Общепризнанно, что в процессе эволюции при взаимодействии организма
хозяина и микроорганизмов происходил отбор определенных их видов,
способных к прикреплению и колонизации поверхностного эпителия
слизистых оболочек соответствующих экологических ниш. В результате они
стали использовать организм хозяина как новую среду обитания. Так
сформировались симбиотические ассоциации, составляющие нормальную
микрофлору человека и животных.
Идея о защитной роли нормальной микрофлоры принадлежит
И.И.Мечникову. Наблюдения, подтвердившие роль нормальной микрофлоры в
обеспечении здоровья, до настоящего времени вызывают большой интерес.
Представители нормальной микрофлоры детально изучаются уже на
генетическом и молекулярном уровнях. Известен состав нормальной
микрофлоры не только различных органов дыхательных путей,
желудочно-кишечного тракта, мочеполовой системы, поверхности кожи, но и
иерархо-топографическое распределение отдельных видов микробов по ходу
пищеварительного канала, репродуктивного тракта у женщин и др.
Макроорганизм и населяющая его микрофлора, в том числе кишечник,
являются сбалансированной экологической системой. Показано наличие
постоянной (индигенной) и транзиторной (случайной) микрофлоры.
В
настоящее время молекулярные механизмы стабильности взаимоотношений
между индигенной и случайной микрофлорой изучены недостаточно. Однако
получены данные об эволюционном характере процесса формирования
нормальной микрофлоры, в частности микробной экологической системы
кишечника.
Кишечный микробиоценоз во взаимосвязи с организмом хозяина
рассматривается как своеобразный экстракорпоральный орган
макроорганизма. В микроэкологической системе кишечника существуют
корреляционные связи между отдельными семействами, родами и видами
анаэробных и аэробных бактерий.
Качественное или
количественное изменение одного из компонентов микробиоценоза оказывает
влияние на всю систему в целом. Поэтому затяжные кишечные заболевания,
в том числе инфекционной природы, в абсолютном большинстве случаев
поддерживаются развившимся или имевшимся дисбактериозом кишечника.
Отсутствие
эффекта от этиотропной терапии кишечными антисептиками
(сульфаниламидами, хинолонами, нитрофуранами, антибиотиками и др.),
особенно при хронических болезнях желудочно-кишечного тракта и
усугублении патологического процесса на фоне выраженного дисбактериоза
кишечника, позволяет рассматривать заболевания, связанные с нарушенным
микробиоценозом, как самостоятельные, обусловленные дисбиозной
условно-патогенной микрофлорой, занимающие свое место в клинике.
Микрофлора
кишечника здорового человека и ее функции. Функцию микробной
экологической системы желудочно-кишечного тракта можно уподобить работе
крупной биохимической лаборатории, осуществляющей многие сотни
биохимических процессов. Показано, что биомасса микробов, заселяющих
кишечник взрослого человека, составляет 2,5 – 3 кг и включает до 450 -
500 видов бактерий. Соотношение биомассы анаэробов и аэробов составляет
1000:1. Микрофлора кишечника подразделяется на две части: облигатную
(микроорганизмы, постоянно входящие в состав нормальной флоры и
играющие важную роль в метаболических процессах и защите организма
хозяина от инфекции) и факультативную (бактерии, часто встречающиеся у
здоровых людей, но являющиеся условно-патогенными как этиологические
факторы заболеваний в случае снижения резистентности макроорганизма).
Выявляются также микробы, не относящиеся к постоянным представителям
микрофлоры кишечника, поступающие, по-видимому, с термически
необработанными овощами и фруктами. Периодически в просвете кишечника
здорового человека может обнаруживаться небольшое количество
возбудителей инфекционных болезней, не приводящих к развитию
патологического синдрома до тех пор, пока защитные системы организма
хозяина препятствуют их размножению. Количественные соотношения между
различными микробными популяциями стабильны. Доминирующими
представителями облигатной микрофлоры являются неспорообразующие
анаэробы: бифидо- и лактобактерии, бактероиды. Бифидобактерии и
бактероиды составляют 85-98% микрофлоры кишечника.
Нормальная микрофлора кишечника выполняет и регулирует многие
функции организма. В процессе ее жизнедеятельности образуются
органические кислоты, снижающие рН среды толстой кишки до 5,3 - 5,8.
