ИММУНОМОДУЛИРУЮЩИЙ И РЕГЕНЕРАТИВНЫЙ ПОТЕНЦИАЛЫ ГРУДНОГО МОЛОКА

ВВЕДЕНИЕ

Во все времена истории человечества грудное вскармливание являлось единственным физиологичным, функциональным и незаменимым компонентом формирования и воспитания здорового потомства. Элементы триады: «мать – грудное молоко – младенец» способны активно влиять друг на друга, тем самым формируя теснейшую эмоциональную и биологическую связь, которая сохраняется на протяжении всей жизни. Грудное молоко кормящей женщины представляет собой живую жидкость с уникальным и динамичным составом [1]. Многие авторы рассматривают молочную железу в качестве иммунного органа, имеющего собственную сигнальную систему, в которой метаболические связи реализуются посредством специфических биоактивных молекул. В течение одного лактационного периода молочная железа синтезирует и экскретирует настолько большое количество веществ, что их масса превосходит массу тела секретирующего организма. Сегодня в мире не существует ни одной технологии, способной заменить грудное молоко; к его составу возможно не более чем приблизиться [2]. Искусственные смеси, вопреки распространенному мнению, несовершенны, и только грудное молоко является «золотым стандартом» вскармливания ребенка первого года жизни.

Целью данного обзора является обобщение данных современной литературы об уникальных иммунологических свойствах и регенераторных возможностях грудного молока.

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ

Анализу подлежала информация полных текстов клинических исследований и обзоров, представленная в открытом доступе. Предварительный выбор источников по ключевым словам был произведен в рецензируемых российских и зарубежных научных изданиях, индексируемых в базах данных Web of Science Core Collection; проведен анализ тематических публикаций в научных журналах, входящих в РИНЦ, в общем количестве 434 источника.

Изучены работы за последние 10 лет, посвященные исследованию иммуномодулирующей и регенеративной функции материнского грудного молока у здоровой женщины, кормившей доношенного ребенка I и II групп здоровья на протяжении как минимум первого года жизни (критерии включения).

Критериями исключения стали научные публикации, касающиеся изучения означенных функций у кормящей женщины с экстрагенитальной и генитальной патологией, а также работы авторов о составе сцеженного донорского молока, и при кормлении ребенка с патологией материнским грудным молоком и менее 1 года.

Из указанного количества были выбраны работы 20 отечественных и 15 зарубежных авторов. Публикаций за последние 10 лет – 31, из них 18 источников – за последние 5 лет. Однако для представления проблемы микрохимеризма, обусловленного грудным вскармливанием, а также значения экзосом грудного молока, содержащих микроРНК, потребовались ссылки на 4 источника, опубликованные ранее 2014 г.

Исследования по теме статьи были утверждены комитетом по этике Федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего образования «Омский государственный медицинский университет» Министерства здравоохранения Российской Федерации.

РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

Грудное вскармливание влияет на метаболическое и иммунное программирование. Сформировавшись еще во внутриутробном периоде, компоненты иммунной системы продолжают постнатальное становление, адаптируясь и активно развиваясь на протяжении первых лет жизни ребенка. К признакам незрелости иммунитета новорожденных и детей раннего возраста относят несостоятельность клеточно-опосре­дованного иммунного звена. Это проявляется отсутствием Т-клеток памяти и сниженной экспрессией на поверхности неонатальных Т-лимфоцитов лиганда CD40, с помощью которого осуществляется активация макрофагов, В-лимфоцитов и эндотелиальных клеток. Вместе с тем несовершенство гуморального звена характеризуется ограниченным переключением изотипов антител (IgG, IgM), недостаточной качественной и количественной выработкой специфических антител [3]. В дополнение к этому в ограниченных концентрациях вырабатываются отдельные белки системы комплемента (С2, С3, С4), интерлейкины (ИЛ-2, ИЛ-12, ИЛ-16, ИЛ-18), интерферон–γ, фактор некроза опухоли-α (TNF-α), лизоцим, лактоферрин [4]. В связи с этим особое значение приобретает естественное вскармливание для создания и развития неспецифической иммунологической резистентности в первый год жизни. Свежее грудное молоко содержит 40–60 % лейкоцитов, из которых 90 % являются жизнеспособными клетками. На 1 миллилитр женского молока приходится примерно 260 тысяч лейкоцитов, а ежедневное потребление их общего количества может составлять до 351 миллиона.

