Кировское областное государственное общеобразовательное автономное учреждение «Лицей естественных наук » (Киров)

Эта статья опубликована в сборнике научных статей с материалами XI Телеконференции с международным участием "Актуальные проблемы современной науки", Томск, 27-31 мая, 2013 год  

 Нельзя отложить заботу о вечном и великом на то время, когда будет достигнута для всех возможность удовлетворения своих элементарных нужд.

В. Вернадский

(Из дневников. 16 марта 1918 г.)

Человек, как и всё живое, не является самодовлеющим, независимым от окружающей среды объектом. Однако, даже ученые-натуралисты в наше время, противопоставляя человека и живой организм вообще среде их жизни, часто этого не учитывают. Неразрывность живого организма от окружающей среды не должно в настоящее время вызывать сомнений у современного исследователя /1/.

Окружающий мир населен огромным количеством микроорганизмов. Их можно найти практически в любом месте на планете – в почве, воздухе, горячих источниках, водах Мёртвого моря, во льдах  Антарктиды. Но и человеческий организм населён сотнями видов микроорганизмов как обитаемая планета.

 Исследования ученых свидетельствуют о том, что желудочно-кишечный тракт, кожа и другие эпитопы экологической системы человека обладают сложной и многогранной микробной флорой.  В процессе длительного взаимодействия между человеком и микроорганизмами окружающей среды некоторые из микроорганизмов стали заселять различные «экологические» ниши на поверхности и в глубинных отделах. Результатом этого процесса стал тонкий баланс в структуре и численности микробных популяций, определяющий нормальные или патологические состояния органов и систем (желудочно-кишечный тракт, кожа, мочеполовая система и др.) /2/.

Люди издавна сталкивались с проявлением жизнедеятельности микробов, отражающимися на состоянии их организма. Наряду с непрекращающейся борьбой с инфекциями, они научились пользоваться и полезными свойствами ряда бактерий.

В начале ХХ века И.И.Мечников, получивший совместно с Паулем Эрлихом Нобелевскую премию по медицине за работы по иммунитету, высказал идею, что не все бактерии вредны для организма. Бактерии, обитающие в кисломолочных продуктах и попадающие с ними в кишечник, вырабатывают вещества, противостоящие преждевременной старости, и способствуют долголетию.  В 1936 году ученые Зобелл и Андерсен доказали существование в толстом кишечнике «микробной плёнки», тем самым подтвердив взгляды И.И.Мечникова. Они считали, что в слизистой кишечника человека  обитают многочисленные популяции бактерий, составляющие целую экосистему, которая вовлечена в процессы метаболизма и пищеварения. Во второй половине прошлого столетия научные исследования позволили установить существование сложного динамического равновесия между функционированием микрофлоры и здоровьем организма /2/.

Сбалансированная экологическая система желудочно-кишечного трактасложилась совестно в процессе эволюции человека и микроорганизмов его заселяющих. Нормальное функционирование кишечной микроэкологической системы определяется многими факторами и, возможно, закодированными  в геноме /2/.

Важными факторами являются пол, генотип, иммунный статус хозяина и даже ассортимент потребляемой пищи. Все это определяет численность и видовой состав микробных популяций.Существует много доказательств в пользу влияния состояния микрофлоры на развитие и неинфекционных заболеваний.Заболевание может стать следствием даже незначительных изменений в микроэкологии кишечника и других отделов. Собственная микрофлора может стать патогенной, снижая защитные функции барьера слизистых и кожи /2,3/.

Согласно современным исследованиям, микроорганизмы, обитающие в тканях и органах тела, превосходят по численности клетки человеческого организма-хозяина в десятки раз. Они образуют динамически развивающиеся сообществаи способны регулировать развитие, сопротивление инфекциям, усвоение питательных веществ. Люди представляют сплав из человеческих и бактериальных геномов. Национальный институт здоровья США разработал Проект Человеческого Микробиома с объемом финансирования более 100 млн. долларов, выделив его в приоритетное направление научных исследований. В рамках этого проекта планируется провести секвенирование геномов  более 600 видов бактерий – симбионтов человека. Это будет составлять 99% уже известных бактерий, не поддающихся культивированию, но в изобилии населяющих кожу, нос, кишечник, ротовую полость и влагалище. Наибольший интерес представляет нормофлора человека /2,3/.

Облигатная микрофлора кишечника /4,5/.

Бифидобактерии.

Путем ассоциации со слизистой оболочкой кишечника бифидобактерии формируют барьер, осуществляя защиту внутренней среды макроорганизма от патогенных микроорганизмов и их токсинов. Вырабатывая органические жирные кислоты, они обладают высокой антагонистической активностью к патогенным и условно патогенным микробам. Принимают активное участие в утилизации пищевых субстратов и пристеночного пищеварения, способствуя усилению процессов всасывания через стенки кишечника ионов кальция, железа, витамина Д. Синтезируют аминокислоты, белки, пантотеновую кислоту, витамины группы В и К.

