Невидимый орган-микрофлора человека

Атопический дерматит является ярким примером связи  состояния кожных покровов с микрофлорой  кишечника. Обследование методом ГХ-МС микробных маркеров пятидесяти детей в возрасте от одного месяца до 12 лет (совместно с Мазитовой Л.П. и Текучевой Л.В., ЦНИКВИ им. Короленко) выявило систематический  избыточный рост в тонком кишечнике эубактерий, клостридий перфрингенс, клостридий дефициле и стрептомицетов, а также превотелл, сфингомонад, энтеробактерий, пропионобактерий, стафилококков, бацилл, анаэробного пептострептококка, хеликобактера. В статистической матрице они дают желтые полосы напротив соответствущих микроорганизмов по всей ее ширине. Отдельными ячейками выделены эпизодические сопутствующие микроорганизмы. В некоторых случаях концентрация микроорганизмов у больных ниже нормы – соответствующие ячейки в матрице помечены бирюзовым цветом.  При этом суммарная концентрация микроорганизмов во всех случаях выше нормы  

Рис. 5. Хроматографические пики маркеров Clostridium perfringens (10-гидрокси-олеиновой  и 10-гидрокси-стеариновой кислот –  два пика справа) существенно выше у детей с атопическим дерматитом (зеленая, верхняя хроматограмма) по сравнению со здоровыми (нижняя, черная хроматограмма).

Рис 6. Микробная  матрица при атопическом дерматите. Много микробов приобретают клинически значимые концентрации у всех больных. Кроме того, много частых сопутствующих  микроорганизмов. Возможно, с этим связана  атопика - неопределенность локализации  и характера клинических проявлений. Матрица полосато-пятнистая: полосы – избыточный рост микробов, специфичных  для данного заболевания. Пятна  – эпизодический избыточный рост микробов у части пациентов. 

    Специфика микробной матрицы при АД состоит в том, что хотя многие микробы приобретают клинически значимые концентрации у всех больных, наблюдается  много частых появлений сопутствующих микроорганизмов. Возможно, с этим связана атопика - неопределенность локализации и характера клинических проявлений этого заболевания.

    Результаты  исследования изменений состава  микроорганизмов в кишечнике  при атопическом дерматите свидетельствуют, что здоровье кожи напрямую связано  с его стабильностью. Что является первичным, а что вторичным в  этом взаимоотношении еще предстоит  выяснить. Тем не менее, ясно, что  нормализация кишечного биоза может  облегчить лечение заболевания.  

Себорейный  дерматит (себорея)

    Впоследствии  было найдено, что и при других кожных заболеваниях происходят изменения  в составе микробиоты тонкого  кишечника. В стадии завершения работа по себорейному дерматиту (совместно  с акад. Учайкиным В.Ф. и кмн  Полеско И.В., РГМУ). Это распространенное заболевание сопровождается иными  изменениями кишечной микрофлоры, чем  при атопическом дерматите, но также  одинаковым у исследованной группы пациентов. При себорее тоже растет численность аэробных актиномицетов, но уже не стрептомицетов, а псевдонокардий, родококков и других. Тоже повышается концентрация клостридий, но не перфрингенс, а других: видов рамозум, пропионикум и гистолитикум. Одновременно уменьшается численность эубактерий, бифидобактерий и лактобацилл.

Рис.  7.  Диаграмма и таблица изменений численности части микробиоты кишечника, типичных для себореи. 

Угревая болезнь (акне) 

    Это распространенное в молодом возрасте заболевание имеет общие корни  с себореей, связано с изменением функции сальных желез и сопутствующем  изменением микрофлоры кожи. Основными  бактериальными агентами акне и себореи  считаются микроскопические грибы  рода Malassesia, бактерии Propionibacterium acnes и  стафилококки. Метод ГХ-МС позволил подтвердить и расширить список микроорганизмов кожи, участвующих  в процессе заболевания, а также  обнаружить систематические изменения  состава микрофлоры кишечника, сходные  у обследованных больных (совместно  с проф. Самсоновым В.А. и аспирантом Кабаевой Т.И., ЦНИКВИ им Короленко). Действительно, при акне кроме малассезии в коже наблюдается усиленный рост и других микроскопических грибов: кандиды и группы не идентифицированных, но обнаруженных по продукции специфических стеролов – кампестерола и ситостерола. Кроме P.acnes, микроба, видовое определение которого стало названием заболевания, найдены маркеры пропионовых бактерий других видов и морфологически сходных с ними коринебактерий и актиномицетов, которые в сумме также обнаруживают избыточный рост на коже больных. Аналогичным образом оказалось, что стафилококки не являются единственным представителем кокковых форм при акне. К ним следует добавить стрептококки и руминококки.