Создавая кислую среду, они препятствуют размножению патогенной,
гнилостной и газообразующей микрофлоры кишечника. Бифидо- и
лактобактерии обладают выраженным антагонизмом, регулируют
количественный и качественный состав нормальной микрофлоры кишечника,
сдерживают рост и размножение в нем патогенных и условно-патогенных
микробов.
Бифидо- и лактобактерии, эу- и пропионобактерии,
бактероиды способствуют ферментативному перевариванию пищевых
ингредиентов: усиливают гидролиз белков, сбраживают углеводы, омыляют
жиры, растворяют клетчатку, стимулируют перистальтику кишечника,
оптимизируют эвакуацию кишечного содержимого. Эшерихии, бифидо- и
эубактерии выполняют витаминообразующую функцию (участвуют в синтезе и
всасывании витаминов К, группы В, фолиевой и никотиновой кислот). Кроме
того, они способствуют синтезу незаменимых аминокислот, лучшему
усвоению солей кальция, витамина D. Метаболиты бифидо- и лактобактерий
препятствуют микробному декарбоксилированию пищевого гистидина и
повышению количества гистамина, то есть обладают антианемическим,
антирахитическим и антиаллергическим действием.
Бактериальные модулины бифидо- и лактобактерий стимулируют
лимфоидный аппарат, синтез иммуноглобулинов, интерферона, цитокинов,
увеличивают уровень пропердина и комплемента, повышают активность
лизоцима и способствуют уменьшению проницаемости сосудистых тканевых
барьеров для токсичных продуктов патогенных и условно-патогенных
микроорганизмов, препятствуют транслокации бактерий во внутренние
органы и кровь (рис. 1, 2). Анаэробные бактерии вырабатывают
биологически активные вещества, такие как -аланин, 5-аминовалериановая
и -аминомасляная кислоты, а также медиаторы, влияющие на функцию
желудочно-кишечного тракта, печени, сердечно-сосудистой системы,
кроветворения, обменные процессы и т.д.
Однако микрофлора
кишечника имеет двойственный характер, проявляющийся наряду с
положительными ее функциями отрицательным воздействием на организм
хозяина. Так, в родах Bacteroides и Clostridium встречаются штаммы,
обладающие патогенными свойствами, способные вызывать эндогенный
инфекционный процесс, дисфункцию различных органов желудочно-кишечного
тракта. Некоторые кокки при попадании в несвойственные им места
обитания или при повышении количества могут вызывать гнойную инфекцию.
При снижении общей иммунологической реактивности и формировании
иммунодефицитного состояния возможно попадание условно-патогенных
энтеробактерий, в том числе эшерихий, в кровь и возникновение
токсико-септического состояния и развитие синдрома диссеминированного
внутрисосудистого свертывания, индуцируемого за счет их
липополисахаридов.
В заключение следует отметить, что основными функциями нормальной кишечной микрофлоры являются:
- обеспечение колонизационной резистентности организма;
- участие в синтетической, пищеварительной и детоксицирующей функциях кишечника;
- стимуляция синтеза биологически активных веществ;
- поддержание высоких уровней лизоцима, секреторных иммуноглобулинов, интерферона, важных для иммунологической резистентности;
- морфокинетическое действие и усиление физиологической активности желудочно-кишечного тракта.
Микроэкологические нарушения кишечника и их
клинико-патогенетическое значение. Микроэкологические нарушения, или
дисбактериоз кишечника – это изменения качественного состава и
популяционного уровня симбиотической микрофлоры кишечника, возникающие
под воздействием различных причин. Нарушение микрофлоры кишечника
характеризуется исчезновением или снижением числа облигатных ее
представителей, с одной стороны, и увеличением популяционного уровня
условно-патогенных микробов (энтеробактерий, стафилококков, грибов рода
Candida и др.), отсутствующих или встречающихся в ничтожных количествах
в норме, с другой. В итоге такие дисбиозные микробные ассоциации не в
состоянии выполнить защитные и физиологические функции кишечника в
условиях нормобиоценоза (рис. 3). Ведущая роль в формировании
дисбактериоза принадлежит нарушению популяционного уровня анаэробов, в
том числе бифидо- и лактобактерий, пропионовокислых и эубактерий и др.
