микробиоценоз кишечника что это такое
Микробиоценоз желудочно-кишечного тракта: современное состояние проблемы
Определите значение слов, и вы избавите свет от половины его заблуждений. Декарт Афоризм, вынесенный в эпиграф данной статьи, как нельзя лучше отражает состояние проблемы по дисбиозам, поскольку до сих пор остается множество вопросов.
Определите значение слов,
и вы избавите свет от половины его заблуждений.
Декарт
Афоризм, вынесенный в эпиграф данной статьи, как нельзя лучше отражает состояние проблемы по дисбиозам, поскольку до сих пор остается множество вопросов. Врачи нередко используют в качестве синонимов термины «дисбактериоз», «дисбиоз», «микроэкология кишечника», «микробиоценоз кишечника», которые, в строго научном плане, не эквивалентны. Принципиальный вопрос даже не в используемых терминах, а в понимании сути проблемы и ее общебиологического значения. Его решение позволит более обоснованно и нацеленно проводить терапию, направленную на коррекцию микробиоценоза.
Общие представления о нормальном микробиоценозе ЖКТ
Однако бактерии неравномерно распределены в ЖКТ. Если в желудке плотность микробной колонизации невелика и составляет всего около 103–104 КОЕ/мл, а в подвздошной кишке — 107–108 КОЕ/мл, то уже в области илеоцекального клапана в ободочной кишке градиент плотности бактерий достигает 1011–1012 КОЕ/мл [15]. Несмотря на столь обширное разнообразие видов бактерий, обитающих в ЖКТ, большинство могут идентифицироваться только молекулярно-генетически [13].
Среди бактерий-комменсалов, культивированных из ЖКТ, более 99,9% являются облигатными анаэробами, из которых доминирующими представителями являются: Bacteroides, Bifidobacterium, Eubacterium, Lactobacillus, Clostridium, Fusobacterium, Peptococcus, Peptostreptococcus, Escherichia и Veillonella [16]. Состав обнаруживаемых бактерий в различных отделах ЖКТ весьма вариабелен. В зависимости от частоты и постоянства обнаружения бактерий, вся микрофлора подразделяется на три группы (табл. 1).
Индивидуальность и стабильность микробиоценоза ЖКТ в физиологических условиях у человека является одной из характерных черт. Механизмы поддержания стабильности качественных и количественных параметров индигенной микрофлоры, несмотря на перманентное поступление экзогенных микроорганизмов с водой и пищей, пока до конца не выяснены. Среди ведущих факторов, обеспечивающих такую стабильность, традиционно рассматривают естественные природные защитные системы, которые обеспечивают в том числе и неспецифическую противоинфекционную резистентность (табл. 2).
Хотя структурно-функциональное значение этих систем в обеспечении стабильности микробиоценоза изучено не в равной степени, имеющиеся клинические наблюдения наглядно свидетельствуют о том, что нарушения их функциональной активности закономерно сопровождаются изменением состава флоры. Особенно велико влияние нормальной кислотности желудочного сока, обеспечивающего минимальное поступление экзогенных микроорганизмов в тонкую кишку [17].
Кроме этого, развитие концепции микробного сообщества (микробиоты) подразумевает наличие между микроорганизмами регуляторных влияний, позволяющих им координированно участвовать в процессах, происходящих в определенных биотопах (в частности, в ЖКТ). Одним из ключевых механизмов межклеточного взаимодействия между бактериями является механизм quorum sensing («чувство кворума»), впервые описанный в 1999 г. [18], но фактически совершенно не изученный в индигенной микрофлоре ЖКТ.
Клинические аспекты нарушений микробиоценоза ЖКТ
Современные исследования свидетельствуют, что облигатная микрофлора ЖКТ непосредственно участвует во многих жизненно важных процессах макроорганизма внутри самого пищеварительного тракта, а также оказывает многочисленные и разнообразные системные регулирующие функции, в силу чего индигенную микрофлору (нормальный микробиоценоз) кишечника нередко рассматривают в качестве составной части макроорганизма или как экстракорпоральный орган (табл. 3).
Нарушение микробиоценоза ЖКТ, характеризующееся снижением качественных и количественных показателей облигатной и факультативной микрофлоры, способно оказывать и негативное влияние на здоровье человека. Помимо «выпадения» физиологических функций, связанных со снижением плотности присутствия индигенной микрофлоры, развитие дисбиоза может быть сопряжено: а) с транслокацией бактерий и развитием эндогенных инфекционных процессов (вплоть до гнойно-септических состояний); б) со снижением резистентности организма; в) с развитием аллергических и иммунопатологических состояний; г) формированием патогенных клонов бактерий, обусловленным обилием в просвете кишечника плазмидных и хромосомных генов.
Принципы коррекции дисбиотических нарушений ЖКТ
Проблема изучения микробиоценоза ЖКТ сводится к попыткам его коррекции с помощью микробиологических препаратов. Эти попытки предпринимались и на заре изучения данной проблемы (Л. Г. Перетц), и с нарастающей интенсивностью продолжаются сейчас. На сегодняшний день накоплен обширный опыт применения пробиотиков. Обычно их используют в качестве профилактических препаратов и с целью коррекции дисбиотических нарушений. Однако имеется немало статей, в которых описывают и их терапевтический эффект при ряде патологических состояний [19–24].
