Kitabı oku: «Дисбактериоз кишечника у детей», sayfa 3

Биоценоз кишечника при различных патологических состояниях

Состояние биоценоза кишечника при различных заболеваниях стало изучаться, начиная с 1960-х гг. Было отмечено, что для большинства пациентов с хроническими заболеваниями ЖКТ характерны отклонения в составе биоценоза кишечника и, прежде всего, снижение кишечной палочки с нормальной ферментативной активностью при значительном увеличении содержания УПФ. Преобладание в кишечнике УПФ связано со снижением антагонизма кишечной палочки с нормальной ферментативной активностью именно к этим микробам [13].

Было установлено, что в детском возрасте микроэкология кишечника нарушается при острых кишечных инфекциях, а изменение количества основных представителей аэробной и анаэробной флоры определяется видом возбудителя. На основе данных литературы ниже приведены обобщенные сведения о нарушениях биоценоза кишечника при некоторых заболеваниях в детском возрасте.

Шигеллезы. Уменьшение количества бифидобактерий (до 90% больных); уменьшение количества E. coli с нормальными ферментативными свойствами (у 40% больных) [16].

Дизентерия Флекснера 2а. Увеличение концентрации условно-патогенных бактерий семейства Enterobacteriaceae (энтеробактер, цитробактер, клебсиелла) на фоне угнетения анаэробной нормофлоры [36].

Сальмонеллезы. Уменьшение количества бифидобактерий (у 80% больных); уменьшение количества E. coli с нормальными ферментативными свойствами (у 10% больных) [16]. При среднетяжелом течении на фоне значительного снижения анаэробной нормофлоры, уменьшения количества полноценных кишечных палочек происходит увеличение количества атипичных штаммов кишечной палочки, условно-патогенных бактерий, стафилококков, грибов рода Candida [43].

Ротавирусная инфекция. Уменьшение количества бифидобактерий (у 20% больных) и E. coli с нормальными ферментативными свойствами [16, 100, 108].

Кишечные инфекции, вызванные энтеробактериями. Уменьшение количества бифидобактерий (у 1/3 больных) и E. coli с нормальными ферментативными свойствами [16].

Гепатит В (острый период). Уменьшение количества лактобактерий – у 100% детей, бифидобактерий – у 82%, E. coli с нормальными ферментативными свойствами – у 71%; увеличение количества грибов рода Candida – у 50% детей [27].

У подростков, страдающих СРК, отмечалось уменьшение количества бифидобактерий, E. coli с нормальными ферментативными свойствами; увеличение количества E. coli с ослабленными ферментативными свойствами, гемолизирующей E. coli – у 15%, кокковых форм – у 10%, УПФ – у 20% [103].

Дисбактериоз кишечника отмечен у всех пациентов с хроническим колитом дистального отдела [90], йерсиниозом или псевдотуберкулезом [223]; у детей, инфицированных H.pylori. Кроме того, установлено, что выраженность микроэкологических нарушений в толстом кишечнике определяет более высокую степень инфицированности слизистой оболочки желудка H.pylori [151].

Изучению кишечной микрофлоры при аскаридозе и трихоцефалезе были посвящены исследования Н. А. Благова (1983). Определена специфическая обусловленность изменений биоценоза кишечника по сравнению со здоровыми людьми, у 83% больных отмечалось нарушение состава анаэробной флоры, установлена прямая зависимость между интенсивностью инвазии и выраженностью дисбактериоза, отмечены существенные сдвиги в количественном и качественном составе эшерихий. Изменения со стороны E. coli (уменьшение ее количества и повышение неполноценных и гемолизирующих форм) выявлены и при других гельминтозах: энтеробиозе [32, 140], гименолепидозе [57], дифиллоботриозе [261].

По нашим данным, у 99,3% детей с кишечными нематодозами (аскаридоз, энтеробиоз) наблюдались те или иные нарушения биоценоза кишечника, при этом было снижено общее количество полноценной кишечной палочки у 94% детей и существенно снижено количество лактобактерий – у 56% [49, 52].

Нарушения биоценоза кишечника отмечаются при лямблиозе (Kluska J. et al., 1973), фасциоллезе (Damm A., 1975), амебиазе (Antia F.P. et al., 1965).

При функциональных запорах изменяется биоценоз кишечника. Уменьшается количество бактерий нормофлоры, увеличивается уровень стафилококков и неполноценной кишечной палочки [101]. Отмечены явления дисбактериоза и у детей с функциональными диареями. Несмотря на то, что у 40,5% из 170 обследованных детей УПФ в фекалиях отсутствовала, у 30,6% высевались условно-патогенные энтеробактерии (Макарова Н. В., 1997).

