Исследование: Антибиотики могут изменять развитие мозга младенцев

Исследование «Эффекты воздействия пенициллина в раннем возрасте на микробиом кишечника и экспрессию генов передней части коры и миндалины» может помочь объяснить тревожный рост нарушений нейроразвития, который мы наблюдаем у детей в промышленно развитых странах мира.

Команда учёных из Медицинской школы Гроссмана Нью-Йоркского университета разделила мышей на три группы. Одна группа беременных мышей подвергалась воздействию пенициллина в течение недели до родов. Вторая группа мышей подвергалась воздействию пенициллина в течение недели после родов. Третья группа мышей, контрольная, не получала антибиотиков.

Учёные вводили мышам пенициллин в дозах, соответствующих тем, которые получают люди. Затем группа исследователей сравнила состав микробов у детёнышей двух групп, подвергшихся воздействию пенициллина, с составом микробов у детёнышей контрольной группы.

Воздействие малых доз пенициллина нарушает микробиом

Учёные обнаружили, что воздействие даже малых доз пенициллина изменяет состав микробиома мышей. В частности, у детёнышей, подвергшихся воздействию антибиотиков, значительно уменьшилось количество полезных бактерий, лактобацилл, среди других видов бактерий и значительно увеличилось количество энтерококков, энтеробактерий и псевдомонад.

Далее учёные обнаружили, что эти изменения были связаны с изменениями в экспрессии генов в мозге мышей, подвергшихся воздействию. Самое тревожное, пожалуй, то, что эксперимент показал, что у мышей, подвергшихся воздействию антибиотиков, были нарушены многочисленные пути, имеющие решающее значение для нормального нейроразвития.

Поскольку дозы пенициллина были настолько малы, исследователи утверждают, что маловероятно, что наблюдаемые ими воздействия на мозг стали прямым результатом воздействия самих антибиотиков. По их мнению, наблюдаемые у мышей изменения в мозге были вызваны изменениями в их микробиоме.

Другими словами, из-за воздействия антибиотиков «нарушается ось кишечник-мозг, приводя к организационным эффектам, которые необратимо изменяют структуру и функции мозга», — утверждают учёные.

Далее они сделали вывод, что воздействие антибиотиков в раннем возрасте может нанести аналогичный вред развивающемуся мозгу младенцев.

«Результаты показывают, что воздействие антибиотиков на человека в раннем возрасте может влиять не только на его микробиом, но и на экспрессию генов в важнейших структурах мозга, включая лобную кору и миндалины, которые уязвимы к перинатальным повреждениям», — пишут учёные.

«Эти первые результаты требуют дальнейшего подтверждения, но предполагают необходимость изменения парадигмы использования антибиотиков в раннем возрасте. Хотя антибиотики не считаются настолько потенциально серьёзным тератогеном ЦНС (центральной нервной системы), как алкоголь, кокаин или токсоплазмоз… их употребление в раннем возрасте может привести к неожиданным последствиям».

Доктор Роберт Заджак — педиатр из Иден Прери (Миннесота, США), который не участвовал в исследовании, считает полученные результаты тревожными, но не удивительными. По словам Заджака, он со своей командой врачей старается не использовать антибиотики без крайней необходимости.

«Иногда мы рекомендуем антибиотики, когда количество вредных бактерий превышает способность иммунной системы к самокоррекции. Но тот же антибиотик (или, что ещё хуже, другие антибиотики, которые используются без пользы, оправдывающей риск) может нанести ущерб здоровому и полезному микробиому, нарушив микрофлору кишечника на месяцы или даже годы», — сказал Заджак.

Воздействие антибиотиков до рождения

Для многих детей воздействие антибиотиков обычно начинается ещё до рождения. На самом деле, есть доказательства того, что значительная часть детей в США получают антибиотики до, во время или сразу после рождения.

В одной из обзорных статей, опубликованной в 2015 году в журнале Pharmacotherapy, говорится, что антибиотики составляют почти 80% всех лекарств, которые могут быть назначены женщине во время беременности, и что от 20 до 25% беременных женщин используют антибиотики для лечения инфекций мочевыводящих путей, заболеваний, передающихся половым путём, и инфекций верхних дыхательных путей.

