Главная Публикации по категориям Для специалистов  Нарушение микробной экологии кишечника

 Нарушение микробной экологии кишечника

Для специалистов 04 октября 2019

Взгляды на проблему и пути решения.

к.м.н. Бовбель И.Э.   

Ключевые слова: микробиота, синдром избыточного бактериального роста, дисбиоз, пробиотики, Нормобакт  

Микробиоценоз (нормобиоценоз) – это совокупность сообщества микроорганизмов, колонизирующих желудочно-кишечный тракт здорового человека и характеризующихся определенным количественным и качественным (видовым) составом в различных местах его обитания (биотопах), которое поддерживается механизмами аутостабилизации. Состав микробной популяции кишечника отражает способность адаптации организма к особенностям питания и образа жизни, климатическим факторам. Изменение состава микрофлоры является патогенетическим звеном в цепи патологических изменений в желудочно-кишечном тракте, отражением состояния его микроэкологии [8]. Можно выделить целый ряд заболеваний и синдромов, которые трактуются как нарушение микробиоценоза кишечника: синдром избыточного бактериального роста в тонком кишечнике (синонимы: blind loop, contaminated small bowel (англ.), bacterielle Fehbesidlung (нем.) и др.), антибиотик-ассоциированная диарея, дисахаридазная недостаточность, диарея путешественников, стафилококковый энтерит, кандидоз кишечника и пр. Под синдромом избыточного бактериального роста подразумевают колонизацию толстокишечной бактериальной флорой верхних отделов кишечника, что приводит к повреждению слизистой и нарушению всасывания нутриентов [1, 2, 7, 11]. Многочисленные исследования русскоязычных педиатров и гастроэнтерологов посвящены преимущественно изучению микробиоценоза толстой кишки, только в некоторых работах проводился микробиологический анализ с учетом структуры микробного пейзажа других биотопов [3, 4, 5, 7, 8]. Дисбиоз кишечника определяют как клинико-лабораторный синдром, развивающийся вторично при ряде заболеваний и клинических ситуаций, который характеризуется изменением качественного и/или количественного состава нормофлоры, метаболическими и иммунными нарушениями, сопровождающимися у части пациентов клиническими симптомами [4, 7]. Следует отметить, как термины «синдром избыточного бактериального роста» и «дисбиоз» не являются синонимами, поскольку отражают нарушение биоценоза в различных биотопах кишечника. Однако эти понятия близки между собой, поскольку в целом характеризуют нарушение микробиоты кишечника. Между дисбиозом толстой кишки и развитием избыточного бактериального роста в тонкой кишке существует определенная патогенетическая связь, поскольку повышенная микробная контаминация верхних отделов кишечника развивается в значительной части случаев за свет проникновения микрофлоры из толстой кишки, особенно при нарушении функции или структуры илеоцекального клапана [1, 2, 8].

Фоном для развития нарушения микробиоценоза кишечника служат состояния, сопровождающиеся нарушением переваривания пищи, пассажа внутрипросветного содержимого; изменением иммунологической реактивности организма, ятрогенные воздействия на микрофлору кишечника [1, 2, 24, 26]. Наиболее выраженное отрицательное влияние на нормальную микрофлору оказывают антибиотики. Нарушения микроэкосистемы кишечника возникают и при назначении обволакивающих, адсорбирующих, антисекреторных, желчегонных, ряда слабительных лекарственных средств. При состояниях, сопровождающихся синдромом мальабсорбции и мальдигестии (врожденный дефицит ферментов, панкреатит, глютеновая энтеропатия, энтериты), невсосавшиеся вещества служат питательной средой для размножения патогенных микроорганизмов. Благоприятные условия для нарушения «бактериального равновесия» создаются при нарушении пассажа внутрипросветного содержимого (формирование межкишечных свищей, при оперативных вмешательствах), изменении двигательной активности кишечника (запоры или диарея), кишечной непроходимости. При иммунодефицитных состояниях утрачивается регулирующее влияние со стороны организма нарушается поддержание нормального состава кишечной микрофлоры. Пожалуй, в качестве единственной самостоятельной нозологической формой избыточного бактериального роста в кишечнике является псевдомембранозный колит, обусловленный продукцией токсинов Clostridium difficile.

