Vliv mikrobiomu na lidské kognitivní funkce je dlouhodobě diskutovanou problematikou. Jako jedna z možných cest, jak lidské kognitivní funkce ovlivnit, se do budoucna jeví manipulace se střevním mikrobiomem. Zejména pokud se jedná o předčasně narozené děti, které velmi často trpí neurovývojovými deficity, které způsobují poruchy paměti a učení.
Kritické období z hlediska prenatálního vývoje mozku nastává mezi 23. a 40. týdnem, kdy dochází k procesu zrání mozku. Děti narozené před 32. týdnem gestačního věku přicházejí o podstatnou část vývoje v děloze, jež je důležitá pro správný vývoj mozku, a jsou tak vystavené riziku nedokonalého vývoje kognitivních funkcí, přesněji paměti, učení, motorických dovedností, čtení a logického myšlení. Nutno podotknout, že vývoj dětí po porodu je dále ovlivněn vnějšími a vnitřními faktory, mezi které lze zařadit i skladbu střevního mikrobiomu, která, jak naznačují studie, může změnit rané naprogramování mozku.
Vlivem skladby mikrobiomu na kognitivní funkce u předčasně narozených dětí se zabývala studie Lu et al. (2022), ve které byly bezmikrobní myši kolonizované mikrobiomem předčasně narozených dětí v různém postmenstruačním věku (postmenstruační věk = počet týdnů od poslední menstruace matky před otěhotněním, zahrnuje i týdny po porodu). Výsledky naznačují, že právě nedostatečně zralý mikrobiom může způsobovat zhoršený vývoj kognitivních funkcí.
V mikrobiomu dětí narozených v postmenstruačním věku nižším než 31 týdnů dominovaly bakteriální rody Staphylococcus, Streptococcus a Stenotrophomonas. U dětí, které přišly na svět v postmenstruačním věku přesahujícím 31 týdnů, mikrobiom zahrnoval Enterobacter, Bifidobacterium, Lactococcus, Phocaeicola, Parabacteroides a Escherichia. Pro mikrobiom předčasně narozených dětí je typický přechod v dominanci přítomných bakterií od Staphylococcus (25. až 30 týden postmenstruačního věku) přes Enterococcus (30. až 35 týden), po převládající Enterobacter (okolo 35. týdne). Nejpozději u těchto dětí přichází dominance bifidobakterií, a to až po minimálně 30. týdnu postmenstruačního věku. Ve složení mikrobiomu dětí narozených před 31. týdnem a po 31. týdnu byl zjevný rozdíl. Studie naznačuje, že neurologický vývoj může být ovlivněn především skrze metabolity, jež střevní mikroorganismy vylučují.
Jedním z nejdůležitějších metabolitů je kyselina ferulová, která je schopna opravovat kognitivní a paměťové deficity skrze snižování oxidačního stresu a zamezení apoptóze neuronů. Právě tato kyselina byla zaznamenána ve sníženém množství u dětí narozených před 31. týdnem. Prozatím nevíme, které konkrétní střevní mikroorganismy hladinu této kyseliny snižují či zvyšují. Je však velice pravděpodobné, že u dětí narozených před 31. týdnem nezralý mikrobiom s nízkou diverzitou zastoupených mikroorganismů není schopen produkovat dostatečné množství kyseliny ferulové.
Výsledky této studie naznačují, že v budoucnu bude možné eliminovat důsledky předčasného narození na paměť a učení pomocí modifikace mikrobiomu dětí a vyrovnat tak tyto rozdíly ve vývoji po porodu mezi nimi a dětmi narozenými v termínu.
Ing. Gabriela Pešková
Zdroj:
Lu J., Lu L., Yu Y. et al. (2022): Early preterm infant microbiome impacts adult learning. Sci Rep, 12, 3310. https://doi.org/10.1038/s41598-022-07245-w