Рис. 8. Избыточный рост микроскопических грибов,

альфа-стрептококков и руминококков на коже ряда больных

акне  в сравнении с нормой (красный  столбик справа). 

    Для акне, по данным исследования микробных  маркеров в крови, в кишечнике  специфичен избыточный рост клостридий, бацилл, хеликобактера, некторых актиномицетов  и Eubacterium lentum при дефиците других  (основных) видов Eubacterium, лактобацилл и коринебактерий. Метод ГХ-МС в современном исполнении обладает способностью разделять сложные органические смеси и одновременно идентифицировать вещества по их масс-спектрам. С его помощью в кожном сале было выявлено 123 составляющих компонента из числа жирных кислот, спиртов и стеролов, входящих в состав восков (эндогенных липидов кожи) и эфиров холестерина, проникающих из кровяного русла и рассматриваемых в патологии акне в качестве экзогенных липидов, способствующих развитию заболевания. К этому следует добавить пул липидных компонентов микроорганизмов, населяющих кожу – еще около 70 микробных жирных кислот, оксикислот и стеринов.

Рис 9.   Матрица кожного сала  (себума) у больных угревой болезнью. 118 жирных кислот (верхняя половина таблицы) и спиртов (нижняя половина) двадцати пациентов расположены сверху вниз по мере увеличения длины цепи молекулы. Желтым цветом выделены ячейки с превышением нормы в два и более раз.  Бирюзовым – уменьшение более чем в два раза. Концентрация бирюзового цвета к низу матрицы показывает уменьшение доли длинноцепочечных молекул спиртов и жирных кислот, а также преимущественное уменьшение доли спиртов в кожном сале. 

Таким образом, в распоряжение дерматолога  предоставляется еще одна матрица, показывающая статистику изменения  состава веществ кожного сала при заболевании в сравнении  с нормой. Эти данные, наряду с  морфологическими и физиологическими характеристиками измененной кожи помогут  понять причину заболевания и  наметить пути эффективного лечения. Пока можно отметить, что эти данные подтверждают известное уменьшение доли эндогенных липидов (восков) при  угревой болезни, а также выявляют новые детали изменений в себуме: уменьшение доли длинноцепочечных жирных кислот и спиртов, существенное снижение содержания специфической кожной ЖК – себолеата и другие.  

Алопеция 

При алопеции микробное сообщество кожи равно как и микробиота кишечника претерпевают существенные изменения. Лидерство в избыточном росте на коже приобретают анаэробы (клостридии группы гистолитикум, анаэробные пептострептококки, бактероиды) и микроскопические грибы, продуцирующие кампестерол или ситостерол. К ним присоединяются уже упоминавшиеся в связи с акне альфа-стрептококки, коринебактерии, стрептомицеты и пропионобактерии. Изменение численности микроорганизмов в зоне сальных желез составляет величину от 10 до 1000 крат. Разумно предположить, что это обстоятельство препятствует росту волос, поскольку морфологические изменения в коже приписывают в основном воспалительным процессам. Последние, как правило, связывают с наличием инфекции или избыточной колонизацией автохтонной микрофлорой.

При алопеции в кишечнике большинства обследованных  обнаруживается избыточный рост суммарной  микробиоты, преимущественно  за счет микроскопических грибов, продуцирующих кампестерол, эубактерий, бактероидов, клостридий, стрептококков и некоторых актиномицетов.