Экспериментально установлено, что клетки материнского молока у двухнедельных новорожденных на 80 % сохраняют свою жизнеспособность в желудке после вскармливания [5]. Устойчивость клеток обеспечивается нейтральной кислотностью желудочного сока [6]. В пищеварительном тракте новорожденного иммунные клетки сохраняют функциональную активность в течение шести дней. Они хорошо переносят воздействие желудочного и кишечного сока, не подвергаясь деградации и не утрачивая способности к фагоцитозу [7]. Далее нейтрофильные лейкоциты пересекают слизистую оболочку кишечника, раздвигая эпителиальные пласты и проникая через грудной проток в системный кровоток. Материнские Т- и В-лимфоциты из кровотока иммигрируют в лимфоидные ткани новорожденного, где передают антигенспецифические рецепторы неонатальным лимфоцитам, которые после получения специфического биохимического сигнала начинают претерпевать сложную многоступенчатую дифференцировку, трансформируясь в функционально активные клетки потомства, вооруженные потенциалом распознавать чужеродные антигены. Зрелые эффекторные клетки могут циркулировать в течение нескольких дней, а затем мигрировать обратно в собственную пластинку слизистой оболочки кишечника.

Еще в 2007 г. П. Хартманн совместно с группой исследователей обнаружил в грудном молоке плюрипотентные и мультипотентные стволовые клетки (по И. Н. Захаровой и соавт.) [8]. Комплексный анализ с помощью проточной цитометрии, полимеразной цепной реакции, секвенирования ДНК и РНК показал, что количество стволовых клеток составляет 5–6 % от всех клеток грудного молока женщины. Ежедневное поступление в организм младенца «молочных» стволовых клеток может достигать миллиарда [5]. С помощью процесса диапедеза клетки пересекают слизистую оболочку кишечника и попадают в системный кровоток, откуда иммигрируют в различные органы, дифференцируясь в специализированные клетки [9]. «Молочные» стволовые клетки способны сохраняться жизнеспособными в течение нескольких часов после сцеживания, однако после замораживания или пастеризации молока не выживают, что затрудняет возможность их трансплантации. И все же профессор Ньюкаслского университета Л. Армстронг (Великобритания) разработал способы аутотрансплантации «молочных» стволовых клеток женщинам, страдающих диабетом 1-го типа (по И. Н. Захаровой и соавт.) [8].

Феномен поступления материнских клеток в ткани плода получил название внутриутробный материнский микрохимеризм. Материнская ДНК определяется в плазме пуповинной крови уже с момента развития плацентарного кровообращения [10][11]. Установлено, что явление микрохимеризма наблюдается также в период грудного вскармливания. «Молочные» стволовые клетки интегрируются in vivo в ткани новорожденных и дифференцируются в зрелые клетки, что имеет важное клиническое значение для созревания иммунитета, формирования регуляторных связей между иммунными клетками, обеспечении толерантности к материнским антигенам. В дополнение к этому осуществляется замена функционально неполноценных и поврежденных клеток. Вышеперечисленные возможности «молочных» стволовых клеток обусловлены отсутствием экспрессии на поверхности антигенов главного комплекса гистосовместимости. Установлено, что в организме ребенка клетки, полученные от матери, способны сохраняться многими десятилетиями. В литературе имеются данные об обнаружении материнских клеток в организме потомства спустя целых шестьдесят два года! Кроме того, вследствие материнского микрохимеризма, а также микрохимеризма, обусловленного грудным вскармливанием, в организме взрослого человека одна из пяти тысяч клеток периферической крови имеет материнское происхождение. Фетальные клетки также способны проникать в кровь и ткани матери, сохраняясь и циркулируя долгие годы. Во время физиологической беременности 1 миллилитр материнской крови содержит 1–2 клетки плода [5].

