Влияние функциональных ингредиентов продуктов детского питания на иммунитет

С целью предупреждения развития хронических заболеваний, в т. ч. сердечно-сосудистых, избыточной массы тела и ожирения, сахарного диабета, онкологической и аллергической патологии, необходимо придерживаться сбалансированного рациона питания с раннего возраста, с включением функциональных ингредиентов, среди которых пищевые волокна, витамины и витаминоподобные соединения, минеральные вещества, полиненасыщенные жирные кислоты, пребиотики и пробиотики. Сочетанное обогащение молочных продуктов пребиотиками и пробиотиками способствует суммированию их положительных эффективных влияний. Отмечено улучшение выживаемости пробиотических микроорганизмов в желудочно-кишечном тракте (ЖКТ). Было показано, что дополнение рациона питания пребиотиками и пробиотиками способствует изменению композиции кишечной микробиоты в сторону более сбалансированной структуры, благодаря чему достигается повышение барьерной функции кишечника и формирование оптимальных иммунных взаимодействий. Общие эффекты пребиотиков и пробиотиков включают поддержание гомеостаза и целостности слизистой оболочки кишечника, обеспечение колонизационного потенциала в отношении патогенов, продукцию короткоцепочечных жирных кислот и витаминов, метаболизм желчных кислот, регулирование транзита по ЖКТ, увеличение регенерации энтероцитов. Наиболее часто используется в питании человека комбинация бифидобактерий или лактобактерий с фруктоолигосахаридами в синбиотических продуктах. В проведенном нами исследовании пациентам в возрасте от 8 до 18 мес., реконвалесцентам острого респираторного заболевания, по поводу которого назначалась антибактериальная терапия, в течение 3 мес. включали в питание питьевые йогурты, обогащенные Bifidobacterium Lactis BB12 и инулином. Включение йогуртов в рацион питания детей способствовало нормализации состава кишечной микробиоты после антибактериальной терапии, а также укреплению иммунитета за счет стимуляции синтеза защитных факторов – секреторного иммуноглобулина А и лизоцима.

1. Cencic A., Chingwaru W. The role of functional foods, nutraceuticals, and food supplements in intestinal health. Nutrients. 2010;2:611–625. doi: 10.3390/nu2060611.

2. Anadon A., Martinez-Larrańaga M.R., Martinez M.A. Probiotics for animal nutrition in the European Union. Regulation and safety assessment. Regul Toxicol Pharmacol. 2006;45:91–95. doi: 10.1016/j.yrtph.2006.02.004.

3. Gaggia F., Mattarelli P., Biavati B. Probiotics and prebiotics in animal feeding for safe food production. Int J Food Microbiol. 2010;141:15–28. doi: 10.1016/j.ijfoodmicro.2010.02.031.

4. Schachtsiek M., Hammes W.P., Hertel C. Characterization of Lactobacillus coryniformis DSM 20001T surface protein CPF mediating coaggregation with and aggregation among pathogens. Appl Environ Microbiol. 2004;70:7078–7085. doi: 10.1128/AEM.70.12.7078-7085.2004.

5. Oelschlaeger T.A. Mechanisms of probiotic actions – A review. Int J Med Microbiol. 2010;300:57–62. doi: 10.1016/j.ijmm.2009.08.005.

6. Collado M.C., Meriluoto J., Salminen S. Role of commercial probiotic strains against human path-ogen adhesion to intestinal mucus. Lett Appl Microbiol. 2007;45:454-460. doi:10.1111/j.1472-765X.2007.02212.x.

7. Martins F.S., Silva A.A., Vieira A.T., Barbosa F.H., Arantes R.M., Teixeira M.M. Comparative study of Bifidobacterium animalis, Escherichia coli, Lactobacillus casei and Saccharomyces boulardii probiotic properties. Arch Microbiol. 2009;191:623-630. doi:10.1007/s00203-0090491-x.

8. Begley M., Hill C., Gahan C.G.M. Bile salt hydrolase activity in probiotics. Appl Environ Microbiol. 2006;72:1729–1738. doi: 10.1128/AEM.72.3.1729-1738.2006.

9. Juntunen M., Kirjavainen P.V., Ouwehand A.C., Salminen S.J., Isolauri E. Adherence of probiotic bacteria to human intestinal mucus in healthy infants and during rotavirus infection. Clin Diagn Lab Immunol. 2001;8(2):293-296. doi:10.1128/CDLI.8.2.293-296.2001.

10. Cremonini F., di Caro S., Nista E.C., Bartolozzi F., Capelli G., Gasbarrini G., Gasbarrini A. Metaanalysis: The eqect of probiotic administration on antibiotic associateddiarrhoea. Aliment Pharmacol Ther. 2002;16:1461–1467. doi: 10.1046/j.1365-2036.2002.01318.

