Современные принципы диагностики и фармакологической коррекции
кишечник микробиоценоз медицина доказательный
М.Д. Ардатская, О.Н. Минушкин.
...С тех пор, как биологию стали разрабатывать
в свете эволюционной теории, в области органической
природы также начали исчезать одна за другой
застывшие разграничительные линии классификации;
с каждым днем множатся почти не поддающиеся
классификации промежуточные звенья, более
точное исследование перебрасывает организмы
из одного класса в другой, и отличительные признаки,
ставшие почти символом веры,
теряют свое безусловное значение...
Ф.Энгельс. "Анти-Дюринг"
Со времени открытия микроорганизмов постоянно возникал вопрос о роли и механизмах воздействия микрофлоры на организм человека. Воззрения на микрофлору менялись в зависимости от уровня ее познания. Можно условно выделить несколько основных этапов в развитии учения о микробиоценозе.
Первый - ''эвристический" - это открытие Левенгуком присутствия в организме человека и животных микроорганизмов. Второй - ''накопительный'' - включает исследования по обнаружению и идентификации микроорганизмов в различных биотопах. Начинается изучение не только агрессивной, но и защитной роли отдельных видов микроорганизмов в жизни человека и животных (A. Nissle, И.И. Мечников, Л.Г. Перетц, Н.Ф. Гамалея, Г.Н. Габричевский и др.). Третий (80-90-е годы XX века) - этап ''детализации'', когда широкое использование современных методов культивирования облигатно-анаэробных бактерий и использование принципов гнотобиологии дали возможность начать прицельное изучение роли нормальной микрофлоры и ее отдельных представителей в поддержании гомеостаза макроорганизма, а также оценить ее роль в возникновении некоторых патологических состояний, вызванных различными представителями микрофлоры (О.В. Чахава, А.О. Тамм, Б.А. Шендеров и др.).
Четвертый этап (конец 90-х годов) - ''аналитический" (И.В. Домарадский, В.Н. Бабин, А.В. Дубинин, О.Н. Минушкин, М.Д. Ардатская и др.), основанный на изучении молекулярных и биохимических механизмов, управляющих связью микробиоты и организма-хозяина, позволил констатировать масштаб той пользы, которую получает человек от симбиоза с микрофлорой, и выяснить возможные причины перехода от ''благополучного сосуществования'' к взаимной агрессии.
Необходимо отметить, что именно на этом этапе была создана основа для формулирования принципиально нового воззрения на состояние микробиоценоза с позиций клинической медицины. Однако, несмотря на успехи, достигнутые в конце XX века, среди большинства практикующих врачей бытует устаревшее представление о "дисбактериозе", что приводит к его гиперболизации и недооценке основной патологии, приведшей к нарушениям микрофлоры.
Задача данной публикации - ознакомить практикующих врачей с современным состоянием вопроса о микробиоценозе кишечника с позиций доказательной медицины, осветить методы диагностики нарушений микрофлоры и основные принципы лечебной коррекции.
Согласно различным этапам учения о микробиоценозе кишечника было принято несколько определений дисбактериоза.
Впервые данный термин был введен A. Nissle в 1916 г., который под дисбактериозом первоначально понимал изменения, касающиеся только кишечной палочки.
Л.Г. Перетц (1962 г.) определял дисбактериоз как патологическое состояние кишечной микрофлоры, которое характеризуется уменьшением общего количества типичных кишечных палочек, понижением их антагонистической и ферментативной активности, появлением лактозонегативных эшерихий и кишечных палочек, дающих гемолиз на кровяном агаре, увеличением количества гнилостных, гноеродных, спороносных и других видов микробов.
В определении А.М. Уголева (1972 г.) дисбактериоз характеризовался как изменение качественного и количественного состава бактериальной флоры кишечника, возникающее под влиянием различных факторов: характера питания, изменения перистальтики кишечника, возраста, воспалительных процессов, лечения антибактериальными препаратами, изменения физико-химических условий жизнедеятельности бактерий (физический, психический стресс, тяжелые заболевания, оперативные вмешательства, экстремальные условия, которым подвергается человек при длительном пребывании в нехарактерных для него зонах обитания, - спелеологические, высокогорные, подводные, арктические и антарктические зоны; различные загрязнения окружающей среды; иммунодефицитные состояния; нарушения пищеварения с попаданием значительного количества питательных веществ в среду микробного обитания; голодание и т.д.).
Главной особенностью, позволяющей отнести это биологическое явление к дисбактериозу, по мнению А.М. Уголева, является стойкий его характер и нарушенные механизмы аутостабилизации.