Поскольку развитие дисбиоза характеризуется не банальным дефицитом представителей облигатной и/или факультативной микрофлоры, а является индикатором, свидетельствующим о нарушении микроэкосистемы, простого назначения пробиотиков с целью коррекции микробиоценоза бывает явно недостаточно. Главной целью врача должно стать не «засевание» слизистой кишечника пациентов нормальной микрофлорой, а восстановление микробиоценоза ЖКТ и плотности колонизации индигенной микрофлоры. Достижение данной цели возможно:
Пребиотики представляют собой химические компоненты (микробного и немикробного происхождения), способные избирательно стимулировать рост и/или метаболическую активность одной или нескольких групп бактерий, входящих в состав нормальной индигенной микрофлоры. Комбинированные препараты, в состав которых входят бактерийные препараты и стимуляторы роста, обозначают как синбиотики.
Согласно современным представлениям [10], штаммы, используемые в качестве пробиотиков, должны отвечать следующим критериям: а) быть безопасносными для человека; б) быть резистентными к действию кислого содержимого желудка, желчи и ферментам поджелудочной железы; в) обладать выраженными адгезивными свойствами в отношении эпителиальных клеток слизистой оболочки ЖКТ; г) проявлять антимикробную активность; д) ингибировать адгезию патогенных бактерий; е) быть резистентными к действию антибиотиков; ж) сохранять стабильность при хранении препарата.
Наиболее часто в качестве пробиотиков используют различные виды лакто- и бифидобактерий (табл. 4).
Предпочтение, отдаваемое препаратам, содержащим молочнокислые бактерии Lactobacillus spp. и Bifidobacterium spp., обусловлено тем, что они резистентны к действию желудочного сока, желчи и ферментам поджелудочной железы, легко адгезируются и колонизируют слизистую оболочку кишечника.
В целях повышения клинической эффективности пробиотиков в настоящее время предпочтение отдается разработке и использованию комплексных препаратов, в состав которых входит несколько штаммов бифидо- и лактобактерий, витаминные комплексы, пектины, что, как полагают, способствует повышению их адгезивности и колонизации слизистой оболочки кишечника. Капсульные формы также имеют определенные преимущества как в стабильности препарата, так и в сохранении активности штамма при прохождении через кислотный барьер желудка.
К таким препаратам относятся Линекс, Бификол, Ацилакт, Аципол, Бифистим и др. Длительность курса лечения пробиотиками обычно составляет от 2 нед до 1–2 мес. Прием пробиотиков целесообразно сочетать с употреблением щелочных растворов (столовые минеральные воды).
Клиническая эффективность пробиотиков связана с колонизацией слизистой оболочки кишечника и заместительным восстановлением функций нормальной индигенной микрофлоры кишечника (табл. 3), что обеспечивает создание микроэкологической среды, способствующей восстановлению индигенной микрофлоры. Хотя штаммы бактерий, используемые в производстве пробиотиков, отобраны из состава микрофлоры ЖКТ человека, они все же не обладают длительной колонизационной резистентностью и элиминируются из кишечника в течение 3–7 нед.
В последние годы широкое распространение в качестве пробиотиков получил препарат Энтерол, в состав которого входят дрожжи Saccharomyces boulardii. Данные дрожжи не входят в состав нормальной индигенной микрофлоры ЖКТ, однако обладают выраженными антагонистическими свойствами в отношении широкого спектра патогенных и условно-патогенных бактерий, сохраняют жизнеспособность при транзите по ЖКТ, абсолютно резистентны к действию любых антибактериальных препаратов (чувствительны только к противогрибковым препаратам). Спектр их ферментативной активности, по данным современных исследований, обеспечивает им участие в процессах пищеварения и обмена веществ. Saccharomyces boulardii относят к самоэлиминирующимся штаммам, поскольку их элиминация происходит в течение 3–4 дней после прекращения приема препарата. Обычный курс лечения Энтеролом составляет 7–10 дней.
Все большее внимание при восстановлении микробиоценоза кишечника уделяется относительно новому классу препаратов — пребиотикам, важнейшим требованием к которым является селективность действия только на индигенную микрофлору без усиления роста и размножения токсинпродуцирующих клостридий, токсигенных штаммов кишечной палочки и протеолитических бактероидов. Использование этих препаратов возможно только в случае доминирования в составе индигенной микрофлоры кишечника бифидо- и лактобактерий.
Наиболее часто используемыми пребиотиками являются Хилак форте и различные препараты пищевых волокон (кукурузные хлопья, крупы, хлеб).
Хилак форте содержит субстраты продуктов обмена индигенной микрофлоры кишечника, способствующих регенерации эпителиальных клеток слизистой оболочки кишечника и быстрому восстановлению нормофлоры. Препарат обычно назначают по 40–60 капель 3 раза в день в небольшом количестве жидкости (за исключением молока). Дозы и длительность приема препарата определяются индивидуально.
Клиническая эффективность комбинированных препаратов пробиотиков и пребиотиков (синбиотиков) пока остается малоизученной ввиду недостаточно накопленного опыта.
Вопросы безопасности использования пробиотиков
Длительный опыт клинического применения пробиотиков способствовал распространению и укреплению мнения их безопасности. Однако публикуемые в медицинской печати (особенно в последние годы) данные клинических наблюдений свидетельствуют о необходимости более глубокого анализа вопросов безопасности применения пробиотиков [32].
В настоящее время полагают, что оральный прием живых бактерий теоретически может быть ответственен за четыре типа побочных эффектов: а) развитие инфекционных процессов, обусловленных штаммами, входящими в состав пробиотиков; б) развитие метаболических расстройств; в) чрезмерная иммуностимуляция лимфатического аппарата кишечника; г) формирование новых клонов бактериальных штаммов за счет передачи генов, ответственных за экспрессию факторов патогенности.