Среди детей с острыми респираторными заболеваниями дисбактериоз кишечника выявлен у 85,7% [265].

Исследован состав микрофлоры фекалий 40 больных с длительно текущей уроинфекцией. Микроэкологические нарушения толстой кишки у больных проявлялись в возрастании удельного веса грамотрицательных бактерий (прежде всего гемолизирующей кишечной палочки) и грибов [78].

При изучении биоценоза кишечника у 120 детей в возрасте до 2 лет с различными формами гипотрофии у большинства из них установлен дисбактериоз, что связывается с неоправданным использованием антибиотиков, неадекватным кормлением и значительным снижением резистентности организма [256].

В. М. Бондаренко и Е. М. Горская (1992) изучали модели дисбактериоза, вызванные голоданием, тотальной кровопотерей с последующими реанимационными мероприятиями, введением антибиотиков. В отличие от антибиотикового дисбактериоза, при дисбактериозе, вызванном голоданием, отмечался дисбаланс между представителями нормофлоры (повышение процентного соотношения лактобактерий) [11].

Отклонения в составе кишечной микрофлоры часто сопутствуют аллергическим заболеваниям. Так, в частности, дисбактериоз при аллергодерматозах диагностируется у 90% детей первого года жизни, а при обострениях данного заболевания вне зависимости от возраста нарушения биоценоза кишечника обнаруживают у 60—100% больных [3, 28, 81, 173]. При атопическом дерматите регистрируется дисбактериоз III степени у 57%, II степени – у 20% и I степени – у 23% детей. Наряду со значительным снижением или полным отсутствием кишечной палочки с нормальной ферментативной активностью и бифидобактерий у детей с атопическим дерматитом наблюдался рост УПФ с преобладанием золотистого стафилококка, отмечались высокие титры гемолизирующей и лактозонегативной кишечной палочки [122].

В одном из исследований была предпринята попытка выявления дисбактериоза кишечника у детей с атопическим дерматитом в зависимости от характера стула: в первую группу вошли дети с атопическим дерматитом, страдающие запорами или склонностью к запорам; во вторую группу – с диареей и неустойчивым стулом. Кишечный дисбактериоз выявлен у детей обеих групп. При этом отмечалось снижение полноценной кишечной палочки у 50% детей первой группы и у 30% второй. Также часто были снижены другие представители нормофлоры: бифидобактерии и лактобактерии – в 33—35% при запорах; лактобактерии – в 42% при поносе или неустойчивом стуле [139].

У детей с пищевой аллергией отмечалось снижение бифидо- и лактобактерий с возрастанием количества лактозонегативных энтеробактерий. С этим связана повышенная проницаемость эпителиального барьера кишечника для макромолекул пищи и дефицит секреторного IgA [95, 235].

Обследование 119 детей с бронхиальной астмой выявило наличие дисбактериоза кишечника у 80%, при этом у детей с тяжелым течением бронхиальной астмы выявлялись более выраженные микробиологические отклонения в кишечнике [188].

Таким образом, дисбактериоз кишечника сопутствует многим заболеваниям инфекционного и неинфекционного генеза.

Роль местного иммунитета в поддержании баланса нормофлоры

В настоящее время не представляется возможным отделить пищеварительную функцию кишечника от иммунологической. ЖКТ участвует в реализации защитных реакций организма против патогенных, условно-патогенных микроорганизмов и многих неорганических веществ. Около 80% всех иммунокомпетентных клеток организма локализовано именно в слизистой оболочке кишечника; около 25% слизистой оболочки кишечника состоит из иммунологически активной ткани и клеток; каждый метр кишечника содержит около 10¹⁰ лимфоцитов [206].

Иммунокомпетентная (лимфоидная) ткань ЖКТ представлена организованными структурами (пейеровы бляшки, аппендикс, миндалины, лимфатические узлы) и отдельными клеточными элементами (интраэпителиальные лимфоциты, плазматические клетки, макрофаги, тучные клетки, гранулоциты). Популяция клеток лимфоидной ткани разнородна и состоит из множества групп, подгрупп и клонов клеток с различными функциональными свойствами и специфичностью рецепторов к антигенам [37, 250].

