Функциональный анализ микробиоценоза желудочно– кишечного тракта

Содержание

Микробиоценоз желудочно-кишечного тракта с точки зрения функционального анализа

Функциональный анализ микробиоценоза желудочно– кишечного тракта

Ещё в 1681 году началось изучение микрофлоры ЖКТ. Начал это направление в науке Антони Ван Левенгук – известный голландский учёный и  исследователь. Он сообщил о том, что в фекалиях человека найдены микроорганизмы.

Немного истории

Именно тогда Левенгук выдвинул теорию о  взаимовыгодном сожительстве организмов в желудочно-кишечном тракте – человека и бактерии. Луи Пастер в 1850 году пошёл дальше и развил теорию о роли микроорганизмов в процессе пищеварения, а в частности ферментации.

Роберт Кох, немецкий врач, стал выделять чистые культуры, что позволило определить специфичные штаммы, а это в свою очередь послужило началом к разделению патогенных микроорганизмов и их сапрофитных антиподов. Основоположник направления по изучению кишечных инфекции F.

Esherich в 1886 году открыл и описал  кишечную палочку, которая теперь носит название Esherichia coli.

В 1888 году Мечников выдвинул теорию о комплексе микроорганизмов (состав микрофлоры), которые оказывают «аутоинтоксикационный эффект», поэтому введение  полезных микробов может улучшить состояние кишечника и вылечить пациента. В 1920-х годах началось воплощение теории Мечникова в жизнь в далёких США.

Здесь стали применять лактобациллы с лечебной целью. Отечественные же учёные только в 1950-х годах приступили к изучению данного вопроса. Перетц Л.Г. доказал на практике, что кишечная палочка это представитель нормальной микрофлоры кишечника. Она помогает бороться с болезнетворными бактериями и  предупреждает развитие многих заболеваний.

Исследования, начатые чуть более трёх сотен лет назад продолжаются и, конечно же, имеются большие успехи.

Среда обитания

Бактерии-сапрофиты обитают в  организме человека в ротовой полости, в желудке, тонком и толстом кишечнике. Это что касается

желудочно-кишечного тракта. Также они присутствуют и на коже, в урогенитальной системе, дыхательном тракте.

Масса всех бактерий в организме человека составляет не менее 2,5 кг, а численность – 1014.  Общий геном бактерий составляет 400000 генов, что больше в 12 раз, чем у человека.

Исследования показали, что просветная и пристеночная микрофлора состоит из 395 групп,  из которых 244 группы считаются абсолютно новыми и ранее не встречавшимися. Большая часть новых форм относится к родам Firmicutes и

Bactero­ides и не могут быть культивированы. В общем же, количество видов приближается к 1500 и это не окончательная цифра.

Сообщение ЖКТ  с  внешним миром происходит посредством сфинктеров, а с внутренним окружением организма  через кишечную стенку. Поэтому в ЖКТ образовалась собственная атмосфера, среда, которая на данный момент подразделяется на слизистую оболочку и химус.

ЖКТ активно взаимодействует с различными бактериями, то есть эндотрофной микрофлорой (ЭМ). ЭМ формирует три группы:

  1. Полезная микрофлора – эубиотическая транзиторная и индигенная;
  2. Нейтральные микробы, которые высеваются из кишечника или периодически, или постоянно, однако никоим образом не влияющие на функционирование организма человека;
  3. Патогенная микрофлора или условно патогенные микроорганизмы.

В рамках ЖКТ  биотоп делится на  ярусы и микробиотопы. Ярусы – это отделы пищеварительного тракта,  микробиотопы – полостной, пристеночный, эпителиальный.

Транзиторность и индигенность микроорганизмов определяются их способностью прикрепляться и удерживаться на тех или иных тканях ЖКТ. Данные признаки плюс агрессивность или эубиотичность являются самыми главными критериями взаимодествия их с макроорганизмом.