Нарушение микробиоценоза кишечника является причиной 50% случаев хронической диареи у детей грудного возраста. Частота выявления избыточного роста бактерий в тонкой кишке при различных заболеваниях желудочно-кишечного тракта (хронический гастрит, язвенная болезнь, хронический холецистит, воспалительные заболевания кишечника, синдром раздраженного кишечника и др.) варьирует от 70 до 97% [1, 6, 11]. Недавно проведенное рандомизированное плацебо-контролируемое исследование показало, у детей и подростков от 8 до 18 лет с хроническими рецидивирующими болями в животе избыточный рост бактерий в кишечнике диагностируется чаще [13].

Разные отделы желудочно-кишечного тракта на его протяжении существенно отличаются по скорости прохождения химуса, условиям рН и т.д., поэтому распределение микроорганизмов имеет свои достаточно строгие закономерности. Последние исследования клиницистов и микробиологов показали, что в желудке, несмотря на кислую среду и высокую протеолитическую активность, количество мукозной микрофлоры, обладающей адгезивностью (в отличие от Helicobacter pylori) и уреазной активностью, может достигать 103-104/мл. S.Ross и соавт. удалось идентифицировать новые виды Lactobacillus, колонизирующих желудок здорового человека (L. gastricus, L. antri, L. kalixensis и L. ultenensis), приспособившихся, подобно Helicobacter pylori, к кислой среде желудка. Количество микрофлоры в двенадцатиперстной кишке здорового человека не превышает 104/мл (стрептококки, стафилококки, микрококки, пептострептококки, лактобациллы, дрожжеподобные грибы). В дистальном отделе подвздошной кишки, прилегающей к илеоцекальному клапану, количество микробиоты и ее видовой состав существенно увеличивается (энтерококки, кишечная палочка, лактобактерии, бактероиды, бифидобактерии) и составляет 105-108/мл кишечного содержимого. Наибольшая концентрация микроорганизмов наблюдается в толстой кишке - 1010-1011/г содержимого. По составу микробных ассоциаций различают: 1) облигатную (индгенную) микрофлору, которая является наиболее многочисленной и составляет более 90% всех микроорганизмов, колонизирующих толстую кишку (Bifidobacteria, Lactobacillus, Bacteroides, негемолитическая Esherichia coli); 2) факультативную микрофлору: 9,5% (Enterobacteriaceae, Proteus, Peptostreptococcus, Staphylococcus, Streptococcus, Bacteroides и др.); 3) транзиторную микрофлору: 5% (Clostridium, грибы рода Candida, и др.). Распределение различных представителей микробиоты в толстой кишке неравномерно. Бифидобактерии колонизируют преимущественно слепую, восходящую и нисходящую ободочную кишку, лактобактерии – все отделы толстой кишки, за исключением прямой, кишечная палочка – все ее отделы, условно-патогенные штаммы – нисходящую ободочную и сигмовидную кишку [4, 7, 8].

