Роль дисбиозов кишечника и ротоглотки в прогнозировании характера течения респираторных заболеваний у часто болеющих детей раннего возраста
Введение
Проблема детей, часто и длительно болеющих респираторными заболеваниями (ЧДБД), остается одной из актуальных в педиатрии, поскольку в настоящее время устойчиво сохраняется тенденция к росту числа детей, относящихся к этой группе диспансерного наблюдения и высок риск раннего формирования у них хронической патологии.
На наш взгляд, частую респираторную заболеваемость в детском возрасте следует рассматривать как проявление нарушения адаптационной стратегии организма ребенка.
При этом необходимо учитывать, что эффективность адаптационных реакций у детей напрямую зависит от того, насколько оптимально складываются условия для морфофункционального созревания нейроэндокринной и иммунной систем, а также механизмов их взаимодействия в первые годы жизни ребенка, что определяет характер интеграции этих систем и доклинический уровень адаптации.
При таком подходе очевидно, что склонность детей к возникновению повторных острых респираторных заболеваний (ОРЗ) и длительному их течению формируется в раннем возрасте, в результате воздействия неблагоприятных факторов, нарушающих нормальный ход развития детского организма, истощающих резервные возможности его адаптационных систем и вызывающих их дезинтеграцию [1].
Современные научные данные позволяют считать формирующуюся в раннем возрасте микробиоту толстого кишечника и ротоглотки одним из ведущих факторов, обеспечивающих адаптацию ребенка к внеутробной жизни, поддержание гомеостаза детского организма, морфофункциональное созревание его иммунной системы и становление нейроэндокринной регуляции иммунного ответа [2-5].
Следовательно, при формировании у детей раннего возраста дисбиозов кишечника и ротоглотки нарушается генетически детерминированная программа созревания адаптационных систем детского организма и их интеграция, истощаются резервные возможности его иммунной системы, развивается дестабилизация гомеостаза, извращается ход биохимических реакций и физиологических процессов, снижается колонизационная резистентность биотопов, что отражается на развитии ребенка и его заболеваемости [2,5].
Таким образом, мы предлагаем рассматривать склонность детей раннего возраста к частым ОРЗ и длительному их течению как проявление дезадаптации детского организма, вследствие динамической дезинтеграции нейроэндокринной и иммунной систем, возникающей под влиянием дисбиотических нарушений в составе микробиоты ведущих биотопов организма - толстого кишечника и ротоглотки.
Однако рассматривая воздействие на организм ребенка раннего возраста фактора, патогенетически значимого для формирования частой респираторной заболеваемости, в частности дисбиозов кишечника и ротоглотки, можно предположить, что далеко не в каждом случае воздействие фактора приведет к долговременным и глубоким нарушениям нормального хода развития системы адаптации.
Если воздействие было кратковременным, неинтенсивным или своевременно устранено, то процесс морфофункционального созревания иммунной системы ребенка восстанавливается самостоятельно, и заболеваемость его в дальнейшем не будет превышать физиологических пределов.
Следовательно, для клинициста очень важно обозначить прогностически наиболее неблагоприятные характеристики микробиоты кишечника и ротоглотки, выявление которых у ребенка требует обязательной коррекции, поскольку их наличие неизбежно приведет к альтерациям развития организма с преимущественным страданием иммунной системы.
В связи с этим целью настоящего исследования явилось обоснование прогностической роли дисбиозов кишечника и ротоглотки в возникновении и клиническом течении повторных ОРЗ у детей раннего возраста.
Материалы и методы
дисбиоз кишечник респираторный заболеваемость
Проведено обследование 96 детей раннего возраста из группы часто и длительно болеющих респираторными заболеваниями на базе Школы респираторного здоровья, организованной совместно кафедрой пропедевтики детских болезней РостГМУ и МБУЗ «Детская городская больница №2» г. Ростова-на-Дону. Среди них 39 (40,6%) детей были в возрасте от 1 года до 2 лет и 57 (59,4%) в возрасте от 2 до 3 лет.
В зависимости от особенностей клинического течения повторных респираторных заболеваний в группе ЧДБД были выделены 3 подгруппы: 1-я подгруппа (n=29) - дети с ОРЗ с поражением верхних дыхательных путей (ВДП) в виде ринофарингита, 2-я подгруппа (n=47) - дети со склонностью к ОРЗ с развитием простого или обструктивного бронхита, 3-я подгруппа (n=20) - дети со склонностью к ОРЗ с развитием тонзиллофарингита.
В соответствии с целью работы всем ЧДБД было выполнено исследование состава микрофлоры толстого кишечника и ротоглотки в период клинического благополучия, через 3 и более недель после последнего эпизода ОРЗ. Присутствие и концентрацию антигенов адено-, рео- и ротавирусов в фекальном материале, а также антигенов адено- и реовирусов в мазках со слизистой оболочки ротоглотки определяли в реакции непрямой гемагглютинации с использованием коммерческих тест-систем.
