Невидимый орган-микрофлора человека

Еще о БАД-ах 

    Еще один важный аспект пищевых добавок  – их химическая и биологическая  безопасность. Безопасность традиционной природной пищи человек обеспечил  своим трагическим опытом, например, отсортировав ядовитые растения от не ядовитых. Такой способ оценки токсичности пищевых добавок в 21 веке неприемлем. Необходимо исследование их состава и свойств не только в процессе разработки – но и в процессе производства. Если на первой стадии  это осуществляется, то на второй, как правило – отсутствует. Нет технологического контроля биологически активных препаратов живых микроорганизмов в пробиотиках или заявляемых в аннотации пищевых добавок активных ингредиентов. Это дорого, потому что требует высоких аналитических технологий. Нет генетического или масс-спектрометрического анализа микробных композиций и примесных видов в пробиотиках и молочно-кислых продуктах или  спектроскопических методов в количественном подтверждении целевых веществ в синтетических продуктах функционального питания. Технологии молекулярных исследований биологических веществ хорошо развиты как раз в Японии. Возможно, они могут себе позволить контролировать состав и структуру биологически активных веществ в БАДах. Нам попадались препараты морских микроводорослей с заявленным содержанием омега-полиненасыщенных кислот, которые их не содержали. Масс-спектрометрический анализ показывал, что в пребиотик вместо лактулозы введен сходный по атомному составу, но отличающийся структурно дисахарид лактоза. Есть пищевые добавки с декларированным содержанием растительных флавоноидов, которые таковых не содержат. Есть казусы, происходящие от неосведомленности производителей добавок и их медицинских экспертов. Например, препарат флавоноидов, стимулирующих рост кишечных бактерий предлагается в качестве антимикробного средства и приводится пакет заключений из клиник, это подтверждающий. Оказывается, это действительно так, но препарат не содержит флавоноидов, а содержит технический антисептик, не прописанный в аннотации. Еще хуже обстоит дело с производством пищевых добавок из отходов производства. В 80-е годы прошлого века это было государственной политикой (кормовой белок, дрожжевые автолизаты и пр.). Впоследствии это направление было закрыто из-за отрицательного опыта их использования в животноводстве и птицеводстве, рыбоводстве. В девяностые годы оно снова возникло как способ выживания коллективов биотехнологических институтов. Там, где работали грамотные и, главное, искусные химики – получали хорошие препараты. Например, препарат с высоким содержанием токоферола из шрота красного горького перца. Но все равно, кроме 10% токоферола, он содержал, по данным хромато-масс-спектрометрии, еще порядка двухсот веществ, по большей части не известной биологической активности. Можно полагать, что они, по крайней мере безвредны, так как получены из продуктов, употребляемых в пищу человеком. Тем не менее, опасность их токсических проявлений возникает минимум по трем причинам:

• Резкого повышения содержания минорных компонент состава пищевого сырья при неизбежном технологическом концентрировании целевого продукта
• Наличия продуктов метаболизма гнилостной микрофлоры при использовании несвежего сырья (что, как правило, имеет место быть)
• Изменение структуры природных веществ под действием химической обработки

    Последнее неизбежно при производстве, включающем гидролиз животного или растительного  сырья сильными кислотами или  щелочами. Как показывает хромато-масс-спектрометрический анализ, при гидролизе мясных или  рыбных продуктов, кроме двадцати аминокислот, необходимых человеку, образуется еще  десятки аминокислот измененной структуры, физиологическое действие которых не предсказуемо.  

    Такого  рода БАДы, если и рекомендовать  для использования в пищу, то очень  аккуратно, при наличии наукоемких технологий контроля исходного сырья  и конечного продукта. Видимо это  не реально. По крайней мере – пока. Поэтому возвращаемся к исходной мысли: чтобы быть здоровым и прожить  долгую жизнь, надо разнообразно, но умеренно питаться натуральными свежими продуктами. Синтетическая пища – это скорее для экстремальных ситуаций –  тюбики для космонавтов межпланетных кораблей, ограниченных габаритов. Да и то, гуманные фантасты проектируют  в своих романах большие корабли  для межзвездных полетов с  теплицами для овощей и фермами  для скота. А пока нам рановато переходить на пищевые волокна под  соусом синтетических аминокислот.  