Эпителий ЖКТ отграничивает ткани макроорганизма от огромного количества живых и неживых антигенов – субстанций, несущих признаки чужеродной генетической информации. Пероральное воздействие антигена (в том числе микробов и их токсинов) обычно создает, с одной стороны, местную «слизистую» IgA-защиту (секреторный иммунитет) и клеточно-опосредованную реакцию, но, с другой стороны, и системную толерантность или гипореактивность – подавление последующей выработки антигеноспецифических антител классов G и М и развития клеточно-опосредованного иммунитета (Richman L.K. et al., 1981). По отношению к патогенным и условно-патогенным микроорганизмам система местного иммунитета кишечника должна проявить адекватные защитные свойства, а по отношению к нормофлоре – как минимум, толерантность, а в лучшем случае – активно участвовать в процессах адгезии, выживания и размножения представителей нормофлоры.

Специфические иммунные механизмы вырабатываются в течение всей жизни кишечником для защиты от потенциально опасных микроорганизмов. Недифференцированные лимфоциты, продуцирующие в большинстве своем секреторные IgA или IgM-антитела, присутствуют в собственном слизистом слое или пейеровых бляшках. Стимуляция В- и Т-лимфоцитов в присутствии чужеродного антигена происходит вслед за их выходом из брыжеечных узлов в грудной проток, кровеносное русло и возвращением в кишечник, где они скапливаются также в собственном слое слизистой оболочки. Активированные клетки продуцируют специфические антитела классов IgА и IgМ, которые секретируются на поверхности слизистой оболочки через 4—8 дней после стимуляции. Иммуноглобулины образуют комплексы с антигенами, нейтрализуют токсины, препятствуют контакту микроорганизмов с клетками-«мишенями» макроорганизма, способствуют быстрому выведению микроорганизмов из ЖКТ благодаря агглютинации.

Главная функция кишечных антител – иммунное отторжение у поверхности слизистой оболочки. Известно, что IgA преобладает среди иммуноглобулинов во всех секретах и в собственной пластинке кишечника. Секреторный IgA, выполняющий роль главного «чистильщика» и иммуномодулятора слизистой оболочки ЖКТ [257], удерживается около эпителиальных клеток в результате взаимодействия с гликокаликсом, во многом благодаря присутствию нормофлоры. IgA занимает благоприятную позицию, препятствующую поглощению антигенов. Двумерная молекула IgA может функционировать как агглютинин, уменьшая прилипание бактерий к энтероцитам. Полагают, что IgA не способен активировать систему комплемента, его бактерицидная деятельность рассматривается вместе с индукцией клеточно-опосредованной цитотоксичности (Lowell G.H. et al., 1980).

В слизистой оболочке кишечника есть также клетки, вырабатывающие иммуноглобулины других классов, но их значительно меньше. Так соотношение плазматических клеток, продуцирующих IgA, IgM, IgG равно, соответственно, 20: 3: 1 [37].

В просвете кишечника работают не только нативные молекулы иммуноглобулинов, но и активные Fc- и F (ab) «₂-фрагменты, образующиеся в результате расщепления молекул иммуноглобулинов протеолитическими ферментами ЖКТ [129]. Показано, что возможность фрагментации белковых молекул под воздействием ферментов не влияет на способность иммуноглобулинов длительно сохранять серологическую [259] и антигенсвязывающую активность [111, 241].

Важнейшее свойство системы местного иммунитета кишечника – феномен рециркуляции лимфоцитов (Hopkins J. et al., 1984). Сенсибилизированные антигенами лимфоциты пейеровых бляшек мигрируют в брыжеечные лимфатические узлы, а оттуда по лимфатическим сосудам через грудной проток и систему кровообращения направляются к собственному слою слизистой оболочки кишечника, главным образом в качестве клеток, секретирующих IgA. Этот механизм обеспечивает формирование клонов лимфоцитов и образование специфических антител в участках слизистой оболочки, отдаленных от очага первичной сенсибилизации. В процессе сенсибилизации плазматических клеток с последующим клонированием лимфоцитов, вырабатывающих антитела с определенными свойствами (аналогичными тем, которые выступили матрицей), участвуют не только нативные молекулы иммуноглобулинов, но и активные Fc- и F (ab) «₂-фрагменты.

Клеточный иммунитет кишечника в отличие от системы секретируемых им антител изучен недостаточно. Известно, что после перорального воздействия антигенов системные клеточные иммунные реакции выявляются редко. Очевидно, когда здоровые люди получают безвредные антигены (например антигены нормофлоры), в слизистой оболочке кишечника не развиваются реакции клеточного иммунитета [37].

