Результаты могут помочь объяснить развитие летального состояния у недоношенных детей.
Свободные жирные кислоты, образующиеся при переваривании детской смеси, вызывают клеточную смерть, что может способствовать некротизирующему энтероколиту, тяжелому кишечному заболеванию, которое часто является фатальным и чаще всего встречается у недоношенных детей, согласно исследованию Калифорнийского университета, биоинженеров Сан-Диего. Их отчет, основанный на тестах in vitro, сравнивающих переваривание свежего грудного молока и девять различных детских смесей, был опубликован онлайн в журнале Pediatric Research.
Ученые давно знают, что у недоношенных детей, получающих формулу, чаще развивается некротический энтероколит, чем у грудного молока. Состояние является основной причиной смерти от желудочно-кишечных заболеваний у недоношенных детей, но основной механизм не был понят. Александр Пенн, исследователь, работающий в лаборатории микроциркуляции биоинженерии профессор Герт Шмид-Шонбейн из инженерной школы Калифорнийского университета Сан-Диего Джейкобс, считает, что они подошли ближе к ответу.
Пенн и другие ранее определили, что частично переваренная пища в зрелом, взрослом кишечнике способна убивать клетки из-за наличия свободных жирных кислот, которые обладают «моющей» способностью, которая повреждает клеточные мембраны. В кишечнике здоровых взрослых и старших детей имеется зрелый барьер слизистой оболочки, который может предотвратить повреждение из-за свободных жирных кислот. Тем не менее, кишечник более токсичен при рождении, особенно у недоношенных новорожденных, что может быть причиной того, что они более восприимчивы к некротизирующему энтероколиту.
Поэтому исследователи хотели знать, что происходит с грудным молоком по сравнению с детским питанием, когда они подвергаются воздействию пищеварительных ферментов. Они «перевариваются», in vitro, формулы для новорожденных, продаваемых на полный срок и недоношенных новорожденных, а также свежее грудное молоко человека с использованием панкреатических ферментов или жидкости из кишечника. Затем они тестировали формулу и молоко для уровней свободных жирных кислот. Они также тестировали, убили ли эти жирные кислоты три типа клеток, вовлеченных в некротизирующий энтероколит: эпителиальные клетки, которые выстилают кишечник, эндотелиальные клетки, которые строят кровеносные сосуды, и нейтрофилы, тип лейкоцитов, который является своего рода «первым ответчиком», к воспалению, вызванному травмой в организме.
В подавляющем большинстве случаев переваривание формулы приводило к клеточной смерти или цитотоксичности – менее чем за 5 минут в некоторых случаях – в то время как грудного молока не было. Например, переваривание формулы приводило к смерти от 47 до 99 процентов нейтрофилов, тогда как только 6 процентов из них погибли в результате переваривания молока. Исследование показало, что грудное молоко имеет встроенный механизм для предотвращения цитотоксичности. Исследовательская группа считает, что большинство продуктов питания, таких как формула, высвобождает высокий уровень свободных жирных кислот во время пищеварения, но это грудное молоко переваривается в более медленном, более контролируемом процессе.
В настоящее время многие отделения интенсивной терапии новорожденных перемещаются в среду без формул, но грудное вскармливание недоношенного младенца может быть сложным или физически невозможным, а поставки грудного молока донора ограничены. По словам исследователей, для удовлетворения спроса, если имеется недостаточное грудное молоко, в будущем необходимо будет разработать меньше заменителей цитотоксического молока, которые будут представлять меньший риск повреждения клеток и некротического энтероколита.
Это может принести пользу не только недоношенным новорожденным, но и полноценным новорожденным с повышенным риском развития расстройств, связанных с проблемами желудочно-кишечного тракта и более протекающих кишечников, таких как расстройство спектра аутизма. Доктор Шарон Тейлор (Dr. Sharon Taylor), профессор педиатрической медицины в Медицинской школе Калифорнийского университета в Сан-Диего и педиатрический гастроэнтеролог в Детской больнице Ради-Сан-Диего, сказала, что исследование предлагает большую поддержку уже продолжающемуся больному, включая отделения интенсивной терапии новорожденных, поощрять грудное вскармливание даже в более сложных условиях в NICU. Для пациентов, которые слишком рано или немощны для медсестры, д-р Тейлор сказал, что персонал больницы должен предоставить консультации и ресурсы, чтобы помочь матерям перекачать грудное молоко, которые можно кормить ребенка через трубку.
Исследование проводилось в сотрудничестве с доктором Тейлором Кареном Добкинсом из факультета психологии и Анджелиной Альтшулер и Джеймсом Малым из Департамента биоинженерии в Калифорнийском университете в Сан-Диего и финансировалось Национальными институтами здравоохранения (NS071580 и GM85072). Исследователи заключают, что грудное молоко обладает значительной способностью уменьшать цитотоксичность, которой не обладает формула. Следующий шаг – определить, будут ли эти результаты реплицированы в исследованиях на животных, и может ли вмешательство предотвратить нежелательные жирные кислоты, вызывающие повреждение кишечника или смерть от некротизирующего энтероколита.