Материал: Донецкая Э.Г.-А., Зрячкин Н.И., Кутырев В.В. и др. Руководство по клинической микробиологии

Глава 2. Нормальная микрофлора организма человека и дисбактериоз

Симбиотическая микробиота участвует в геномной и эпигеномной стабильности хозяина, его метаболомики и физиологических изменениях.

Обмен информацией происходит не только между микроорганизмами (quorum sensing), но и между микробами и клетками хозяина (cross-talk). Благодаря наличию в биопленке сложной и разветвленной системы коопераций между многочисленными и разнообразными микробными популяциями, попадающий в организм естественным путем исходный субстрат в результате микробной трансформации превращается через каскад реакций в промежуточный либо конечный продукт с той или иной биологической или фармакологической активностью.

Установлено, что нормальная микрофлора и продукты ее метаболической активности принимают участие во многих жизненно важных процессах и функциях:

1)в регуляции газового состава (водород, углекислый газ, аммиак, метан, летучие жирные кислоты) кишечника и других полостей организма хозяина;

2)в метаболизме белков, углеводов, липидов и нуклеиновых кислот (все компоненты пищи, которые не подверглись метаболизации в тонком кишечнике, являются потенциальными субстратами для кишечных микроорганизмов; в течение года перерабатывается до 50–100 кг эндогенно образующихся пищевых субстратов);

3)в водно-солевом обмене (Na, R, Ca, Mg, Zn, Fe, Cu, Mn, P, Cl и др.);

4)в обеспечении колонизационной резистентности, предотвращая приживление и размножение чужеродных организмов или заселение тех или иных областей несвойственными для них видами микроорганизмов;

5)в рециркуляции стероидных соединений (например, лишь 5% желчных кислот и стероидных гормонов выбрасываются с фекалиями, остальные возвращаются за счет рециркуляции в метаболическую цепочку и т.д.) и других макромолекул (включая лекарственные препараты);

6)в процессинге пищи (селекция и аккумуляция биоусвояемых D- и L-форм органических молекул, химических элементов определенного изотопного состава и валентности и т.д.);

7)в формировании первичной иммунологической толерантности

кпищевым антигенам;

21

Руководство по клинической микробиологии

8)в детоксикации экзогенных и эндогенных субстратов (например токсинов, солей тяжелых металлов, хлорсодержащих соединений);

9)в продукции разнообразных микронутриентов, сигнальных молекул, регуляторов взаимоотношений прокариотических и эукариотических клеток (нейротрансмиттеров, пептидов, аминокислот, биогенных аминов, липополисахаридов, пептидогликанов, гормонов, витаминов, жирных кислот, стероидов, дефензинов, окиси азота и многих других). Более 36% присутствующих в плазме крови здорового человека лизина и треонина синтезируются кишечной микробиотой;

10)обладают морфокинетическим действием (рост, развитие и апоптоз эпителиальных клеток; ангиогенезис; перистальтика и т.д.);

11)выполняют иммуногенную функцию (например стимулируют фагоцитоз, продукцию дефенинов, иммуноглобулинов, интерлейкинов, цитокинов, развитие и функции лимфоидной ткани и других иммунокомпетентных органов);

12)служат источником энергии (так, вклад симбиотической микробиоты в энергетическое обеспечение человека может достигать 25% от общей потребности; пищеварительная система на 90% покрывает свою потребность в энергии за счет жирных кислот микробного происхождения);

13)оказывают воздействие на мозговую деятельность и поведенческие реакции;

14)в формировании эпигенетической программы развития организма и ее реализации, начиная с внутриутробного периода и до глубокой старости;

15)в этиопатогенезе различных заболеваний.

Среди базовых систем регуляции гомеостаза ключевым является состояние микробиоценозов, населяющих живые макроорганизмы.

В последние два десятилетия концепция активного участия симбиотической микрофлоры человека в поддержании его здоровья и возникновении многих заболеваний завоевывает все большую популярность. Микроэкологические аспекты этиопатогенеза современных заболеваний основываются на признании того, что симбиотическая микрофлора является интегральной частью организма, его своеобразным экстракорпоральным органом, включающим в себя миллиарды микроорганизмов (преимущественно анаэробных) и выполняющим как регуляторную функцию, так и вносящим заметный вклад в анатомию и физиологию человека.

22

Глава 2. Нормальная микрофлора организма человека и дисбактериоз

Дляполученияобъективнойинформации,касающейсяповедения суперорганизма и механизмов взаимоотношения хозяина и его симбиотической микробиоты, разработали и внедрили в биомедицинскую науку новые молекулярные, генетические и биохимические «ОМИК»-тех- нологии: геномика и метагеномика, которые анализируют геном и микробиом человека; эпигеномика и метаэпигеномика, изучающие условия, при которых определенные гены в эукариотических клетках включаются или выключаются, и другие методы.