Бактерии из эубиотической группы  участвуют в  формировании резистентности организма к колонизации патогенной флоры. На определённом ярусе ЖКТ  набор полостных микроорганизмов различен в связи с различным строением отдельных органов пищеварительной системы, с определёнными их функциями, химическим составом секретов.

Важнейшая структура микрофлоры в целом это пристеночные микроорганизмы. Представлен он слизистым гелем, гликокаликсом, поверхностью апикальной мембраны. Пристеночный биотоп наиболее интересен и исследования направлены часто именно на него, поскольку вредные или полезные воздействия на макроорганизм проявляются в этом микробиотопе.

Было выяснено, что у определённых людей состав микрофлоры индивидуален, а наследственные факторы влияют на пребывание тех или иных организмов в пищеварительном тракте больше, чем употребление определённой пищи.

Состав нормальной микрофлоры в пищеводе, желудке и тонком кишечнике

В ротовой полости и глотке осуществляется механическая переработка пищи и формирование пищевого комка. Здесь начинается первое пищеварение посредством слюны. Именно она первично защищает организм от патогенных микроорганизмов при помощи лизоцима и иммуноглобулинов секреторного типа.

Микрофлора полости рта в основном состоит из лактобактерий, стафилококков, стрептококков, анаэробов, коринебактерий. Например, стрептококки, которые прекрасно прилипают к слизистой рта и к зубному налёту сдерживают колонизацию грибами рода Candida и патогенными стафилококками.

В пищеводе нет стабильной микрофлоры. Состав её часто меняется и зависит от проходящей пищи и защитной функции слюны. Самые неблагоприятные условия для бактерий созданы в желудке, так как здесь кислая среда, много протеолитических ферментов, быстрая моторика и  многие микроорганизмы погибают.

В основном эубиотические микроорганизмы находятся в полостном биотопе в небольших количествах, а пристеночный для них доступен в меньшей степени. Здесь пребывают лактобациллы, устойчивые к воздействию кислоты, бифидобактерии и некоторые разновидности почвенных микробов.

Лактобациллы обладают способностью на некоторое время колонизировать пристеночный слой, помимо своего антибиотического эффекта. Однако большинство микробов погибает. Если один из защитных механизмов желудка нарушен, бактерии могут размножаться в желудке активно и вызывать различные патологические состояния.

Примером может служить Helicobacter pylory, который способствует формированию язвы желудка.

Тонкая кишка гидролизирует пищу в пристеночном и полостном биотопе. Здесь всасываются питательные вещества, секретируются ферменты и осуществляется функция защиты при помощи, в основном, индигенной флоры. Полостной биотоп по своему составу многолик и изменчив, чего не скажешь о пристеночном. Там всё намного стабильнее.

Это зависит от функциональных особенностей кишечника, так как пищевой химус длительно не задерживается в полости кишечника и проходит дальше. В верхних отделах тонкой кишки по сравнению с нижними микроорганизмов намного меньше. Это происходит потому, что в верхних отделах кишечника больше активных ферментов, расщепляющих пищу.

В основном, в тонком кишечнике присутствуют бактероиды, энтеробактерии, бифидумбактерии.

Состав нормальной микрофлоры в терминальных отделах кишечника

Толстый кишечник выполняет функцию резервирования и эвакуации химуса, коннечное переваривание пищи, всасывание и выделение воды, формирование и  обезвреживание токсинов каловых масс.

Все эти функции осуществимы только при наличии эубиотических микроорганизмов: бифидобактерии, лактобациллы, бактероиды, эубактерии, фузобактерии и др.

Кроме бактерий в состав микрофлоры толстого кишечника входят некоторые простейшие и 10 кишечных вирусов.

От состояния микрофлоры непосредственно зависит состояние ЖКТ. Изменять работу ЖКТ микробы могут по трём путям:

  1. Посредством конечных продуктов метаболизма и брожения;
  2. Факторы нейроэндокринной регуляции;
  3. Медиаторы иммунного ответа.