До настоящего времени широко использовалось и другое определение дисбактериоза как состояния, характеризующегося нарушением подвижного равновесия кишечной микрофлоры и возникновением качественных и количественных изменений в микробном пейзаже кишечника (В.Н. Красноголовец, 1989) [19].
Некоторыми авторами [3, 25, 32] дисбактериоз (не только кишечника) рассматривался как изменение микробиоценозов различных биотопов человеческого организма, выражающееся в нарушении инфраструктурного отношения анаэробы/аэробы, популяционных изменениях численности и состава микробных видов биотопов, в том числе в появлении нерезидентных для данного биотопа видов (контаминация, транслокация), изменения их метаболической активности, что является следствием и/или одним из патогенетических механизмов многих патологических состояний.
Термин "дисбактериоз" присутствует только в отечественной литературе. Анализ источников литературы, проведенный В.В. Василенко [15], показал, что данный термин "присутствует в заголовках 257 научных работ, опубликованных с 1966 по 2000 г., 250 из них - в русскоязычных медицинских журналах, еще 4 принадлежат авторам из стран прежнего социалистического лагеря".
Но, как видно из представленных определений, "дисбактериоз" - не столько клиническое понятие, сколько микробиологический (лабораторный) термин, и по своей сути является следствием воздействия неблагоприятных факторов, в том числе различных заболеваний.
В зарубежной литературе применяется термин "Bacterial overgrowth syndrome" - синдром избыточного бактериального роста [39, 40, 43, 47, 54, 59, 64], включающий в себя изменение количественного и видового состава микроорганизмов, характерных для биотопа, и в ряде случаев включает феномены контаминации и транслокации [41, 42, 52, 53, 60].
Основное отличие понятия "синдром избыточного бактериального роста" от термина "дисбактериоз кишечника" заключается не столько в терминологических нюансах, сколько в том содержании, которое в него вкладывается: при синдроме избыточного бактериального роста бактерий речь идет не об изменении "микробного пейзажа" толстой кишки, а об изменении состава микрофлоры тонкой кишки.
К причинам синдрома избыточного бактериального роста можно отнести: снижение желудочной секреции, нарушение функции или резекция илеоцекального клапана, нарушение кишечного переваривания и всасывания, нарушение иммунитета, непроходимость кишечника, последствия оперативных вмешательств (синдром приводящей петли, энтероэнтероанастомозы, структурные нарушения стенки кишечника [34].
Таким образом, нарушение микробиоценоза кишечника является следствием органической или функциональной патологии не только желудочно-кишечного тракта (ЖКТ), но и других органов и систем [5-8, 28, 35]. Например, в наших работах [5, 24] по изучению короткоцепочечных жирных кислот (КЖК) у больных с бронхолегочной патологией мы отметили выраженные изменения со стороны микрофлоры кишечника. Мы связали этот эффект с изменением динамики водорода. Неполное высвобождение Н2 в легких, обусловленное наличием патологии, приводит к возврату и накоплению его в полости кишечника. Это в свою очередь вызывает смещение окислительно-восстановительного потенциала внутрипросветной среды в сторону резкоотрицательных значений, при которых блокируются ферредоксинсодержащие ферменты, обеспечивающие жизнедеятельность облигатных анаэробов [57].
Учитывая изложенное, необходимо подчеркнуть, что диагноз формулируется согласно Международной классификации болезней 10-го пересмотра. Самостоятельной нозологической единицы "дисбактериоз" не существует.
Преходящие нарушения микробиоценоза под влиянием различных факторов, в первую очередь антибиотикотерапии, рассматриваются с позиции дисбактериальных реакций и требуют в большей степени проведения профилактических мероприятий.
Необходимо рассмотреть вопрос о закономерностях расселения микрофлоры и ее функциях.
Общая численность микроорганизмов, обитающих в различных биотопах человеческого организма, достигает величины порядка 1015, т.е. число микробных клеток примерно на два порядка превышает численность собственных клеток макроорганизма. Отношения в этом сообществе имеют филогенетически древнее происхождение и жизненно важны для обеих частей системы организм-микробиота [12, 13, 17, 25].
Значительная часть (более 60%) микрофлоры заселяет различные отделы ЖКТ. Примерно 15-16% микроорганизмов приходится на ротоглотку. Урогенитальный тракт, исключая вагинальный отдел (9%), заселен довольно слабо (2%); остальная часть приходится на кожные покровы (12%) [19, 37, 38].