Материнское грудное молоко помимо иммунных и стволовых клеток обеспечивает новорожденного растворимыми биологически активными компонентами. Полифункциональный белок лактоферрин обладает противовоспалительными свойствами и бактерицидным воздействием на патогенную флору [12]. Несмотря на то, что в клинической практике не используют определение концентрации лактоферрина в грудном молоке, исследователи из Нигерии выявили прямую корреляционную зависимость между содержанием лактоферрина в женском молоке и здоровьем младенцев [13]. Потенцирует бактерицидное действие лактоферрина активный фермент лизоцим. Гаптокоррин, или R-фактор, является единственным фактором, ответственным за всасывание чувствительного к соляной кислоте витамина В₁₂. Основным и специфическим белком зрелого грудного молока является казеин в количестве от 20 до 40 %. Он состоит из четырех фракций и их фрагментов, отличающихся друг от друга аминокислотным составом. В женском молоке казеин содержится в виде мицелл, состоящих из субмицелл, которые представляют собой сложные комплексы казеина с ионами кальция и фосфора. В детском организме казеин выполняет структурную функцию и осуществляет транспорт в своем составе ионов кальция, магния и фосфора. Не менее важен белок α-лактальбумин. В молочной железе он катализирует синтез лактозы из глюкозы, а в кишечнике ребенка способствует росту бифидофлоры, проявляет бактерицидную активность и иммуномодулирующие свойства [14]. При соединении α-лактальбумина с олеиновой кислотой в желудочно-кишечном тракте образуется комплекс HAMLET (Human Alfa-lactalbumin Made Lеthal to Tumor cells – человеческий α-лактальбумин, подавляющий рост опухолей), под его действием происходит уничтожение до 40 разновидностей раковых клеток без повреждения здоровых. Специфичность комплекса HAMLET обеспечивается взаимодействием с фосфатидилсерином на поверхности мембран опухолевых клеток. После проникновения в цитоплазму он атакует митохондрию, способствуя высвобождению цитохрома С и запуску каскада каспаз. Также HAMLET воздействует на ядро опухолевой клетки. Прочно связываясь с гистонами, комплекс необратимо блокирует процесс транскрипции, тем самым активируя белок р53, способствуя индукции запрограммированной клеточной гибели.

Адипокины грудного молока имеют важное значение в возникновении или подавлении аппетита, набора массы тела в соответствии с ростом. Например, пептидный гормон лептин оказывает анорексигенное действие, в высокой концентрации способствует укорочению периода кормления и закономерному снижению массы тела. Также лептин участвует в дифференцировке субпопуляций Т-лимфоцитов, является компонентом цитокинового каскада и модулирует фагоцитарную активность макрофагов. Полной противоположностью выступает грелин, вызывая орексигенный эффект, что способствует накоплению жировой ткани и набору веса. Через стимуляцию грелиновых рецепторов на поверхности макрофагов усиливается выработка провоспалительных цитокинов (TNF-α, ИЛ-1). Развитие хронического системного воспаления низкой интенсивности в жировой ткани является фактором риска в возникновении инсулинорезистентности, сахарного диабета 2-го типа, сердечно-сосудистых и аутоиммунных заболеваний в старшем возрасте [15]. Исследователи подтверждают, что грудное вскармливание снижает риск избыточного веса и ожирения [16]. Считается, что при естественном вскармливании ребенок способен самостоятельно регулировать объем поступающей пищи при каждом кормлении, профилактируя перекармливание; также женское молоко содержит лептин и более низкое содержание белка, чем в искусственных смесях [17].

К другим биоактивным веществам, вызывающим неподдельный интерес, относится дельта-сон-индуцирующий пептид (DSIP), выделенный из грудного молока в 1984 г. DSIP обеспечивает стрессопротекторное действие, угнетая выработку кортиколиберина. Повышая выработку γ-аминомасляной кислоты и мелатонина и угнетая возбуждающее действие глутамата, DSIP обладает сомногенной, противо­эпилептической и антиконвульсантной активностью [18]. Пептид стимулирует выработку соматотропного гормона, нормализует артериальное давление, повышает устойчивость к холоду, оказывая адаптогенное действие.

Каждый день лактирующая женщина расходует 500 калорий на секрецию молока [19]. Десять процентов из этого количества расходуется на построение множества олигосахаридов. Важно отметить, что последние не имеют питательной ценности, потому что представляют собой неперевариваемые углеводы, однако это нисколько не преуменьшает их значение. Состав и концентрация этих молекул уникальны в молоке каждой женщины [20]. На качественный и количественный состав олигосахаридов грудного молока (ОГМ) влияют: наследственность матери, продолжительность беременности, стадия лактации, группа крови по Льюису и даже окружающая среда, включающая экологические, поведенческие и социокультурные факторы [21]. В связи с отсутствием у человека ферментов для переваривания (фукозидазы, сиалидазы), ОГМ достигают толстой кишки в неизмененном виде, где осуществляется их расщепление кишечной микрофлорой [2]. Установлено, что ОГМ за счет избирательного обогащения конкретных бактерий способствуют формированию правильного микробиома, включающего семейство Bifidobacteriaceae [22][23]. Полезным побочным продуктом переваривания ОГМ бифидобактериями являются короткоцепочечные жирные кислоты. Они служат основным источником энергии для колоноцитов, обладают противовоспалительным и антиканцерогенным действием [24]. Структурные фрагменты олигосахаридов напоминают гликаны клеточной поверхности энтероцитов, выступая приманкой для кишечных патогенов (Campylobacter jejuni, Reoviridae, Pseudomonas aeruginosa) [25].