Методы исследования

На данный момент исследование микрофлоры доступно посредством  молекулярно-генетических, морфологических, гистохимических методов, а также нагрузочных проб. Самым распространённым на сегодняшний день является бактериологическое исследование кала по 15-25 показателям.

Этот метод точен и верифицирует патогенный микроорганизмы с высокой точностью. Конечно, возможно получить ложноотрицательные и ложноположительные результаты, нет возможности оценки пристеночной флоры, так как определяется полостная и транзиторная – это недостатки данного метода исследования.

В помощь к бактериологическим исследованиям приходят хроматографические методы определения микроорганизмов.

Они основаны на определении компонентов клеток бактерий, которые появляются в результате действия факторов защиты макроорганизма.

Применяется также нагрузочный водородный тест, который показывает ориентировочную обсеменённость бактериями тонкого кишечника. И, конечно же, дорогой и очень  востребованный метод ПЦР.

Лечение микрофлоры

Дисбиотические нарушения всегда имеют вторичный характер, поэтому стоит лечить или проводить профилактику основного заболевания, иначе ничего путного не выйдет. Кроме того, необходимо нормализовать моторику ЖКТ, использовать энтеросорбенты, антибактериальные препараты, пребиотики и пробиотики.

Бактистатин

Широкое применение получил в медицинской практике Бактистатин, который обладает пробиотическим действием и является энтеросорбентом.

В его составе содержатся три компонента, которые усиливают действие  друг друга.

Это стерилизованная жидкость микроба Bacillus Subtilis, природный сорбент цеолит, который может способствовать нормализации всех видов обмена веществ, и  гидролизат соевой муки, являющийся натуральным источником аминокислот.

  • Алексей Кусенко
  • Распечатать

Источник: https://pancreatit.info/mikrobiocenoz-zheludochno-kishechnogo-trakta-s-tochki/

Иммунология и биохимия

Функциональный анализ микробиоценоза желудочно– кишечного тракта

Внутри кишечника человека находятся триллионы бактерий, которые составляют сложную микробиологическую систему, известную как микробиом  кишечника, и играют критическую роль в кишечном здоровье.

 Нарушение микрофлоры  может привести к множеству заболеваний, включая диабет, ожирение, хроническое заболевание почек, синдром раздраженного кишечника, заболевания суставов, в том числе болезнь Бехтерева.

  

Микрофлора (микробиота) ЖКТ человека  содержит 1014 жизнеспособных  микроорганизмов. Это в 10 раз больше количества клеток в теле человека!  Микрофлору кишечника    образуют более чем  1000 различных видов бактерий, установивших между собой взаимовыгодные симбиотические отношения.

  Симбиоз микроорганизмов ЖКТ   – жизненно важный, но недостаточно оцененный    микробный орган человека, который весит 1-1,5 кг и конкурирует с печенью по ряду биохимических реакций. Наиболее важным компонентом симбиоза  является  микрофлора  толстого кишечника.

Здесь содержание бактерий намного превосходит концентрации, обнаруженные в других местах (Рис.).

Чем полезна микрофлора кишечника?

  • Настраивает (модулирует) иммунную систему организма
  • Обеспечивает сопротивление колонизации вредными бактериями
  • Защищает от развития аллергии    
  • Образует короткоцепочечные жирные кислот ( масляная, пропионовая и  др.)
  • Усиливает неспецифический иммунитет и продукцию IgA                               
  • Образует полиамины (спермидин,спермин,   путресцин)  
  • Поддерживает нормальную перестальтику кишечника  
  • Управляет весом
  • Улучшает статус питания, осушествляя:

– Синтез витаминов группы В

– Витамин К

– Всасывание минералов  – Са, Mg, Zn? 

  • Управляет настроением                               
  • Помогает нам жить дольше (предупреждает старение, поддерживает функцию мозга)
  • Освобождает энергию в виде тепла для внутренних органов   
  • Осуществляет метаболизм ксенобиотиков (лекарств, пестицидов, гербицидов и т.д).