В то же время Центры по контролю и профилактике заболеваний (CDC) в настоящее время рекомендуют давать профилактические антибиотики всем роженицам, у которых обнаружен стрептококк группы В. Заболевания, вызванные стрептококком группы В, остаются относительно редкими (примерно 1 на 600 живорожденных).

Однако другое исследование, в котором приняли участие более 7500 беременных женщин, показало, что почти треть беременных женщин получали антибиотики. В этом исследовании, опубликованном в марте 2013 года в журнале «Акушерство и гинекология», только у 13% беременных женщин были выявлены факторы риска развития стрептококка группы В, но 31% участниц всё равно получали профилактические антибиотики.

Хотя исследование 2013 года подчёркивало успех пренатального использования антибиотиков для предотвращения стрептококковой инфекции группы В, которая может быть опасной или даже смертельной для новорожденных, содержащиеся в нём данные свидетельствуют о том, что мы назначаем антибиотики беременным женщинам гораздо чаще, чем это необходимо.

По данным CDC 31,7% всех родов в США происходит путём кесарева сечения. При хирургических родах почти всегда назначаются внутривенные профилактические антибиотики, якобы для предотвращения материнской инфекции. Если приём этих антибиотиков начинается во время родов или в любое время до пережатия пуповины младенца, ребёнок также подвергается воздействию антибиотиков.

Ребёнок также будет подвержен воздействию антибиотиков через материнское молоко, поскольку многие антибиотики выделяются в грудном молоке в заметных количествах.

Ложное представление о безопасности

Долгое время считалось, что применение антибиотиков до или во время родов оказывает минимальное негативное воздействие на младенцев. Однако исследования, утверждающие, что они безопасны, касались только самых очевидных, краткосрочных последствий чрезмерного использования антибиотиков, таких как увеличение числа случаев молочницы (избыточный рост дрожжей, обычно сдерживаемый здоровым микробиомом). В этих старых исследованиях не изучались более долгосрочные последствия для здоровья.

Но в последние годы рецензируемые научные исследования связали воздействие антибиотиков с повышенным риском ожирения, повышенным риском астмы, более частыми случаями заболеваний кишечника и даже ювенильного артрита.

В то же время растущее число исследований показывает важность здорового микробиома у младенцев. И хотя это может показаться нелогичным, микробиом особенно важен для работы мозга. Мозг содержит около 100 миллиардов нейронов. Эти нейроны взаимодействуют друг с другом посредством электрических и химических сигналов.

По мере развития мозга ребёнка нейроны образуют связи с тысячами других нейронов. Этот процесс продолжается с уменьшающейся скоростью на протяжении всей нашей жизни. Учёные всё больше понимают, что здоровый микробиом кишечника необходим нашему мозгу для правильной передачи сигналов.

Теперь эксперты считают, что связь между центральной нервной системой и внутренней нервной системой желудочно-кишечного тракта, которая стала известна как «ось кишечник-мозг», имеет решающее значение не только для правильного пищеварения и правильного функционирования мозга, но и для общего здоровья.

«Существуют чёткие доказательства того, что кишечник может оказывать глубокое воздействие на мозг, и микрофлора кишечника — часть этого процесса», — говорит доктор Элизабет Мампер, педиатр с частной практикой в Линчбурге (Вирджиния, США), специализирующаяся на расстройствах мозга.

«Мы знаем, что определённая флора в кишечнике может производить продукты метаболизма, которые передают химические сообщения в мозг, изменяя чувства, эмоции и потенциально изменяя познание».

Похоже, что раннее воздействие антибиотиков меняет метаболизм и приводит к воспалениям, что, в свою очередь, может повлиять на структуру мозга, его функции и экспрессию генов.

Исследование, проведённое группой учёных из Миннесоты в сентябре 2020 года, показало, что по сравнению с контрольной группой у младенцев, подвергшихся воздействию антибиотиков после рождения, в возрасте 1 месяца наблюдались проблемы со слухом и памятью.

«Мы также знаем, что микрофлора кишечника, развивающаяся в первую тысячу дней жизни, оказывает глубокое влияние на шансы ребёнка получить хронические заболевания в более позднем возрасте, — сказала Мампер. — В целом, чем разнообразнее микрофлора кишечника, тем меньше вероятность того, что у ребёнка впоследствии возникнут хронические заболевания, а антибиотики уничтожают часть хорошей микрофлоры кишечника, что приводит к снижению её разнообразия».