Наибольшую настороженность вызывает возможность развития инфекционных процессов. Поскольку пробиотические штаммы бактерий отобраны из числа представителей индигенной микрофлоры, риск развития инфекционных процессов оценивается как очень низкий, но возможный. Данный тезис подкреплен целым рядом клинических наблюдений и обзорных статей, в которых описываются случаи развития бессимптомной бактериемии, тяжелого сепсиса, эндокардита, пневмонии и абсцессов, вызванных лакто-, бифидо- или другими бактериями [33, 34]. Поступление бактерий в кровоток возможен вследствие их транслокации через слизистую оболочку кишечника. Чаще всего факторами риска, связанными с бактериемией Lactobacillus, являются патологические процессы ЖКТ, обусловливающие снижение защитных барьерных функций, повышающих проницаемость слизистых оболочек кишечника (опухоли ЖКТ, травмы, операции) и иммуносупрессивные состояния.
Многие авторы отмечают, что бактериемию Lactobacillus очень трудно диагностировать, поскольку данный тип бактерий тяжело культивировать и идентифицировать, а в тех случаях, когда получают рост, это нередко расценивается как контаминация. Наиболее часто инфекционные процессы были обусловлены Lactobacillus rhamnosus, Lactobacillus fermentum и Lactobacillus casei.
Enterococcus faecium и E. faecalis тоже могут обусловить развитие инфекционных процессов. Кроме этого, уже имеются указания на появление ванкомицин-устойчивых штаммов энтерококков.
Определенное беспокойство вызывает и широкое применение препаратов, содержащих дрожжи — Saccharomyces boulardii, что связано с диагностируемой фунгемией [35]. Большинство исследователей отмечают, что развитие фунгемии обусловлено воздействием Saccharomyces boulardii на сосудистые катетеры.
Итак, дисбиотические нарушения ЖКТ — актуальная проблема практического здравоохранения, требующая глубокого теоретического, экспериментального и клинического исследования. Несмотря на то, что применение пробиотиков и является важной составной частью коррекции микробиоценоза, оно не должно являться самоцелью.
По вопросам литературы обращайтесь в редакцию.
В. А. Малов, доктор медицинских наук, профессор
Н. М. Гюлазян, кандидат медицинских наук
ММА им. И. М. Сеченова, Москва
Актуальные вопросы коррекции микробиоценоза кишечника
КОМИТЕТ ПО ЗДРАВООХРАНЕНИЮ
ПРАВИТЕЛЬСТВА САНКТ-ПЕТЕРБУРГА
СЕВЕРО-ЗАПАДНЫЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ МЕДИЦИНСКИЙ
УНИВЕРСИТЕТ им. И.И. МЕЧНИКОВА
УДК: 616.36-002.2:616.831:615.241.2(07)
Актуальные вопросы коррекции микробиоценоза кишечника. Учебно-методическое пособие. СПб, 2012 год.
В настоящем учебно-методическом пособии изложены актуальные вопросы, касающиеся нарушения микробиоценоза кишечника у больных хроническими заболеваниями печени, представлены современное определение, классификация, методы диагностики и лечения данного состояния. Отмечена значимость нормального состава микробиоценоза толстой кишки на течение основного заболевания.
Учебно-методическое пособие предназначено для врачей общей практики, терапевтов, гастроэнтерологов, инфекционистов, дерматологов, хирургов и студентов старших курсов медицинских вузов.
Учебно-методическое пособие разработано в Северо-Западном государственном медицинском университете им. И.И. Мечникова профессором В.Г. Радченко, профессором В.П. Добрица, ассистентом П.В. Селиверстовым, аспирантами Л. А. Тетериной, Е.А. Чихачевой.
Рекомендовано к печати проблемной комиссией «Медико-социальные проблемы профилактики, диагностики и лечения болезней органов пищеварения» СЗГМУ им. И.И. Мечникова.
Рецензенты: Зав. кафедрой пропедевтики внутренних болезней СЗГМУ им. И.И. Мечникова, профессор, з.д.н. Е.И. Ткаченко
Профессор кафедры внутренних болезней и нефрологии СЗГМУ им. И.И. Мечникова, профессор, д.м.н. О.А. Саблин
Введение
В последнее годы накопилось достаточно знаний и опыта в диагностике и лечении большинства заболеваний человека, в том числе органов желудочно-кишечного тракта, что связано с разработкой и внедрением принципов доказательной медицины, современных методов диагностики и производством эффективных лекарственных препаратов. Благодаря такой инновации в медицинской практике коренным образом изменились устоявшиеся взгляды на патогенез, принципы диагностики и лечения многих заболеваний ЖКТ.
На сегодняшний день установлено, что микрофлора кишечника является составляющей частью организма человека и выполняет многочисленные жизненно важные функции и, закономерно, вовлекается в патологический процесс, происходящий на уровне целостного организма.
Так, в поддержании здоровья организма-хозяина участвуют индигенные представители нормальной микрофлоры кишечника, которая достаточно лабильна и может количественно и качественно изменяться под воздействием многочисленных факторов. Нормальная микрофлора человека устоявшееся система множества микробиоценозов, характеризующаяся определенным видовым составом и занимающая тот или иной биотоп в организме человека.
Состав и роль кишечной микрофлоры
В поддержании здоровья организма-хозяина участвуют индигенные представители нормальной микрофлоры кишечника. Последняя весьма лабильна, изменяется в количественном и качественном аспектах под воздействием многочисленных факторов. Нормальную микрофлору человека рассматривают как филогенетически сложившуюся систему множества микробиоценозов, характеризующихся определенным видовым составом и занимающих тот или иной биотоп в организме человека.