Питательные вещества, синтезируемые нормальной  микрофлорой кишечника

  • Биотин
  • Кобаламин
  • Фолиевая кислота
  • Пантотеновая кислота
  • Пиридоксин
  • Рибофлавин
  • Витамин K
  • Уксусная кислота
  • Аминокислоты

Микофлора и детоксикация  в жкт

  • Деметилирование метилртути
  • Распад N-нитрозаминов
  • Распад полициклических ароматических углеводородов (ПАУ)
  • Распад афлатоксина В1 
  • Гидролиз гуанидинянтарной кислоты

Иммунологические эффекты нормальной микрофлоры жкт

  • Стимулирует активность иммунной системы
  • Увеличивает число иммунокомпетентных клеток
  • Увеличивает синтез  иммуноглобулинов
  •  Увеличивает уровень  комлемента
  • Может стимулировать дисфункциональный  иммунный ответ

Как нормальная флора кишечника защищает  жкт от болезнетворных микроорганизмов  

  • Синтез   жирных кислот с короткой цепью
  • Синтез антибиотиков
  • Конкуренция за питательные вещества
  • Индукция низкого окислительно-восстановительного потенциала
  • Деконъюгация желчных кислот
  • Блокада рецепторов адгезии (прилипания)
  • Деградация бактериальных токсинов

Потенциальные обратные эффекты нормальной микрофлоры кишечника

  • Инактивирует трипсин, химотрипсин и кишечные дисахаридазы
  • Индуцирует  нарушение переваривания и всасывания 
  • Производит аммиак 
  • Потребляет витамин B12
  • Деконъюгирует желчные соли
  • Увеличивает энтерогепатическую рециркуляцию эстрогенов
  • Активирует проканцерогены
  • Стимулирует дисфункциональные  иммунные реакции

Бактериальные ферменты, токсичные для человека 

ФерментыСубстратыЭффект
B-глюкозидазаЦиказин,амигдалинРост опухолей
B-глюкуронидазаГлюкуронидаРециркуляцияэстрогенов,метгемоглобин
НитратредуктазаНитратыОбразование нитритов
НитроредуктазаНитробензолИндукция опухолей нитрозаминами
УреазаМочевинаТоксичный аммиак
Деметилаза метилмеркурияМетилмеркурийУменьшение нейротоксичности

Токсические метаболиты микрофлоры жкт

  • Аммиак при гидролизе мочевины
  • Амины при декарбоксилировании аминокислот
  • Фенолы от диетического триптофана
  • Вторичные желчные кислоты
  • Метаболиты эстрогены
  • Нитриты из нитратов
  • N-нитрозамины из нитратов/нитритов

Аммиак

  • Образуется уреазой из мочевины   кишечника (Klebsiella, Proteus, Bacteroides, бифидобактерии)
  • Угнетает окислительный метаболизм  в головном мозге
  • Уменьшается при  низком   белке в диете
  • Быстрый транзит  ингибирует всасывание

Амины, продуцируемые флорой ЖКТ

Инактивируются печеночной МАО

  • Тирамин
  • Октопамин
  • Гистамин
  • Кадаверин
  • Путресцин
  • Пиперидин

Нирозамины

  • Из нитратов / нитритов и вторичных аминов
  • Лецитин, холинди —>>метиламин
  • Лизин—– >>пиперидин
  • Аргинин——>> пирролидин
  • Вода, овощи, колбасные изделия, сыр могут содержать нитраты, абсорбируемые тощей  кишкой
  • Гипохлоргидрия усиливает их образование

Метаболизм стероидов желчи 

  • Хенодезоксихолевая—>> литохолевая
  • Холевая кислота—->> дезоксихолевая (ДХК)