Моя подруга и коллега, Зои О’Тул — защитница здоровья с дипломом бакалавра физики, работавшая инженером-электриком и программистом, давно подозревала, что чрезмерное воздействие антибиотиков сыграло роль в речевых и неврологических проблемах её детей.

«У меня двое детей подверглись значительному количеству антибиотиков при рождении — я получила две порции до рождения моей дочери Калеа и как минимум одну порцию после её рождения, а возможно, и две, для лечения мастита, — сказала О’Тул, живущая на севере штата Нью-Йорк. — Я также принимала антибиотики во время родов моего сына, а затем сам Беккет получил два курса в 5 месяцев и 15 месяцев. У обоих моих детей СДВГ, проблемы с речью, склонность к дислексии и повышенная тревожность».

Лучшие результаты

В исследовании, опубликованном в 2013 году в Североамериканском журнале медицины и науки, доктор Элизабет Мампер сама обнаружила чёткую связь между применением антибиотиков и аутизмом.

В исследовании она определила передовые методы, которые привели к тому, что в когорте из 294 детей не было поставлено ни одного диагноза аутизма (в то время как ожидалось, что их будет не менее шести, исходя из показателей аутизма CDC на тот момент).

Эти передовые методы включали минимизацию воздействия токсинов окружающей среды (пестицидов и гербицидов), максимальное грудное вскармливание, использование пробиотиков в младенчестве, консультации по питанию, ограничение использования антибиотиков, отказ от ацетаминофена (парацетамола) и вакцинацию детей по научно обоснованному, но менее агрессивному графику вакцин.

Изменение клинической практики

Согласно исследованию Нью-Йоркского университета, до 1945 года ни один ребенок в детстве не подвергался воздействию антибиотиков. Сегодня средний американский ребёнок получает около трёх курсов антибиотиков в возрасте до двух лет. Если раннее воздействие антибиотиков действительно вызывает изменения в работе мозга у большого процента детей, необходимо найти способы смягчить эти последствия.

«Наши нынешние результаты должны послужить толчком к пересмотру широко распространённых назначений антибиотиков, когда их применяют не по прямым показаниям», — пишут авторы исследования.

Как? Некоторые врачи рекомендуют лучше проводить обследование матерей на наличие факторов риска стрептококка группы В, чтобы тысячи детей не подвергались ненужному воздействию антибиотиков для предотвращения одного или двух случаев заболевания.

Другие говорят, что сокращение числа ненужных кесаревых родов также поможет снизить чрезмерное использование антибиотиков. ВОЗ рекомендует ограничить число кесаревых родов 10-15% родов с высоким риском, однако в некоторых американских больницах частота кесарева сечения достигает 70%, согласно исследованию Университета Миннесоты.

Эти избыточные операции могут вызвать множество осложнений для здоровья как матери, так и ребёнка, в дополнение к проблемам, связанным с воздействием антибиотиков на младенцев.

И педиатры рекомендуют найти эффективные меры для лечения кишечника тех младенцев, которые действительно нуждаются в раннем приёме антибиотиков. По словам Мампер, молодых мам поощряют кормить исключительно грудью, способствуя образованию полезных бактерий в кишечнике ребёнка. Мампер также рекомендует многоштаммовые пробиотики для младенцев, подвергшихся воздействию антибиотиков.

Но, возможно, самая важная тактика — это сочетание профилактики и питания.

«Очень важно не перекармливать детей в первые тысячи дней жизни ,— говорит Мампер. — А также действительно работать над их питанием, так [чтобы] когда вы только начинаете их кормить, они привыкали к горьким вкусам и ферментированным продуктам. Сахар — враг здоровой микрофлоры кишечника, поэтому важно помочь ребёнку развить вкусовые ощущения, чтобы он не предпочитал только сладкие продукты».

Дженнифер Маргулис — доктор философии, отмеченная наградами журналист и автор книги «Твой ребёнок, твой путь: ответственность за свою беременность, роды и родительские решения для более счастливой и здоровой семьи». Она лауреат программы Фулбрайта и мать четверых детей, работала в кампании за выживание детей в Западной Африке, выступала за прекращение детского рабства в Пакистане на телевидении в прайм-тайм во Франции и преподавала постколониальную литературу в школах города Атланты. Узнайте больше о ней на JenniferMargulis.net.