Длительное время считалось, что заселяющие поверхность слизистой оболочки бактерии формируют биопленку, которая примыкает непосредственно к апикальной части эпителия. Однако в последнее время показано, что консорциумы микроорганизмов образуют колонии на апикальной поверхности эпителия. Эти микроорганизмы составляют так называемую нормальную, или резидентную (аутохтонную), микрофлору конкретного биотопа в отличие от микроорганизмов, которые находятся в просвете открытой полости кишки. Нормальная микрофлора погружена в слизистую, или энтеральную, среду организма. Состав энтеральной среды включает муцин, продукты жизнедеятельности микроорганизмов (метаболиты), низкомолекулярные фрагменты пищи, гуморальные и клеточные компоненты иммунной системы. Это особая среда в иерархии внутренних сред организма, которая обладает свойствами, промежуточными между свойствами внешней и внутренней сред.
На долю облигатной микрофлоры приходится более 90% всех доступных для культивирования в клинической практике бактерий. Именно эту часть микробного спектра кишечника относят к постоянной (аутохтонной) микрофлоре.
В процессе совместной эволюции между организмом хозяина и представителями нормальной микрофлоры сложились тесные взаимоотношения, наложившие отпечаток на физиологические особенности каждой из взаимодействующих сторон. Микрофлора участвует в осуществлении практически всех важнейших функций макроорганизма. Так, резидентная микрофлора участвует в снабжении клеток и тканей макроорганизма питательными веществами.
Исходя из положений теории А.М. Уголева, снабжение организма питательными веществами осуществляется благодаря 2 потокам: 1-й – это непосредственно продукты пищеварения (полостного, пристеночного и т.д.), а 2-й – метаболиты и другие продукты жизнедеятельности компонентов нормальной микрофлоры. Именно наличие этих 2 потоков и обеспечивает постоянство снабжения питательными веществами организма как по ассортименту (т.е. по составу и соотношению компонентов), так и по времени.
С учетом многочисленных метаболических функций микрофлоры нарушение колонизационной резистентности можно считать одним из наиболее вероятных пусковых факторов различных заболеваний, в первую очередь печени. При манифестации патологии какого-либо органа трудно выделить снижение колонизационной резистентности кишечника в самостоятельное патогенетическое звено, так как различные метаболические нарушения объединяются в единый дисметаболический процесс.
Существует спорное мнение о целесообразности отнесения кратковременных изменений в соотношении нормальной микрофлоры пищеварительного тракта к дисбактериальным реакциям, а стойких – к дисбиозу или дисбактериозу, хотя правильнее называть такие изменения эндоэкологии человека нарушениями микробиоценоза слизистых оболочек желудочно-кишечного тракта (ЖКТ) с клиническими или другими симптомами проявлений или без них. Последнее согласуется с данными мировой литературы.
Дисбактериоз кишечника согласно ОСТ 91500.11.0004–2003 «Протокол ведения больных. Дисбактериоз кишечника» – это клинико-лабораторный синдром, возникающий при ряде заболеваний и клинических ситуаций и характеризующийся изменением качественного и (или) количественного состава нормальных микроорганизмов, их избыточным или недостаточным ростом, переходом различных видов в несвойственное им состояние, вызывающим метаболические, иммунологические нарушения и различные клинические проявления. У пациентов с хроническими заболеваниями печени (ХЗП) нарушения состава нормальной кишечной микрофлоры выявляются более чем в 90% случаев, причем тяжесть клинических проявлений заболевания нередко напрямую связывают с выраженностью изменений микроэкологии кишечника. Существует множество триггерных и предрасполагающих моментов развития нарушений микробной эндоэкологии: вследствие изменений количества и качества микроорганизмов (бифидо-, лактобактерии, кишечная палочка), на фоне различного воздействия (переохлаждение, физические или психические перегрузки, токсические, химические, лекарственные – антибиотики, цитостатики, постоперационные и другие стрессорные воздействия), нарушения соотношения бактерий в разных отделах ЖКТ, усиления размножения условно-патогенной и появления патогенной флоры.
Кишечная микрофлора и печень – основные системы, при взаимодействии которых осуществляются процессы детоксикации организма. Микробиота в составе биопленки первой вступает в контакт со всеми субстанциями, поступающими в организм с пищей, водой, воздухом атмосферы. Она трансформирует химические вещества в нетоксические конечные продукты либо в промежуточные соединения, легко разрушаемые в печени и удаляемые из организма. Нарушение взаимодействия печени и кишечника приводит к взаимным функциональным и структурным изменениям в них самих и в организме в целом. Вследствие этого гепатоэнтеральную регуляцию различных органических и неорганических соединений можно без преувеличения причислить к кардинальным гомеостатическим механизмам. Пониженная детоксикационная функция микрофлоры при дисбиозе кишечника увеличивает нагрузку на ферментативные системы печени, что способствует возникновению в ней метаболических и структурных изменений. Обсемененность кишечника условно-патогенной и патогенной микрофлорой при ХЗП ускоряет нарушение пристеночного пищеварения, тормозит синтез витаминов группы В, нарушает гепатоэнтеральную циркуляцию с образованием токсичных веществ, повышает проницаемость эпителия стенок кишечника для бактерий, токсических продуктов, микро- и макромолекул. Иными словами, возникает порочный круг, который поддерживает взаимоотягощающее поражение кишечника и печени. У больных ХЗП с нарушением биоценоза кишечника наблюдается усугубление морфологических изменений структуры печени в виде: проявлений дистрофии гепатоцитов и гистологической активности процесса, выраженности фибротических изменений, активизации мононуклеаров синусоидов, нарушения процессов синтеза и тока желчи. В свою очередь нарушения процессов синтеза и экскреции компонентов желчи при заболеваниях печени могут привести к изменению качественного и количественного состава микробиоты кишечника и, как результат, – к нарушениям функционирования внутренних органов и развитию поливалентных клинических проявлений внутренней микробной дисгармонии.
