Дисбактериоз: современный взгляд на проблему

Введение

При рождении ребенка происходит переход от стерильных условий внутриутробного развития к существованию с первых же минут жизни в разнообразном мире микроорганизмов. Интенсивная колонизация кожных покровов и слизистой оболочки органов, соприкасающихся с внешней средой, ведет к формированию микроэкологической системы человека.

Сегодня под этим термином понимается состояние динамического равновесия, которое определяется, с одной стороны, физиологическими и иммунобиологическими особенностями организма хозяина, а с другой - видовым и количественным составом микробных ассоциаций и разнообразием их биохимической активности [1].

Согласно современным воззрениям нормальная микрофлора толстой кишки человека представляет собой некий "экстракорпоративный орган", состоящий из огромного числа микроорганизмов, объединенных в единую экологическую систему. Количество микробных клеток, присутствующих на коже и слизистых макроорганизма, контактирующих с внешней средой, превышает число клеток всех его органов и тканей вместе взятых.

Микробные ассоциации (микробиоценозы), занимающие ту или иную экологическую нишу в организме хозяина, характеризуются сложной иерархической структурой, различными межвидовыми отношениями и многоступенчатыми метаболическими процессами, конечным результатом которых являются биологически активные соединения - микробные метаболиты [2].

На значение микробной флоры для здорового человека впервые обратил внимание в 1914 г. И.И.Мечников [3]. Микробная флора участвует во многих жизненно важных процессах макроорганизма, внося определенный вклад в поддержание гомеостаза организма хозяина, который является для нее средой обитания.

Одна из основных функций нормальной микрофлоры - защитная, так как бактерии - симбионты человека - обладают выраженной антагонистической активностью по отношению к патогенным и оппортунистическим микроорганизмам. Так, например, бифидобактерии образуют в процессе своей жизнедеятельности молочную, уксусную, муравьиную и янтарную кислоты, создающие кислую среду в кишечнике и препятствующие колонизации его посторонними микроорганизмами, попавшими сюда извне. Лактобактерии в процессе брожения молочной кислоты образуют антибиотические вещества - лактолин, лактоцидин, ацидофилин.

Следовательно, представители нормальной микрофлоры кишечника тормозят рост и размножение условно-патогенных микроорганизмов - энтеропатогенных кишечных палочек, клебсиелл, протеев, некоторых видов сальмонелл и шигелл, золотистого стафилококка и др.

Участие нормальной микрофлоры кишечника в обменных процессах организма хозяина определяется, с одной стороны, утилизацией ею непереваренных пищевых соединений и инактивацией биологически активных веществ, выделяющихся с пищеварительными соками, а с другой - синтезом представителями нормальной флоры кишечника витаминов группы B, витамина К, никотиновой и фолиевой кислот, различных биологически активных соединений: эстрогенов, промазина, морфина, колхицина, диэтилбестрена, дигоксина и др. [4].

Еще одной важной функцией нормальной микрофлоры человека является ее участие в формировании иммунобиологической реактивности организма хозяина. Показано, что в результате антигенной стимуляции микроорганизмами иммунной системы организма человека у него создается и поддерживается общий пул иммуноглобулинов [1].

Таким образом, нормальная микрофлора человека с ее специфическими функциями микроорганизма - защитной, обменной, иммуноиндуцирующей и др. - определяет микробную экологию пищеварительного тракта и участвует в поддержании гомеостаза макроорганизма. Нарушение любой из функций приводит к нарушению различных видов метаболизма, возникновению дефицита микронутриентов: витаминов, микроэлементов, минеральных веществ в организме человека, снижению его иммунного статуса.

Было показано, что нарушения состава и количественного соотношения в микробиоцинозах кишечника, определяемые термином "дисбактериоз", возникают от разнообразных причин: характера питания, возраста, проведения антибактериальной, гормональной, лучевой и/или химиотерапии, наличия хронических заболеваний пищеварительного тракта и др., а в основе их развития лежит изменение условий обитания в биотопе, в результате чего популяции одного или нескольких видов, составляющих микробиоценоз, или видов, занесенных из других биотопов хозяина или внешней среды, получают преимущества для роста и размножения перед своими конкурентами и приобретают несвойственное им доминирующее положение в микробиоценозе [5, 6].