Как быть с дисбактериозом? 

    Лучше с ним не быть. Как говорят врачи  – болезнь легче предупредить, чем вылечить (если знать как предупредить). Точно также проблематична сейчас проблема коррекции дисбактериоза кишечника. Врачей специалистов в коррекции дисбактериоза по существу нет и не может быть пока у нас нет рутинного метода его анализа. Сейчас это искусство терапии вслепую. Масс- спектрометрический метод может претендовать на метод массового контроля пристеночной микробиоты кишечника по микробным маркерам в крови. Во-первых, другого способа нет. Во-вторых, экономически это оправдано тем, что метод оказывается дешевле распространенного сейчас культурально-биохимического. Предлагаемые на рынке системы для идентификации микроорганизмов (MIS – microbial identification system) стоят от 50 до 120 тыс долларов США и требуют ежегодно асигнований в 60 тыс $ на расходуемые материалы в виде наборов для культивирования и тестирования. Современный хромасс стоит 65-80 тыс $ при ежегодных расходах на эксплуатацию не более 5 тыс $. Сюда входят  более дешевые химреактивы, разовая посуда, прокладки, пипетки, шприцы, а культуральные среды и тестовые субстраты не нужны, так как микробы определяют непосредственно в клиническом материале по молекулярным признакам. Это при том, что ГХ-МС метод определяет, причем количественно, гораздо более широкий круг микроорганизмов, в том числе не культивируемых и не идентифицируемых традиционным методом.  Но они как раз и составляют основную часть микрофлоры кишечника, которую надо регулировать при дисбактериозах, это – эубактерии, клостридии, аэробные актиномицеты, лактобациллы и бактероиды. В-трерьих, есть прецедент широкого использования ГХ-МС как метода рутинного анализа в процедуре антидопингового контроля спортсменов. Национальные лаборатории (в том числе и российская) имеют в своем арсенале до десятка ГХ-МС систем стоимостью от 100 до 700 тыс $ каждая. В практике средней клиники одного хромасса достаточно для замены (или дополнения) традиционной бактериологической службы. Первая в мире лаборатория, использующая ГХ-МС систему в диагностике микст-инфекции при эндокардите и послеоперационных осложнениях в кардиохирургии, создана в НЦ ССХ им А.Н.Бакулева в Москве проф. Н.В.Белобородовой.

    Итак, как предупредить дисбактериоз? Ответ  прост. Прежде всего, важно правильно  родить ребенка и натурально вскормить. Затем разнообразно питать всю жизнь, избегая сильных стрессов и не допуская злоупотребления антибиотиками  и вредными привычками. Только и  всего.

Рис 1. Состав микроорганизмов переходного стула  новорожденного (3 суток) 

в точности совпадает с вагинальной микрофлорой  матери. 

    Естественный  родовой процесс предпочтителен кесареву сечению, поскольку оказывается, что первичное заселение (инокуляция) микроорганизмами кишечника новорожденного происходит при прохождении родовых  путей матери. Это по существу вагинальная  микрофлора женщины. Ее состав в части  доминирующих микроорганизмов (по данным масс-спектрометрии) совпадает с  составом фекалий (переходного стула ) младенца третьего дня жизни (рис ..). До тех пор его кишечным отправлением является так называемый меконий, черная смолоподобная масса, содержащая жизнеспособные микроорганизмы из состава кишечных: пептострептококк, клостридии, лактобациллы, аэробные актиномицеты среди доминирующих видов, а также руминококки, стрептококки, эубактерии, стрептококки и микроскопические грибы. Бифидобактерии и семейство кишечных палочек (Enterobacteriaceae) не обнаружены. Это исследование, наряду с известными публикациями по микрофлоре мекония, содержит намек на заселение микробами кишечника плода уже при внутриутробном развитии через известный эффект транслокации микроорганизмов с кровью матери. Состав фекалий на пятый день жизни уже близок по многим показателям к норме двенадцатилетнего подростка. Но часть из них продолжает нормализоваться до полугода. В этот период на кишечной стенке растет численность бифидобактерий и эубактерий, снижается до уровня нормы взрослого количество лактобацилл, энтеробактерий, кокковых форм и микроскопических грибов.