При синдроме избыточного бактериального роста (СИБР) тонкой кишки тяжелые последствия связаны и с тем, что микробы могут конкурировать с хозяином за утилизацию питательных компонентов. При этом увеличивается абсорбция продуктов метаболизма микробов и создается повышенная токсическая нагрузка на печень. Токсические амины выделяются после декарбоксилирования аминокислот микробами. Бактериальные аминокислотные метаболиты (аммоний, амины, фенолы, индолы, скатолы) переносятся в кровь и не могут быть достаточно детоксицированы, особенно при заболеваниях печени. Расстройства кишечной абсорбции приводят к серьезным изменениям деятельности организма, при этом нарушение всасывания играет роль в развитии таких клинических проявлений, как анемия, дистрофия, полигиповитаминоз.
В многочисленных клинических исследованиях показано, что метаболические нарушения в печени, нередко ассоциированные с изменениями микробиоценозов кишечника, включают как печеночные, так и кишечные звенья патогенеза. В формировании стеатоза и стеатогепатита выделяют экзогенные факторы риска – избыточное поступление в гепатоцит из кишечника продуктов гидролиза липидов (жирных кислот – ЖК), глюкозы, фруктозы, галактозы, алкоголя, и эндогенные – повышение концентрации и нарушение окисления жирных кислот (КС) в гепатоците, образующихся при липолизе периферического жира, который усиливается при дефиците или снижении тканевой чувствительности к инсулину, накопление в гепатоцитах триглицеридов, относительный или абсолютный дефицит апопротеинов В, С1–С3, Е.
Трансформация стеатоза в стеатогепатит обусловлена: активацией продукции фактора некроза опухоли альфа (ФНО-α) жировой тканью, увеличением концентрации свободных ЖК, которые оказывают прямой повреждающий эффект на мембраны гепатоцитов и активируют цитохром Р450–2Е1 с повышением перекисного окисления липидов, накоплением реактивных форм кислорода (оксидативный стресс) и образованием избыточного количества высокотоксичных ксенобиотиков. Существенное значение в трансформации стеатоза в стеатогепатит имеет наличие избыточного бактериального роста в кишечнике. Так, по результатам водородного дыхательного теста у 50–75% больных выявляют избыточную бактериальную пролиферацию в тонкой кишке. Максимальная выраженность роста бактерий отмечается при неалкогольном стеатогепатите с исходом в цирроз печени.
Клиническая диагностика нарушений микробиоценоза кишечника у пациентов с ХЗП представляет определенные трудности в связи с отсутствием общепринятых методик и критериев. Однако клиническая практика показывает, что при лечении заболеваний внутренних органов с учетом коррекции состояния кишечного микробиоценоза результаты его улучшаются.
Необходимо помнить, что кишечная микрофлора вовлекается в патофизиологические реакции при развитии большинства заболеваний человека. Именно поэтому своевременная диагностика и коррекция дисбиотических изменений кишечного микробиоценоза на основе современных достижений терапии, медицинской микробиологии, биотехнологии, иммунологии и аллергологии является важной общей задачей врачей разных специальностей, поскольку от них во многом зависит выбор наиболее адекватной тактики лечения.
Признаки нарушения микробиоценоза кишечника:
Стадии клинического развития дисбиоза кишечника
(по В.М. Бондаренко, 2006 г)
1-я стадия – компенсированная (латентная): клинические проявления отсутствуют, изменяются соотношения показателей микрофлоры; 2-я стадия – субкомпенсированная: нарушается общее состояние, диспепсические расстройства; 3-я стадия – декомпенсированная: усиливаются симптомы общей интоксикации и диспепсии; снижается масса тела; кожные аллергические реакции; появляются трофические расстройства; генерализация процесса при крайнем ослаблении организма.
Классификация дисбиоза кишечника
Выделяют четыре степени:
1-я степень: характеризуется незначительными изменениями в аэробной части микробиоценоза (увеличение или уменьшение количества эшерихий). Как правило, кишечная дисфункция не наблюдается.
3-я степень: снижается уровень бифидофлоры, лактофлоры, резко изменяется количество эшерихий. Создаются условия для проявления агрессивных свойств условно-патогенных микроорганизмов, возникает дисфункция кишечника.
4-я степень: отсутствует бифидофлора, значительно уменьшается количество лактофлоры, изменение содержания кишечной палочки, возрастает число облигатных, факультативных и условно-патогенных микроорганизмов. Нарушается нормальное соотношение состава кишечного микробиоценоза. Указанные изменения способствуют развитию дисфункции желудочно-кишечного тракта, что приводит к деструктивным изменениям кишечной стенки, бактериемии, сепсису и др.
Клинические проявления кишечного дисбиоза:
Влияние дисбиоза на толстую кишку:
Лабораторные методы диагностики
Лабораторные методы диагностики дисбиоза при ХЗП могут быть прямыми (выделение живой микрофлоры из биологического материала или биожидкостей пациента) и косвенными (определение продуктов, связанных с жизнедеятельностью микрофлоры).