11. Johnston B.C., Supina A.L., Vohra S. Probiotics for pediatric antibiotic-associated diarrhea: A meta-analysis of randomized placebo-controlled trials. CMAJ. 2006;175(4):377-383. doi: 10.1503/cmaj.051603.

12. Sheu B.S., Wu J.J., Lo C.Y., Wu H.W., Chen J.H., Lin Y.S. et al. Impact of supplement with Lactobacillusand Bifidobacterium-containing yogurt on triple therapy for Helicobacter pylori eradication. Aliment Pharmacol Ther. 2002;16:1669-1675. doi: 10.1046/j.1365-2036.2002.01335.x.

13. Zhang Z., Hinrichs D.J., Lu H., Chen H., Zhong W., Kolls J.K. After interleukin-12p40, are interleukin23 and interleukin-17 the next therapeutic targets for inflammatory bowel disease? Int Immunopharmacol. 2007;7(4):409–16. doi: 10.1016/j.intimp.2006.09.024.

14. Rakoff-Nahoum S., Paglino J., Eslami-Varzaneh F., Edberg S., Medzhitov R. Recognition of commensal microflora by Toll-like receptors is required for intestinal homeostasis. Cell. 2004;118:229–241. doi: 10.1016/j.cell.2004.07.002.

15. Akbari O., DeKruyff R.H., Umetsu D.T. Pulmonary dendritic cells producing IL-10 mediate tolerance induced by respiratory exposure to antigen. Nat Immunol. 2001;2(8):725–731. DOI: 10.1038/90667.

16. Iwasaki A., Kelsall B.L. Freshly isolated Peyer’s patch, but not spleen, dendritic cells produce interleukin 10 and induce the differentiation of T helper type 2 cells. J Exp Med. 1999;190(2):229–240. doi: 10.1084/jem.190.2.229.

17. Williamson E., Bilsborough J.M., Viney J.L. Regulation of mucosal dendritic cell function by receptor activator of NF-κB (RANK)/RANK ligand interactions: impact on tolerance induction. J Immunol. 2002;169(7):3606-3612. doi: 10.4049/jimmunol.169.7.3606.

18. Smits H.H., Engering A., van der Kleij D., Schipper K., van Capel T.M., Zaat B.A., Yazdanbakhsh M., Wierenga E.A., van Kooyk Y., Kapsenberg M.L. Selective probiotic bacteria induce IL-10–producing regulatory T cells in vitro by modulating dendritic cell function through dendritic cell–specific intercellular adhesion molecule 3–grabbing nonintegrin. J Allergy Clin Immunol. 2005;115:1260–1267. doi: 10.1016/j.jaci.2005.03.036

19. Lopez P., Gueimonde M., Margolles A., Suarez A. Distinct Bifidobacterium strains drive different immune responses in vitro. Int J Food Microbiol. 2010;138:157-165. doi: 10.1016/j.ijfoodmicro.2009.12.023.

20. Taipale T., Pienihakkinen K., Isolauri E., Larsen C., Brockmann E., Alanen P. et al. Bifidobacterium animalis subsp. lactis BB-12 in reducing the risk of infections in infancy. Br J Nutr. 2011;105:409-416. doi: 10.1017/S0007114510003685.

21. Rautava S., Salminen S., Isolauri E. Specific probiotics in reducing the risk of acute infections in infancy-a randomised, double-blind, placebocontrolled study. Br J Nutr. 2009;101:17221726. doi: 10.1017/S0007114508116282.

22. Parvez S., Malik K.A., Ah Kang S., Kim H.Y. Probiotics and their fermented food products are beneficial for health. J Appl Microbiol. 2006;100:1171–1185. doi: 10.1111/j.1365-2672.2006.02963.x.

23. Macpherson A.J., Geuking M.B., McCoy K.D. Immune responses that adapt the intestinal mucosa to commensal intestinal bacteria. Immunology. 2005;115(2):153–162. doi: 10.1111/j.1365-2567.2005.02159.x.

24. Shulzhenko N., Morgun A., Hsiao W., Battle M., Yao M., Gavrilova O., Orandle M., Mayer L., Macpherson A.J., McCoy K.D., Fraser-Liggett C., Matzinger P. Crosstalk between B lymphocytes, microbiota and the intestinal epithelium governs immunity versus metabolism in the gut. Nat Med. 2011;20;17(12):1585-1593. doi: 10.1038/nm.2505.

25. Cummings J.H., Macfarlane G.T. Gastrointestinal effects of prebiotics. Br. J. Nutr. 2002;87:145– 151. doi: 10.1079/BJNBJN/2002530.

