Опубликовано в журнале:
«Фарматека» 2007, № 14, с. 28-34
МИКРОЭКОЛОГИЯ КИШЕЧНИКА У ДЕТЕЙ И ЕЕ НАРУШЕНИЯ
П.Л. Щербаков1, 3, А.А. Нижевич2 , В.В. Логиновская2 , М.Ю. Щербакова3 , Л.В. Кудрявцева4 , С.Д. Митрохин5 , Н.М. Нуртдинова2 , Р.А. Очилова2
1 Научный центр здоровья детей РАМН, Москва
2 РДКБ, Уфа
3 РГМУ, Москва
4 НПФ ЛИТЕХ, Москва
5 Онкологическая больница № 62, Красногорск
Приводится подробная качественная и количественная характеристика нормальной микрофлоры кишечника человека, рассматриваются факторы ее стабильности, этапы формирования кишечного микробиоценоза. Указаны биохимические особенности и клинические проявления нарушений микроэкологии, обсуждаются методы их коррекции. Подчеркивается, что тактика рационального индивидуального лечения и профилактики дисбиоза кишечника должна основываться на принципах комбинированного подхода.
Микробиоценоз кишечника является центром микроэкологической системы человека. Человеческий кишечник представляет собой микроэкосистему, для которой характерно наличие сложного динамического равновесия между гомеостазом макроорганизма и микробными ассоциациями, заселяющими его. Подсчитано, что в кишечнике взрослого человека количество микроорганизмов составляет 1013, в полости рта – 1010, на коже – 1012. Микроорганизмы, формирующие микрофлору хозяина, находятся в разнообразных взаимоотношениях (нейтрализма, конкуренции, мутуализма, синергизма, комменсализма, паразитизма и др.). Недостаток или избыток того или иного субстрата или метаболита, а также изменения окружающей среды служат сигналом для адаптивных или необратимых изменений в соответствующем звене микроэкологической системы. Включая элементы саморегуляции, эта система способна противостоять, по крайней мере в известных пределах, изменениям условий среды и колебаниям плотности и состава микробных популяций.
Практически 100 % как свободноживущих, так и находящихся в организме человека и животных микроорганизмов обитают в виде микроколоний, фиксированных к различным поверхностям. Закрепившись, они продуцируют экзополисахариды, обволакивающие микробную клетку, внутри которой происходит деление клеток и осуществляются межклеточные взаимодействия.
Полисахаридный гликокаликс является аттрактантом разнообразных органических и неорганических соединений за счет ионного обмена, а также защищает микроорганизмы от действия простейших, бактериофагов и др. Микроорганизмы в составе биопленки в десятки и сотни раз более устойчивы к воздействию неблагоприятных факторов, чем при нахождении в свободном состоянии. Таким образом, с современных позиций нормальную микрофлору следует рассматривать как интегральную часть организма хозяина, своеобразный экстракорпоральный орган, вовлекаемый в синтез и деградацию собственных и чужеродных субстанций, структуру, которая первой вовлекается в абсорбцию и через которую идет транслокация как полезных, так и потенциально вредных агентов, в т. ч. микробного происхождения.
Характеристика представителей нормальной микрофлоры кишечника
Выделяют три основные группы кишечной микрофлоры: облигатную – постоянно встречающуюся (резидентная, аутохтонная, индигенная), добавочную (сопутствующая) и транзиторную (случайная, аллохтонная; см. таблицу).
Таблица.
Классификация микрофлоры кишечника Группа микрофлоры Основные представители
Облигатная Бифидо-, лактобактерии, бактероиды, кишечная палочка, вейлонеллы, пептококки, фузобактерии
Добавочная Стафилококки, грибы
Транзиторная Условно-патогенные микроорганизмы (клебсиеллы, протей, стрептококки, клостридии и др.)
Облигатная микрофлора является превалирующей (95–98 %) и представлена анаэробами: бактероидами (105–12 мк на 1 г фекалий), лактобациллами (105–7 мк/г) и бифидобактериями (108–10 мк/г). Среди аэробной микрофлоры преобладают кишечная палочка (106–9 мк/г) и энтерококк (103–9 мк/г). Индигенные бактерии создают зону закисления (бифидобактерии – до рН 5,0; лактобактерии – до рН 4,0), конкурируют с другими бактериями за сайты адгезии на энтероцитах, образуя защитную микропленку на поверхности слизистой оболочки кишечника.
Добавочная и транзиторная микрофлора составляет лишь 1–4 % от общего количества биомассы микробов кишечника. Различные условно-патогенные микроорганизмы могут быть представлены в количестве до 105 мк/г.