                               -ДХК в фекалиях  коррелирует со случаями рака

                               -ДХК может —-à>         20-CH3-холантренновую

  • Деконъюгация желчных солей

Метаболизм эстрогенов и микрофлора  ЖКТ

  • Конъюгация————->> экскреция желчью
  • Деконъюгация ——–>> повышение  энтеро-печеночный рециркуляции Увеличение эстрогена крови и моче
  • Западная диета: более высокий уровень эстрогена в плазме, низкий уровень эстрогена в фекалиях

Метаболизм триптофана флорой ЖКТ

  • Триптофаназа————>>  индол, абсорбируется слизистой толстого кишечника, потенциальный карциноген 
  • ДКТ флора—————–>>хинальдиновая кислота,   8-OH хинальдиновая кислота, карциногенез мочевого пузыря

Продукты ферментации углеводов в ЖКТ

  • Короткоцепочечные ЖК
  • Пропанол
  • Ацетальдегид
  • Муравьная кислота
  • CO2
  • Бутилен гликоль 

Эффект короткоцепочечных жирных кислот

  • Бутират: антинеопластический, уменьшает рост раковых клеток у человека
  • Пропионат: подавляет глюконеогенез
  • Ацетат: стимулирует поглощение соли и воды
  • Все: антибактериальное, противогрибковое действие
  • Снижение рН
  • Снижение ДХК и   NH4
  • Стимулируют рост клеток слизистой оболочки кишечника

Факторы, влияющие на микрофлору кишечника

  • Секреция ЖКТ: тип, объем, содержание
  • Ферменты, клетки, слизь, pH, редокс потенциал
  • Диета
  • Волокна, жиры, белки, углеводы
  • Подвижность и время транспортировки
  • Иммунитет хозяина
  • Эмоциональный стресс

Влияние пищи на  флору кишечника

  • Высокие жиры: бактероиды поднимаются вверх, лактобациллы и энтерококки вниз
  • Вегетарианская: анаэробы
  • Целлюлоза: снижение  дрожжей, стафилококков, протея и клостридии; снижение общего количества бактерий и уровня бактериальных ферментов.
  • Галактоманнаны (гуаровая смола и камедь рожкового дерева), карбоксиметилцеллюлоза: увеличение бактериальной биомассы и уровней ферментов
  • Отруби пшеницы: уменьшают токсичность метилртути путем увеличения деметилирования флорой ЖКТ.
  • D-глюкаровая кислота ингибирует B-глюкуронидазу; cодержится в крестоцветных, цитрусовых, вишневых и  в моче человека.
  • Диеты с низким содержанием волокон увеличивают бактериальную транслокацию (перемещение в тонкий кишечник)
  • Пектины с высоким содержанием метоксидов: увеличивают активность нитроредуктазы; могут увеличить B-глюкуронидазу. 

Высокобелковая диета

Потребление высокобелковой диеты может увеличить образование потенциально вредных бактериальных метаболитов. Было подсчитано, что у отдельных лиц,     диета, содержащая ~ 100 г белка / день)   может не переваиваться  в тонком кишечнике и достичь толстой кишки.

 Эти белки   дополняют  белки хозяина (панкреатические и кишечные ферменты, муцины, гликопротеины и слущенные эпителиальные клетки).

Непереваренный белок ферментируется микрофлорой толстого кишечника,   конечными продуктами которого являются короткоцепочечные жирные кислоты, жирные кислоты с   с разветвленной цепью (например, изовалерат, изобутират и 2-метилбутират) и потенциально вредные метаболиты – аммиак, амины, фенолы, сульфиды и индолы.

Итак,

  •  Диеты  с высоким содержанием мяса индуцируют ферменты, которые могут способствовать канцерогенезу, образованию индола и аммиака.
  • Высоко растворимые волокна и сложные углеводы повышают ферментацию. Нерастворимые волокна снижает концентрацию канцерогенных ферментов.
  • Фитохимические соединения могут ингибировать ферменты бактерий.