Микрофлора кишечника защищает человека от колонизации экзогенными патогенными микроорганизмами и подавляет рост уже имеющихся в кишечнике патогенных микроорганизмов за счет конкуренции за питательные вещества и участки связывания, а также выработки определенных ингибирующих рост патогенов субстанций. Но кроме того, бактерии участвуют в реализациии иммунологических защитных механизмов [154].

При токсической или антигенной атаке энтероциты путем определенных активирующих сигналов стимулируют экспрессию генов, отвечающих за транскрипцию и трансляцию молекул цитокинов. Кроме того, происходит выброс факторов роста, необходимых для стимуляции пролиферации и дифференцировки поврежденного участка слизистой оболочки. Реализация иммуномодулирующего эффекта кишечной микрофлоры обусловлена влиянием на дифференцировку Т-супрессоров в пейеровых бляшках. В частности, лактобактерии индуцируют субпопуляцию Th₃ [154].

Система местного иммунитета кишечника работает следующим образом. Попавшие в просвет кишечника или на слизистые оболочки микроорганизмы распознаются иммуноглобулинами памяти (IgG), после чего информация передается в иммунокомпетентные клетки слизистой оболочки, где из сенсибилизированных лимфоцитов клонируются плазматические клетки, ответственные за синтез IgА и IgМ. В результате защитной деятельности этих иммуноглобулинов включаются механизмы иммунореактивности или иммунотолерантности. Иммунная система «запоминает» антигены нормофлоры, чему способствуют генетические факторы, а также антитела класса G, передающиеся от матери плоду во время беременности, и иммуноглобулины, поступающие в ЖКТ ребенка с грудным молоком. В результате рециркуляции лимфоцитов и клонирования иммунный ответ охватывает все слизистые ЖКТ.

Регуляция иммунных реакций слизистой оболочки кишечника представляет собой сложный процесс, который может изменяться в различных ситуациях, таких как: наличие или отсутствие повреждения слизистой оболочки, сохранение целостности и функциональности биопленки, наличие острых или хронических инфекций, зрелость иммунной системы, состояние питания и генетический потенциал индивидуума. В результате повреждения слизистой оболочки могут возникнуть изменения иммунологической реактивности, хотя в этой ситуации трудно различить первичные и вторичные эффекты (Jackson P.G. et al., 1981).

Дисбактериоз как иммунная дисфункция

Известно, что одна из функций нормофлоры – иммунотропная [119], заключающаяся в стимуляции синтеза иммуноглобулинов, потенцировании механизмов неспецифической резистентности, системного и местного иммунитета, пропердина, комплемента, лизоцима [80, 202], а также в стимуляции созревания системы фагоцитирующих мононуклеаров и лимфоидного аппарата кишечника [119]. Нормофлора активирует не только местный иммунитет кишечника, но и иммунную систему всего организма, что подтверждается в опытах на безмикробных животных [168, 269]. Основные направления деятельности индигенной микрофлоры в обеспечении нормального иммунного ответа: изменение иммуногенности чужеродных белков путем протеолиза; снижение секреции медиаторов воспаления в кишечнике; снижение интестинальной проницаемости; направление антигена к Пейеровым бляшкам. Эти же эффекты реализуются в пробиотических препаратах [154].

В результате антигенной стимуляции нормофлорой иммунной системы в организме человека создается и поддерживается общий пул иммуноглобулинов (Куваева И. Б., Ладодо К. С., 1991).

Слой: слизь – IgA – нормофлора, занимает все выпуклости, образуемые энтероцитами, и защищает слизистую оболочку от дегидратации, физической и химической агрессии, а также от атак микроорганизмов, бактериальных токсинов, паразитов [92].

На фоне снижения бифидо- и лактобактерий повышается проницаемость эпителиального барьера кишечника для макромолекул пищи и дефицит секреторного IgA [95, 235]. В свою очередь, дефицит секреторного IgA может приводить к развитию заболеваний кишечника и к частым синубронхиальным инфекциям, а в конечном итоге – к предрасположенности к атопии и аутоиммунным заболеваниям [63].

Проведенные на животных исследования показали, что при нарушениях биоценоза в ЖКТ развивается аутоиммунизация к комплексному антигену кишечной стенки, а применение иммунобиологических препаратов предотвращает этот процесс [107].

Иммунная система регулирует баланс биоценоза кишечника, т.е. механизмы саморегуляции нормофлоры контролируются местным иммунитетом кишечника. Поскольку любой микроорганизм является антигеном, должны существовать механизмы отторжения чужеродных микроорганизмов, а также толерантности и создания благоприятных условий для нормофлоры. Однако данные процессы изучены недостаточно [168].

