Анализ изменения состояния влагалищной микрофлоры у женщин репродуктивного возраста в условиях трёхсуточной «сухой» иммерсии без использования средств профилактики

Полный текст

Введение

В настоящее время участие женщин в космических полётах и наземных модельных экспериментах возрастает. В связи с этим неизбежно встают вопросы о влиянии факторов полёта на состояние женского организма и, в частности, на стабильность, видовые и количественные изменения микрофлоры влагалища.

Известно, что факторы космической миссии являются причиной формирования стресса и негативно сказываются на микрофлоре верхних дыхательных путей и кишечника [1]. Наблюдается увеличение роста условно-патогенных микроорганизмов (УПМ) и снижение титра протективных групп бактерий, что, в совокупности с длительным нахождением в замкнутом пространстве космического корабля или гипотетической лунной станции, является серьёзным фактором риска возникновения воспалительных процессов в репродуктивной системе женщин.

Поддержание постоянства микрофлоры влагалища является важным для здоровья и качества жизни женщин. Изменение рациона питания, особенностей гигиенических процедур, стресс — всё это является фактором смещения баланса влагалищной микрофлоры и снижения естественного колонизационно-резистентного барьера [2]. Это проявляется в первую очередь в снижении количества Lactobacillus spp. и увеличении условно-патогенной факультативно и облигатно-анаэробной микрофлоры, характерной для женщин с воспалительными заболеваниями органов малого таза [3].

Для изучения влияния отдельных факторов космического полёта на системы организма наиболее удобными являются модельные эксперименты, в частности, «сухая» иммерсия (СИ). Во время эксперимента испытатели находятся в имитируемой невесомости и испытывают влияние целого спектра факторов космического полёта: гиподинамию, перераспределение жидких сред [4]. Во время эксперимента испытатель, одетый в нижнее бельё, укладывается на платформу на гидроизолирующую плёнку в иммерсионную ванну эргономического дизайна, заполненную водой. Иммерсионная ванна сконструирована таким образом, что, когда платформа опускается, испытатель оказывается погруженным в воду полностью, за исключением головы. Таким образом, после погружения испытатель находится в безопорном подвешенном состоянии: имитируемой невесомости. Испытателю позволяется покидать ванну только на 10 мин в сутки для принятия душа и совершения гигиенических процедур.

Целью данной работы является сравнительная оценка состояния микробиоты влагалища у женщин-испытателей до эксперимента и по завершении 3-суточного пребывания в условиях СИ.

Материалы и методы

Эксперимент одобрен биоэтической комиссией ГНЦ РФ – ИМБП РАН (протокол № 544 от 16.06.2020).

В исследование включены 6 женщин-испытателей репродуктивного возраста, которые во время эксперимента не принимали антибактериальные препараты и иные средства, способные оказать влияние на микрофлору влагалища и цервикального канала. Женщины находились в иммерсионной ванне в течение 3 сут. Начало эксперимента для каждого испытателя определяли индивидуально из расчёта, что окончание пребывания в условиях СИ попадёт на 9–10-й дни менструального цикла.

Отделяемое влагалища и цервикального канала отбирали на 10–11-й дни менструального цикла дважды: до начала эксперимента и сразу после его завершения.

Микробиологический анализ состава микробиоты влагалища и цервикального канала проводили на базе Института микробиологии, антимикробной терапии и эпидемиологии НМИЦ АГП им. В.И. Кулакова.

Всем испытателям выполнены микроскопия вагинального отделяемого, окрашенного по Граму, и культуральное исследование в соответствии с медицинской технологией «Интегральная оценка состояния микробиоты влагалища. Диагностика оппортунистических вагинитов» [5]. Взятие материала осуществляли стерильным дакроновым тампоном из заднего свода влагалища и после обработки шейки стерильным ватным тампоном — из цервикального канала в пробирки с транспортной средой Эймса («Medical Wire»). Вагинальное содержимое и отделяемое цервикального канала засеивали на селективные и неселективные агаризованные плотные питательные среды. Для выделения факультативно-анаэробных микроорганизмов использовали колумбийский агар, хромогенную прозрачную среду Brilliance («Oxoid»), маннит-солевой агар («Himedia»), энтерококковый агар, среду Эндо и агар Сабуро (ГНЦ прикладной микробиологии и биотехнологии). Инкубировали посевы в условиях СО₂-инкубатора («Jouan»). Лактобациллы культивировали на среде лактобакагар (ГНЦ прикладной микробиологии и биотехнологии), строгие анаэробы — на прередуцированном агаре Шедлера («Oxoid») с необходимыми добавками в условиях анаэробного бокса («Whitley DG 250 Anaerobic Workstation») в атмосфере трёхкомпонентной газовой смеси (N₂ 80%, CO₂ 10%, H₂ 10%). Видовую идентификацию микроорганизмов проводили методом MALDI-TOF-MS-анализа с использованием времяпролётного масс-спектрометра «Autoflex III» c программным обеспечением «Maldi BioTyper v.3.0» («Bruker Daltoniks»).