Создание интегрированных «ОМИК»-датабаз и их биоинформационный анализ дает уникальную возможность понять молекулярные основы здоровья и заболеваний у человека.

Одна из задач геномики – интегрирование данных протеомики, транскриптомики и метаболомики для получения более целостного представления о живых организмах.

Эпигенетика – изучение закономерностей эпигенетического наследования – изменения экспрессии генов или фенотипа клетки, вызванных механизмами, не затрагивающими последовательности ДНК. Примерами эпигенетических изменений являются метилирование ДНК и деацетилирование гистонов.

Метаболомика позволяет идентифицировать и количественно оценить максимально возможный спектр низкомолекулярных продуктов, присутствующих в биологическом материале. Основная цель метаболомики – создание специфического метаболического портрета.

Транскриптом – набор всех рибонуклеиновых кислот (РНК), находящихсявданномобразце.Анализтранскриптома,определениекачественного и количественного профиля всех синтезированных РНК отражает синтез кодируемых ими белков, а также синтез рибосомальных, транспортных и других РНК. Сравнение транскриптомов нормальных и патологических образцов позволяет идентифицировать новые маркеры, прослеживать изменение их уровней во времени, судить о динамике патологии, об эффективности проводимого лечения и прогнозировать его результат. Каждая болезнь, характеризуется своим, уникальным паттерном уровней транскрипции набора генов, характерного именно для данной болезни. Анализ транскриптома осуществляют с помощью компьютерных методов распознавания образов.

Транскриптомика позволяет количественно измерить экспрессию молекул РНК хозяина, его микрофлоры и / или всего надорганизма в целом (метатранскриптомика). Анализ транскриптома – определение

23

Руководство по клинической микробиологии

в исследуемом материале количественного и качественного профиля всех синтезированных (информационных, рибосомальных, транспортных и других) молекул РНК, что позволяет установить, какие именно гены транскрибируются для последующего синтеза соответствующих белков, характерные для здорового человека или конкретного заболевания.

Протеом – совокупный спектр всех белков, обнаруживаемый в исследуемом материале.

Протеомика – это характеристика количественных и качественных особенностей всех индивидуальных белковых продуктов на уровне клеток, тканей и всего организма. Протеомика осуществляет оценку состояния организма человека на основе исследования всего профиля присутствующих у него белков.

2.2. Дисбактериоз различных систем органов

Дисбактериоз – это любые количественные или качественные изменения типичной для данного биотопа нормофлоры человека, возникающие в результате воздействия на макроорганизм и / или его микрофлору различных факторов экзогенного и эндогенного характера, или являющиеся следствием каких-либо патологических процессов в организме.

Микробиологическими показателями дисбактериоза служат:

–снижение численности одного или нескольких постоянных

видов,

–потеря бактериями тех или иных признаков либо приобретение

новых,

–повышение численности добавочных или транзиторных видов,

–появление новых, не свойственных данному биотипу видов,

–ослабление антагонистической активности нормальной микро-

флоры.

В зависимости от характера неблагоприятного воздействия на организм могут формироваться группы риска по развитию дисбактериоза.

Факторы риска в различных возрастных группах. I группа – период новорожденности:

–осложненное течение беременности и родов у матери,

–бактериальный вагиноз матери,

24

Глава 2. Нормальная микрофлора организма человека

идисбактериоз

–низкая оценка по шкале Апгар,

–позднее прикладывание к груди,

–длительное пребывание в роддоме и возможность заселение организма ребенка госпитальными штаммами.

II группа – дети раннего возраста:

–неблагоприятный преморбидный фон,

–раннее искусственное вскармливание,

–диатез, рахит, анемия, гипотрофия и др.,

–изменение в психоневрологическом статусе ребенка,

–наличие малых гнойных инфекций.

III группа – дети дошкольного и школьного возраста:

–нерациональное питание,

–нахождение в закрытых коллективах,

–наличие хронических заболеваний,

–гормональная перестройка организма.

Вне зависимости от возрастной группы к развитию дисбактериоза ведут:

–нерациональная антибиотикотерапия;

–длительная гормонотерапия или лечение нестероидными противовоспалительными препаратами;

–оперативные вмешательства;

–стрессорные воздействия;

–воздействие радиации, облучения;

–иммуносупрессивная терапия при трансплантации;

–применение ряда наркологических, местных анестезирующих, рвотных, слабительных, отхаркивающих, желчегонных и других средств, которые, изменяя моторику слизистых, нарушают образование муцина;

–воздействие химических веществ;

–нерациональное питание;

–острые и хронические заболевание (дизентерия, сахарный диабет).

Клинические проявления дисбактериоза. Дисбактериоз раз-

личных биотопов имеет различные клинические проявления:

– дисбактериоз кишечника может проявляться в виде диареи, неспецифического колита, синдрома мальабсорбции, дуоденита, язвенной болезни желудка, гастрита и гастроэнтерита, атопического дерматита;

25