Рис.2. Становление  микробиоценоза ребенка происходит примерно в течение полугода. Численность  энтеробактерий уменьшается, а бифидобактерий увеличивается до взрослой нормы.

( Часть  данных мониторинга методом  ГХ-МС микробных маркеров в крови)   

    Эти данные свидетельствуют о том, что  в период первой недели жизни и  первых шести месяцев новорожденному должны быть созданы все условия  для нормального становления  микрофлоры кишечника.

Нюансы  микробиоценоза половых  органов.  

    Поскольку микрофлора родовых путей матери является, на языке микробиологов, инокулятом или закваской будущей микрофлоры ребенка, то логично полагать необходимым  поддержание ее нормальной в процессе беременности и родов. Нормальность микрофлоры означает гомеостатичность ее качественного и количественного состава при «своих» штаммах, не вызывающих реакции иммунной системы (воспаления). Это никак не означает стерильности, поскольку все слизистые оболочки и кожа организма человека закономерно содержат микробную биопленку. По аналогии с нормальной микробиотой кишечника микроорганизмы биотопов половых путей женщины также выполняют важные физиологически функции и  участвуют в поддержании гомеостаза макроорганизма. Поддержание относительно стабильного качественного и количественного состава микробиоценоза влагалища имеет важное значение в обеспечении нормального физиологического статуса женского организма. Нормальная микробиота - тот первичный неспецифический барьер, лишь после прорыва которого инициируется включение всех последующих неспецифических и специфических факторов защиты макроорганизма. Она выступает как чуткий индикатор физиологического состояния макроорганизма в зависимости от воздействия на него различных факторов. Обобщенные сведения по вагинальному микробиоценозу можно найти в фундаментальном руководстве для клиницистов Manual of Clinical Microbiology (1991).Нормальная влагалищная бактериальная флора представлена разнообразными видами микроорганизмов, многие из которых еще не идентифицированы.

    Количественный  бактериологический анализ вагинального сообщества здоровых женщин показал, что в 1 г вагинальной жидкости содержится 10⁸ клеток аэробных и 10⁹клеток анаэробных бактерий (Hill G.B., 1984; Bartlett J.G., 1977; 1984). Ведущими микроорганизмами являются Lactobacillus, Peptococcus, Bacteroides, Staphilococcus epidermidis, Corinebacterium spp., Peptostreptococcus spp., Eubacterium. Этот список отражает ранговое расположение доминирующей микробиоты, исходя из концентраций более 10⁵ КОЕ/г. При изучении состава аэробной и анаэробной микрофлоры на протяжении беременности и на 3-й и 6-й неделях после родов многие авторы прослеживают тенденцию нарастания количества лактобактерий в течение беременности при снижении анаэробных видов. Это свидетельствует о том, что в процессе беременности происходит угнетение влагалищной микробиоты, за исключением лактобактерий. В послеродовом периоде численность грамотрицательных факультативных палочек и большинства анаэробных видов возрастает. Растет количество коринебактерий , E. сoli, стафилококков, стрептококков, а количество лактобактерий и бифидобактерий уменьшается. Во влагалище у здоровых девочек до момента менархе микрофлора представлена в основном пептококками, пропионибактериями, бифидобактериями, эубактериями, реже бактероидамии; у женщин в период менопаузы и постменопаузы также доминируют Peptococcus, Peptostreptococcus anaerobius, Bacteroides, Eubacterium, тогда как содержание лактобактерий резко уменьшалось. Эти процессы в микробиоценозе влагалища связаны со сниженным уровнем  эстрогенов у девочек и у женщин пострепродуктивного возраста.

