Коррекция нарушений микробиоценоза кишечника

За последние десятилетия представления о роли кишечной микрофлоры существенно изменились. Ее метаболическая роль сегодня не вызывает сомнений. Вместе с тем взаимодействие между макроорганизмом и микробиотой до конца не изучено.

Микрофлора желудочно-кишечного тракта (ЖКТ) – чрезвычайно многочисленное сообщество. Общая масса микрофлоры кишечника взрослого человека составляет около 2,5–3 кг. Только популяция Escherichia coli насчитывает около 6 × 10⁹ клеток, а из всех клеток макро- и микроорганизмов 90% приходится на микроорганизмы [1]. При этом в сумме генетического материала 75% принадлежит именно микроорганизмам [2]. 

Результаты культуральных методов исследования свидетельствуют о том, что микробное сообщество кишечника человека состоит из 10¹²–10¹⁴ клеток, относящихся к 17 семействам, 45 родам, 500 видам из 12 таксономических групп. Соотношение анаэробов к аэробам – 1000:1. Основные функции этих микроорганизмов – питание эпителия толстой кишки (продукция бутирата), регуляция всасывания минеральных веществ и воды, липидного и азотистого обмена, нормализация перистальтики кишечника, синтез витаминов группы B и K, повышение иммунитета.

Внедрение новых методов исследования микрофлоры позволило получить принципиально новые данные о ее численности, видовом составе и функциональном значении. Так, благодаря методу секвенирования гена 16S рибосомальной РНК установлено, что нормальная кишечная микрофлора включает 395 филогенетических групп [3], 244 (62%) из которых ранее не были известны. Более того, 195 групп представлены некультивируемыми на данный момент микроорганизмами. 

Говоря о кишечной микрофлоре, нельзя не затронуть вопрос о соотношении просветной и мукозной микрофлоры в разных отделах ЖКТ. Cогласно данным В.В. Чернина и соавт., в верхних отделах ЖКТ просветная микрофлора преобладает, в то время как в толстой кишке и та и другая присутствуют примерно в равных количествах (см. рисунок) [4].

В последние годы активно развивается учение о биопленках как особом уровне организации пристеночных микроорганизмов. Биопленка представляет собой клетки в матрице полимерных структур, продуцируемых микробами. Популяция микроорганизмов в биопленке регулируется сложной системой их взаимодействия, которая получила название «чувство кворума» (Quorum Sensing – QS). Организованные в биопленке микроорганизмы определяют симбионтное пищеварение, резистентность, функциональную активность, взаимодействие с клетками макроорганизма.

Относительно новым является и представление о симбионтном пищеварении: кишечная микрофлора рассматривается как один из компонентов процесса пищеварения. При этом в большей степени данный тип пищеварения присутствует в тонкой кишке [4].

Важнейшая функция кишечной микрофлоры заключается в продукции летучих жирных кислот (в том числе ацетата, бутирата, пропионата). Эти кислоты поддер­живают колонизационную резистентность, обеспечивают оптимальный уровень кислотности в толстой кишке, опосредованно участвуют в снижении осмотического давления в ее просвете, а также в регуляции кишечного транзита, способствуют росту эпителия.

Кишечный микробиоценоз формируется с первых дней жизни ребенка. И этот процесс продолжается еще два-три года. Однако для формирования нормальной микрофлоры наиболее важны первые месяцы жизни.

Факторы становления кишечного микробиоценоза:

В случае нормального течения беременности ЖКТ плода до момента родов остается стерильным. Его заселение микроорганизмами начинается в процессе рождения. Источниками таких микроорганизмов служат родовые пути матери, ее кожа и кишечник, среда, окружающая новорожденного, и, возможно, грудное молоко. 

Становление кишечного микробиоценоза происходит в несколько этапов. 

Первый этап (первые 24 часа жизни) – условно-асептическая фаза, когда продолжается процесс контаминации. В это время начинается пероральное питание ребенка, и в его кишечник с молозивом попадают определенные вещества – так называемые бифидогенные факторы, регулирующие процесс заселения. В этот момент в кишечнике ребенка преобладает E. coli. 

Второй этап (2–5-й день) – фаза неустойчивой флоры, когда снижается численность E. coli и повышается численность бифидобактерий, бактероидов и лактобактерий. 