Новые количественные и качественные соотношения только тогда станут дисбактериозом, когда нарушаются механизмы аутостабилизации, присущие всем эволюционно сложившимся системам.

Видовой состав "патологического" микробиоценоза, так же как и скорость колонизации, и продолжительность персистирования составляющих его микроорганизмов в кишечнике индивидуальны, зависят от состояния микроэкологической системы и организма хозяина.

Бактерии, в норме не характерные для данного микробного сообщества, кроме повышенной инвазивной способности отличаются от аутофлоры и тем, что способствуют возникновению различных нарушений в нормальном протекании метаболических процессов в кишечнике. Они также не способны осуществлять ряд важных физиологических функций, присущих представителям нормальной микрофлоры.

Следовательно, изменения в микробиоценозах пищеварительного тракта, как правило, служат предвестником отклонений в клинико-физиологическом статусе организма хозяина. Со временем дисбактериоз проявляет себя клиническими местными симптомами, а затем и общими нарушениями, которые отягощают течение различных заболеваний человека и затрудняют их лечение.

Гастриты, дуодениты, язвенная болезнь, изменения моторной и пропульсивной способности кишечника (колиты с диареей или запором, энтериты с синдромом мальабсорбции), коагулопатии, гипер- и гипохолестеринемия, острая мезентериальная ишемия, ревматоидный артрит, злокачественные новообразования толстой кишки и молочных желез, нарушение менструального цикла, кариес, мочекаменная болезнь, портальная системная энцефалопатия, заболевания печени, анемия новорожденных и т.д. - вот неполный перечень тех нозологических форм и клинических синдромов патологии человека, в которых дисбиотические изменения в кишечнике и других биотопах организма человека являются одним из патогенетических факторов заболевания.

Следовательно, прежде чем лечить человека от той или иной болезни, надо сначала оздоровить его кишечник.

С этих позиций проблема борьбы с дисбактериозом кишечника приобретает большую актуальность для самых различных отраслей клинической медицины и делает необходимым параллельное исследование микробного, иммунного, биохимического и т.д. статуса у определенных контингентов больных.

 К таким контингентам или группам "риска", на наш взгляд, можно отнести следующие категории пациентов:

• Стационарные больные, длительно получающие антибактериальную, гормональную, лучевую и/или химиотерапию.
• Пациенты с жалобами со стороны органов пищеварения.
• Больные с проявлениями аллергозов и астеновегетативного синдрома.
• Дети с патологией различных органов и систем.

Методы лабораторной диагностики дисбактериоза кишечника

В настоящее время основным и наиболее распространенным методом лабораторной диагностики дисбактериоза кишечника остается бактериологическое исследование кала пациента, считающееся классическим методом. Обязательными компонентами данного исследования должны быть количественные методики и многовекторность (направленность на выделение многих видов и вариантов микрофлоры).

Результаты исследования сопоставляют с данными о нормальном составе микрофлоры конкретного биотопа, клинической картиной и возрастом пациента. Следует подчеркнуть, что широкий спектр микробных ассоциаций, исследуемых в фекалиях, необходимость учета их количества и изменений биологических свойств, особенно появление признаков, характеризующих агрессивность условно-патогенных микроорганизмов, - все это привело к созданию различных схем для оценки степени тяжести развившихся дисбиотических нарушений при различных заболеваниях.

В табл. 1 даны современные микробиологические критерии для оценки состояния нормальной микрофлоры толстой кишки. Эти критерии были получены группой авторов, проводивших длительное (в течение 6 месяцев) обследование людей, у которых не было выявлено нарушений в их физиологическом статусе - доноров крови.

Хотелось бы подчеркнуть, что при проведении этого исследования большое внимание уделялось отбору добровольцев, их подготовке к обследованию, а также взятию клинического материала и его доставке в лабораторию. Этим, очевидно, и можно объяснить полученный авторами сравнительно небольшой разброс количественных показателей содержания представителей нормальной микрофлоры в 1 грамме кала [7] в сравнении с данными других публикаций.

