Факультативная микрофлора кишечника

Представители нормальной микрофлоры присутствуют в организме человека и животных в виде фиксированных к определенным рецепторам микроколоний, заключенных в биопленку. Биопленка, покрывающая слизистые оболочки человека и животных, помимо экзополисахаридов микробного происхождения состоит из микроколоний морфологически идентичных клеток, а также муцина, продуцируемого бокаловидными клетками. Число рецепторов на эпителиальных клетках, к которым адгезируются бактерии, ограниченно.

В последние годы интенсивно исследуются механизмы, ответственные за специфическую адгезию. Установлено, что элементами, ответственными за нее, являются поверхностные структуры бактерий, содержащие лектины, комплементарные соответствующим рецепторам, расположенным на мембранах эпителиальных клеток. Лектины представляют собой широко распространенные соединения белковой или гликопротеиновой природы, проявляющие специфическую и обратимую углеводсвязывающую активность. Будучи медиаторами адгезии, лектины могут быть локализованы в мембранах бактерий, на их поверхности, а также на специфических фимбриях, которые, проходя сквозь толщу экзополисахаридно-муцинового матрикса, фиксируют бактерии к соответствующим рецепторам эпителиальных клеток. Последние представляют собой гликосфинголипиды.

Бактерии могут адгезироваться и к рецепторам, локализованным в муциновом слое на других микроорганизмах (опосредованная адгезия). Своеобразие рецепторов детерминируется генетически у каждого индивидума, о чем свидетельствует наличие почти полностью идентичной анаэробной и аэробной микрофлоры у однояйцевых близнецов человека, чего не наблюдается у разнояйцевых близнецов.

Будучи заключенной в высокогидратированный экзополисахаридномуциновый матрикс (биопленку), нормальная микрофлора, как перчатка, покрывает кожу и слизистые оболочки, и более резистентна к воздействию неблагоприятных факторов физической, химической и биологической природы, а также их комбинаций по сравнению со свободно живущими бактериями. Функционально биопленка напоминает роль плаценты. Если плацента регулирует взаимоотношения плода и организма матери, то биопленка выполняет схожую роль, регулируя взаимоотношения между макроорганизмом и окружающей средой. Микроорганизмы, входящие в состав биопленки, осуществляют также многочисленные метаболические реакции, вовлекаясь в процессы синтеза и деградации как соединений, образуемых в организме хозяина, так и чужеродных субстанций. Кроме того, они участвуют в процессах распознавания, абсорбции и транслокации не только полезных, но и потенциально вредных агентов.

Научные достижения и клинические наблюдения в этом направлении убедительно свидетельствуют, что микробиоценозы хозяина действительно являются его интегральной частью, своеобразным экстракорпоральным органом, имеющим важное значение в физиологии человека и животных. Подобно тому, как эукариотические клетки органов и тканей высших организмов дифференцировались и выполняют определенные функции, так и симбиотические ассоциации анаэробных бактерий также специализировались, регулируя конкретные биохимические реакции и физиологические функции макроорганизма в естественных условиях его обитания.

Накопленные научные данные о значимости метаболической активности микробных популяций для гомеостаза позволили скандинавским исследователям предложить в 1985 г. два специальных термина, определяющих взаимоотношения хозяина и его микрофлоры: МAC – микроорганизм-ассоциированная характеристика и GAC – характеристика, не связанная с микроорганизмами. Термином МАС определяются те анатомические структуры, физиологические функции или биохимические реакции макроорганизма, которые связаны с жизнедеятельностью микрофлоры хозяина, GAC – те параметры, которые проявляются только в организме безмикробных животных. Не вызывает сомнения, что число обнаруживаемых MAC и GAC c каждым годом будет все более увеличиваться и может достигнуть сотен и даже тысяч. Чтобы лучше ориентироваться во взаимоотношениях хозяина и его микрофлоры, предлагается помимо MAC и GAC ввести дополнительный термин MAIF – микроорганизм-ассоциированная интегральная функция, параметр, являющийся конечным этапом каскадных реакций взаимодействия хозяина и его микрофлоры. Согласно этому определению MAIF является финальным событием последовательных или одновременно протекающих простых ферментных реакций, связанных с активностью различных аблигатных микроорганизмов или их комплексов. Например, колонизационная резистентность, согласно данному определению, является типичной MAIF. Она реализуется за счет таких MAC, как продуцирование конкретными микроорганизмами, присутствующими в соответствующем биотопе, разнообразных антибиотиков, органических кислот, блокаторов рецепторов и т.д. Число уже известных MAIF достаточно велико, что объясняется многообразием существующих функций микрофлоры. Выделим основные 4 группы положительных функций кишечной микрофлоры.