Третий этап (до окончания первого месяца жизни) – фаза стабилизации состава микрофлоры. Анаэробная микрофлора начинает преобладать.

Нередко при нарушении качест­венного или количественного состава микрофлоры развивается дисбактериоз (дисбиоз) кишечника. Причин тому несколько: нерациональное питание, проводимая антибиотикотерапия, заболевания ЖКТ, иммунодефицитные состояния. Дисбиоз кишечника не является собственно заболеванием, но может сыграть ключевую роль в патогенезе многих заболеваний ЖКТ, а также стать причиной снижения работы иммунной системы, нарушения липидного обмена и других метаболических процессов.

Коррекция состава микрофлоры – задача сложная. Из-за недостатка знаний о роли кишечных микроорганизмов целенаправленное воздействие на микробиоту практически невозможно. В то же время существуют эффективные методы неспецифической коррекции пре- и пробиотиками, позволяющие создавать благоприятные условия для роста нормальной кишечной микрофлоры.
 

Одним из первых исследователей, обративших внимание на взаимосвязь и взаимозависимость макроорганизма и микроорганизмов, был A. Döderlein [5]. Он предположил, что вагинальные бактерии, сбраживая сахара, продуцируют молочную кислоту, предотвращая тем самым рост патогенных бактерий. И.И. Мечников, подробно изучив роль молочнокислых бактерий в кишечном переваривании и всасывании (при употреблении кисломолочных продуктов), обосновал возможность их применения для укрепления здоровья и продления жизни [6]. В 1926 г. A. Nissle показал, что перенос кишечной микрофлоры здорового человека здоровым носителям Salmonella typhimurium приводит к эрадикации патогенного микроорганизма [7]. Так впервые была отмечена защитная функция кишечной микрофлоры. 

В 1917 г. во время Первой мировой войны для профилактики развития шигеллеза A. Nissle изолировал непатогенный штамм кишечной палочки из фекалий солдата. Этот штамм получил название Escherichia coli Nissle 1917. В 1965 г. D.M. Lilly и R.H. Stillwell ввели термин «пробиотик» [8]. 

Согласно определению Всемирной организации по вопросам здравоохранения (World Health Organisation – WHO) и Организации ООН по продовольствию и сельскому хозяйству (Food and Agriculture Organisation of the United Nations – FAO) пробиотики – это живые микроорганизмы, которые при назначении в адекватных количествах способствуют здоровью организма хозяина [9].

Несмотря на то что пробиотическое действие показано для большого числа микроорганизмов (см. таблицу) [10, 11], двойные слепые плацебоконтролируемые исследования проведены только в отношении некоторых из них (Bifidobacterium bifidum, Lactobacillus acidophilus, L. rhamnosus GG, L. fermentum, Streptococcus faecium SF68, S. thermophilus и др.). Особое значение среди пробиотических микроорганизмов придается молочнокислым бактериям, в первую очередь представителям рода Lactobacillus (L. acidophilus, L. casei, L. rhamnosus), которые используются в производстве кисломолочных продуктов и/или входят в состав лекарственных препаратов.

Пробиотические микроорганизмы в основном являются представителями родов Lactobacillus, Bifidobacterium, Streptococcus. Эти бактерии обладают высокой ферментативной активностью, являются облигатными или факультативными анаэробами, обычно малоподвижны и имеют разную форму [12].

Влияние пробиотических микроорганизмов на организм заключается в следующем [13]: 

В 2009 г. на Совете экспертов по пробиотикам в Лондоне были определены ключевые положения по применению пробиотиков у детей. 

В настоящее время имеются данные, доказывающие эффективность пробиотиков при лечении диареи различного происхождения, включая инфекционную и связанную с приемом антибиотиков, синдрома раздраженного кишечника и некротизирующего колита у недоношенных детей; показано благоприятное влияние пробиотиков на иммунный ответ со снижением риска инфекционных заболеваний. Несмотря на имеющийся положительный опыт применения пробиотиков при лечении воспалительных болезней кишечника (неспецифического язвенного колита и болезни Крона), эксперты сочли его недостаточным и рекомендовали проведение дальнейших исследований в данном направлении. В итоговом документе была отмечена эффективность отдельных штаммов микроорганизмов для эрадикации Helicobacter pylori, при лечении ряда вагинальных инфекций и для профилактики рака толстой кишки. Однако, чтобы получить более убедительные данные, необходимы дальнейшие исследования. 