Следует учитывать, что кишечная микрофлора человека - весьма лабильная система, подверженная колебаниям в зависимости от многих факторов, как эндогенных (нервный статус, пища, температура тела и т.п.), так и экзогенных (время года, атмосферные колебания и т.п.). Поэтому к оценке полученных результатов следует подходить дифференцированно.

Отличию так называемых "дисбиотических реакций" от истинного дисбактериоза способствует выполнение 2 - 3-кратных исследований с интервалом не менее 14 дней. В первом случае сдвиги в составе микрофлоры кишечника непродолжительны и исчезают через 5 - 7 дней без какого-либо лечения. 

Сегодня некоторые хорошо оснащенные лаборатории крупных исследовательских центров для лабораторной диагностики дисбактериоза наряду с бактериологическим методом используют и так называемый экспрессный метод, включающий в себя определение индола, п-крезола, фенола, водорода, метана, короткоцепочечных летучих жирных кислот ряда С2-С6 (лжк), деконъюгированных желчных кислот, меченных радиоактивным углеродом 14, аммиака и ряда других химических соединений, в метаболизме которых в организме человека его микрофлора принимает непосредственное участие.

Достоинство этих методик в том, что они позволяют обнаружить дисбиотические изменения в кишечнике в течение 30-120 мин.

Широкое распространение для определения метаболитов кишечной микрофлоры получил метод газо-жидкостной хроматографии (ГЖХ). Наиболее часто он применяется для определения экскреции с фекалиями людей таких летучих веществ как летучие жирные кислоты (ЛЖК) и ароматические соединения (фенолы и индолы).

Ограниченность ГЖХ - анализа возможностью определять только летучие вещества успешно компенсируется сочетанием этого метода с методами жидкостной хроматографии, позволяющими проводить детекцию в клиническом материале тех микробных метаболитов, которые не обладают свойством летучести:

• Органические карбоновые кислоты (оксо и окси) - метод ионоэксклюзионной хроматографии.
• Простые и сложные амины, фенилпропионовая кислота - метод высокоэффективной жидкостной хроматографии [7].

Преимущество “экспрессного” метода перед “классическим” очевидно при диагностике синдрома контаминации толстой кишки как одного из критериев дисбаланса в микроэкологической системе кишечника.

Диагностика этого синдрома бактериологическим способом достаточно сложна, так как требуются специальные зонды для забора материала из просвета и со слизистой оболочки верхних отделов тонкой кишки. При биохимическом методе в фекалиях и моче определяют деконъюгированные желчные кислоты, п-крезол, фенол и индол (индикан), присутствующие в биологических жидкостях больного и являющиеся метаболическими маркерами синдрома контаминации тонкой кишки.

В табл. 2 представлены критерии биохимической активности микроорганизмов толстой кишки, разработанные группой исследователей, проводивших обследование различных контингентов клинически здоровых людей [7]. Авторы объединили их в формуляр под термином "микробный метаболитный паспорт фекалий" - ММПФ.

Результаты другого исследования продемонстрировали, что изменения в показателях ММПФ больных с различной патологией коррелируют с количественными и качественными изменениями состава их микрофлоры кишечника.

Был сделан вывод, что определение ММПФ является перспективным методом, дающим информативную и быструю (в течение 1 дня) оценку состояния микробной экологии пищеварительного тракта человека. Этот метод был рекомендован к использованию в скрининговых обследованиях и при проведении диагностики патологических состояний, связанных с дисбактериозом кишечника [8].   

Современная система мониторинга за микробной экологией кишечника человека

Как бактериологический (“классический”), так и биохимический (“экспрессный”) методы лабораторной диагностики дисбактериоза кишечника имеют свои достоинства и недостатки.