К прямым методам относятся: посевы и электронная микроскопия кала, аспирата тонкой кишки, биоптатов кишки и печени. Косвенными методами являются: биохимические анализы кала, дыхательные тесты (водородный, тесты с С14-гликохолатом или С14-Д-ксилозой), газожидкостная или тонкослойная хроматография фекалий или тонкокишечной жидкости.
Бактериологическое исследование кала. Наиболее распространенный метод лабораторной диагностики у больных с заболеваниями печени – бактериологический посев кала на исследование количества и качества микробов. Следует учитывать, что данному методу присущ ряд общепринятых недостатков: длительность получения результатов, использование дорогостоящих питательных сред, зависимость результатов от соблюдения необходимых условий взятия образцов, их хранения, сроков транспортировки и качества транспортных и культуральных питательных сред, преимущественное определение внутрипросветной микрофлоры. Кроме того, число культивируемых кишечных анаэробных бактерий не превышает 7–50% от их предполагаемого истинного количества, поэтому довольно сложно провести определение микробиоценоза тонкой кишки. Перечисленные объективные сложности исследований не дают полного представления о населяющей гликокаликс аутохтонной (резидентной) микрофлоре. Довольно часто забывают о низкой чувствительности данного метода и возможности получения ложноотрицательных результатов. Основным его недостатком является отсутствие возможности дифференцировки между органической и функциональной патологией ЖКТ, приведшей к изменению микробиоценоза, для проведения не симптоматического, а этиопатогенетического лечения.
Микробиологические критерии дисбиоза кишечника:
Для дисбиоза характерно наличие не менее 3 критериев, стойко сохраняющихся при 3-кратном анализе.
Копрограмма косвенно свидетельствует о дисбиотических нарушениях, а выявляемые изменения зависят от наличия и вида той или иной кишечной диспепсии.
Желчные кислоты, экскретируемые печенью, в проксимальных отделах тонкой кишки выполняют свою основную физиологическую функцию – участвуют в переваривании и всасывании липидов. В дистальных отделах тонкой кишки происходят превращения самих желчных кислот: деконъюгация, дегидроксилирование и их реабсорбция.
Основное физиологическое место всасывания желчных кислот – терминальный отдел подвздошной кишки, где имеется специфическая активная транспортная система, что в целом и обеспечивает постоянный кругооборот желчных кислот. У здорового человека 95% желчных кислот реабсорбируются за каждый кругооборот и только 5% теряется с калом. При наличии воспалительного процесса и дисбиоза в подвздошной кишке фекальные потери желчных кислот значительно возрастают.
Желчные кислоты в толстой кишке ингибируют всасывание и усиливают секрецию воды и электролитов, что и обусловливает секреторную (холагенную) диарею. Благодаря энтерогепатической циркуляции в гепатоцит поступают первичные конъюгированные и деконъюгированные, а также вторичные желчные кислоты. При этом дезоксихолевая кислота связывается с глицином или таурином и циркулирует вместе с первичными желчными кислотами. Литохолевая кислота, кроме того, конъюгируется с сульфатами, что резко снижает ее всасывание и поступление в энтерогепатическую циркуляцию. Чрезмерное всасывание и поступление в циркуляцию дезоксихолиевой кислоты способствует формированию желчных камней, литохолевой – ведет к повреждению гепатоцитов.
При частичном поражении подвздошной кишки (менее 100 см) нарушение абсорбции желчных кислот приводит к так называемой желчной диарее. При более обширных ее поражениях (более 100 см) развивается абсолютная недостаточность желчных кислот вследствие прерванной энтерогепатической циркуляции, что является причиной стеатореи.
У больных с явлениями дисбиоза нарушена холесекреторная функция печени, что связано с нарушением энтерогепатической циркуляции желчных кислот и конъюгирующей способности печени. Желчные кислоты оказывают стимулирующее действие на рост и функции нормальной кишечной микрофлоры. Биосинтез желчных кислот контролируется по типу отрицательной обратной связи определенным количеством желчных кислот, возвращающихся в печень в процессе энтерогепатической циркуляции. Желчные кислоты стимулируют перистальтику кишечника, обладают бактериостатическим эффектом. При уменьшении поступления желчи в кишечник микрофлора претерпевает существенные изменения. Общая концентрация желчных кислот в крови и их соотношение существенно изменяются при заболеваниях печени.
Свободные желчные кислоты, образующиеся в результате усиления процессов деконъюгации в проксимальных отделах тонкой кишки под влиянием кишечных бактерий, главным образом бактероидов, являются фактором, повреждающим слизистую оболочку кишечника. Неабсорбированные в тонкой кишке ЖК с длинной углеродной цепью в толстой кишке также вызывают гиперсекрецию воды и натрия и, как следствие, диарею. При этом концентрация конъюгированных желчных кислот, участвующих во всасывании липидов, значительно снижается.
Нарушение всасывания в тонкой кишке характеризуется стеатореей, выраженной в большей или меньшей степени, и представленной ЖК при поносе или солями ЖК при нормальной эвакуации химуса по кишечнику или запоре.
Недостаточность пищеварения в толстой кишке сопровождается бродильной диспепсией, при которой образуется большое количество переваренной клетчатки. Количество кала значительно увеличено, характер стула – кашицеобразный, пенистый, реакция кала – резко кислая, определяется большое количество крахмала, переваренной и непереваренной клетчатки, йодофильной флоры, ЖК, повышено количество выделяемых органических кислот. В препарате с раствором Люголя выявляется крахмал, расположенный внутри- и внеклеточно, и нормальная йодофильная флора (клостридии).