Эксперты подчеркнули необходимость достижения высокой выживаемости пробиотических микроорганизмов в кишечнике, отметив, что даже отдельные компоненты погибших микробов положительно влияют на состояние кишечного микробиоценоза [14]. Коммерческие препараты пробиотиков в целом были признаны безопасными, однако их не следует применять без указания врача [15].

Примером пробиотического препарата является Линекс®, в состав которого входит не менее 1,2 × 10⁷ живых лиофилизированных бактерий Bifidobacterium infantis v. liberorum, L. acidophilus и Enterococcus faecium. Отличительной особенностью входящих в состав Линекса штаммов является устойчивость к антибиотикам и химиотерапевтическим средствам [16]. Это позволяет применять препарат на фоне приема антибиотиков, тем самым обеспечивается профилактика антибиотик-ассоциированного дисбактериоза кишечника.

Установлено, что пробиотики, в состав которых входит сразу несколько штаммов, при условии их сбалансированного соотношения оказывают более выраженный эффект по сравнению с однокомпонентными препаратами [17]. 

Научно доказано, что лиофилизированные бактерии обладают большей выживаемостью по сравнению с жидкими формами препаратов при прохождении через агрессивную среду желудка, поскольку матрикс молочнокислых бактерий, входящих в состав препарата Линекс®, устойчив к действию соляной кислоты. Матрикс растворяется в тонкой кишке, где в благоприятной среде активируются живые пробиотические бактерии. 

Кислотоустойчивость для бактерий в составе пробиотических препаратов имеет большее значение, чем их количество [18].

В наших исследованиях [19] оценивалась эффективность препарата Линекс® для профилактики антибиотик-ассоциированного дисбактериоза кишечника у детей при антихеликобактерной терапии. С одной стороны, хеликобактерная инфекция, а также вызванные ею заболевания (например, гастрит, язвенная болезнь двенадцатиперстной кишки) способствуют нарушению кишечной микрофлоры, с другой – назначаемая при этих заболеваниях терапия, включающая высокоэффективные антисекреторные препараты и антибактериальные средства, усугубляет имеющиеся нарушения кишечной микрофлоры.

Участников исследования разделили на две группы. Пациенты первой группы получали только антихеликобактерные препараты, пациенты второй одновременно с этими препаратами принимали Линекс®. Анализ кала брали до начала и после лечения.

Первый анализ показал в обеих группах снижение численности бифидо- и лактобактерий относительно нормы. При этом численность E. coli в среднем была завышена.

Результаты второго анализа в первой группе свидетельствовали о продолжавшемся снижении численности бифидо- и лактобактерий и увеличении численности E. coli на фоне проводимой терапии. У обследованных детей выявлялись также E. coli лактозонегативная, гемолизирующая и со слабо выраженными ферментирующими свойствами, негемолитический и коагулазонегативный стафилококк, энтерококки, протей, цитробактер, энтеробактер, клебсиелла и другие неферментирующие грамотрицательные микроорганизмы, а также дрожжеподобные грибы у части детей. При этом достаточно стабильно как до лечения, так и после него высевалась E. coli гемолизирующая (в 23,81 и 33,33% соответственно). Была снижена и метаболическая активность кишечных микроорганизмов, о чем свидетельствовало изменение спектра летучих жирных кислот в кале.

У пациентов второй группы отмечалось увеличение числа как бифидо-, так и лактобактерий. Численность E.coli на фоне комбинированной терапии несколько снизилась. Наметилась тенденция к нормализации спектра летучих жирных кислот в стуле.

Как показали результаты исследования, антихеликобактерная терапия сопровождается усугублением имеющихся нарушений кишечного микробиоценоза у большинства пациентов. Назначение пробиотиков (Линекс®) снижает риск развития антибиотик-ассоциированного дисбактериоза кишечника и степень его выраженности. Прием препарата Линекс® способствует улучшению клинической картины заболевания, нормализации состава микрофлоры кишечника, восстановлению ее метаболической активности.