Рис.10. Микробная  матрица дисбиоза кишечника при  алопеции. Желтые полосы относятся  к постоянным у разных пациентов  увеличениям концентрации в пристеночном слое тонкого кишечника микроскопических грибов, эубактерий, бактероидов, клостридий стрептококков и актиномицетов  при суммарном избыточном росте  кишечной микрофлоры.  
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

ЗАКЛЮЧЕНИЕ  

    Следует жить. Жить в плодотворном союзе  с микроорганизмами, как это и  происходит на протяжении более миллиона лет.  Микробное сообщество в составе муцинового геля слизистых оболочек представляется в виде многоклеточной псевдоткани (биопленки) и является жизненно важным органом человека. Как показывают приведенные здесь примеры состав микроорганизмов биопленки постоянен у здоровых людей и изменяется при патологических состояниях. Как следствие изменяется доля участия микроорганизмов в физиологических процессах на слизистых оболочках или коже организма-хозяина. Возникает дисбаланс в снабжении других органов зависимыми от микробов веществами, нарушается гомеостаз метаболических процессов, стабильность иммунной системы. Если возмущение превосходит компенсаторные ресурсы организма происходит не предсказуемый пока каскад нарушений физиологических, биохимических и иммунных процессов с клинически очевидными последствиями. Как оказывается, кишечные, кожные, кардиоваскулярные, мочеполовые и другие заболевания причинно-следственно связаны с изменением микрофлоры местной локализации и кишечной, как депо микроорганизмов в теле человека. Данные молекулярных методов, в том числе и масс-спектрометрия микробных маркеров, полученные в конце ХХ века, заставляют по-новому отнестись к регулированию взаимоотношений хозяина  с собственной микрофлорой. Концепция моноэтиологичности заболеваний микробного происхождения, деление микробов на патогенные и непатогенные должны быть пересмотрены. Все микробы, обитающие в организме человека, одновременно пребывают в этих двух ипостасях. Любой из них может быть причиной воспалительных процессов. Даже, казалось бы, святые лактобациллы и бифидобактерии оказываются причиной, например, гнойничковых поражений кожи промежности. Исключение составляют лишь агенты особо опасных инфекций, возбудители чумы, холеры, сибирской язвы и других. Хотя есть и «исключения из исключений» например, носительство возбудителей бруцеллеза или туберкулеза. Самый парадоксальный случай – возбудитель смертельно опасного заболевания – газовой гангрены – Clostridium perfringens является одним из самых распространенных видов микроорганизмов толстого кишечника и фекалий.

    Должна  быть пересмотрена и концепция антибиотикотерапии. Ее фундамент – микробная моноэтиологичность и резистентость штаммов к антибиотикам в монокультуре in vitro – не адекватны форме существования микробного сообщества человека в норме и патологии. То же самое относится и к пробиотикотерапии которая в основном базируется на представлении о доминирующей роли бифидобактерий в микробиоте кишечника. В результате из поля зрения микробиолога, врача и биотехнолога выпадают эубактерии, клостридии и актиномицеты, которых в кишечнике по современным оценкам на порядок больше, чем бифидобактерий. Однако такие перемены в умах и традициях требуют времени.

    Что можно извлечь сейчас из результатов  молекулярных исследований для пользы пациента? Пока лечение по данным панорамного  анализа микроэкологического статуса  организма в целом (по маркерам в  крови) и в биологических жидкостях  локусов в стадии освоения несколькими  врачами разных специальностей в  Москве и некоторых городах России. Стабильные результаты получены в гинекологии. Обнадеживает проступающая при статистической обработке данных тенденция к  нозологической специфичности изменений  микрофлоры кишечника и локуса. Иначе  говоря, для каждого заболевания  характерны сходные у разных пациентов  изменения микрофлоры как в очаге воспаления, так и в кишечнике. Если это подтвердится, то уже в скором времени стандартное лечение можно будет назначать по клиническому диагнозу, если нет возможности провести подробное микроэкологическое обследование. Но при этом потребуется освоить новую лечебную квалификацию: специалиста по коррекции  дисбиозов.

Литература:

1. Джуан, С. Странности нашего тела. Занимательная анатомия: Пер. с англ. А. А. Давыдовой— М.: РИПОЛ классик, 2008. — С. 236, 255. — 560 с. 

2. Н.В. Белобородова, И.Т. Байрамов, А.Ю. Оленин, Н.И. Федотчева. Экзометаболиты некоторых анаэробных микроорганизмов микрофлоры человека. Том 57, Выпуск 1. Институт теоретической и экспериментальной биофизики РАН. М. , 2009.

3. Бондаренко  В. Микрофлора человека: норма  и патология. Журнал Наука в  России № 1, 2007.

4.Волина Е.Г.  Саруханова Л.Е. Основы общей  микробиологии, вирусологии и  иммунологии. М.: Медицина, 2004. 

5.  Пинегин Б.В. Мальцев В.И. Дисбактериоз кишечника. М., 1984