Основные представители микрофлоры кишечника включают 3 семейства:
Bacteroidaceae, состоящее из трех родов: Leptotrichia, Fusobacterium, Bacteroides;
Actinomycetaceae, в состав которого входят роды Actinomyces, Bifidobacterium, Bacterionema, Rothia;
Lactobacillaceae, включающее род Lactobacillus.
Бактероиды – грамположительные анаэробные палочки, не образующие спор. Типовым видом является B. fragilis.
Бифидобактерии – грамположительные анаэробные бесспоровые неподвижные микроорганизмы с булавовидным утолщением на концах и раздвоением на одном или обоих полюсах. По классификации Берги бифидобактерии подразделяются на 11 видов: B. bifidum, B. adolescentis, B. infantis, B. breve, B. longum, B. pseudolongum, B. thermophilum, B. suis, B. asteroides, B. inducum, B. coryneforme. В желудочно-кишечном тракте бифидобактерии распределяются неравномерно: в небольшом количестве – в 12-перстной кишке, в наибольшем – в слепой и поперечно-ободочной кишке.
Лактобациллы (лактобактерии) – грамположительные неспорообразующие неподвижные палочки, анаэробы. Род включает 25 видов. Типовой вид – L. delbruckii.
Лактофлора формируется через несколько дней после рождения и у 75–100 % грудных детей составляет 1 млрд микробных клеток в 1 г испражнений. Лактобациллы присутствуют во всех отделах пищеварительного тракта.
В настоящее время отсутствуют строгие и четкие критерии, с помощью которых можно было охарактеризовать “нормальную” и “ненормальную” микрофлору при оценке конкретных результатов исследований.
Обнаружение разнообразных признаков взаимодействия макроорганизма с населяющими его микробами позволяет рассматривать заселение организма его аутохтонной микрофлорой как своеобразную инфекцию, носящую характер симбиоза, который, безусловно, полезен для обеих сторон, хотя не всегда может быть “легко оценен стандартами добра и зла” ( T. Rosebury, 1962).
По мнению В.Г. Петровской (1976), с общебиологических позиций нет принципиальной разницы между “условно-” и “безусловно-” патогенными микроорганизмами, ибо все они патогенны лишь “потенциально”. Реализация потенциальной способности вызывать заболевание зависит от состояния макроорганизма. Разница заключается только в степени инвазивных свойств. Патогенные микроорганизмы лучше “вооружены” (имеют капсулы, оболочечные антигены), а условно-патогенные могут вызывать патологический процесс только при ослаблении защитных свойств макроорганизма, включая нарушение микробного равновесия (облучение, назначение антибиотиков, иммунодепрессантов), компенсирующих отсутствие выраженных средств инвазии.
В связи с этим следует остановиться на концепции T. Rosebury (1962), касающейся “индигенной” или аутохтонной флоры человека и животных. Его монография “Microorganisms indigenous to man” (“Индигенные микроорганизмы человека”) является уникальным научным трудом, в котором обсуждаются характеристики микроорганизмов, обычно не рассматриваемые в учебниках и руководствах по клиническим дисциплинам.
Так как разработка и использование новых методов выделения разнообразных микроорганизмов показали, что аутохтонными являются не только бактерии (флора), но и простейшие (фауна), Т. Rosebury предлагает для определения аутохтонного микробного населения высших организмов название – “Microbiota”.
В строгом смысле аутохтонными могут быть названы только резидентные виды, занимающие как бы промежуточное положение между патогенными и транзитными. Тем не менее прежние названия – “комменсализм” и “комменсалы”, по мнению Т. Rosebury, неверны и должны быть заменены терминами “амфибиоз” и “амфибионты”. Последние могут быть помещены между симбионтами (probiosis) и патогенными микроорганизмами или антибионтами. Амфибиоз может сочетаться в другом измерении с сапрофитизмом, т. е. способностью жить вне живого организма. Однако типичный амфибионт, по мнению Т. Rosebury, является “облигатно-паразитическим (несапрофитическим) и необлигатно-патогенным”. Автор предлагает критерии, позволяющие отнести тот или иной микроорганизм к амфибионтам: 1) частая встречаемость в одном или более типичных местах (частота жестко не ограничена); 2) одинаково частое обнаружение при наличии и отсутствии болезни.