(рис. 4).
Для лабораторной диагностики дисбактериоза кишечника применяют:
- классический бактериологический анализ;
- биохимический экспресс-метод определения протеолитической (казеинолитической) активности супернатантов фекалий;
- высоковольтную хроматографию на бумаге по обнаружению аспартилглицина, спартиллизина, аланина, 5-аминовалериановой и аминомасляной кислот и др.;
- ионную (определение биогенных аминов, желчных и карбоновых
кислот, ароматических соединений) и газожидкостную хроматографию
(обнаружение в фекалиях летучих жирных кислот уксусной, валериановой,
капроновой, изомасляной и др.);
- микроскопию фекального мазка;
- определение антилизоцимной ДНК-зной и РНК-зной активности.
Классификация дисбактериозов. Выделяют четыре степени дисбактериоза. 1-я
степень (латентная, компенсированная форма) характеризуется
незначительными изменениями в аэробной части микробиоценоза (увеличение
или уменьшение количества эшерихий). Бифидо- и лактофлора не изменена.
Как правило, кишечная дисфункция не наблюдается.
2-я степень
(субкомпенсированная форма) — на фоне незначительного снижения
содержания бифидобактерий выявляются количественные и качественные
изменения эшерихий и увеличение популяционного уровня группы
условно-патогенных бактерий, псевдомонад и грибов рода Candida. 3-я
степень – значительно сниженный уровень бифидофлоры в сочетании со
снижением содержания лактофлоры и резким изменением количества
эшерихий. Вслед за снижением уровня бифидофлоры нарушается состав
микрофлоры кишечника, создаются условия для проявления агрессивных
свойств условно-патогенных микроорганизмов. Как правило, при
дисбактериозе 3-й степени возникает дисфункция кишечника.
4-я
степень – отсутствие бифидофлоры, значительное уменьшение количества
лактофлоры и изменение содержания кишечной палочки (снижение или
увеличение), возрастание числа облигатных, факультативных и не
характерных для здорового человека видов условно-патогенных
микроорганизмов в ассоциациях. Нарушается нормальное соотношение
состава кишечного микробиоценоза, в результате чего снижается его
защитная и витаминосинтезирующая функции, изменяются ферментативные
процессы, возрастает уровень нежелательных продуктов метаболизма
условно-патогенных микроорганизмов. Помимо дисфункции
желудочно-кишечного тракта это может привести к деструктивным
изменениям кишечной стенки, бактериемии и сепсису, поскольку снижается
общая и местная сопротивляемость организма и реализуется патогенное
действие условно-патогенных микроорганизмов.
Некоторые авторы классифицируют дисбактериоз кишечника по виду доминирующего возбудителя:
- стафилококковый;
- клебсиеллезный;
- протейный;
- бактероидный;
- клостридиозный (Cl. difficile);
- кандидамикозный;
- смешанный.
Латентные и субкомпенсированные формы
течения дисбактериоза более характерны для легких и среднетяжелых форм
дизентерии и сальмонеллеза, постдизентерийных колитов.