При преобладании в кишечнике бродильных процессов обращают на себя внимание резко кислый запах испражнений. Дисбиоз кишечника у пациентов с ХЗП, приводящий к бродильной диспепсии, характеризуется появлением слизи с лейкоцитами и цилиндрическим эпителием, при этом слизь обычно смешана с каловым детритом и появившейся патологической йодофильной флорой (мелкие кокки, мелкая и крупная палочковая флора). При дисбиозе, протекающем с гнилостной диспепсией, количество кала увеличено, стул жидкий, отмечается щелочная реакция кала, в нем много мышечных волокон, крахмала, непереваренной клетчатки, йодофильной флоры. Гнилостная диспепсия (колит) – кристаллы триппельфосфатов указывают на сдвиг рН в щелочную сторону и усиленный процесс гниения в толстой кишке.
ПЦР-диагностика. Молекулярно-генетические методы позволяют идентифицировать микроорганизмы посредством определения уникальной последовательности оснований дезоксирибонуклеиновой (ДНК) или рибонуклеиновой (РНК) кислот исследуемых микробов; в последние годы широкое распространение получил способ определения видов микроорганизмов с помощью полимеразной цепной реакции (ПЦР-диагностика). В основе метода ПЦР лежит комплементарное достраивание участка геномной ДНК или РНК возбудителя, осуществляемое in vitro с помощью фермента термостабильной ДНК-полимеразы. С помощью ПЦР-диагностики определяются некоторые представители микрофлоры с внутриклеточной или мембранной локализацией, трудно культивируемые на питательных средах. Метод отличают простота исполнения, возможность полной автоматизации, быстрота получения результата, малое количество патологического материала, необходимого для исследования. Однако информативность исследования высока только в отношении ограниченного круга условно-патогенных и патогенных микроорганизмов и вирусов. Данный метод имеет ряд недостатков – таких, как частые ложноположительные результаты, невозможность адекватной количественной оценки. По чувствительности ПЦР наиболее совершенен как диагностический метод (на несколько порядков выше, чем другие тесты). Специфичность метода также высока, но пока большинство тест-систем недостаточно надежны, чтобы вытеснить классические методики при диагностике даже абсолютных патогенов.
Газожидкостная хроматография фекалий (ГЖХ). Позволяет оценить вещества, связанные с жизнедеятельностью микроорганизмов (именно те, которые не определяются при рутинном бактериологическом исследовании, требующем специальных условий культивирования анаэробов). Метод позволяет быстро и точно оценить состояние индигенной микрофлоры. Кроме того, отличительной особенностью разработанного метода является то, что в результате накоплен материал не только по верификации родового состава микроорганизмов, но и составлена клиническая база данных содержания ЖК (учитывая их физиологические эффекты) во многих биологических субстратах при различной патологии ЖКТ, разработана адекватная система прогнозирования и мониторирования клинического течения, степени тяжести, стадии патологического процесса и развития осложнений при патологии ЖКТ, отработаны эффективные схемы лечения с учетом индивидуального «метаболитного» статуса пациента. То есть использование нового методологического подхода позволяет клиницисту не только правильно оценить состояние микробиоценоза, но и выявить патологию, которая привела к его нарушению, и дифференцированно подобрать лечение.
Газовая хроматография с масс-спектрометрией. Анализировать состав пристеночной кишечной микробиоты можно с помощью метода газовой хроматографии в сочетании с масс-спектрометрией (ГХ-МС). Именно в мукозном слое, облегающем слизистую оболочку кишечника, происходит усвоение пищевого химуса, поступающего из желудка, и необходимых питательных веществ клетками эпителия кишечной стенки, а также синтез микроорганизмами большого числа биологически активных веществ (ферментов, витаминов, антибиотиков, иммуностимуляторов), а также токсинов и метаболитов, вредных для человека. Микрофлора фекалий является продуктом этих процессов, в котором продолжается размножение микроорганизмов, но уже в иных условиях по сравнению с верхними отделами кишечника и отражает скорее полостную, чем пристеночную микрофлору, которая более стабильна. Метод основан на выявлении присутствия микроорганизмов по специфическим для них химическим веществам – маркерам из числа ЖК, альдегидов и стеринов, входящих в состав их клеточной стенки. Специфичность означает, что подобные вещества содержатся только в липидах микроорганизмов и не содержатся в среде их обитания. Поэтому, имея достаточно чувствительный метод анализа, их можно обнаружить и измерить количественно непосредственно в среде обитания, избежав необходимости предварительно культивировать их на искусственных средах. Суть анализа состоит в извлечении высших ЖК из образца, подлежащего исследованию (клинический материал: кровь, моча, фекалии), разделении их на хроматографе в капиллярной колонке высокого разрешения и анализе состава в динамическом режиме на масс-спектрометре. Метод детектирования микроорганизмов по ЖК-маркерам сродни генетическому (ПЦР, определение последовательности нуклеотидов 16sРНК и пр.), поскольку состав ЖК детерминирован в ДНК и воспроизводится путем репликации участка генома транспортными РНК и последующего синтеза ЖК в митохондриях по матричным РНК. Оба метода показывают, что эубактерий, бактероидов и клостридий вместе и по отдельности на порядок больше, чем бифидобактерий. Для диагностики дисбиотических сдвигов или инфекции тонкой кишки методом ГХ-МС исследуют кровь. Достаточно 40 мкл крови – т.е. буквально одной микрокапли. Такое количество может быть получено при отборе крови из пальца при стандартном клиническом анализе крови, что существенно упрощает взятие материала и уменьшает сроки выполнения анализа.
Таким образом, для получения полной картины нарушения микрофлоры как тонкой, так и толстой кишки необходимо совмещать методы диагностики, проводить их мониторирование, что позволяет рационально строить проводимую терапию и своевременно осуществлять ее коррекцию в динамике.