26. Хавкин А.И., Федотова О.Б., Волынец Г.В., Кошкарова Ю.А., Пенкина Н.А., Комарова О.Н. Результаты проспективного сравнительного открытого рандомизированного исследования по изучению эффективности йогурта, обогащенного пребиотиками и пробиотиками, у детей раннего возраста, перенесших острую респираторную инфекцию. Вопросы детской диетологии. 2019;17(1):29-37. doi: 10.20953/1727-5784-2019-1-29-37.

27. Olivares M., Diaz-Ropero M.P., Gomez N., LaraVilloslada F., Sierra S., Maldonado J.A., Martin R., Rodriguez J.M., Xaus J. The consumption of two new probiotic strains, Lactobacillus gasseri CECT 5714 and Lactobacillus coryniformis CECT 5711, boosts the immune system of healthy humans. Int Microbiol. 2006;9(1):47-52. Available at: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/16636989.

28. De Vrese M., Schrezenmeir J. Probiotics, prebiotics, and synbiotics. Adv Biochem Eng Biotechnol. 2008;111:1–66. doi: 10.1007/10_2008_097.

29. Sekhon B.S., Jairath S. Prebiotics, probiotics and synbiotics: An overview. J Pharm Educ Res. 2010;1:13–36. Available at: https://search.proquest.com/openview/53599b109a04017d8abeaa288afbab1b/1?pqorigsite=gscholar&cbl=276246.

30. Skalkam M.L., Wiese M., Nielsen D.S., van Zanten G. Chapter 33 – In Vitro Screening and Evaluation of Synbiotics. Probiotics, Prebiotics, and Synbiotics. Bioactive Foods in Health Promotion. Elsevier. 2016;477–486. doi: 10.1016/B978-0-12-802189-7.00033-2.

31. Sabater-Molina M., Larque E., Torrella F., Zamora S. Dietary fructooligosaccharides and potential benefits on health. J Physiol Biochem. 2009;65:315–328. doi: 10.1007/BF03180584.

32. Cantarel B.L., Lombard V., Henrissat B., Hu Y., Walker S., Laine R., Varki A., Sharon N., Varki A., Hooper L. et al. Complex carbohydrate utilization by the healthy human microbiome. PLoS One. 2012;7:e28742. doi: 10.1371/journal.pone.0028742.

33. Alvaro E., Andrieux C., Rochet V., Rigottier-Gois L., Leprcq P., Sutren M., Galan P., Duval Y., Juste C., Dore J. Composition and metabolism of the intestinal microbiota in consumers and nonconsumers of yogurt. Br J Nutr. 2007;97:126– 133. doi: 10.1017/S0007114507243065.

34. Scott K.P., Martin J.C., Duncan S.H., Flint H.J. Prebiotic stimulation of human colonic butyrate-producing bacteria and bifidobacteria, in vitro. FEMS Microbiol Ecol. 2013;87:30-40. doi: 10.1111/1574-6941.12186.

35. Martens E.C., Lowe E.C., Chiang H., Pudlo N.A., Wu M., McNulty N.P., Abbott D.W., Henrissat B., Gilbert H.J., Bolam D.N. et al. Recognition and degradation of plant cell wall polysaccharides by two human gut symbionts. PLoS Biol. 2011;9:e1001221. doi: 10.1371/journal.pbio.1001221.

36. Simpson H.L., Campbell B.J. Review article: dietary fibre–microbiota interactions. Aliment Pharmacol Ther. 2015;42(2):158–179. doi: 10.1111/apt.13248.

37. Cummings J.H., Pomare E.W., Branch H.W.J., Naylor E., Macfarlane G.T. Short chain fatty acids in human large intestine, portal, hepatic and venous blood. Gut. 1987;28:1221-1227. doi: 10.1136/gut.28.10.1221.

38. Lupton J.R. Microbial degradation products influence colon cancer risk: The butyrate controversy. J. Nutr. 2004;134:479–482. doi: 10.1093/jn/134.2.479.

39. Yano J.M., Yu K., Donaldson G.P., Shastri G.G., Ann P., Ma L., Nagler C.R., Ismagilov R.F., Mazmanian S.K., Hsiao E.Y. Indigenous bacteria from the gut microbiota regulate host serotonin biosynthesis. Cell. 2015;161:264–276. doi: 10.1016/j.cell.2015.02.047.

40. Galley J.D., Nelson M.C., Yu Z., Dowd S.E., Walter J., Kumar P.S., Lyte M., Bailey M.T. Exposure to a social stressor disrupts the community structure of the colonic mucosa-associated Microbiota. BMC Microbial. 2014;14:189. doi: 10.1186/1471-2180-14-189.

