Возрастные особенности видового разнообразия лактобацилл толстого кишечника у жителей Тюмени

Полный текст

ВВЕДЕНИЕ
Среди всего многообразия микробиоты толстого кишечника наиболее важными
ее представителями являются бактерии родов Lactobacillus и Bifidobacterium ввиду
их потенциального значения для поддержания гомеостаза системы человек — окружающая среда, сохранения здоровья населения, профилактики и лечения многих
заболеваний различной этиологии [1, 2, 5].
В настоящее время изучено около 100 видов бактерий рода Lactobacillus семейства Lactobacillaceae, циркулирующих на растениях и в организме млекопитающих. Интерес исследователей к бактериям рода Lactobacillus связан с их важными и разнообразными функциями: от участия в обменных процессах до способности ингибировать различные патогенные и условно патогенные микроорганизмы [6, 9, 12, 13].
Известно также, что в толстом кишечнике здоровых взрослых людей наиболее
часто встречаются 14 видов лактобацилл, среди них преобладают L.brevis (28%),
L.plantarum (19%), L.acidophilus (12%), L.casei (9,5%) [2], кроме того, встречаются
такие виды как L.bulgaricus, L.salivarius, L.rhamnosus, L.reuteri [11].
Проведенные ранее исследования свидетельствуют о том, что более чем у половины пациентов различных возрастов с жалобами на дисфункции кишечника, как
при воспалительных заболеваниях, так и при паразитарных инвазиях отмечается
дефицит лактобацилл в содержимом толстого кишечника [3, 4]. Коррекция дисбиотических нарушений желудочно-кишечного тракта требует применения пробиотических препаратов. На современном этапе для этих целей аптечная сеть предлагает
большое количество пробиотических препаратов, как монокомпонентных, так и
поликомпонентных, относящихся к одному или нескольким родам. К сожалению,
положительный эффект пробиотиков даже при длительном применении носит транзиторный характер и заканчивается при отмене препарата. По мнению исследователей, одной из главных причин неэффективности применения пробиотиков может
быть чужеродность микроорганизмов для человека [5]. На наш взгляд, результативность приема пробиотических препаратов может быть низкой, в частности, вследствие того, что виды лактобацилл, входящие в состав применяемого пробиотика,
не соответствуют аутофлоре конкретного пациента. В связи с этим исследования
возрастных и региональных особенностей видовой структуры лактобацилл, обнаруживаемых в дистальных отделах толстого кишечника, остаются актуальными.
Цель исследования — изучение видового состава бактерий рода Lactobacillus,
населяющих дистальный отдел толстого кишечника пациентов различных возрастных групп, жителей города Тюмень.
МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ
Проанализировано содержание бактерий рода Lactobacillus в дистальных отделах толстого кишечника (при исследовании кала на дисбактериоз) 1545 пациентов
в возрасте от 1 месяца до 76 лет, обратившихся с жалобами на дисфункцию кишечника. Видовой состав лактобацилл исследовали в следующих возрастных группах
пациентов: 0-3 года; 4-14 лет; 17-54 года и 55-78 лет (пациенты 15 — 16 лет за период
наблюдения не обращались с указанными жалобами).
Исследования кала на дисбактериоз кишечника проводились согласно ОСТУ
91500.11.0004-2003 «Протокол ведения больных. Дисбактериоз кишечника».
Лактобациллы выделяли на плотной питательной среде — лактобакагаре. В соответствии с инструкцией по применению питательной среды для выделения и культивирования лактобацилл отбирали гладкие, круглые, белые, полупрозрачные или
сероватые колонии диаметром не менее 1 мм. Все колонии микроорганизмов идентифицированы методом масс-спектрометрии. Принцип идентификации основан на
спектральном анализе молекулярных масс белков. При изучении видового состава
штаммов анализировали лактобациллы только с высоким уровнем видовой идентификации (показатель score более 2).
Статистическую обработку материала осуществляли в программе «Excel» с вычислением показателей: средней арифметической, ошибки и достоверности различий полученных результатов с использованием критерия Стьюдента.РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ
Анализ результатов исследования кала на дисбактериоз выявил дефицит
(≤ 105
КОЕ/г фекалий) бактерий рода Lactobacillus в дистальном отделе толстого кишечника у 65,9 % пациентов. Таким образом, видовой состав лактобацилл изучен у
527 пациентов различных возрастных групп.