Нормальные защитные механизмы  микрофлоры кишечника

  • Желудочный сок
  • Подвижность кишечника
  • Мигрирующий моторный комплекс
  • Интактный илеоцекальный клапан
  • Секреция кишечного иммуноглобулина А (IgA)
  •  Бактериостатические свойства поджелудочной железы и выделения желчных путей.

Нарушение в том или ином звене защиты микрофлоры кишечника  проявляется как дисбактериоз.

 

Источник: http://biohimik.net/lechebnoe-pitanie/mikroflora-zhkt

Микрофлора желудочно-кишечного тракта

Функциональный анализ микробиоценоза желудочно– кишечного тракта

Микрофлора желудочно-кишечного тракта – совокупность микроорганизмов, находящихся в просвете ЖКТ. Самым заселенным микрофлорой органом является толстый кишечник.

В каждом  отделе желудочно-кишечного тракта микрофлора имеет различный количественный и качественный состав. Основная масса полезной флоры расположена в нижних отделах кишечника. Микрофлора может быть как полезной, так и болезнетворной , что является значимым  для здоровья организма человека, т.

к.  необходим баланс, ведь полезная микрофлора отвечает в первую очередь за хороший иммунитет человека.

Полезная флора – это бифидо- и лактобактерии, которые отвечают за нормальную работу кишечника. Также эти полезные бактерии защищают организм человека от проникновения патогенных чужеродных микробов и токсинов, а соответственно способствуют усвоению витаминов,  процессам пищеварения, а также укрепляют иммунитет.

Если желудочно-кишечный тракт работает нормально, то кишечная микрофлора имеет равновесие патогенных и полезных микробов и бактерий.

В желудке человека бактерий не много, так как он имеет кислую среду, их количество составляет 103 вида, самое большое количество бактерий расположено в толстом кишечнике, их количество составляет около 1013 видов.

Если баланс полезных и патогенных бактерий нарушен, это приводит к дисбактериозу и другим заболеваниям.

Роль микрофлоры в организме человека

Микрофлора пищеварительного тракта играет важную роль в организме не только человека, но и животных. К  примеру, у животных так же имеется микрофлора, нарушение баланса которой приводит к заболеваниям желудочно-кишечного тракта.

Микробы – это наиболее многочисленные представители  нашей планеты, они заполняют абсолютно все пространство им доступное. В процессе эволюции микроорганизмы приспособились существовать в определенных условиях, так называемых эконишах, и  человек является одной из них.

Микроорганизмы научились сосуществовать вместе с человеком, при этом не просто существовать, но и приносить выгоду — как себе, так и своему хозяину.

Эволюция повлияла на то, что определенные виды микроорганизмов способны не только жить в кишечнике человека, но и ухаживать за его иммунной системой, а также быть основным и незаменимым звеном в работе пищеварительной системы.

Факторы, которые способствуют избыточному росту флоры кишечника:

  • наличие свищей в кишечнике;
  • хирургические операции;
  • атрофический гастрит;
  • применение лекарственных препаратов, особенно антибиотиков, которые убивают как патогенную, так и полезную микрофлору;
  • нарушение моторики кишечника;
  • непроходимость кишечника и многое другое.

Микрофлора ЖКТ делится на просветную и пристеночную флору, их состав различен. Состав пристеночной флоры более стабилен, и представлен в основном лактобактериями и бифидобактериями, которые защищают кишечник от патогенных бактерий. Состав просветной флоры, помимо лакто- и бифидобактерий включает ряд других обитателей кишечника.

Нормальная флора человека является единым и согласованно работающим механизмом, это чуткий индикатор состояния человеческого организма при воздействии на него разнообразных факторов.

Функции микрофлоры

  1. Защитная. Нормальная флора подавляет патогенную и постороннюю, попадающую в наш организм с водой и пищей.