    Большинство патогенных организмов являются компонентами нормальной микрофлоры человека. Данные института Пастера показали, что  из 6603 женщин, которые обратились с  жалобами на выделения из половых  путей, банальная инфекция (стафилококки, стрептококки, кишечная палочка и  др.) была выявлена у 35,2% пациенток, Candida аlbicans - у 25% женщин, бактериальный вагиноз - у 17,4%, а далее следовала трихомонадная инфекция (8,2%), Neisseria gonorrhoeae (3,2%). Только у 10% женщин выявлена нормальная микрофлора влагалища. Наиболее частые возбудители  (по литературным данным), представляющие как локализованную, так и генерализованную инфекцию - патогенные стафилококки, стрептококки, Pseudomonas aeurogenosa, Proteus, E.coli, Klebsiella, Serratia, Enterobacter, Flavobacterium meningosepticum, Neisseria meningitidis. Кроме того, возможно наличие микроскопических грибов (Hamman R.,1982), а также Peptostreptococcus, ассоциированных с Bacteroides и Trichomonas (Brockman J.,1979). У пациенток венерологических клиник определяли Candida, Chlamidia, Trichomonas, Mycoplasma, которые обычно сопутствуют N.gonorrhoae. У молодых женщин чаще выявлялись Chlamidia trachomatis, у женщин старшего репродуктивного возраста – Trichomonas vaginalis (Person K., 1979).   Основными возбудителями заболеваний, передающихся половым путем (ЗПП), являются Neisseria gonorrhoae, Chlamidia trachomatis, Ureaplasma urealyticum, Mycoplasma hominis, Trichomonas vaginalis, Candida albicans  и вирус простого герпеса. 

    Результаты  статистического анализа распределения  концентраций жирных кислот микробного происхождения в моче, эякуляте и  вагинальном содержимом (метод ГХ-МС) свидетельствует о гомеостазе маркеров микроорганизмов в норме, а следовательно, и соответствующего микробиоценоза локусов урогенитального тракта (УГТ). Статистическая обработка данных позволила выявить два множества (кластера) значений концентраций микробных ЖК. Один из них с меньшим значением средних величин можно отнести к норме, а другой – с высоким средним уровнем – к патологии, т.е. воспалению. Гомеостаз – понятие физиологическое и должно предполагать постоянство как самого микробного сообщества локуса, так и состава и свойств его местообитания. Действительно, в формировании этих свойств естественным образом  должны участвовать и микроорганизмы, которые, так же как и в кишечнике, производят многочисленные биологически активные продукты: ферменты, антибиотики (актиномицеты, стрептомицеты, грибы), регуляторные факторы, витамины но также и токсины, факторы патогенности и пр. Они участвуют в поддержании рН среды и баланса микроэлементов.

    Полученные  методом ГХ-МС данные подтверждают современное представление об инфекциях  УГТ как о полимикробном воспалении. Более того, данные показывают, что  ни один из контролируемых таксонов микроорганизмов  не сохраняет свою концентрацию в  пределах нормы при воспалениях. Здесь понятие таксон может иметь  ранг семейства или рода как правило. То есть, на самом деле видовое разнообразие микробиоценоза УГТ в несколько раз шире (за счет видового разнообразия микроорганизмов в роду или семействе), чем мы видим по протоколу исследований. Следует отметить, что оно напоминает кишечную микробиоту своим качественным составом, в том числе анаэробами, среди которых фигурируют клостридии, бактероиды, бифидобактерии, лактобациллы, фузобактерии, пептострептококки и эубактерии, обитающие в кишечнике. Такую связь отмечают авторы научных публикаций и практикующие врачи. Полученные нами данные еще раз свидетельствуют о том, что причину воспалений органов малого таза надо искать еще и в кишечнике.