К основным недостаткам первого метода лабораторной диагностики дисбактериоза относятся: трудоемкость, высокая стоимость, длительность проведения анализа, относительная субъективность полученных результатов, а главное - недооценка роли многих до настоящего времени не культивируемых представителей микробиоценозов кишечника.

Кроме того, этот метод также грешит возможностью получения несходящихся результатов при повторном обследовании пациента - как следствие различного роста бактерий в условиях организма хозяина (in vivo) и на искусственных питательных средах (in vitro).

Преимуществом классического метода перед экспрессным является то, что это - прямой метод, позволяющий определить в биологических жидкостях организма хозяина состав и количественное содержание микроорганизмов, составляющих микробиоценоз толстой кишки организма хозяина как в норме, так и при различной патологии.

Таблица 1. Частота выделения и среднее количество основных представителей микробиоценоза толстой кишки в 1 г кала практически здоровых людей (M±m)

Таблица 2. ММПФ при эубиозе кишечника (M±m)

К преимуществам биохимического метода можно отнести относительную несложность транспортировки образцов, доступность, небольшую стоимость, простоту, а главное - скорость получения ответа. Возможность повторного проведения анализа в тот же день также дает немаловажное преимущество.

Таким образом, ни бактериологический, ни биохимический методы лабораторной диагностики дисбактериоза отдельно взятые не могут полностью соответствовать тем требованиям, которые предъявляются клинической практикой к лабораторной службе сегодня.

В этой связи вопрос о разработке современной системы мониторинга за нормальной микрофлорой кишечника в плане оптимизации лабораторной диагностики дисбактериоза кишечника является весьма актуальным.

Как уже говорилось, проведение у определенных категорий больных постоянного лабораторного мониторинга за состоянием их микрофлоры кишечника - является необходимостью, обусловленной тем, что микроэкологический дисбаланс является одним из патогенетических факторов ряда заболеваний. На рисунке показана предлагаемая схема подобного мониторинга.

Первый этап. У пациента из группы риска при обследовании берут кал на экспрессное исследование (биохимический метод) и определяют ММПФ. При выявленных изменениях в показателях ММПФ проводят бактериологическое исследование.

До получения результатов микробиологического анализа фекалий у больного может быть проведена коррекция микробной экосистемы кишечника по эмпирической схеме. С этой целью больному назначают пробиотики, оказывающие общее действие на нормальную микрофлору (олигосахариды, пищевые волокна и др.), а также соответствующую диету.

Второй этап. У пациентов с измененными показателями ММПФ проводят детальное бактериологическое исследование фекалий и определяют микробиологические критерии дисбактериоза кишечника. Оценивают степень тяжести, выраженность микроэкологического дисбаланса и анализируют его фазы и формы.

На основании данных биохимического и бактериологического исследования подбирают индивидуальную схему коррекции микроэкологических нарушений в кишечнике больного - фаги, кишечные антисептики, биологические бактерийные препараты, лечебные травяные сборы и др.

Третий этап. В ходе проводимой терапии дисбактериоза проводят оценку ее эффективности. Для этого опять определяют показатели ММПФ. На основании полученных результатов или проводят изменение схемы терапии с целью повышения ее эффективности или оставляют ее прежней.

Четвертый этап. После окончания курса терапии дисбактериоза на основании показателей ММПФ дается оценка проведенного лечения и делается заключение о состоянии микробиоценоза толстой кишки больного.

На наш взгляд, подобная схема организации лабораторного исследования позволит проводить скрининг широкого круга больных, отбирать пациентов, объективно нуждающихся в проведении трудоемкого и длительного бактериологического анализа дисбактериоза кишечника, осуществлять адекватную терапию этого патологического состояния и оценивать ее эффективность еще в ходе лечения, а не ретроспективно, как в настоящее время.

Естественно, что переход на подобный лабораторный мониторинг за микрофлорой кишечника определенных групп населения требует не только разработки схемы его проведения, методов исследования, критериев для оценки полученных результатов, но и соответствующей классификации, позволяющей поставить диагноз и назначить адекватное лечение.

 Приводим оригинальную микроэкологическую классификацию степеней тяжести дисбиотического процесса в толстой кишке, предложенную нами в 1998 г. [9].

