku 30 dnů byly kojenci podány probiotické kapky BioLac, obsahující Bifidobacterium breve a L. plantarum. Ihned po prvním podání se bifidobakterie staly dominantní složkou mikrobioty stolice kojence v počtech více jak 109 KTJ/g a po celý zbytek sledování dominoval v kapkách obsažený B. breve. V průběhu roku byly detekovány další 3 kmeny bifidobakterií; B. longum, B. bifidum, B. animalis subsp. lactis. Jednalo se buď o přirozenou kolonizaci nebo o ovlivnění probiotickými příkrmy (kaše) v případě B. animalis subsp. lactis. Osídlení laktobacily kolísalo kolem 107 KTJ/g a po celý rok dominovaly již výše zmíněné L. reuteri, L. rhamnosus. Dvakrát byl identifikován L. fermentum pravděpodobně ve spojitosti s různými příkrmy. V kapkách obsažený L. plantarum nebylo nikdy možné detekovat. Další monitorovaná bakterie byla E. coli, poprvé byla detekována ve věku 30 dnů, pravidelnější a vyšší kolonizace počala až v období zařazení smíšené stravy, tj. okolo 4. měsíce stáří. Podání probiotických kapek bylo zásadní, od počátku kolonizace bifidobakteriemi již klostridie nebyly více detekovány, a tak se zabránilo kojeneckým kolikám. V průběhu celého roku se mikrobiota střev kojence postupně měnila v návaznosti na různá podaná probiotika, prebiotika a změny v dietě.

Abstract:

The composition of the infant gut microbiota is critical for the subsequent development, proper function of the immune system, in the fight against pathogenic species of microorganisms and in the prevention of various diseases or illnesses. Its composition and diversity are individual, but in general, lactobacilli and bifidobacteria are considered as beneficial microorganisms, while clostridia or enterococci are rather associated with adverse scenarios. Colonization of the infant's gut probably begins in the mother's placenta, and after delivery, the microbiota is affected by a number of factors. The most influential factors include the mode of delivery, ie vaginal or caesarean section. Furthermore, the feeding system, the infant can be breastfed, milk powder fed or mixed feeding. The highest abundance of beneficial bacteria is associated with vaginal delivery and breastfeeding directly from the breast. Other factors include the use of probiotics, prebiotics and postbiotics. The microbiota stabilizes at the age of about three years and then with its composition begins to resemble the adult-like microbiota. The aim of this work was to report the development of the infant gut microbiota and its possible modulation by probiotics and prebiotics. The laboratory part of the work was focused on microbiological culture analyzes with subsequent identification of isolates using MALDI TOF MS. Stool samples from an infant born by vaginal delivery were taken for one year (a total of 42 samples were analyzed). The boy was partially breastfed, supplemented with infant formula containing the probiotic strain Lactobacillus reuteri and the prebiotic 2´fukosyllactose, and from the age of 4 months, a solid diet was gradually incorporated into his diet. The incidence of total numbers of anaerobic bacteria, commensal bacteria such as bifidobacteria and lactobacilli, and coliform Escherichia coli was monitored in infant stool samples. Clostridia were detected among the first stool samples (from day 10 onwards); Clostridium perfringens, C. difficile, C. butyricum, then also Actinomyces neuii. From the beneficial bacteria were detected lactobacilli (L. reuteri, L. rhamnosus), bifidobacteria were a missing component of the infant microbiota. At 30 days of age, the infant was given BioLac probiotic drops containing Bifidobacterium breve and L. plantarum. Immediately after the first administration, bifidobacteria became the dominant component of the infant's stool microbiota in numbers greater than 109 CFU/g, and in the drops contained B. breve was dominant for the rest of the monitoring. During the year, another 3 strains of bifidobacteria were detected; B. longum, B. bifidum, B. animalis subsp. lactis. This was either natural colonization or influenced by probiotic foods (porridge) in the case of B. animalis subsp. lactis. The population of lactobacilli fluctuated around 107 CFU/g and the above-mentioned L. reuteri, L. rhamnosus dominated throughout the whole year. L. fermentum has been identified twice, probably in connection with various foods. In the drops contained L. plantarum could never be detected. Another monitored bacterium was E. coli, which was first detected at the age of 30 days, more regular and higher colonization did not begin until the period of inclusion of a mixed diet, ie around 4 months of age. The administration of probiotic drops was crucial, since the beginning of colonization by bifidobacteria, clostridia were no longer detected, thus preventing infant colic. Throughout the whole year, the microbiota of the infant's intestines gradually changed in connection with various administered probiotics, prebiotics and changes in diet.

Klíčová slova

vývoj, mikrobiota, bifidobakterie, laktobacily, kojenec

Keywords

microbiota, bifidobacteria, lactobacili, infant, development

Jazyk práce: čeština

Datum vytvoření / odevzdání či podání práce: 1. 5. 2021

Obhajoba závěrečné práce

• Vedoucí: doc. Ing. Věra Neužil Bunešová, Ph.D.

Česká zemědělská univerzita v Praze

Fakulta agrobiologie, potravinových a přírodních zdrojů

Bakalářský studijní program / obor:
Zemědělství, zahradnictví a rozvoj venkova / Výživa a potraviny