1. Ферментопродуцирующая функция

Бактериальные протеазы гидролизуют белки и пептиды, последние под действием бактероидов гидролизуются до аминокислот и пептидных остатков. Нормофлора осуществляет метаболизм азот- и углеродсодержащих соединений за счет микробных ферментов, например, метаболизм мочевины в кишечнике происходит за счет микробных уреаз. Микрофлора кишечника также участвует в деградации липидов и в их синтезе, принимает участие в рециркуляции желчных кислот и активно влияет на холестериновый и билирубиновый метаболизм. Бифидо- и лактобактерии, бактероиды, эубактерии способствуют всасыванию кальция, витамина Д, железа. Лактобактерии нейтрализуют действие фенольных ферментов, поддерживающих разрастания раковых клеток в кишечнике, препятствуя тем самым развитию рака молочной железы и толстого кишечника.

2. Защитная функция

Нормальная микрофлора кишечника в процессе эволюции приобрела исключительно важную роль в формировании колонизационной резистентности организма. Одним из главных механизмов защиты от колонизации условно-патогенными и патогенными бактериями является присутствие в организме достаточного количества собственной полезной микрофлоры, к которой, в первую очередь, относятся лакто- и бифидобактерии. Очень важным фактором защиты является то, что представители нормофлоры продуцируют бактериоцины, лизоцим и другие антибиотико-подобные вещества, обуславливающие антагонистическую активность этих бактерий. Представители нормофлоры в кишечнике конкурируют с патогенной флорой за аргинин, треонин, аспарагиновую кислоту, серин, за область обитания - экологические ниши.

В случае снижения колонизационной резистентности увеличивается число и расширяется спектр потенциально патогенных микроорганизмов, их транслокация через стенку кишечника или других полых органов, что может сопровождаться возникновением эндогенной инфекции или суперинфекции различной локализации. Так, на примере безмикробных и обычных животных продемонстрировано, что инфекционный процесс при сальмонеллезе реализуется у безмикробных животных при микробной нагрузке 10 – 100 микробных клеток. У обычных животных для клинического проявления сходной инфекции требуется инфицирующая доза, содержащая несколько десятков или даже сотен миллионов бактерий.

3. Синтетическая функция

Бифидобактерии синтезируют витамины группы В, в частности, никотиновую, фолиевую кислоты, тиамин, биотин, цианкобаламин, а так же аминокислоты и белки обеспечивающие их всасывание. Лактобактерии образуют молочную кислоту, продуцируют лизоцим, леколин, низин, ацидофилин и др. Кишечная палочка способствует синтезу иммуноглобулинов, что препятствует развитию инфекций, вырабатывает канцеролитические вещества. Продуцируя молочную кислоту бифидо- и лактобактерии создают в кишечнике кислую среду, подавляя гнилостную флору и способствуя всасыванию кальция, витамина Д и железа. Большое значение имеет продуцирование анаэробами летучих жирных кислот, которые принимают участие в рециркуляции и абсорбции ионов натрия, калия, хлора, воды, а также кальция, магния и цинка. Кишечная нормофлора способна разлагать белки до конечных продуктов распада (индол, фенол, скатол), утилизировать непереваренные пищевые субстраты, образуя органические кислоты, аминокислоты и другие соединения, которые нормализуют обмен веществ в организме.

Нормальная микрофлора, прежде всего кишечника, оказывает выраженное детоксицирующее действие как в отношении соединений, попадающих извне, так и образующихся в организме хозяина. Процесс детоксикации с участием нормальной микрофлоры идет по нескольким направлением: биотрансформация с образованием нетоксичных конечных продуктов, микробная трансформация, сопровождающаяся образованием метаболитов, подвергающихся быстрой деструкции в печени, изменение полярности соединений таким образом, что изменяется скорость их экскреции в окружающую среду или транслокации в кровяное русло.

Как “естественный биосорбент” нормальная микрофлора способна также аккумулировать значительное количество различных токсичных продуктов, включая металлы, фенолы, яды растительного, животного и микробного происхождения, другие ксенобиотики. Все процессы детоксикации с вовлечением нормальной микрофлоры идут преимущественно в условиях анаэробиоза за счет гидролитических и восстановительных реакций.

Микрофлора кишечника, в конечном счете, поддерживает водный, электролитный и кислотно-щелочной балансы в организме.