    Это обеспечивается такими механизмами:

    • Нормальная флора активизирует синтез антител в слизистой оболочке желудочно-кишечного тракта, которые обладают связывающей способностью в отношении посторонних антигенов;
    • Микрофлора вырабатывает вещества, способные подавлять условнопатогенную и патогенную флору;
    • Флора образует молочную кислоту, лизоцим, перекись водорода и другие вещества, обладающие антибиотической активностью;
  2. Ферментативная. Нормальная флора переваривает углеводы и белки, а также вырабатывает хемицеллюлазу, которая отвечает за переваривание клетчатки. В свою очередь перевариваемая клетчатка при взаимодействии с нормальной флорой образует глюкозу и органические кислоты, стимулирующие моторику кишечника и формирующие  стул;
  3. Синтез витаминов. В основном осуществляется в слепой кишке, так как именно там они и всасываются. Микрофлора обеспечивает синтезирование витамина группы В, никотиновой кислоты и других витаминов. К примеру, бифидобактерии обеспечивают синтез витамина К, пантотеновой и фолиевой кислоты;
  4. Синтез белков и аминокислот. Особенно в случаях  их дефицита;
  5. Обмен микроэлементов. Микрофлора способствует усилению всасывательных процессов через кишечник железа, ионов кальция, витамина Д;
  6. Обезвреживание или детоксикация ксенобиотиков (токсических веществ). Эта функция является важным процессом микрофлоры кишечника, которая происходит в результате  ее биохимической активности;
  7. Иммунная. Нормальная флора стимулирует образование антител, у детей способствует становлению и созреванию иммунной системы. Бифидобактерии регулируют клеточный и гормональный иммунитет, препятствуют разрушению иммуноглобулина, вырабатывают лизоцим и стимулируют интерферонообразование. Лактобактерии увеличивают фагоцитарную активность макрофагов, нейтрофилов, образование интерферонов, синтез иммуноглобулинов и интерлейкина-1.

Многофункциональность нормальной микрофлоры является важным компонентом сохранения ее состава. На качественный и количественный состав микрофлоры влияет большое количество различных факторов: это и экологические условия (санитарно-гигиенические, профессиональные, химические, радиационные и другие), климато-географические условия, качество и характер питания, различные иммунные нарушения, гиподинамия, стрессы и так далее; также состав флоры нарушается и при различных заболеваниях ЖКТ.

Источник: http://enterolog.ru/mikroflora/

Микробиоценоз желудочно-кишечного тракта: современное состояние проблемы

Функциональный анализ микробиоценоза желудочно– кишечного тракта

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

ЖКТ представляет собой одну из наиболее сложных микроэкологических сред организма человека, в которой на суммарной площади слизистой оболочки, составляющей около 400 м2, имеется исключительно высокая и разнообразная (свыше 500 видов) плотность микробной обсемененности, в которой очень тонко сбалансировано взаимодействие между защитными системами макроорганизма и микробными ассоциациями [12]. Как полагают, бактерии составляют от 35 до 50% объема содержимого ободочной кишки человека, а их совокупная биомасса в ЖКТ приближается к 1,5 кг [13].

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:

  • благодаря диетотерапии;
  • устранению действия экзо- и эндогенных факторов, вызвавших и поддерживающих нарушение микробиоценоза (хронические воспалительные процессы различной локализации, образ жизни и характер питания, онкологические заболевания и т. д.);
  • ограничению колонизации слизистой ЖКТ условно-патогенной микрофлорой (селективная деконтаминация);
  • абсорбции и удалению токсических веществ из просвета ЖКТ;
  • восстановлению функциональной активности органов ЖКТ (кислотность желудочного сока, моторно-эвакуаторная активность кишечника; оптимизация функции гепатобилиарной системы и т. д.);
  • назначению биопрепаратов (про-, пре- и синбиотиков), создающих и поддерживающих оптимальные условия, способствующие восстановлению микробиоценоза и оказывающих заместительные функции.

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

Источник: https://www.lvrach.ru/2007/06/4535288/

Поделиться:
Нет комментариев

    Добавить комментарий

    Ваш e-mail не будет опубликован. Все поля обязательны для заполнения.