Лактобактерии или лактобациллы.

 Активно ферментируют углеводы с образованием  молочной кислоты,перекиси водорода. Способны продуцировать лизоцим, другие вещества с антибиотической активностью: реутерин, плантарицин, лактоцидин, лактолин. В желудке и тонкой кишке лактобациллы в симбиозе с организмом хозяина являются основным микробиологическим звеном формирования колонизационной резистентности. Средой обитания лактобацилл являются различные отделы желудочно-кишечного тракта, начиная с полости рта и кончая толстой кишкой, где они поддерживают рН на уровне 5,5 – 5,6.

Наряду с указанными выше микроорганизмами группу активных кислотообразователей составляют анаэробные пропионобактерии. Снижая рН окружающей среды. Они проявляют антагонистические свойства в отношении патогенных и условно патогенных  бактерий.

К представителям облигатной микрофлоры кишечника относятся:

эшерихии (кишечные палочки), вейлонеллы, пептострептококки, бактероиды, энтерококки.

В кишечнике человека эшерихии (Escherichia) появляются в первые дни рождения в количестве 10⁷ – 10⁸ КОЕ/г фекалий и на этом уровне сохраняются на всем протяжении жизни. Для них экологическая ниша в здоровом организме – толстая кишка и дистальные отделы тонкой кишки.Эшерихии способствуют гидролизу лактозы; участвуют в продукции витаминов, в первую очередь витамина К, витаминов группы В; вырабатывают антибиотикоподобные вещества – колицины, тормозящие рост энтеропатогенных кишечных палочек; стимулирует антителообразование.

Бактероиды – грамположительные анаэробные  неспорообразующие микроорганизмы. В толстом кишечнике они содержатся в диапазоне 10⁷ – 10¹¹ КОЕ/г фекалий. Они не регистрируются у детей 6 мес. жизни; у детей в возрасте от 7 мес. до 2 лет содержание бактероидов в пределах 10⁸ КОЕ/г фекалий. Бактероиды принимают участие в пищеварении, расщепляют желчные кислоты, участвуют в процессах липидного обмена.

Пептострептококки– род грамположительных анаэробных споронеобразующих бактерий сферической или овальной формы. Водород, выделенный ими в процессе метаболизма, в кишечнике превращается в перекись водорода, а это способствует поддержанию рН на уровне 5,5 и ниже. Они участвуют в протеолизе молочных белков, ферментации углеводов.

Энтерококки–род факультативно-анаэробных аспорогенных хемоорганотрофных грамположительных бактерий. Клетки полиморфны. В кишечнике присутствуют в количествах 10⁵ – 10⁸ КОЕ/г фекалий. В норме не должны превышать общее количество кишечных палочек. Метаболизм бродильного типа, без образования газа. Сбраживают разнообразные углеводы, обычно лактозу до молочной кислоты, восстанавливают нитрат.

Вейлонеллы–род кокковидных неподвижных аспорогенных грамотрицательных хемоорганотрофных  анаэробных эубактерий. Относятся к основным резидентным микроорганизмам тонкой кишки, в толстой кишке от 0 до 10⁸КОЕ/г фекалий, в полости рта в норме содержится – от 10² до 10⁸КОЕ/г слюны и уступают только стрептококкам. Вейлонеллы относятся к кариесогенным микроорганизмам. Кариесогенность определяется выработкой ими большого количества молочной кислоты в присутствии углеводов, кислотному растворению эмали.

Факультативная микрофлора кишечника/4,5/.

Пептококи метаболизируют пептон и аминокислоты с образованием жирных кислот, вырабатывают сероводород, уксусную, молочную, лимонную, изовалериановую и другие кислоты.

Стафилококки(эпидермальные, сапрофитирующие) негемолитические входят в состав сапрофитной микрофлоры. Попадают в организм человека из объектов окружающей среды. Восстанавливают нитраты до нитритов. Их не должно превышать 10⁴КОЕ/г фекалий.

Стрептококкив кишечнике здорового человека обнаруживаются в пределах от 10⁴ до 10⁵ КОЕ/г фекалий. Среди непатогенных штаммов выделяется Streptococcuslactis. Непатогенные штаммы обладают достаточно высокой антагонистической активностью по отношению к патогенным формам. Образуя лактат, к газообразованию они неспособны.

В кишечнике большим представительством обладают бациллы – аэробные спорообразующие бактерии; клостридии – анаэробныеспорообразующие бактерии. Наибольший интерес представляют Clostridiumdifficile. Из углеводов или пептона они образуют органические кислоты и спирты. В основном заселяют толстую кишку, реже в тонкой кишке, ротовой полости, женских половых органах, и, иногда, коже. При приеме антибиотиков их число возрастает не на один порядок, обладая природной устойчивостью к антибиотикам.