Транспорт компонентов грудного молока и осуществление межклеточной коммуникации происходит при помощи экзосом – нановезикул эндогенного происхождения, выделенных в 2007 г. Их продуцируют иммунные и стволовые клетки грудного молока, а также эпителиальные клетки молочной железы. В дополнение к этому нановезикулы выделяются с помощью ультрацентрифугирования с использованием реагента Total Exosome из других биологических жидкостей: плазмы и сыворотки крови, околоплодных вод, ликвора, лимфы, слюны, слезы, мочи, пота [26]. Экзосомы женского молока содержат белки, липиды митохондриальную, одно- и двухцепочечную ДНК, матричную РНК и специфические некодирующие РНК (микроРНК, длинные некодирующие РНК, piwiРНК), выполняющие регуляторную функцию [27]. Указанные соединения способны транспортироваться как внутри, так и на поверхности нановезикулы. Секрет поджелудочной железы защищает от деградации экзосомы материнского молока в желудке новорожденных. Далее путем эндоцитоза они проникают в энтероциты, а затем в системный кровоток. Благодаря высокой тропности экзосом к различным клеткам и тканям рассматривается возможность их использования в качестве средства диагностики и таргетной доставки лекарственных препаратов в терапии онкологических заболеваний [28].

Генетическая информация способна передаваться не только через половое размножение. Благодаря обратной транскрипции и трансляции матричной РНК экзосом материнская геномная информация функционирует в клетках потомства [29]. Это порождает возможности для внедрения в клиническую практику генной терапии многих наследственных заболеваний с помощью грудного вскармливания [30]. Считается, что незрелость иммунной системы новорожденных профилактирует развитие неадекватного иммунного ответа на терапевтический белок. Среди некодирующих РНК грудного молока последние 15 лет внимание ученых направлено на изучение микроРНК. Повышенная экспрессия микроРНК в первые шесть месяцев жизни обусловлена их участием в регуляции клеточной дифференцировки, программировании иммунного ответа [31]. Экзосомы, содержащие микроРНК грудного молока, циркулируют в плазме периферической крови даже у здоровых взрослых людей. Следовательно, нановезикулы защищают микроРНК от расщепления РНКазой, воздействия кислой среды желудочного сока в течение 1-го часа [32]. В экспериментальных условиях нановезикулы с микроРНК выдерживали несколько циклов замораживания и оттаивания [33]. Также микроРНК способствуют снижению выраженности локальных воспалительных процессов. Исследователи считают возможным использовать данные молекулы в качестве биомаркера различных онкологических и воспалительных заболеваний [34].

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Помимо точного сочетания микро- и макронутриентов грудное молоко содержит множество активных иммунологических и регенераторных компонентов, которые обеспечивают как кратко-, так и долгосрочное воздействие, выходящее за рамки периода естественного вскармливания. Составляющие грудного молока способны оказывать протективное воздействие в отношении целого ряда заболеваний XXI века: сердечно-сосудистой патологии (в том числе артериальной гипертонии), сахарного диабета 1-го и 2-го типа, ожирения, инфекций (среднего отита, пневмоний, гастрита), пищевой аллергии, некротизирующего энтероколита, онкологической патологии. В погоне за идеалом создано множество адаптированных молочных смесей, но они никогда не смогут заменить живую материнскую ткань. Согласно данным Федеральной службы государственной статистики, с каждым годом снижается процент детей, находящихся на грудном вскармливании. В 2020 г. только 43,9 % детей в возрасте от 3 до 6 месяцев и 39,2 % младенцев от 6 до 12 месяцев получали грудное молоко [35]. Именно поэтому одной из первоочередных задач педиатрии и детской нутрициологии является поддержка длительного и исключительного грудного вскармливания материнским грудным молоком.