Еще один важный практический аспект – коррекция микробиоценоза у детей первого года жизни. Нарушения микрофлоры в этом возрасте обычно связаны с нерациональным или искусственным вскармливанием, особенно с использованием смесей, не содержащих пребиотических компонентов, инфекционными заболеваниями и применением антибиотиков, болезнями матери и самого ребенка. 

Для коррекции микробиоценоза кишечника у детей первого года жизни в России зарегистрирован пробиотик Линекс для детей® (SANDOZ d.d., Словения). Этот БАД выпускается в виде порошка, в одном пакетике-саше содержится 1,5 г. В состав препарата входят лиофилизированные бифидобактерии (Bifidobacterium animalis subsp. Lactis (штамм DSM 15954) или Bifidobacterium lactis ВВ12) не менее 1,0 × 10⁸ КОЕ/г, что соответствует 1,5 × 10⁸ КОЕ/саше. Детям в возрасте до двух лет БАД назначают по одному пакетику в течение 30 дней, смешивая его содержимое с молоком, смесью, соком или другим жидким питанием.

А.И. Хавкин и соавт. изучали влияние пробиотика на функциональное состояние ЖКТ и состояние микрофлоры, а также его индивидуальную переносимость по данным клинико-лабораторного исследования и путем регистрации побочных эффектов. Дизайн исследования предполагал два посещения врача для оценки клинических признаков заболевания, выполнения микробиологического посева фекалий, определения концентрации лизоцима и уровня секреторного IgA в копрофильтратах методом иммуноферментного анализа. Исследование продолжалось четыре недели.

Было обследовано 60 детей в возрасте от нуля до двух лет во время и после приема антибиотиков при инфекционных заболеваниях. Пациенты были разделены на две группы – основную и контрольную. Основная группа помимо антибиотиков получала Линекс для детей®. 

Применение пробиотика Линекс для детей® в стандартной дозе в течение четырех недель привело к нормализации частоты и консистенции стула, уменьшению выраженности срыгиваний, метеоризмов, частоты и интенсивности колик, а также нормализации микрофлоры. Было показано, что пробиотический штамм DSM 15954 способствует значительному увеличению в копрофильтратах концентрации секреторного IgA и лизоцима. Так, в основной группе концентрация секреторного IgA до лечения составляла 54,2 ± 7,51 мг/100 г, после лечения – 142,1 ± 5,49 мг/100 г (p < 0,001), в контрольной группе – 62,2 ± 8,61 и 107,1 ± 10,5 мг/100 г соответственно. Концентрация лизоцима в копрофильтратах в основной группе до лечения составляла 5,1 ± 0,27 мкг/г, после лечения – 33,8 ± 2,3 мкг/г (p < 0,001), в контрольной группе – 6,4 ± 0,71 и 6,5 ± 0,3 мкг/г соответственно. Авторы показали, что прием пробиотика Линекс для детей® способствует усилению иммунологических реакций при вирусно-бактериальных заболеваниях за счет повышения в кишечнике уровня защитных факторов – секреторного IgA и лизоцима. Был сделан вывод о возможности использования препарата в качестве агента, способствующего нормализации иммунитета ребенка. Препарат также защищает кишечный микробиоценоз от негативного воздействия антибиотиков. 

Следовательно, данный пробиотик можно рекомендовать для использования в раннем детском возрасте при функциональных нарушениях ЖКТ и состояниях, сопряженных с риском нарушения микробиоценоза и иммунологической толерантности кишечника [20].

Иммунологические эффекты нормальной кишечной микрофлоры ЖКТ в значительной степени обусловлены иммуномодулирующим действием компонентов клеточной стенки микроорганизмов. Основным иммуномодулирующим компонентом клеточной стенки многих пробиотических микроорганизмов (в первую очередь бифидо- и лактобактерий) являются пептидогликаны (30–70% ее состава) [21]. Они представляют собой гликопептиды, которые высвобождаются из клеточной стенки бактерий под воздействием лизоцима, продуцируемого клетками Панета. Вместе с пептидогликанами высвобождаются мурамилдипептиды, их низкомолекулярные компоненты. Последние способны стимулировать макрофаги и выход из них интерлейкина 1, который в свою очередь активирует Т-лимфоциты [22], а также NK-клетки (natural killers – естественные киллеры), продуцирующие гамма-интерферон. Кроме того, мурамилдипептиды стимулируют продукцию интерлейкинов 1 и 6, фактора некроза опухоли альфа моноцитами, а также интерлейкина 4 и гамма-интерферона Т-лимфоцитами [23]. 

