Ускоренное развитие двухлетних мальчиков связали с кишечными бактериями рода Bacteroides

Исследователи из Канады и Китая обнаружили, что годовалые младенцы с преобладанием бактерий рода Bacteroidetes в кишечном микробиоме имели более развитые когнитивные и языковые навыки в возрасте двух лет, особенно это наблюдалось у мальчиков. Ученые заметили эту связь, проанализировав состав и количество кишечных бактерий 405 младенцев. Работа опубликована в журнале Gut Microbes.

Известно, что микробиом кишечника играет важную роль в ключевых процессах в мозге, связанных с его развитием. Например, исследование 2015 года продемонстрировало, что состав кишечного микробиома влияет на темперамент детей. А исследование 2018 года с участием 89 двухлетних младенцев показало, что изобилие бактерий рода Bacteroidetes связано с ускоренным умственным развитием. Кроме того, малое количество этих бактерий в микробиоте кишечника характерно для детей с аутизмом в возрасте 2–3 лет. 

Теперь ученые во главе с педиатром Анитой Козырски (Anita L. Kozyrskyj) из Университета Альберты в Эдмонтоне решили провести масштабное исследование, чтобы найти взаимосвязь между составом микробиома кишечника и развитием нервной системы, а именно когнитивными, речевыми и моторными навыками. Исследователи предположили, что у младенцев с превалирующим количеством бактерий Bacteroidetes показатели развития будут лучше.

Исследователи взяли данные 405 младенцев (50,9 процентов из них были мальчиками) из исследования CHILD (Canadian Healthy Infant Longitudinal Development). Ученые включили в свою работу данные по младенцам из семей с высоким доходом, при этом матери детей были образованными. Развитие младенцев оценивалось при помощи шкалы Бейли (BSID-III) в возрасте одного года и двух лет. Секвенирование генетического материала было произведено из образцов фекалий, взятых у младенцев в возрасте одного года.

Младенцев разделили на три группы, исходя из того, какие бактерии доминировали в их кишечном микробиоме. В первую группу попали младенцы, у которых в кишечнике было много Proteobacteria, у детей во второй группе в изобилии были обнаружены Firmicutes, а у младенцев третьей группы доминировали Bacteroidetes. 

Выяснилось, что младенцы с повышенным содержанием Bacteroides и Firmicutes в кишечнике имели более развитые когнитивные и речевые навыки в возрасте двух лет по сравнению с младенцами с доминирующими Proteobacteria. У детей из третьей группы (Bacteroidetes) показатель когнитивных функций увеличился (с 1 до 2 лет) в среднем на 4,8 балла, а речевых — на 4,2 балла. Младенцы из второй группы (с преобладанием Firmicutes) продемонстрировали увеличение баллов по когнитивных навыкам на 3,8, а по речевым способностям — на 2,8.

Также ученые обнаружили, что у младенцев мужского пола с преобладанием Bacteroides на 5,9 баллов увеличился показатель когнитивного развития, а речевого — на 7,9 балла. А у мальчиков, у которых в кишечнике доминировали Firmicutes, заметно увеличился показатель языкового развития (на 5,1 балла), но не когнитивного. 

Bacteroidetes (род грамотрицательных анаэробных палочковидных бактерий семейства Bacteroidaceae) могут принимать активное участие в развитии нервной системы в период младенчества. Эти бактерии производят метаболиты, называемые сфинголипидами, которые играют важную роль в формировании нейронов. Также ученые предполагают, что преобладание Bacteroidetes может снижать численность бактерий Streptococcaceae, которые являются основной причиной сепсиса и менингита новорожденных.

Американское исследование 2019 года показало, что пересадка кишечного микробиома облегчила симптомы аутизма у 18 детей. Помимо налаживания работы желудочно-кишечного тракта, которое наблюдалось сразу же после трансплантации, ученые сообщили и о значимых поведенческих улучшениях.