Для количественной оценки изменения состояния влагалищной микрофлоры и микрофлоры цервикального канала использовали эубиотический индекс (E_i), отражающий отношение числа положительных состояний микробиоты (до эксперимента по отношению к норме и после эксперимента по отношению к состоянию до эксперимента) к числу отрицательных. Повышение Ei означает улучшение состояния микробиоты по определённому показателю (например, после эксперимента выявлены увеличение или стабильно высокий титр протективных групп микроорганизмов или снижение титра УПМ). Значение Ei меньше 1,0 означает, что количество негативных показателей микробиоты преобладает над количеством положительных, что соответствует дисбиозу или близкому к нему состоянию.

Учитывая малое количество испытателей, достоверность различия результатов по Ei до и после СИ оценивали с применением дисперсионного анализа для малых выборок (среднее значение ± стандартное отклонение) [6]. Анализ проводили с помощью пакета программ для статистической обработки данных «Minitab».

Результаты и обсуждение

Все выделенные микроорганизмы разделены на 3 группы:

• 1-я группа — факультативно-анаэробные УПМ (включая дрожжевые грибы Саndida albicans), присутствие которых в высоких титрах является риском развития аэробного вагинита и кандидозного вульвовагинита;
• 2-я группа — облигатно-анаэробные и микроаэрофильные УПМ (включая Gardnerella vaginalis), ассоциированные с бактериальным вагинозом;
• 3-я группа — Lactobacillus spp. [7–9].

Испытатели были разделены на 2 группы (по 3 человека в каждой группе) в зависимости от оцениваемого параметра.

Для оценки риска развития и усугубления аэробного вагинита в отдельную группу выделены те волонтёры, у которых изначально наблюдалось значительное количество облигатной (главной) и факультативной (сопутствующей) факультативно-анаэробной микрофлоры: Staphylococcus spp., Streptococcus spp., Escherichia coli, Proteus vulgaris, Enterococcus spp., C. albicans.

Аналогично для оценки риска и усугубления бактериального вагиноза были отобраны волонтёры, у которых имелось некоторое разнообразие строго анаэробных микроорганизмов (Porphyromonas somerae, Prevotella bivia) и G. vaginalis.

Кроме оценки изменений по выбранному параметру, в обеих группах также оценивалось количество протективной микрофлоры, т.е. Lactobacillus spp. Обращает на себя внимание небольшое снижение E_i, рассчитанного для всей микрофлоры, с 1,25 до СИ до 1,0 после СИ, что указывает на некоторую дестабилизацию состояния микробиоты после 3-суточной СИ.

В группе риска развития аэробного вагинита отмечено ухудшение состояния микробиоты влагалища и по факультативно-анаэробным УПМ, и по протективной микрофлоре (рис. 1): E_i снижается, что свидетельствует об уменьшении позитивных изменений микробиоты и увеличении негативных.

У некоторых испытателей cтали появляться виды УПМ, которые ранее не выявлялись, причём в титрах от 10³ КОЕ/мл и выше. Также отмечено резкое уменьшение количества Lactobacillus spp.

В группе испытателей, у которых не выявлено изначально высокой обсеменённости факультативно-анаэробными микроорганизмами, Ei по факультативно-анаэробным микроорганизмам увеличился, как и индекс по протективной группе, что говорит об активации колонизационной резистентности и вытеснении факультативных анаэробов протективными группами Lactobacillus (рис. 2).

При анализе облигатно-анаэробной микрофлоры выявлено увеличение E_i в группе риска развития бактериального вагиноза (рис. 3), что свидетельствует о некотором улучшении ситуации. При этом E_i по Lactobacillus spp. снизился, в то время как в группе испытателей, у которых изначально не было строго анаэробных УПМ, он оставался стабильным, хотя и несколько ниже 1,0, что указывает на незначительное преобладание негативных изменений над позитивными.

В силу меньшего видового разнообразия микробиоты цервикального канала нами оценены изменения до и после 3-суточной СИ у всех испытателей (6 человек) без разделения на группы. У всех испытателей отмечено снижение E_i с 1,0 до 0,44, при этом наблюдалось достоверное снижение количества лактобацилл всех видов.

Согласно данным литературы, у пациенток с диагностированными воспалительными заболеваниями придатков матки при исследовании микрофлоры влагалища выявляется достоверное превышение концентрации стафилококков, кишечной палочки, гарднереллы и стрептококков над количеством лактобацилл [3]. В проведённом нами исследовании у половины испытателей отмечены увеличение аэробной микрофлоры и снижение количества Lactobacillus, что свидетельствует об увеличении риска развития воспалительных заболеваний органов малого таза.