По локализации выдеяютл пристеночную (мукозную, М-микофлору) и внутрипросветную (П-микрофлору) флору. М-микрофлора фиксирована на эпителиоцитах толстой кишки с образованием микроколоний, которые защищены от внешних воздействий биопленкой, в состав которой входят экзополисахариды микробного происхождения и муцин. М-микрофлоры примерно в 6 раз больше, чем полостной, ее состав представлен главным образом бактериями семейств Lactobacillus и Bifidobacteria, которые обуславливают колонизационную резистентность кишки, конкурируя с условно-патогенными микроорганизмами за взаимодействие с рецепторами эпителия [16]. Внутрипросветная кишечная флора, наряду с бифидо- и лактобактериями, включает и других обитателей кишечника [20]. Виды лактобацилл, населяющих кишечник, включают: L.acidophilus, L.casei, L.plantarium, L.fermentum, L. salivarius, L. rhamnosus, L. reuteri. В толстой кишке существенно превалируют бифидобактерии , среди них выделяют B. bifidum, B. longum, B. adolescentis, B. infantis. Важной характеристикой лактобацилл и бифидобактерий является выработка большого количества короткоцепочных жирных кислот; продукция лизоцима, бактероидов, спиртов, молочной кислоты, спирт, реутерина, плантарицина, лактоцидина и лактолина, обладающих высокой антагонистической активностью по отношению к патогенным микроорганизмам. Благодаря выработке жирных кислот происходит регуляция рН внутрикишечного содержимого. Молочная и уксусная кислота способствуют усилению процессов всасывания в стенке кишечника ионов кальция, железа, витамина D; стимулируют фагоцитарную активность нейтрофилов, макрофагов, синтез интерферонов, интерлейкина-1 и фактора некроза опухоли-α, препятствуют деградации секреторного иммуноглобулина А. Лактобактерии и бифидобактерии синтезируют аминокислоты, белки, витамины В1, В26, В12, Вс), К, никотиновую и фолиевую кислоты; вещества с антиоксидантной активностью [3, 4, 5].

Среди облигатно-анаэробных микроорганизмов толстого кишечника важная роль принадлежит негемолитической кишечной палочке, обладающей большим спектром функциональных свойств. E.coli инициирует синтез секреторных иммуноглобулинов, способных за свет перекрестных реакций взаимодействовать с патогенными микроорганизмами, относящимися к семейству энтеробактерий, участвует в синтезе витаминов, обмене холестерина, билирубина, холина, желчных и жирных кислот. Энтерококки (Enterococcus avium, faecalis, faecium) стимулируют местный иммунитет за счет активации B-лимфоцитов и повышения синтеза JgA, высвобождения интерлейкинов1-b и -6-g-интерферона. Для характеристики значимости метаболической активности микробных популяций для гомеостаза человека в целом определяют микроорганизм-ассоциированную интегральную функцию MAIF (microflora-associated integral function) – параметр, являющийся конечным этапом каскадных реакций взаимодействия хозяина и его микрофлоры [9]. Выделяют следующие MAIF: участие в водно-солевом обмене, поддержании рН и регуляции анаэробиоза; участие в метаболизме углеводов, белков, липидов, а также в рециркуляции желчных кислот, стероидов и др. макромолекул; продукция биологически активных соединений (летучих жирных кислот, витаминов, гормонов, токсинов, антибиотиков и др.); иммуногенное действие; обеспечение колонизационной резистентности и предотвращение транслокации патогенных микроорганизмов; детоксикация эндогенных и экзогенных субстратов и метаболитов; антимутагенное действие; хранилище микробных плазмидных и хромосомных генов и др. [4, 5, 9].

В диагностике синдрома избыточного бактериального роста в тонком кишечнике используются посев аспирата тощей кишки, полученный при эндоскопическом исследовании, на бактериальные среды. Микробиологическим критерием является увеличение степени микробной обсемененности свыше 104 КОЕ/г (при биопсии слизистой) или более 105 КОЕ/мл аспирата из тощей кишки, редукция лактобацилл [1, 2, 11]. Исследование аспирата из тонкой кишки имеет ограниченные возможности из-за возможности локального (очагового) процесса избыточного бактериального обсеменения, вероятности попадания бактерий из полости рта, трудностей в проведении исследования. Дыхательные водородные тесты являются неинвазивными и диагностически достаточно информативными (14С-D и 13С-D ксилозный тесты и др.) [1, 14]. Кроме перечисленных методов диагностики избыточного бактериального роста в тонком кишечнике, показано исследование функций тонкой кишки, в первую очередь моторной и пищеварительной [1, 2, 6].