Декомпенсированный дисбактериоз отмечается при тяжелом и затяжном
течении острых кишечных инфекций, сопутствующих патологии
желудочно-кишечного тракта, а также при неспецифическом язвенном
колите, протозойных колитах. Дисбактериоз кишечника является
локализованной формой. Распространенный дисбактериоз вовлекает весь
желудочо-кишечный тракт. Генерализация характеризуется развитием
бактериемии, возможно развитие сепсиса и септикопиемии.Дисбактериоз
формируется у большинства больных острыми кишечными инфекциями в связи
с недостаточно пока ясным влиянием патогенных микроорганизмов на
нормофлору, изменением экологии кишечника, использованием этиотропных
(антибактериальных) препаратов, ингибирующе действующих не только на
патогенную, но и на обычную микрофлору кишечника. Развитию
дисбактериоза способствуют стрессы, эндокринные нарушения, ионизирующая
радиация, нарушения питания. Дисбактериозы и вторичные иммунодефицитные
состояния формируются в условиях возрастающего экологически вредного
воздействия окружающей среды на организм человека (рис. 5). Снижение
популяционного уровня облигатной микрофлоры, в первую очередь бифидо- и
лактобактерий, обладающих высокой антагонистической активностью,
создает условия для развития тех родов и видов энтеробактерий,
размножение которых в нормальных условиях подавлено конкуренцией
активных симбионтов. Чаще всего в этих условиях развиваются
условно-патогенные бактерии - представители родов Klebsiella,
Enterobacter, Proteus, Staphylococcus, Clostridium (Cl.difficile),
Acinetobacter, Pseudomonas и грибов рода Candida, которые
высокорезистентны к антибиотикам и менее требовательны к условиям
размножения. Дисбиозная микрофлора характеризуется селективным
размножением клонов условно-патогенных бактерий, нередко обладающих
сложными плазмидами резистентности, включающими гены, связанные с
синтезом различных факторов патогенности (адгезины, цито- и
энтеротоксины, антилизоцимный фактор, антидефенсины и др.). Изменение
нормальной микрофлоры кишечного тракта при дисбактериозах может
привести к нарушению функции кишечника. Нарушаются процессы
пищеварения: всасывание питательных веществ, усвоение железа, кальция,
синтез витаминов; утрачивается способность активации различных
субстратов и ферментов в содержимом кишечника, развиваются
гипопротеинемия и бактериемия. Снижение ферментативной
активности бифидо- и лактобактерий, а также смещение рН в щелочную
сторону обусловливает торможение процессов утилизации организмом
человека биологически активных соединений, усиление бродильных и
гнилостных процессов. Нарушение колонизационной резистентности
кишечника, связанное с изменением состава нормальной микрофлоры,
способствует адгезии и колонизации слизистой оболочки патогенными и
условно-патогенными бактериями, обусловливает поступление токсинов в
кровоток, пролонгируя клинические проявления основного заболевания.
Микроэкологические и иммунные нарушения препятствуют процессу
выздоровления и элиминации возбудителя инфекции из организма больного. Условно-патогенные
бактерии, колонизирующие слизистую оболочку кишечника, вызывают
нарушение всасывания углеводов, жирных кислот, аминокислот, азота,
витаминов, конкурируют с индигенными микробами и организмом хозяина за
участие в ферментации и усвоении питательных веществ, поступающих с
пищей. Продукты метаболизма (индол, скатол, сероводород и др.) и
токсины, продуцируемые условно-патогенными бактериями, снижают
детоксикационную способность печени, усиливают симптомы интоксикации,
подавляют регенерацию слизистой оболочки кишки, тормозят перистальтику
и пролонгируют диспептический синдром. При лечении острых
кишечных инфекций антибиотиками дисбиотические изменения нарастают, и
эубиоз длительно не восстанавливается. После ликвидации острых
проявлений кишечных инфекций сохраняется снижение аппетита,
нестабильность динамики массы тела, склонность к метеоризму, запорам
или неустойчивому характеру стула, периодическому появлению в нем
патологических примесей и большого количества воды. Нередко ухудшается
характер стула на фоне резкого изменения питания, что является
косвенным признаком дисбиоза. Таким образом, при постановке
этиологического диагноза острых и хронических дисфункций
желудочно-кишечного тракта необходимо учитывать качественный состав и
популяционный уровень различных видов индигенных и транзиторных
представителей микрофлоры толстой кишки. В ряде случаев клиническое
течение болезней связано с нарушением микроэкологии кишечника и
доминированием тех или иных представителей условно-патогенной группы
микроорганизмов. Терапевтическая эффективность коррекции
дисфункций желудочно-кишечного тракта зависит, как правило, от точности
диагностики патологии, применения для ликвидации инфекционного очага
селективных препаратов и последующих лечебных мер, связанных с
восстановлением популяционного уровня основных представителей
нормальной анаэробной микрофлоры кишечника. Благодаря коррекции
нарушенной экологии микробов кишечника не только нормализуется функция
желудочно-кишечного тракта, но и восстанавливается эубиоз других
биотопов, ликвидируется вторичный иммунодефицит, сопровождающий
дисбактериоз. В.М.Бондаренко, Б.В.Боев, Е.А.Лыкова, А.А.Воробьев
|