 I степень тяжести - увеличено или уменьшено общее количество кишечных палочек. Кишечные палочки с атипичными биологическими свойствами отсутствуют. Количество бифидобактерий и лактобацилл не изменено. Изменения в общих показателях ММПФ характерны лишь в отношении пула ЛЖК, содержания фенилпропионовой кислоты, скатола и метиламина.

Общее содержание ЛЖК у больных с I степенью тяжести дисбактериоза может быть меньше или больше, чем у здоровых лиц. Содержание скатола снижено. Напротив, содержание фенилуксусной кислоты и метиламина повышено. Отмечаются изменения удельного веса щавелевоуксусной кислоты в профиле ДКК. Дисбактериоз латентный, компенсированный, кишечные дисфункции не регистрируются.

II степень тяжести - незначительно снижено количество бифидобактерий (10⁷) и лактобацилл (10⁵). Наблюдаются количественные и качественные (появление форм с атипичными биологическими свойствами) изменения кишечных палочек. Высеваются в умеренном количестве условнопатогенные кишечные микроорганизмы.

Отмечаются изменения как в общих, так и в специфических показателях микробного метаболитного паспорта фекалий, что выражается в снижении величины экскреции с фекалиями фе-нольных соединений: п-крезола и индола. В десятки раз уменьшается количество скатола в испражнениях.

Обратная картина наблюдается в отношении фенилпропионовой кислоты, количество которой на порядок превышает таковое у здоровых лиц. Профиль ФС также меняется: удельный вес индола возрастает более чем в 2 раза, несколько снижается удельный вес п-крезола и более чем в 10 раз снижен удельный вес скатола.

В целом экскреция с фекалиями карбоновых и ароматических аминокислот, фенольных и индольных соединений (за исключением фенилаланина) при II степени тяжести дисбиоза снижена. Снижается экскреция с фекалиями гистамина и серотонина. Изменен АмП: удельный вес гистамина и серотонина ниже, удельный вес представителя простых аминов метиламина выше. Дисбактериоз локальный (местный), субкомпенсированный, кишечные дисфункции, как правило, не наблюдаются.

III степень тяжести - существенное снижение количества бифидобактерий (10^5-6) в сочетании со снижением количества лактобацилл (10⁵ и меньше) и резким изменением типичных свойств кишечных палочек (значительное преобладание гемолитических, лактозонегативных форм).

Значительное увеличение количества условно-патогенных бактерий с патогенными свойствами (гемолиз эритроцитов) и дрожжеподобных грибов (родов Кандида, Геотрихум и др.). Характерны еще более выраженные изменения как в общих , так и в специфических показателях микробного метаболитного паспорта фекалий.

Снижена величина экскреции с фекалиями фенольных соединений: п-крезола и индола. В фекалиях практически отсутствует скатол. Напротив, содержание фенилпропионовой кислоты в каловых массах резко увеличивается. Профиль ФС меняется таким образом, что существенно увеличивается удельный вес индола и значительно снижается удельный вес п-крезола.

Существенно изменяется величина экскреции аминов: содержание в фекалиях гистамина и серотонина может быть выше или ниже по сравнению с нормой (зависит от нозологической формы основного заболевания). Содержание карбоновых кислот в фекалиях больных с III степенью дисбиоза меняется следующим образом: резко уменьшается пул ЛЖК, практически не обнаруживается щавелевоуксусная кислота и значительно возрастает экскреция с каловыми массами a-кетоглутаровой кислоты. Изменен профиль ЛЖК.

При нарушениях стула по типу диареи удельный вес уксусной кислоты ниже, удельный вес пропионовой и масляной кислот, наоборот, повышен, при запоре наблюдается противоположная картина. Отмечаются снижение или увеличение удельного веса молочной и аналогичные изменения удельного веса a-кетоглутаровой кислот в профиле ДКК. Дисбактериоз локальный (местный), декомпенсированный, кишечные дисфункции, как правило, наблюдаются.