Лабораторная диагностика нарушений микробиоценоза толстого кишечника (дисбиоза) включает: копрологическое исследование, состав короткоцепочных жирных кислот, стандартные биохимические исследования кишечного содержимого, биохимический экспресс-метод, высоковольтный электрофорез на бумаге, ионную и жидкостную хроматографию [5]. Ряд исследователей считает, что микрофлора, определяемая в фекалиях, представляет собой интегральное отображение всей пристеночной и внутрипросветной микрофлоры толстой кишки, а не только ее дистальных отделов [4, 5, 8]. Дисбиоз диагностируется по следующим микробиологическим критериям: снижение бифидобактерий менее 108 КОЕ/г, снижение лактобацилл менее 106 КОЕ/г, увеличение эшерихий с измененными свойствами более 108 КОЕ/г, появление гемолитической флоры, обнаружение условно-патогенных грамотрицательных палочек (представителей рода Klebsiella, Proteus, Pseudomonas и др.), наличие облигатных бактерий, являющихся экзогенным этиологическим фактором кишечных инфекций [4, 5]. Для детальной оценки состава кишечной микрофлоры в настоящее время используют молекулярные технологии (флюоресцентная гибридизации in situ – FISH). Информативным является метод, основанный на сепарации в геле специфической последовательности ампликонов 16-РНК (или ДНК) [5]. Метод газовой хроматографии в сочетании с масс-спектрометрией основан на определении компонентов бактериальных клеток, появляющихся в результате их естественного отмирания или атаки компонентов иммунной системы. В качестве маркеров используют минорные липидные компоненты мембран микробов. По их содержанию и количеству можно в течение нескольких часов определить до 170 видов аэробных и анаэробных бактерий и грибов в различных биологических средах. При многих преимуществах этого метода, к недостаткам можно отнести особенности компьютерной обработки, большая стоимость исследования и др. [3].

Лечебная тактика при нарушении микробной экологии кишечника определяется степенью выраженности клинических проявлений и изменениями микробиоты, транслокацией бактерий в другие биотопы. При отсутствии полноценного эффекта от патогенетической терапии проводится селективная микробная деконтаминация кишечника лекарственными средствами, избирательно подавляющими рост чужеродной флоры и не влияющими на нормофлору [1, 2, 6, 13]. С целью нормализация состава кишечной микрофлоры назначаются пробиотики [5, 7, 20, 26]. Пробиотики – это живые микроорганизмы, которые при использовании в адекватных количествах оказывают положительный эффект на здоровье макроорганизма [28]. Термин «пробиотики в настоящее время применяют преимущественно для обозначения фармакологических препаратов или биологически активных добавок (БАД), содержащих предположительно полезные штаммы нормальной микрофлоры человека или микробные метаболиты. В клинической практике в качестве пробиотиков обычно используются грамположительные кисломолочные бактерии (Lactobacillus acidophilus, L.casei, L.lactis, L.plantarum, L.reuteri, L.rhamnosus, L.salivarius, L.johnsonii) и различные бифидобактерии (Bifidobacteriumanimalis, B.infantis, B.lactis, B.longum, B.breve). Накопленные в настоящее время данные свидетельствуют, что пробиотики оказывают штамм-специфичные эффекты. Поэтому позитивные эффекты, оказываемые определенным штаммом, нельзя приписывать другим, даже если они принадлежат к тому же виду микроорганизмов [12]. L. rhamnosus относится к роду Lactobacillus (семейство Lactobacillaceae). Штамм L. rhamnosus ATCC 53103 (синонимы Lactobacillus GG и LGG) был выделен из кишечника здорового человека в 1983 г. и запатентован в 1985 г S. Gorbach и B. Goldin [22]. Данный штамм устойчив к воздействию соляной кислоты желудочного сока и желчи, поэтому после приема внутрь L. rhamnosus GG остается жизнеспособным при прохождении через желудочно-кишечный тракт, обладает высокой способностью адгезии к эпителию слизистой оболочки кишечника и продуцирует молочную кислоту [12, 15]. Эффективность использования L. rhamnosus GG при различных нозологических формах, в том числе и в педиатрической практике, продемонстрирована в целом ряде клинических исследований. Применение пробиотиков для лечения и профилактики антибиотик-ассоциированной диареи (ААД) обосновано с точки зрения патогенеза данного состояния [19]. В исследовании T. Arvola и соавт. 167 детей в возрасте от 2 недель до 13 лет (в среднем 4,5 года), получавших антибиотики по поводу инфекций дыхательных путей, были рандомизированы на применение L. rhamnosus GG или плацебо в течение 2 недель с момента начала антибактериальной терапии. Как оказалось, в группе применения лактобактерий отмечалось снижение частоты диареи на ~70% по сравнению с плацебо (5 и 16%, соответственно) [10]. Аналогичный результат был получен в другом исследовании с участием 202 детей в возрасте от 6 месяцев до 10 лет, получавших антибиотики внутрь: использование L. rhamnosus GG одновременно с антибиотиками привело к сокращению частоты развития диареи [25]. По данным мета-анализа, посвященного оценке роли различных пробиотиков в профилактике ААД у детей, использование L. rhamnosus GG снижает риск развития диареи на 71% [18]. Похожие результаты были получены еще в двух мета-анализах, в соответствии с которыми наиболее перспективными пробиотиками, продемонстрировавшими свою эффективность в профилактике ААД у детей, являются L. rhamnosus GG и S. boulardii [23]. Применение Lactobacillus rhamnosus GG снижает продолжительность диареи при гастроэнтеритах у детей [27].