В любом микробиоценозе, в том числе кишечном, всегда имеются постоянно обитающие виды бактерий (главная, автохтонная, индигенная, резидентная микрофлора) 90%, а также добавочные (сопутствующая, факультативная) - около 10% и транзиторные (случайные виды, аллохтонная, остаточная микрофлора) - 0,01% [19, 21, 38].
Ранее считалось, что тонкая кишка стерильна. Однако установлено, что в физиологических условиях содержание бактерий в тонкой кишке колеблется от 104 на 1 мл содержимого в тощей кишке до 107 на 1 мл в подвздошной, при этом в проксимальных отделах тонкой кишки обнаруживаются преимущественно грамположительные аэробные бактерии, в дистальных - грамотрицательные энтеробактерии и анаэробы (табл. 1) [37].
Главная микрофлора толстой кишки включает в себя анаэробные бактерии родов Bacteroides, Вifidobacterium. Аэробные бактерии, представленные кишечными палочками, лактобациллами, энтерококками и др., составляют сопутствующую микрофлору. К остаточной микрофлоре относят стафилококки, клостридии, протей, грибы [19, 34, 38]. Однако такое деление крайне условно. В толстой кишке человека в различном количестве присутствуют бактерии родов Actinomyces, Bacillus, Сitrobacter, Corynebacterium, Enterobacter, Peptococcus, РeptoStreptococcus, Рseudomonas, Veillonella, Acidaminococcus, Anaerovibrio, Butyrovibrio, Acetivibrio, Campylobacter, Disulfomonas, Eubacterium, Fusobacterium, Propionibacterium, Roseburia, Ruminococcus, Selenomonas, Spirochetes, Succinomonas, Wolinella. Помимо указанных групп микроорганизмов можно обнаружить также представителей и других анаэробных бактерий (Gemiger, Anaerobiospirillum, Methanobrevibacter, Megasphaera, Bilophila), различных представителей непатогенных простейших родов (Chilomastix, Endolimax, Entamoeba, Enteromonas) и более десяти кишечных вирусов [37, 38].
Анализируя видовой, численный состав и инфраструктуру микробного ценоза макроорганизма, можно кратко сформулировать три основных положения: первое - общее число видов более 500, второе - к основным по своей патогенетической сущности следует отнести род бифидобактерий и семейство бактероидов (последнее в связи с трудностью анаэробного культивирования и, следовательно, с высокой стоимостью исследования во многих лабораториях не определяется), третье - отношение анаэробов к аэробам в норме постоянно: 10:1 (или 102-3:1) зависимо от биотопа [12, 25, 46, 64]. Облигатных и факультативных анаэробов всегда на порядок больше аэробов, как в "анаэробных органах" - толстая кишка, так и на кожных покровах. Это достигается благодаря наличию своеобразной зоны в области, непосредственно прилегающей к эпителию. Основная особенность этой зоны состоит в том, что в ней благодаря работе натриевых насосов на плазматических мембранах эпителиоцитов и своеобразию структуры поверхностных гликопротеидов поддерживается отрицательный потенциал [12]. В различных отделах величины его колеблются от -50 до -220 мВ. Кислород и его токсичные метаболиты (супероксид-ион и т.д.) в этой зоне в норме отсутствуют. Этим же объясняется и ''этажность'' расселения различных видов бактерий по вертикали: в непосредственном адгезивном контакте с эпителием находятся строгие анаэробы (бифидобактерии, бактероиды), далее располагаются факультативные анаэробы, еще выше - аэробы [12, 13, 51, 54, 57].
На основании проведенного анализа совокупность физиологических эффектов [12, 25, 38, 47, 48, 51, 54, 56, 64], оказываемых микробиотой, т.е. всей совокупностью живых микроорганизмов: бактерий, вирусов, простейших и др., на организм хозяина, представлена в табл. 2.
Прежде всего это трофическая (пищеварительная) функция микробиоты. В физиологии принято различать дистанционное, просветное, аутолитическое и мембранное пищеварение, осуществляемое собственными ферментами организма, и симбионтное пищеварение, происходящее при содействии микрофлоры, которое длительное время считалась только прерогативой жвачных. Однако стало ясно, что энергообеспечение клеток эпителиальных тканей человека также базируется на утилизации в рамках цикла Кребса низкомолекулярных метаболитов (КЖК: в первую очередь уксусной, пропионовой, масляной), получающихся в результате отщепления моносахаридных фрагментов слизи, гликокаликса и продуктов экзогенного происхождения посредством внеклеточных гликозидаз анаэробов-сахаролитиков с последующим брожением этих сахаров [12, 13, 22].