Лечебные мероприятия
Больным ХЗП с клиническими проявлениями нарушений микробиоценозов коррекцию микробиоценоза целесообразно проводить по нескольким направлениям. Это этиотропная терапия, мероприятия по восстановлению нарушенной метаболической функции печени, активизации клеток ретикулоэндотелиальной системы и устранение нарушений микробиоценоза кишечника. Из-за тесной кооперации перечисленные подходы в равной степени важны. Нарушение ферментативных систем печеночных клеток, разбалансированность механизмов контроля их функций вследствие изменения кооперации в системе микробиота – мононуклеары синусоидов – гепатоцит не оставляют надежд на достижение положительного метаболического эффекта без медикаментозного вмешательства.
Коррекция нарушений микробиоценозов кишечника целесообразно проводить по нескольким направлениям: устранение неблагоприятных внешних воздействий; полноценное функциональное питание; терапия основного заболевания; коррекция нарушений микробиоценоза кишечника. В настоящее время выделяют 3 направления коррекции нарушений микробиоценоза кишечника:
Пребиотики – большое число соединений, избирательно стимулирующих рост и/или метаболизм одной или нескольких групп микроорганизмов, обитающих в кишечнике, обеспечивая нормальный состав кишечного микробиоценоза. Пребиотическим эффектом обладают: олиго-, моно- и полисахариды (лактулоза, ксилит, пектин, инулин); растворимые и нерастворимые пищевые волокна (псиллиум, фибрегам); растительные и микробные экстракты (дрожжевой, картофельный, кукурузный, рисовый); аминокислоты (валин, аргинин, глутаминовая кислота); антиоксиданты (супероксиддисмутаза, рексод, витамины А, С, Е, каротиноиды); полиненасыщенные ЖК (эйкозопентаеновая кислота) и др. Пребиотики благотворно влияют на различные функции организма и не оказывают побочных эффектов при длительном применении.
Пробиотики – препараты или продукты питания, содержащие живые штаммы нормальной кишечной микрофлоры. Важным механизмом их действия является антагонистический эффект в отношении патогенных штаммов кишечной микрофлоры, обусловленный действием метаболитов нормальных бактерий, основными из которых являются короткоцепочечные ЖК и молочная кислота.
К микроорганизмам, на основе которых создаются пробиотики, предъявляются следующие требования:
1) микроорганизм должен быть идентифицирован до вида по фено- и генотипическим признакам, должна быть исследована генетическая характеристика штамма, в том числе внехромосомные факторы наследственности;
2) штамм должен относиться к виду, не вызывающему заболеваний человека, т.е. должен быть авирулентным, апатогенным, безопасным для людей;
3) свойства штамма должны быть стабильными при культивировании, в процессе производства и длительного применения на лабораторных животных;
4) штамм должен проявлять антагонистическую активность к патогенным и условно-патогенным микроорганизмам, при этом не должен угнетать представителей нормальной микрофлоры; желательна хромосомная устойчивость к терапевтическим дозам антибиотиков;
5) штаммы должны быть стабильны по биологическим свойствам на всех стадиях процесса получения препаратов и при хранении их в регламентированные сроки.
Микробиологические критерии выбора терапевтически активного пробиотика включают:
Наиболее перспективным направлением в терапии дисбиоза кишечника у больных ХЗП является использование симбиотика Бифистим для взрослых, который отвечает всем вышеперечисленным требованиям. В состав препарата входит лиофильно высушенная микробная масса живых бифидобактерий следующих штаммов: Bifidobacterium bifidum, Bifidobacterium longum, Bifidobacterium adolescentis, концентрация микроорганизмов не менее 10? КОЕ/г. Также в составе витамины (A, D?, С, K, Е, B?, B?, В?, В. ниацин, биотин, фолиевая кислота, пантотенат кальция), пектин, МКЦ, кальция гидрофосфат, фруктоза, натуральная вкусовая добавка «Апельсин».
В составе препарата Бифистим Лакто лиофильно высушенная микробная масса живых лактобактерий L. acidophilus, бифидобактерий штаммов Bifidobacterium adolescentis, концентрация не менее 10? КОЕ/г и олигофруктоза, пектин, МКЦ, кальций, фруктоза.
Все микроорганизмы, входящие в состав Бифистима, обладают синергическим эффектом по отношению друг к другу. Такая комбинация полезных бактерий, витаминов и пищевых волокон поддерживает и регулирует физиологическое равновесие кишечной микрофлоры, устраняя проявления кишечных расстройств, продуцирует вещества, улучшающие процессы всасывания и усвоения биологически активных веществ. Витаминный комплекс способствует восстановлению естественной защиты организма, а также является дополнительным фактором, обеспечивающим баланс нормальной микрофлоры. Пищевые волокна (МКЦ, пектин) и олигофруктоза выполняют пребиотическую функцию, стимулируя рост и размножение бактерий, улучшающих процессы пищеварения, а также способствуют активной детоксикации организма.
Свойства бифидобактерий и лактобацилл входящих в состав препарата Бифистим:
Показания к назначению:
В целом комбинированные пробиотики обладают лучшей адгезией, в большей мере стимулируют рост индигенной флоры.
Таким образом, существует тесная многоуровневая взаимосвязь между развитием ХЗП и структурными изменениями микрофлоры кишечника, которые во многом определяют тяжесть заболевания печени и требуют комплексного и поэтапного подхода к диагностике и терапии этих состояний с помощью высокотехнологичных препаратов.
Литература