К сапрофитной флоре относят дрожжи и дрожжеподобные грибы рода  Candida. Концентрация плесневых грибов в толстой кишке не должна превышать 10⁴КОЕ/г фекалий.Candidaalbicans, C. Steleatoidea, клебсиеллы, протеи, цитробактеры, серрациии некоторые другие представители семейства энтеробактерий являются условно патогенными микроорганизмами.

Фузобактерии (Fusobacterium)– род палочковидных аспорогенных бескапсульных грамотрицательных хемоорганотрофных анаэробных бактерий. Нормальные обитатели дыхательных путей, толстого кишечника, гениталий человека.Некоторые фузобактерии относятся к условно-патогенным микроорганизмам и могут вызывать вторичные гангренозные и гнойно-гангренозные заболевания.

Неферментирующие грамотрицательные палочкиотносятся к транзиторной микрофлоре. Бактерии этой группы живут свободно и легко попадают из окружающей среды в кишечник. Они представители родов: Pseudomonas, Alcaligenes, Flavobacterium, Moraxella, Acinetobbacter. Эти бактерии окисляют углеводы, не используя их в качестве источника энергии. 

Причины дисмикробиоза/3,6/.

Факторы, способствующие развитию дисбиоза, многообразны и разносторонни.

Это воздействие антимикробных препаратов, которые селективно угнетают жизнедеятельность одних видов представителей нормофлоры и не оказывают влияние на другие.

Дисбактериоз может быть связансо снижением иммунитета, вызванным местными, общими, инфекционными и неинфекционными заболеваниями, особенно хроническими.

Ему могут способствовать терапевтические мероприятия (облучение, прием антисептиков, антибиотиков, гормонов, иммунодепрессантов, протезирование).

Так как фоновые виды нормофлоры являются важными факторами местного иммунитета, дисбиоз в свою очередь усугубляет иммунологическую недостаточность.

Скопление в органах патологических субстратов, длительное нахождение человека в небольших замкнутых коллективах, экстремальных условиях (на подводных лодках, космических аппаратах), на предприятиях с профессиональными вредностями (в микробиологической, химической, атомной промышленности) всё это способствуетпроявлению дисмикробиоза.

Важные условия его развития и выраженности – влияние комплекса причинных факторов, их высокая повреждающая микрофлору и организм хозяина сила и длительность действия. Начальную его стадию сложно отдифференцировать от физиологического состояния, а позднюю – от манифестной формы заболевания.

Таким образом, дисмикробиоз – это динамическое нарушение микроэкологии биотопов организма человека в результате срыва адаптации, изменения защитных и компенсаторных механизмов, выполняющих барьерную функцию.

 В поддержке экологического гомеостаза участвуют четыре основных группы факторов:

·         биологические факторы защиты (нормальная микрофлора человека, в первую очередь кишечника);

·         иммунологические специфические (иммуноглобулины, прежде всего класса А, предохраняющие слизистые оболочки от проникновения аллергенов различной природы) и неспецифические (комплемент, интерферон, лизоцим, трансферрин, лактоферрин) гуморальные факторы защиты;

·         механические факторы защиты (перистальтические движения, эпителий, обновляющийся каждые 6 – 8 дней, макро и микроворсинки с покрывающей их густой сетью гликокаликс, илеоцекальный клапан);

·         химические факторы защиты (слюна, желудочный, панкреатический и кишечный сок, желчь, жирные кислоты).

Дисмикробиоз различают:

- в зависимости от локализации (полость рта, глотки, носа, тонкий и толстый кишечник, вагина, кожа);

- этиологии (грибковый, протейный, псевдомонадный, стафилококковый, энтеробактериальный и другие).

Его рассматривают как самостоятельное заболевание и как осложнение болезни органа или системы органов. Чтобы установить диагноз дисмикробиоза требуются количественные, многовекторные методики с неоднократным повтором их проведения, сопоставляемые с данными нормофлоры макроорганизма с учетом возраста. При постановке диагноза необходимо учитывать не только изменение спектра микробной флоры, её биохимических показателей, но и изменение функционального  состояния органа.

Люди, у которых выявляются факторы, способствующие развитию дисбиоза, особенно кишечника, при обнаружении изменений в микробиценозе и отсутствии клинических проявлений, относятся к группе риска и нуждаются внаблюдении /3,7/.

Тактика рационального индивидуального лечения и профилактики дисмикробиоза /3, 6 – 10/.