В настоящее время штамм L. rhamnosus GG входит в состав целого ряда пробиотических и кисломолочных продуктов, в том числе и для детского питания, распространенных в странах Европы и США. Кроме этого, существуют биологические добавка к пище, содержащие данный пробиотический штамм. Нормобакт-L – симбиотик, в состав которого входят Lactobacillus rhamnosus GG (oдно саше 3 г содержит 4х109 КОЕ лиофилизированных бактерий) и пребиотический компонент фруктоолигосахарид. Пребиотик в составе Нормобакт-L удлиняет период жизни бактерий, облегчает колонизацию кишечника, формирует защитную биоплёнку. Рандомизированные клинические исследования и мета-анализы их результатов свидетельствуют об эффективности пробиотического штамма L. rhamnosus GG в терапии детей с состояниями, сопровождающимися нарушением микробиоценоза кишечника [10, 16, 19, 23. 27]. Благоприятный профиль безопасности позволяет широко применять данные пробиотические штаммы микроорганизмы практически у всех категорий пациентов.

Литература  

  1. Ардатская, М.Д. Синдром избыточного бактериального роста и нарушение процессов пищеварения и всасывания / М.Д. Ардатская. – Поликлиника. – 2009. – № 2.– С. 38-40
  2. Белоусова, Е.А. Синдром избыточного бактериального роста тонкой кишки в свете общей концепции о дисбактериозе кишечника. Взгляд на пробему / Е.А. Белоусова. – Фарматека. – – № 2 – С. 13-18.
  3. Бондаренко, В.М. Дисбактериоз кишечника как клинико-лабораторный синдром: современное состояние проблемы: руководство для врачей / В.М., Бондаренко, Т.В Мацулевич. – М.: ГЭОТАР-Медиа. – – 304 с.
  4. Воробьев, А.А. Дисбактериозы у детей: учебное пособие для врачей и студентов/ А.А. Воробьев и др. – Москва: КМК Лтд. – 1998. – 64 с.
  5. Корниенко, Е.А. Современный подход к коррекции кишечной микрофлоры у детей: Методическое пособие для врачей / Е.А. Корниенко. – С.Пб. – 2007. – 55с.
  6. Маев, И.В. Терапевтическая тактика при синдроме избыточного бактериального роста в тонкой кишке / И.В Маев., А.А Самсонов. – Consilium Medicum. – 2007. – № 7. – С. 44–50.
  7. Хавкин, А.И. Нарушения микроэкологии кишечника. Принципы коррекции: Методические рекомендации / А.И. Хавкин. – Москва. – – 38 с.
  8. Циммерман, Я. С. Эубиоз и дисбиоз желудочно-кишечного тракта: мифы и реалии // клиническая медицина. – 2013. - № 1. – С 4-9.
  9. Шендеров, Б.А. Медицинская микробная экология. Т II. Социально-экологические и клинические последствия дисбаланса микробной экологии человека и животных. М.: ГРАНТЪ, 1998. –- 416 с.
  10. Arvola T., Laiho K., Torkkeli S. et al. Prophylactic Lactobacillus GG reduces antibiotic-associated diarrhea in children with respiratory infections: a randomized study // Pediatrics. –1999; 104 (5): 64.
  11. Bures J. Small intestinal bacterial overgrowth syndrome / J. Bures, Cyrany, D. Kohoutova. - World J. Gastroenterol. – 2010. – Vol. 16. – P. 2978-2990.