Известно, что через плаценту от матери плоду передаются IgG, то есть иммуноглобулины, обеспечивающие иммунологическую память. Антитела классов М и А через плаценту не проходят, что объясняет недостаточную защищенность новорожденного против грамотрицательных микроорганизмов (энтеробактерии, сальмонеллы) [4]. Кроме того, доказано, что первые микроорганизмы, попадающие в кишечник, появляются там в процессе и после рождения ребенка и прикрепляются к определенным рецепторам [204, 263]. Будучи антигенами, лактобактерии и бифидобактерии, тем не менее, не вызывают иммунного ответа, направленного на элиминацию. Скорее всего, это связано с регулирующей функцией материнских IgG, которые «запомнили» необходимую информацию о балансе нормофлоры.

Процесс специфической адгезии микроорганизмов к слизистой оболочке ЖКТ может блокироваться среди прочих факторов (дефицит ионов железа, аналоги рецепторов эпителиальных клеток) присутствием sIgA и лизоцимом [237].

Подтверждением роли IgA в предотвращении колонизации слизистых посторонними микроорганизмами является тот факт, что 99% бактерий представителей нормофлоры не покрыты секреторными иммуноглобулинами. Напротив, энтеробактерии, энтерококки, другие условно-патогенные и сапрофитные микроорганизмы полностью покрыты IgA [168, 269]. В основе этого явления лежит феномен иммунологической толерантности к нормофлоре.

Согласно одной из гипотез [168], если в организме матери в результате воздействия дисбиотических агентов пул микроорганизмов сдвигается в сторону увеличения аллохтонной микрофлоры, то в организме ребенка этот сдвиг может закрепиться, что связано с нарушениями антигенной стимуляции тимуса, формирования иммунологической памяти и иммунологической толерантности.

У новорожденных и детей раннего возраста транзиторная иммунная недостаточность —биологическая закономерность, в основном относящаяся к гуморальному иммунитету [4]. У детей этой возрастной группы значительно чаще, чем у детей старше года возникают стойкие нарушения биоценоза кишечника, что отчасти связано с недостаточностью иммунной системы.

Физиологическая недостаточность системы местного иммунитета кишечника в первые 3 мес жизни ребенка компенсируется поступлением IgA и других защитных факторов с женским молоком. При грудном вскармливании ребенок получает ежесуточно до 1,5 г IgА (Bullen C., 1980). У детей, находящихся на искусственном или раннем смешанном вскармливании, т.е. лишенных защитных факторов женского молока, значительно чаще наблюдаются пищевые аллергии и дисбактериозы кишечника, что отмечается большинством исследователей в этой области.

Проникновение инфекционных агентов на слизистые оболочки ЖКТ и других органов вызывает ответную реакцию системы местного иммунитета в виде нарастания концентрации IgA [156], который вырабатывается при участии нормофлоры. Соответственно, может возникнуть ситуация, когда микробиологический дисбаланс одного типа будет способствовать усугублению микроэкологических нарушений. Так, снижение количества нормофлоры влечет за собой дефицит IgA, в результате чего повышается колонизация слизистых оболочек УПФ. Следует отметить, что врожденный дефицит IgA отмечается нередко, по данным Y.T. Cassidi, у 1 из 700 человек. Такие люди подвержены рецидивирующим заболеваниям верхних дыхательных путей, кишечным инфекциям и дисбактериозу кишечника.

Врожденные и транзиторные аномалии системы местного иммунитета кишечника снижают резистентность организма не столько к агрессивным вирулентным микроорганизмам, сколько к УПФ. С ними связана устойчивость кишечного дисбактериоза [156, 162].

Практически у 100% животных и людей с приобретенными иммунодефицитами (в результате радиационного воздействия) имеются нарушения состава кишечной микрофлоры, при этом у них отмечается не только повышенный рост УПФ, но и резкое снижение нормофлоры [168], то есть нарушаются и защитная функция местного иммунитета, и иммунологическая толерантность, что может косвенно свидетельствовать о том, что система местного иммунитета способствует не только элиминации аллохтонных микроорганизмов, но и создает оптимальные условия (а не только иммунологическую толерантность) для нормофлоры.

Учитывая значительное взаимодействие между биоценозом кишечника и системой местного иммунитета кишечника, целесообразно считать дисбактериоз не только микробиологической, но и иммунологической проблемой, что должно отражаться в лечебной тактике.