Она должна основываться на принципах комбинированного подхода, включая при этом:

-нормализацию функционирования кишечника;

-создание условий для благоприятного развития аутофлоры макроорганизма;

-санацию (оздоровление) кишечника или/и других биотопов от патогенной и условно-патогенной флоры;

-в фазе агрессии аэробной флоры, уменьшения или/и полного отсутствия кишечных палочек с типичными свойствами, резким снижением  концентрации бифидобактерий и лактобацилл, необходимо длительное, не менее 6 месяцев, интермиттирующее лечение (пульс-терапия);

- сохранение и поддержание микробной экологии макроорганизма.

Для нормализации работы кишечника необходимо строго индивидуально подбирать и использовать средства с учетом нарушений функций конкретных органов и наиболее вероятного влияния на причину имеющегося нарушения и ферментативной недостаточности.

Создание благоприятных условий для развития нормофлоры и подавление роста патогенных микроорганизмов, осуществляемое с помощью препаратов, содержащих микроорганизмы или продукты их жизнедеятельности, не входящие в состав постоянной микрофлоры кишечника и находящиеся транзиторно.

Санацию (оздоровление) кишечника от патогенной и условно-патогенной микрофлоры проводится с помощью средств, обладающих антимикробиальной активностью (фагов) и антимикробных препаратов.

Для стабилизации микробиоценоза толстой кишки необходимо его постоянно его поддерживать с использованием методики пульс-терапии, которая назначается в течение 6 месяцев в виде укороченных курсов терапии препаратами, использованными для первоначального лечения.

После устранения всех признаков дисмикробиоза проводят поддержание нормального микробиоценоза толстой кишки, которое осуществляется на принципах функционального питания, включающего приём пребиотиков в различных формах и лечебных молочнокислых продуктов, содержащих ацидофильные микроорганизмы.

Пребиотики представляют собой углеводы, состоящие из двух и более молекул, которые соединены между собой β-гликозидными связями. У людей  β-гликозидаз нет, что делает пребиотики неперевариваемыми углеводами. Не перевариваясь и не усваиваясь в верхних отделах желудочно-кишечного тракта, они расщепляются только сахаролитической микрофлорой толстого кишечника, являясь их пищевыми субстратами. Самый высокий пробиотический индекс имеет лактулоза, которая признается золотым эталоном в классе пребиотиков /6-9/.

Заключение

На качественные и количественные характеристики нормальной микрофлоры кишечника и микробиоценоз человека в целом влияют стрессы, физические и психоэмоциональные нагрузки, несбалансированное питание, экологическое неблагополучие и другие патологические состояния. Исходя из вышесказанного, можно сделать вывод, что дисмикробиоз (дисбактериоз, дисбиоз, дисбиоценоз) является мультифакториальной патологией, механизмы развития и методы профилактики пока детально не изучены и не расшифрованы.  Реализация нарушения микробиологического равновесия зависят от многих причин.

Список литературы

1.       Вернадский. –М.: Издательский дом Шалвы Амонишвили, 2001. – с. 224 (Антология гуманной педагогики).

2.    Ардатская  М. Д., Минушкин О. Н., Иконников Н. С. Дисбактериоз кишечника: понятие, диагностические подходы и пути коррекции. Возможности и преимущества биохимического исследования кала: пособие для врачей. М., 2004. 57с.

3.       Определитель бактерий Берджи. В 2-х т. Т.2: пер. с англ./ Под ред. Дж. Хоулта, Н. Крига, П. Смита, Дж. Стейли, С. Уилльямса. – М.: Мир, 1997. – 368 с.

4.       Красильников А. П., Романовская Т. Р. Микробиологический словарь-справочник. / - 2-е изд., доп. И перераб. Мн.: «Асар», 1999. – 400с.

5.       Точилина О. А., Частоедова И.А., Поярков Ю. А. Коррекция дисбактериоза у детей раннего возраста с помощью жидких синбиотиков, содержащих бифидо- и лактобактерии. Казанский медицинский журн. 2011г, том 92, № 4: 557 – 562.

6.       Бабин В. Н., Минушкин О. Н., Дубинин А. В. и др. Молекулярные аспекты симбиоза в системе хозяин-микрофлора. // Российский журнал гастроэнтерологии гепатологии, колопроктологии. – 1998. - № 6. – с. 76 – 82. 

7.       Доронин А. Ф., Шендерев Б. А. Функциональное питание. М.: ГРАНТЪ. 296 с.

8.       Конь И. Я. Углеводы: новые взгляды на их физиологические функции и роль в питании//Вопросы детской диетологии. 2005. Т.3.№1. С.18 – 25.

9.   Ардатская М. Д. Метаболические эффекты пищевых волокон // Российский журнал гастроэнтерологии, гепатологии, колопроктологии. Приложение № 14 «Материалы ХVI сессии Академической школы семинара имени А.М. Уголева «Современные  проблемы физиологии и патологии пищеварения». – 2001. – Т. 11. – 4. – с. 91 – 102.