Текст книги "Дисбактериоз кишечника у детей"

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.

Классификация нарушений кишечного биоценоза

Лабораторная диагностика дисбактериоза чаще всего базируется на микробиологическом анализе фекалий. Микробиологическими критериями служат состояние бифидо– и лактофлоры, снижение количества эшерихий, появление штаммов кишечной палочки с измененными свойствами, повышение количества кокков, обнаружение условно-патогенных грамотрицательных палочек, а также грибов. В анализах возможны различные сочетания микробиологических сдвигов. Однако в оценке степеней дисбактериоза нет единой точки зрения, так как часто используют разные клинико-лабораторные критерии [87, 102].

При оценке нарушений микрофлоры кишечника рекомендуется учитывать следующие показатели [119]:

– количественный показатель нарушений анаэробного компонента (отсутствие или снижение бифидобактерий до 10⁵—10⁷ в 1 г фекалий);

– количественный показатель «расторможения» аэробного компонента (увеличение количества УПФ: протея, клебсиелл, лактозонегативных энтеробактерий, гемолизирующих стафилококков) и/или появление или увеличение грибов;

– показатель изменения качества представителей аэробной флоры (появление лактозонегативных и гемолизирующих кишечных палочек, патогенного стафилококка и др.);

– соотношение анаэробного и аэробного компонентов микрофлоры.

Метод исследования биоценоза кишечника, предложенный Р. В. Эпштейн-Литвак и Ф. Л. Вильшанской [175], предусматривает определение процента УПФ по отношению к нормофлоре и имеет большее клиническое значение, чем метод, где учитываются только разведения бактерий, так как наглядно можно показать соотношение условно-патогенной и нормофлоры. Поэтому именно этот метод рекомендуется для определения нарушений биоценоза кишечника [29].

Согласно данной методике за нормы принимаются следующие параметры в 1 г фекалий: общее количество кишечной палочки с нормальной ферментативной активностью не менее 300 млн/г; кишечная палочка со сниженной ферментативной активностью не более 10% от общего количества кишечной палочки; присутствие лактозонегативных энтеробактерий до 5% от общего количества кишечной палочки; отсутствие гемолизирующей кишечной палочки; количество негемолизирующих кокков (энтерококки, эпидермальный стафилококк и др.) до 25% от общей суммы микробов; отсутствие гемолизирующих стафилококков (S. aureus и др.); количество бифидобактерий 10⁸ и выше; количество лактобактерий 10⁶ и выше; отсутствие грибов рода Candida или их присутствие до 10⁴.

Существуют различные микробиологические классификации. Приведем наиболее известные.

Классификация по микробиологической характеристике [119]:

1 степень: анаэробная флора преобладает над аэробной, бифидо– и лактобактерии содержатся в разведении 10⁸—10⁷ или обнаруживается один из этих видов бактерий в разведении 10⁹—10¹⁰. УПФ (не более двух видов) определяется в разведениях не более, чем в 10⁴—10².

2 степень: анаэробная флора угнетена, ее количество равно аэробной, полноценная кишечная палочка заменяется ее атипичными вариантами (лактозонегативными, гемолизирующими). УПФ обнаруживается в ассоциациях, при этом степень разведения достигает 10⁶—10⁷.

3 степень: аэробная флора преобладает, бифидо– и лактобактерии в фекалиях отсутствуют или их количество резко снижено. Значительно возрастает удельный вес УПФ, ее спектр существенно расширяется.

«Унифицированная рабочая классификация нарушений биоценоза кишечника у детей раннего возраста» по И. Б. Куваевой и К. С. Ладодо (1991) [58]:

Первая степень – латентная фаза. Проявляется в снижении на 1—2 порядка количества нормофлоры – бифидобактерий, лактобактерий, а также полноценной кишечной палочки не более, чем на 20%. Присутствие УПФ в количестве не более 10³. Остальные показатели соответствуют физиологической норме (эубиозу). Как правило, начальная фаза не вызывает дисфункций кишечника и возникает как реакция организма практически здорового человека на воздействие неблагоприятных факторов. В этой фазе возможно вегетирование в кишечнике незначительного количества отдельных представителей УПФ.

Вторая степень – пусковая фаза более серьезных нарушений. Характеризуется выраженным дефицитом бифидобактерий (10⁷ и менее), дисбалансом в количестве и качестве кишечных палочек, среди которых нарастает доля лактозонегативных. На фоне дефицита защитных компонентов кишечного биоценоза происходит размножение УПФ (стафилококков, грибов рода Candida, лактозонегативных энтеробактерий).