Статистическую обработку данных проводили с использованием пакета прикладных программ Statistica 6.0 с вычислением средних значений и среднего квадратического отклонения. Достоверность различий определяли с помощью непараметрических (Манна-Уитни и Вилкоксона) критериев. Корреляционный анализ произведен с помощью коэффициента ранговой корреляции Спирмена.
Результаты и обсуждение
Анализ результатов микробиологического исследования показал, что наиболее выраженные дисбиотические изменения в микроэкологической системе организма наблюдались у детей 2-й подгруппы. Дисбиоз кишечника у них характеризовался значительным дефицитом бифидобактерий, умеренным снижением удельного веса лактофлоры, в сочетании с преобладанием в структуре ассоциаций условно-патогенных микроорганизмов грамотрицательных бактерий и грибов рода Candida, а также репродукцией всех исследуемых вирусов (рис. 1). Следует отметить, что грибы рода Candida присутствовали в микробиоте кишечника ЧДБД 2-й подгруппы в количествах, существенно превышающих таковые у ЧДБД других подгрупп. Вместе с тем известно, что грибы влияют на биологические свойства энтеробактерий, способствуя усилению их персистентного потенциала [6]. Кроме того, в фекалиях ЧДБД 2-й подгруппы с наибольшей частотой обнаруживали клебсиеллы в значительном количестве. Необходимо указать, что установлена широкая распространенность антилизоцимной (АЛА) и антиинтерфероновой активности (АИА) у клебсиелл, выделенных из фекалий детей с дисбиозом кишечника, особенно III степени [7]. Длительная персистенция клебсиелл с АЛА приводит к снижению количества лизоцима, способствует накоплению гистамина в тканях и сенсибилизации организма. АИА клебсиелл способствует разрушению интерферона, в результате чего снижается неспецифическая резистентность организма и страдает иммунный статус в целом. Особенностью микробиоты кишечника ЧДБД 2-й подгруппы явилось также обнаружение ассоциаций, в которых присутствовали протей и синегнойная палочка, для которых характерна SIgA-протеазная активность [7].
Рис.1. Микробиота толстого кишечника у ЧДБД 2-й подгруппы: *- в норме состав микрофлоры толстого кишечника у здоровых детей раннего возраста (lg КОЕ/г): Бифидобактерии - lg 9-11, Лактобактерии - lg 6-7, Типичные эшерихии - lg 7-8, Эшерихии с измененными ферментативными свойствами -< lg 5, Эшерихии с гемолитической активностью -0, Энтерококки- lg 5-7, Клостридии -? lg 5, УПМ (клебсиеллы, энтеробактер, протей)- < lg 4, S. aureus - lg 0-1, КОС-? lg 4, Ps. aeruginosa-? lg 3, Дрожжеподобные грибы рода Candida -? lg 3 [8].
Более того, в настоящее время установлено, что при дисбиозе кишечника, сопровождающегося увеличением пула условно-патогенных грамотрицательных бактерий, иммунитет к их эндотоксину полностью утрачивается, что приводит к развитию системной эндотоксинемии и соответственно к выраженной дестабилизации гомеостаза и дисфункции нейроэндокринной и иммунной систем [3]. Выявлена отрицательная корреляционная связь между обнаружением эндотоксина в крови детей и уровнем в кишечнике бифидобактерий [9]. Соответственно можно предположить, что у ЧДБД со склонностью к развитию бронхитов уровень эндотоксинемии был наиболее высоким, что могло явиться одним из механизмов более выраженного снижения их адаптационного потенциала.
Существенное неблагоприятное воздействие на лимфоидную ткань, ассоциированную с ЖКТ, могли также оказывать адено-, рео- и ротавирусы, антигены которых обнаруживали в фекалиях пациентов этой подгруппы с высокой частотой и в наиболее высокой концентрации. В частности, известно, что ротавирусы вызывают деструктивно-воспалительные изменения в кишечной трубке, сопровождающиеся токсической антигенной нагрузкой на иммунокомпетентные клетки с изменением структурно-функциональной организации их мембран [10].
В составе микробиоты ротоглотки у всех детей подгруппы отмечался видовой дефицит облигатных симбионтов (рис. 2).
Рис. 2. Микробиота ротоглотки у ЧДБД 2-й подгруппы: *- в норме частота встречаемости 70-100%, в количестве lg 4-6 КОЕ/мл; **- в норме частота обнаружения <35%, интенсивность колонизации < lg 4КОЕ/мл, (энтеробактерии -< 20%, lg 1-2КОЕ/мл, Ps.aeruginosa <5%, lg 1-2КОЕ/мл), вирусные антигены ? lg 4 [11]; ^ - концентрация аденовирусных антигенов в ротоглотке у ЧДБД 2-й подгруппы, перенесших обструктивный бронхит; ^^ - концентрация аденовирусных антигенов в ротоглотке у ЧДБД 2-й подгруппы, перенесших простой бронхит.