По существу, представление об амфибионтах, данное Т. Rosebury, соответствует таковому об условно-патогенных бактериях. Это – микроорганизмы, живущие и размножающиеся в макроорганизме, не причиняя ему явного вреда, но способные вызывать заболевание при нарушении баланса микроб–хозяин или экологического баланса внутри микробных ассоциаций. Действительно, описаны заболевания, вызванные при определенных условиях всеми представителями флоры кишечника человека – от кишечной палочки до протея, стафилококков, Pseudomonas aeruginosa и даже бактероидов (Петровская В.Г., Марко О.П., 1976). Так, установлено, что при острой респираторной вирусной инфекции у детей раннего возраста происходит значительная активация представителей условно-патогенной аутофлоры (Klebsiella pneumoniae, Enterobacter aerogenes, Citrobacter diversus) с развитием тяжелой эндотоксемии, обусловленной белковыми и липополисахаридными антигенами этих грамотрицательных бактерий (Анохин В.А., Бондаренко В.М., Уразаев Р.А. и др., 1994).
По современным данным, 96–98 % всей микрофлоры толстого кишечника составляют анаэробы, прежде всего бифидобактерии. На долю аэробной флоры приходится 1–4 %, преобладающим видом является нормальная кишечная палочка, а стафилококки и другие условно-патогенные микроорганизмы составляют лишь 0,010–0,001 % от общего числа микроорганизмов. В абсолютных цифрах в 1 г фекалий содержится 1 млрд бифидобактерий, 1 млн кишечных палочек и от 10 до 1000 микробных клеток условно-патогенных микроорганизмов. Наличие бактероидов не свойственно нормальному микробиоценозу у детей первого полугода жизни. Напротив, у детей старше года количественные показатели состава микробной флоры приближаются к нормам взрослых.
Состав кишечной микрофлоры у здорового человека является достаточно стабильным, что связано с функционированием ряда механизмов. К основным факторам хозяина, лимитирующим избыточный бактериальный рост в тонкой кишке, относятся соляная кислота желудочного содержимого (кислая среда) и нормальная кишечная моторика. Даже кратковременное замедление тонкокишечного транзита приводит к бурному росту оппортунистической микробной флоры. Важная роль принадлежит надэпителиальной слизи, в которой накапливаются бактерии. При нормальной моторной функции слизь вместе с бактериями быстро эвакуируется из тонкой кишки в толстую. Для поддержания нормального состава кишечной флоры также имеют значение состав пищи, секреторная функция пищеварительных желез, объем десквамированного кишечного эпителия, секреция иммуноглобулинов (особенно содержание секреторного IgA в кишечном содержимом) и целостность слизистой оболочки кишечника (Григорьев П.Я., Яковенко Э.П., 1996).
К свойствам бактерий, поддерживающим их стабильный состав в кишечнике человека, относятся:
конкуренция в использовании питательных веществ;
изменение внутрипросветного уровня рН;
продукция токсичных метаболитов и энзимов;
утилизация кислорода аэробами, способствующая росту анаэробных штаммов.
Несмотря на постоянство состава кишечной микрофлоры, имеются данные о его изменении в зависимости от географических, сезонных, возрастных и других факторов, включая состояние пищеварительного тракта, питания и пр. Так, при изучении в динамике микрофлоры жителей одного населенного пункта с одинаковыми экономическими и бытовыми условиями установлено, что весной анаэробные лактобациллы составляли 47,5 % всей флоры, осенью – 62,3 %, представители рода Escherichia – 0,4 и 2,7 % соответственно (Петровская В.Г., Марко О.П., 1976).
Вероятно, причинами сезонных колебаний в составе микрофлоры являются такие факторы, как температура окружающей среды и характер питания. Сезонные изменения температуры окружающей среды могут влиять на состояние баланса между макроорганизмом и его флорой и вызывать сдвиги в составе последней. Еще большее значение может иметь различие витаминной насыщенности организма в разное время года (Петровская В.Г., Марко О.П., 1976). В исследовании M. Hill проводилось сравнение микрофлоры фекалий людей, живущих в Англии (68 человек), Шотландии (23), США (белые – 22, чернокожие – 12), Уганде (48), Японии (17) и Индии (51). Обнаружено, что у жителей Уганды, Японии и Индии количество бактероидов меньше (lg – 8,2; 9,4 и 9,1 соответственно), чем у представителей стран Европы и Америки (lg – 9,7–9,8).
Все это свидетельствует о наличии обратной связи – влиянии микрофлоры на макроорганизм. Однако описанные явления нельзя расценивать только исходя из положения антибиотик
http://uberipuzo.blogspot.com/2009/04/blog-post_3890.html