Третья степень – фаза растормаживания и агрессии аэробной флоры. Характеризуется отчетливым нарастанием содержания агрессивных микроорганизмов, замещение полноценных эшерихий (их количество снижается до 50% и менее) бактериями родов Klebsiella, Enterobacter, Citrobacter и др. Выявляются ассоциации 2—3 представителей УПФ в разведениях до 10⁵—10⁶.

Четвертая степень – фаза ассоциативного дисбактериоза. Характеризуется глубоким разбалансированием кишечного биоценоза с изменением количественных соотношений основных групп микроорганизмов, изменением их биологических свойств, накоплением токсических метаболитов. Отмечается существенное снижение нормофлоры и ее функциональной активности.

К сожалению, существующие микробиологические классификации не всегда применимы на практике, так как врачу нередко приходится сталкиваться с такими микробиологическими отклонениями, которые не соответствуют ни одной из степеней известных классификаций. Отсутствие единого подхода к проблеме дисбактериоза не только создает диагностические трудности, порождая гипер– и гиподиагностику, но и не позволяет осуществлять в полном объеме соответствующее лечение [34].

Для удобства трактовки результатов исследования биоценоза мы предлагаем рабочую группировку микробиологических отклонений в кишечнике по типу и степени (см. приложение 4). В зависимости от характера нарушений биоценоза можно выделить два типа дисбактериоза кишечника, причем в каждом типе выделяются степени микробиологических отклонений.

Дисбактериоз I типа характеризуется снижением нормофлоры при отсутствии повышенного роста УПФ.

1 степень – снижение общего количества кишечной палочки с нормальной ферментативной активностью; возможное повышение количества кишечной палочки со сниженной ферментативной активностью более 10% на фоне нормального или незначительно сниженного (не более, чем на один порядок) количества бифидобактерий и лактобактерий;

2 степень – снижение количества лактобактерий на 2 порядка (10⁵ и менее) на фоне нормального или незначительно сниженного количества бифидобактерий, любого (в том числе и сниженного) количества кишечной палочки с нормальной ферментативной активностью;

3 степень – существенное снижение бифидобактерий (10⁷ и менее) на фоне любого количества лактобактерий и кишечной палочки.

Возможно выделение 4 степени дисбактериоза I типа, при котором резко снижены все три вида нормофлоры.

Дисбактериоз II типа характеризуется повышенным присутствием в кишечнике УПФ на фоне нормального или незначительно сниженного количества нормофлоры.

1 степень — повышение суммарного количества УПФ до 10% (или присутствие одного вида УПФ в количествах до 10⁶ включительно);

2 степень — повышение суммарного количества УПФ от 11 до 50% (или присутствие нескольких видов УПФ в количестве до 10⁶ включительно каждого);

3 степень — повышение суммарного количества УПФ от 51% и выше (или присутствие любого из видов УПФ в количестве 10⁷ и более).

При этом может быть любое количество сапрофитной флоры (негемолизирующие кокки).

Если суммарное количество УПФ составляет 100%, можно говорить о 4 степени дисбактериоза II типа.

Выделение УПФ при отсутствии изменений со стороны индигенной флоры может иметь транзиторный характер, свидетельствовать о персистенции микробов или быть этиологическим фактором при заболеваниях ЖКТ.

При сочетанном дисбактериозе степень микробиологических отклонений определяется по более высокой степени дисбактериоза одного из типов. Таким образом, если у ребенка имеются отклонения биоценоза кишечника, соответствующие 1 степени дисбактериоза I типа и 3 степени дисбактериоза II типа, то общая степень дисбактериоза кишечника будет соответствовать 3 степени. Можно не выделять сочетанный тип дисбактериоза. В этом случае, в описанном примере бактериологический диагноз будет звучать: дисбактериоз кишечника I типа 1 степени в сочетании с дисбактериозом кишечника II типа 3 степени.

Предлагаемая группировка может быть использована при выборе алгоритма терапии. Выделение типов дисбактериоза мы считаем принципиальным моментом, так как тактика корригирующих мероприятий в зависимости от типа дисбактериоза существенно отличается.

В некоторых случаях в микробиологическом исследовании фекалий не выявляются никакие отклонения кроме повышения количества неферментирующих бактерий (чаще всего в виде повышения процентного соотношения кишечной палочки со слабо выраженными ферментативными свойствами). Это может свидетельствовать о латентном дисбактериозе: формально количество индигенной флоры не нарушено, но фактически нормофлора не выполняет своих функций, поэтому клинические проявления могут быть типичными для дисбактериоза I типа.