При этом факультативная микрофлора в большинстве случаев была представлена 3-4 симбионтами и характеризовалась более высокой частотой обнаружения по сравнению с другими подгруппами грамотрицательных микробов на фоне высокого удельного веса S. aureus, S.pyogenes, грибов и двухкомпонентных ассоциаций вирусов. В то же время, убедительно доказано наличие у энтеробактерий, выделяемых в составе микробиоценоза ротоглотки, высокой адгезивной, антилизоцимной, антиинтерфероновой, SIgA-протеазной активности [11,12]. Соответственно персистенция этих микроорганизмов приводит к выраженному снижению местной иммунной защиты слизистой респираторного тракта. Кроме того, только в этой подгруппе в составе микробиоты ротоглотки присутствовали Ps.aeruginosa в высоких титрах и гемофильные бактерии, обладающие SIgA-протеазной активностью. Концентрация антигенов аденовирусов на слизистой ротоглотки было наиболее высокой у ЧДБД 2-й подгруппы, перенесших 1-2 эпизода острого обструктивного бронхита, что имеет важное патогенетическое значение. Активация аденовирусов на фоне ОРЗ сопровождается развитием воспаления слизистой оболочки дыхательного тракта с выраженным экссудативным компонентом, что является одним из механизмов бронхообструкции. С другой стороны, репродукция вирусов на фоне дисбиотических нарушений микрофлоры слизистой оболочки ВДП способствует повреждению и десквамации мерцательного эпителия, «оголению» ирритативных рецепторов с развитием повышенной чувствительности дыхательных путей к бронхоконстрикторам [13].
Описанные глубокие нарушения в микроэкологической системе организма ЧДБД 2-й подгруппы, несомненно, приводили к повышенному поступлению в системный кровоток эндотоксинов и экзотоксинов условно-патогенной микрофлоры, что провоцировало развитие хронической интоксикации, дестабилизацию гомеостаза и соответственно повлекло дисфункцию адаптационных систем детского организма, что клинически выразилось в их склонности к наиболее тяжелому течению ОРЗ с развитием бронхитов.
У ЧДБД 3-й подгруппы дисбиотические сдвиги в микроэкологической системе организма носили иной характер. Наиболее глубокие нарушения в облигатной микрофлоре кишечника наблюдались со стороны лактофлоры, при этом удельный вес бифидобактерий был снижен умеренно, также у них отмечалась высокая частота обнаружения гемолитических эшерихий (рис. 3). При этом у большей части детей в составе ассоциации УПМ доминировали грамположительные бактерии в сочетании с обнаружением у всех детей грибов рода Candida, адено- и реовирусов. Вместе с тем, в настоящее время установлено, что в процессе жизнедеятельности и гибели аэробных и анаэробных грамположительных бактерий высвобождаются различные биологически активные соединения, которые могут оказывать токсические эффекты на различные ткани и органы человека. Экзотоксины, продуцируемые представителями грамположительной флоры, обладают фосфолипазной, коагулазной, гемолитической, коллагеназной, гиалуронидазной, липазной, ДНК-азной и иной активностями, что может приводить к повреждению мембран клеток организма, коллагена и гиалуроновой кислоты, являющихся основой различных тканей, нуклеиновых кислот, составляющих базу наследственного аппарата клеток [2].
Рис. 3. Микробиота толстого кишечника у ЧДБД 3-й подгруппы.
Весьма важное значение имеют экзотоксины, которые продуцируют клостридии: летальные токсины, воздействующие на мембраны клеток, индуцирующие образование норэпинефрина, протеаза, нейраминидаза, энтеротоксины [2].
Однако необходимо указать, что в 3-й подгруппе пациентов уровень бифидобактерий был достоверно выше, чем во 2-й подгруппе, что ограничивало поступление в кровь экзотоксинов условно-патогенных грамположительных бактерий, а также выраженность у них эндотоксинемии, связанной с персистенцией грамотрицательных микроорганизмов. В связи с чем, уровень адаптации у пациентов 3-й подгруппы был более высоким, чем у ЧДБД 2-й подгруппы.
На этом фоне у ЧДБД 3-й подгруппы отмечалась выраженная нестабильность микробиоты ротоглотки: в большинстве случаев количество видов облигатных симбионтов было ниже нормы (2-3), а в факультативной микрофлоре ротоглотки так же, как и в кишечнике, доминировали грамположительные бактерии: S. aureus и S.pyogenes, обладающие большим набором ферментов патогенности и экзотоксинов, способствующих формированию локального гнойно-воспалительного процесса и развитию общей интоксикации организма, а также кандиды, адено- и реовирусы (рис.4).