IV степень тяжести - резкое снижение или отсутствие бифидобактерий, значительное уменьшение количества лактобацилл, резкое уменьшение количества или отсутствие кишечных палочек с типичными свойствами, значительное возрастание количества как облигатных, так и факультативных видов (в норме не встречающихся) кишечных бактерий и дрожжеподобных грибов с патогенными свойствами.

Выявляются патогенные кишечные бактерии (сальмонеллы, шигеллы, ерсинии). Качественные изменения в микробном метаболитном паспорте остаются такими же, как и при третьей степени, но их количественные характеристики еще более изменены, характерна глубокая разбалансировка биохимических регуляторных механизмов микробной экосистемы, сочетающаяся с аналогичной разбалансировкой микробной инфраструктуры кишечника. Дисбактериоз распространенный (с бактериемией), декомпенсированный (с угрозой генерализации инфекции, сепсиса или септикопиемии), наблюдаются выраженные кишечные дисфункции.   

Заключение

За прошедшее с начала XX века время наши представления о нормальной микрофлоре человека претерпели серьезную эволюцию. Признано "лидерство" в микроэкологической системе облигатных анаэробов, исследована биохимическая активность различных представителей микрофлоры человека и показана ее значимость для поддержания гомеостаза организма хозяина, изучен ряд других функций нормальной микрофлоры, определены экологические, клинические и ятрогенные ситуации, способствующие возникновению и развитию дисбиотических процессов в толстой кишке, определен ряд нозологических форм и клинических синдромов патологии человека, при которых микроэкологический дисбаланс кишечника является одним из патогенетических факторов заболевания.

Сегодня этот по своей сути бактериологический диагноз трансформируется в клиническое понятие со всеми вытекающими отсюда последствиями.

 В то же время состояние лабораторной диагностики дисбактериоза оставляет желать лучшего. Несовершенство классического приема выявления дисбиотических процессов в кишечнике, отсутствие в практике работы большинства бактериологических лабораторий экспрессного метода диагностики и определяет те противоречия широко практикуемого ныне анализа на "дисбактериоз".

Фактически сейчас - это дорогостоящее, трудоемкое исследование с невысокой отдачей. Как правило, большинство опытных врачей-клиницистов ставят этот диагноз на основании клинической картины болезни и назначают соответствующее лечение, не дожидаясь результатов бактериологического анализа. В то же время такой подход к терапии дисбактериоза и определяет ее невысокую эффективность, что нередко заканчивается ухудшением качества жизни пациента.

На наш взгляд, внедрение системы мониторинга за микробной экологией кишечника пациентов из групп "риска" в практику работы большинства бактериологических лабораторий - один из перспективных путей своевременной диагностики и эффективного лечения этого патологического состояния организма человека.   `

Литература:

   1. Куваева И.Б., Ладодо К.С. Микроэкологические и иммунные нарушения у детей. М.: Медицина, 1991; 240 с.
   2. Воробьев А.А., Иноземцева Л.О., Буданова Е.П. и др.//Вестн. РАМН 1995; 5: 59-64.
   3. Перетц Л.Г. Значение нормальной микрофлоры для организма человека. М.: Медгиз, 1955; 436 с.
   4. Митрохин С.Д. Антибиотики и химиотерапия. 1991; 8: 46-50.
   5. Билибин А.Ф. Тер. арх. 1967; 11: 21-8.
   6. Билибин А.Ф. Клин. мед. 1970; 2: 7-12.
   7. Комплексная диагностика, лечение и профилактика дисбактериоза (дисбиоза) кишечника в клинике внутренних болезней (Методические рекомендации)/Митрохин С.Д., Ардатская М.Д., Никушкин Е.В., Иваников И.О. и др. М., 1997; 45 с.
   8. Митрохин С.Д. Метаболиты нормальной микрофлоры человека в экспресс-диагностике и контроле лечения дисбиоза толстой кишки: автореф. дисс. ... д-ра мед. наук, М., 1998.; 37 с.
   9. Митрохин С.Д., Никушкин Е.В. Практикующий врач. 1998; 13: 42-3.