  12. Conway P. L., Gorbach S. L., Goldin B. R. Survival of lactic acid bacteria in the human stomach and adhesion to intestinal cells // J. Dairy. Sci. –1987; 70 (1): 1-12.
  13. Collins, B.S. Double-blind, placebo-controlled antibiotic treatment study of small intestinal bacterial overgrowth in children with chronic abdominal pain / B.S, H.C.Lin. - J Pediatr Gastroenterol Nutr. – 2011. – Vol. 52(4): – P. 382-386.
  14. Dellert S.F. The 13C-xylose breath test for the diagnosis of small bowel bacterial overgrowth in children / Dellert S.F., Nowicki M.J., Farrell M.K., Delente J., Heubi J.E. - Pediatr Gastroenterol Nutr. – 1997 – Vol. 25(2). – P.
  15. Gorbach S. L., Goldin B. R. Lactobacillus strains and methods of selection // US Patent. N 4839281.
  16. Isolauri E. Dietary modification of atopic disease: Use of probiotics in the prevention of atopic dermatitis // Curr. Allergy.Asthma. Rep. – 2004; 4 (4): 270-5.
  17. Lauritano, E.C. Small intestinal bacterial overgrowth recurrence after antibiotic therapy/ C. Lauritano, M. Gabrielli, E. Scarpellini. –.Am. J. Gastroenterol. – 2008. – Vol. 103. – P. 2031-2035.
  18. Johnston B. C., Supina A. L., Vohra S. Probiotics for pediatric antibiotic-associated diarrhea: a meta-analysis of randomized placebo-controlled trials // CMAJ. –2006; 175 (4): 377-83.
  19. Plummer S., Weawer M., Dee P. et al. Clostridium difficile pilot study: effects of probiotic supplementation on the incidence of C. difficile diarrhea // Int. Мicrobiо –2004; 7 (1): 59-62.
  20. Reid G., Jass J., Sebulski M. T. et al. Potential uses of probiotics in clinical practice // Clin. Microbiol. Rev. – 2003; 16 (4): 658-
  21. Salminen S., Benno Y., de Vos W. Intestinal colonisation, microbiota and future probiotics? // Asia Pac. J. Clin. Nutr. – 2006; 15 (4): 558-62.
  22. Silva M., Jacobus N. V., Deneke C. et al. Antimicrobial substance from a human Lactobacillus strain // Antimicrob. Agents. Chemother. –1987; 31 (8): 1231-
  23. Szajewska H., Ruszczynski M., Radzikowski A. Probiotics in the prevention of antibiotic-associated diarrhea in children: a metaanalysis of randomized controlled trials // J. Pediatr. – 2006; 149 (3): 367-
  24. Toskes, P. Bacterial overgrowth of the gastrointestinal tract / P. Toskes. - Adv. Intern. Med. – 1993. – Vol. 38. – P. 387-
  25. Vanderhoof J. A., Whitney D. B., Antonson D. L. et al. Lactobacillus GG in the prevention of antibiotic-associated diarrhea in children // J. Pediatr. – 1999; 135 (5): 564-8.
  26. Vanner, S. The small intestinal bacterial overgrowth – Irritable bowel syndrome hypothesis: Implications for treatment / S. Vanner. – Gut. – 2008. – Vol. 57. – N 9. – P. 1315-1321.
  27. Van Niel C. W., Feudtner C., Garrison M. M. et al. Lactobacillus therapy for acute infectious diarrhea in children: a metaanalysis // Pediatrics. — 2002; 109 (4): 678-
  28. World Gastroenterology Organization practice guideline: Probiotics and prebiotics // Arab. J. Gastroenterology. – 2009; 10 (1): 33-42.
Наверх