В исследованиях in vitro показано, что пробиотики стимулируют секрецию цитокинов Th₁-типа моноцитами, макрофагами и дендритными клетками [24]. Результаты исследования A. Oksaharju и соавт. подтверждают, что пробиотические штаммы сдвигают иммунный ответ с Th_₂-типа к Th_₁-типу, снижая выраженность гуморальных реакций и повышая выраженность клеточных [25]. Это свойство пробиотических микроорганизмов, так же как и нормальной (индигенной) флоры кишечника, позволяет снизить риск развития аллергических реакций. Таким образом, пробиотики, с одной стороны, восстанавливают кишечный микробиоценоз, обеспечивая его иммуномодулирующие функции, с другой – корригируют иммунный статус человека.

В ряде метаанализов показано, что пробиотики можно использовать для профилактики атопических дерматитов у детей. Так, в метаанализе, включавшем пять исследований (1477 детей), было доказано положительное влияние приема пробиотиков на течение экземы у детей [26]. 

E. Isolauri и соавт. провели двухмесячное исследование. В него было включено 27 детей (средний возраст 4,6 месяца), у которых атопический дерматит проявился в период естественного вскармливания, после чего они были переведены на гидролизованную сывороточную смесь. Одна группа детей получала обычную смесь, две другие – смесь с добавлением пробиотиков Bifidobacterium lactis BВ12 или Lactobacillus GG. 

Если в начале исследования индекс SCORAD (SCORing Atopic Dermatitis – шкала атопического дерматита) в среднем составлял 16 (7–25), то через два месяца у детей, получавших смеси, дополненные пробиотиками, он значительно снизился. В группе детей, получавших Bifidobacterium lactis BВ12, индекс SCORAD снизился практически до 0 (0–3,8), а в группе детей, получавших Lactobacillus GG, – до 1 (0,1–8,7). У детей, получавших обычную смесь, средний индекс SCORAD был равен 13,4 (4,5–18,2). Приведенное клиническое исследование продемонстрировало способность пробиотических штаммов влиять на аллергический процесс [27].

Было проведено проспективное рандомизированное двойное слепое контролируемое клиническое исследование с участием 172 здоровых доношенных детей в возрасте до шести месяцев. Пациенты основной группы в течение шести недель получали частично гидролизованную сывороточную смесь с добавлением 10⁶ КОЕ/г Bifidobacterium lactis ВВ12, пациенты контрольной группы – аналогичную смесь, но без пробиотиков. 

В основной группе уровень секреторного IgA и антиполиовирусных IgA был выше, чем в контрольной. Авторы сделали вывод: влияние на иммунную систему ребенка таких негативных факторов, как искусственное вскарм­ливание и оперативные роды, может быть снижено за счет добавления в пищу Bifidobacterium lactis ВВ12 [28].

Таким образом, пробиотические микроорганизмы, в том числе штамм Bifidobacterium lactis ВВ12, входящий в состав пробиотика Линекс для детей®, обладают отчетливым иммуномодулирующим действием и могут быть использованы для профилактики и лечения атопического дерматита у детей всех возрастов.

Иммуномодулирующий эффект пробиотиков может быть усилен за счет введения ряда микроэлементов. Так, в состав пробиотика Линекс Иммуно®, зарегистрированного для применения у детей старше 14 лет и взрослых, входит пробиотик Lactobacillus casei spp. rhamnosus Lcr35, а также цинк и селен – микроэлементы, необходимые для адекватной работы иммунной системы. 

Поддержание нормальной кишечной микрофлоры, ее устойчивость к внешним воздействиям, а также ее восстановительный потенциал во многом зависят от питания. Наличие достаточного количества пробиотиков в ежедневном рационе не только снижает риск нарушений кишечной микрофлоры, но и способствует ее скорейшему восстано­вле­нию.