41. Ramirez-Farias C., Slezak K., Fuller Z., Duncan A., Holtrop G., Louis P. Effect of inulin on the human gut microbiota: stimulation of Bifidobacterium adolescentis and Faecalibacterium prausnitzii. Br J Nutr. 2009;101:541-550. doi: 10.1017/S0007114508019880.

42. Holscher H.D., Bauer L.L., Vishnupriya G., Pelkman C.L., Fahey G.C., Swanson K.S., Gourineni V., Pelkman C.L., Fahey G.C. Jr, Swanson K.S. Agave inulin supplementation affects the fecal microbiota of healthy adults participating in a randomized, double-blind, placebo-controlled, crossover trial. J Nutr. 2015;145:2025-2032. doi: 10.3945/jn.115.217331.

43. Louis P., Flint H.J., Michel C. How to Manipulate the Microbiota: Prebiotics. Adv Exp Med Bio. 2016;902:119-142. doi: 10.1007/978-3-31931248-4_9.

44. Walker A.W., Ince J., Duncan S.H., Webster L.M., Holtrop G., Ze X., Brown D., Stares M.D., Scott P., Bergerat A., et al. Louis P., McIntosh F., Johnstone A.M., Lobley G. E., Parkhill J., Flint H.J. Dominant and diet-responsive groups of bacteria within the human colonic microbiota. ISME J. 2010;5:220-230. doi: 10.1038/ismej.2010.118.

45. Morrow A.L., Ruiz-Palacios G.M., Altaye M., Jiang X., Guerrero M.L., Meinzen-Derr J.K., Farkas T., Chaturvedi P., Pickering L.K., Newburg D.S. Human milk oligosaccharides are associated with protection against diarrhea in breast-fed infants. J Pediatr. 2004;145:297–303. doi: 10.1016/j.jpeds.2004.04.054.

46. Rabinovich G.A., van Kooyk Y., Cobb B.A. Glycobiology of immune responses. Ann N Y Acad Sci. 2012;1253:1-15. doi: 10.1111/j.1749-6632.2012.06492.x.

47. Bode L. Human milk oligosaccharides: Every baby needs a sugar mama. Glycobiology. 2012;22(9):1147–1162. doi: 10.1093/glycob/cws074.

48. Sivaprakasam S., Prasad P.D., Singh N. Benefits of short-chain fatty acids and their receptors in inflammation and carcinogenesis. Pharmacol Ther. 2016;164:144–151. doi: 10.1016/j.pharmthera.2016.04.007.

49. Clarke S.F., Murphy E.F., Nilaweera K., Ross P.R., Shanahan F., O’Toole P.W., Cotter P.D. The gut microbiota and its relationship to diet and obesity: new insights. Gut Microbes. 2012;3(3):186–202.

50. Pandey K.R., Naik S.R., Vakil B.V. Probiotics, prebiotics and synbioticsa review. J Food Sci Technol. 2015;52(12):7577–7587. doi: 10.1007/s13197-015-1921-1.

51. Dilli D., Aydin B., Fettah N.D., Ozyazıcı E., Beken S., Zenciroğlu A., Okumuş N., Ozyurt B.M., İpek M.Ş., Akdağ A., Turan O., Bozdağ Ş. The ProPreSave Study: effects of probiotics and prebiotics alone or combined on necrotizing enterocolitis in very low birth weight infants. J Pediatr. 2015;166:545–551. doi: 10.1016/j.jpeds.2014.12.004.

52. Islek A., Sayar E., Yilmaz A., Baysan B.O., Mutlu D., Artan R. The role of Bifidobacterium lactis B94 plus inulin in the treatment of acute infectious diarrhea in children. Turkish J Gastroenterol. 2014;25:628–633. doi: 10.5152/tjg.2014.14022.

53. Lei W.T., Shih P.C., Liu S.J., Lin C.Y., Yeh T.L. Effect of Probiotics and Prebiotics on Immune Response to Influenza Vaccination in Adults: A Systematic Review and Meta-Analysis of Randomized Controlled Trials. Nutrients. 2017;9(11):1175. doi: 10.3390/nu9111175.

54. Nagafuchi S., Yamaji T., Kawashima A., Saito Y., Takahashi T., Yamamoto T., Maruyama M., Akatsu H. Effects of a formula containing two types of prebiotics, bifidogenic growth stimulator and galacto-oligosaccharide, and fermented milk products on intestinal microbiota and antibody response to influenza vaccine in elderly patients: A randomized controlled trial. Pharmaceuticals (Basel). 2015;8:351–365. doi: 10.3390/ph8020351.