Следует отметить, что испытатели, у которых преобладали лактобациллы вида L. crispatus в целом имели меньший титр УПМ. У одной женщины-испытателя наблюдалась элиминация L. crispatus после СИ и появление C. albicans в титре 10⁴ КОЕ/мл. Полученные данные согласуются с проводимыми ранее исследованиями, свидетельствующими о том, что данный вид лактобацилл проявляет хорошую антагонистическую активность в отношении E. coli и Candida spp. и является перспективным пробиотическим микроорганизмом [10][11].

Выводы

1. После 3-суточной иммерсии в целом наблюдалось ухудшение состояния микрофлоры всех волонтёров.

2. У испытателей, которые до иммерсии имели высокий титр аэробных микроорганизмов, количество аэробной микрофлоры существенно увеличилось, при этом количество протективных видов снижалось, что свидетельствует о повышении риска развития аэробного вагинита в условиях, создаваемых длительной иммерсией.

3. У испытателей, которые до иммерсии имели низкий титр аэробных микроорганизмов, количество аэробной микрофлоры уменьшилось, а количество лактобацилл повысилось, что говорит об активации колонизационной резистентности микрофлоры влагалища.

4. У испытателей, у которых до иммерсии обнаруживалась существенная обсеменённость анаэробной УПМ, количество всех анаэробов, включая лактобациллы, снизилось, что подтверждает сделанное выше предположение о повышении риска возникновения воспалительных заболеваний влагалища.

5. Эубиотический индекс, рассчитанный для цервикального канала, после 3-суточной СИ снизился. Это говорит об ухудшении состояния микрофлоры данного биотопа.

Об авторах

В. К. Ильин

Государственный научный центр Российской Федерации - Институт медико-биологических проблем Российской академии наук

Email: fake@neicon.ru
ORCID iD: 0000-0003-3896-5003

Ильин Вячеслав Константинович - д.м.н., проф., зав. отделом санитарно-гигиенической безопасности человека в искусственной среде обитания

Москва

Россия

В. В. Бояринцев

Центральная государственная медицинская академия Управления делами Президента РФ

Email: fake@neicon.ru
ORCID iD: 0000-0001-9707-3262

Бояринцев Валерий Владимирович - д.м.н., проф., зав. кафедрой скорой медицинской помощи, неотложной и экстремальной медицины

Москва

Россия

Д.В. Д.В. Комиссарова

Государственный научный центр Российской Федерации - Институт медико-биологических проблем Российской академии наук

Автор, ответственный за переписку.
Email: d.komisarova@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0001-6374-4515

Комиссарова Дарья Валерьевна - к.б.н., с.н.с. лаб. питания, водообеспечения, гастроэнтерологии и гигиенического контроля физических факторов среды обитания

Москва

Россия

К. А. Тониян

Государственный научный центр Российской Федерации - Институт медико-биологических проблем Российской академии наук; Клиническая больница № 1 (Волынская) Управления делами Президента РФ

Email: fake@neicon.ru
ORCID iD: 0000-0001-9304-5694

Тониян Константин Александрович - зав. отделением, врач акушер-гинеколог отделения гинекологии

Москва

Россия

Н. А. Усанова

Государственный научный центр Российской Федерации - Институт медико-биологических проблем Российской академии наук

Email: fake@neicon.ru
ORCID iD: 0000-0002-8485-4470

Усанова Нонна Альбертовна - с.н.с. лаб. микробной экологии человека

Москва

Россия

Ю. А. Морозова

Государственный научный центр Российской Федерации - Институт медико-биологических проблем Российской академии наук

Email: fake@neicon.ru
ORCID iD: 0000-0002-9461-6986

Морозова Юлия Алексеевна - н.с., лаб. микробной экологии человека

Москва

Россия

В. В. Муравьева

Национальный медицинский исследовательский центр акушерства, гинекологии и перинатологии имени академика В.И. Кулакова

Email: fake@neicon.ru
ORCID iD: 0000-0003-0383-0731

Муравьева Вера Васильевна - к.б.н., с.н.с. лаб. микробиологии

Москва

Россия

Г. Р. Байрамова

Национальный медицинский исследовательский центр акушерства, гинекологии и перинатологии имени академика В.И. Кулакова

Email: fake@neicon.ru
ORCID iD: 0000-0003-4826-661X

Байрамова Гюльдана Рауфовна - д.м.н., зав. по клинической работе научно-поликлинического отделения

Москва

Россия

Т. В. Припутневич

Национальный медицинский исследовательский центр акушерства, гинекологии и перинатологии имени академика В.И. Кулакова

Email: fake@neicon.ru
ORCID iD: 0000-0002-4126-9730

Припутневич Татьяна Валерьевна - д.м.н., директор Института микробиологии, антимикробной терапии и эпидемиологии

Москва

Россия

Список литературы

Дополнительные файлы