4. Иммунногенная функция

Нормальная микрофлора способствует пролиферации плазматических клеток. Бифидобактерии стимулируют синтез антител к овальбумину, а лактобактерии повышают активность фагоцитов и лимфоцитов. Повышение численности бифидо- и лактобактерии при их недостатке приводит к положительному эффекту в уменьшении воспалительных процессов слизистой кишечника и увеличении В-лимфоцитов в периферической крови. Иммуностимулирующий эффект под воздействием нормофлоры проявляется усилением фагоцитарной активности макрофагов, моноцитов, синтезом цитокинов, стимуляцией клеточных иммунных механизмов защиты.

Таким образом, можно выделить участие микрофлоры хозяина в регуляции газового состава, морфогенезе тканей, водно-солевом, энергетическом и другом обмене, обеспечении колонизационной резистентности, кишечно-печеночной рециркуляции органических и неорганических соединений, детоксикации эндо- и экзогенных субстанций и других анатомических и физиологических проявлениях.

4. Дисбактериоз: причины возникновения, стадии развития, способы лечения

Экологическая система, неразрывными компонентами которой являются макроорганизм, его микрофлора и окружающая среда, характеризуется единством и способностью к саморегуляции. В результате различных неблагоприятных воздействий и патологических состояний могут происходить качественные и количественные изменения в составе нормальной микрофлоры кишечника.

Развитие микроэкологических нарушений в пищеварительном тракте приводит к отягощению течения заболевания, ухудшает его прогноз и исход. А. Дюбуа еще в 1966 году высказал положение о том, что «многие характеристики взрослого организма, кажущиеся наследственными, в действительности определяются состоянием микробиоценоза, сформировавшегося на самых ранних этапах жизни ребенка и существенно влияющего на его морфологический и физиологический статус».

Биологическое равновесие нормофлоры легко нарушается различными факторами экзогенной и эндогенной природы:

- стрессы;

- несбалансированное питание по основным макро- и микронутриентам (несоответствующие потребностям организма: режим питания, набор продуктов, низкое качество продуктов);

- кишечные инфекции;

- лечение антибактериальными препаратами;

- длительная гормонотерапия, лечение нестероидными противовоспалительными препаратами;

- проведение химио- и лучевой терапии у онкологических больных;

- иммунодефицитные состояния.

Нарушения качественные или количественные нормальной микрофлоры относят к дисбактериозам, которые в зарубежной литературе обозначаются как микроэкологические нарушения. В России в Отраслевом Стандарте «Протокол ведения больных. Дисбактериоз кишечника» (ОСТ 91500.11.0004-2003, утвержден Приказом МЗ РФ № 231 от 09.06.2003) сохранен термин «дисбактериоз». Согласно положению стандарта дисбактериоз кишечника - это клинико-лабораторный синдром, возникающий при целом ряде заболеваний и клинических ситуаций, который характеризуется изменением качественного и/или количественного состава нормофлоры определенного биотопа, а также транслокацией различных ее представителей в несвойственные биотопы, а также метаболическими и иммунными нарушениями, сопровождающимися у части пациентов клиническими симптомами.

Степени тяжести дисбактериоза:

I степень (Д₁) - отклонение от нормы (количественные, видовые, качественные)касаются облигатной или факультативной микрофлоры и носят достаточно стойкий характер;

II степень (Д₂) - устойчивые изменения обнаруживаются в факультативном и облигатной микрофлоре;

III степень (Д₃) наступившие сдвиги в микрофлоре кала сопровождаются бактериальным заселением вышележащих отделов пищеварительного тракта; при этом снижается иммунологическая реактивность организма, появляются ответные реакции на микрофлору.

IV степень (Д₄) - имеются осложнения, обусловленные дисбактериозом: микрофлора выявляется в других органах и биологических средах, которые в норме не имеют микробов (кровь, моча и др.), появляются дополнительные очаги инфекционного процесса.

Все перечисленные стадии дисбактериоза наблюдаются, в основном, при медикаментозных дисбактериозах. При дисбактериозах другого происхождения отмечаются, как правило, две первые стадии. В настоящее время в связи с тем, что первая степень дисбактериоза может быть обнаружена только случайно, все большее употребление приобретает деление дисбактериоза на 3 степени (табл. 2). Этот подход с практической точки зрения более оправдан.

По возбудителю (этиологический принцип - преобладание определенного возбудителя) среди дисбактериозов чаще встречаются: протейный, клебсиеллезный, стафилококковый, кандидозный, синегнойный и пр.).