По результатам нашего исследования в фекалиях всех обследованных пациентов идентифицировано 19 видов лактобацилл. При этом, в возрастных группах 0—3
и 17—54 лет количество видов лактобацилл составило 14 и 15 соответственно, в то
время как в группе пациентов 4—14 лет и старше 55 лет было определено только 6
и 7 видов соответственно. Таким образом, у детей старше 3 лет и пациентов старше
55 лет видовое разнообразие лактобацилл менее выражено. Важно подчеркнуть, что
у 15 пациентов (2,85±4,2 %) обнаруживались два вида лактобацилл и у одного пациента — три вида. Структура видового состава лактобацилл, выделенных из кала
пациентов различных возрастных групп и в целом, представлена в табл. Как видно
из табл., в дистальных отделах кишечника преобладают такие виды лактобацилл как
L.rhamnosus, L.plantarum, L.fermentum. Эти виды можно отнести к аллохтонным, то
есть постоянно присутствующим в содержимом кишечника. Реже встречаются лактобациллы видов L.paracasei, L.salivarius и L.gasseri. Виды лактобацилл, обнаруженные у единичных пациентов (менее 3%), скорее всего, принадлежат к аутохтонным,
то есть имеют транзиторный характер.
При анализе видового состава лактобацилл содержимого толстого кишечника в
различных возрастных группах выявлены некоторые особенности. Во всех возрастных группах пациентов в содержимом кишечника среди лактобацилл превалирует
вид L.rhamnosus, так, в возрастной группе до 3 лет бактерии этого вида обнаруживаются у половины пациентов. С увеличением возраста происходит снижение частоты
обнаружения L.rhamnosus в дистальных отделах толстого кишечника (рис.). При
сравнении показателей частоты обнаружения лактобацилл этого вида у пациентов
первых трех возрастных групп (0-3 года, 4-14 лет, 17-54) с группой пациентов 55 — 76
лет, определены статистически достоверные различия, p ≤ 0,01.
L. plantarum стабильно определяются у 20% пациентов во всех возрастных группах. Статистически значимые различия отмечены по частоте обнаружения у пациентов L.fermentum в возрастных группах 4—14 и 55—76 лет. У пациентов старше 55
лет бактерии этого вида обнаруживаются чаще, p ≤ 0,05.
Таким образом, полученные результаты свидетельствуют о видовом разнообразии лактобацилл, населяющих толстый кишечник людей. Наличие различных видов
лактобацилл, циркулирующих в толстом кишечнике, зависит от многих факторов:
микроэкологические нарушения при клинической патологии различного происхождения [Million M. et al., 2013], в том числе паразитарные инвазии[4, 8], а также
возраста [3] и характера питания. При преимущественном употреблении молочных
продуктов доминируют такие виды как L.delbrueckii, L.acidophilus. Питание, состоящее из овощных блюд, предполагает содержание в кишечнике L.plantarum. Можно
предположить, что на состав микробиоты человека оказывают влияние и региональные особенности [11]. Существенное значение в развитии дисфункции кишечника,
связанного с дефицитом лактобацилл, имеет антибиотикотерапия (антибиотик-ассоциированные диареи); в соответствии с принятыми международными рекомендациями, всем больным, получающим антибиотики, должны назначаться антибиотикорезистентные пробиотики [7, 10].
Анализ пробиотиков, в состав которых входят лактобациллы, показал, что отечественные лекарственные препараты содержат преимущественно L. acidophilus —ацилакт, аципол, биобактан сухой, линекс. В биологически активных добавках,
таких как витанар, гиалакт, бифиформ комплекс, витафлор, пробиотическим микроорганизмом также является L. acidophilus. В силу того, что они продуцируют
микроцины с широким спектром антагонистической активности, их применение
для подавления условно патогенных бактерий очень эффективно [2]. Но учитывая
то, что в дистальных отделах кишечника содержание ацидофилов составляет всего
1,14±0,46 %, для восстановления дефицита лактобацилл назначение пробиотиков,
содержащих L.acidophilus, не очень результативно.
Для разработки комбинированных препаратов, состоящих из нескольких микроорганизмов, преимущественно встречающихся в содержимом кишечника, важно
изучение не только их антагонистической активности в межштаммовых взаимоотношениях, но и определение видов лактобацилл, населяющих толстый кишечник с
учетом возраста пациентов. Проведенные ранее исследования [6] свидетельствуют
о том, что некоторые изученные штаммы L.plantarum, L.delbrueckii и L.rhamnosus,
обладающие высокой антагонистической активностью, подавляют по 7 и 8 штаммов
аналогичных видов. Высокий уровень антагонизма этих бактерий по отношению к
представителям этого же рода и вида ограничивает их применение при реализации
принципа совместного культивирования.
Таким образом, исследование видового состава лактобацилл, населяющих дистальный отдел толстого кишечника, показало их значительное разнообразие. Причем
у детей старше 3 лет и пациентов старше 55 лет видовое разнообразие лактобацилл
менее выражено. Статистически значимые различия по содержанию в толстом кишечнике лактобацилл в различных возрастных группах пациентов выявлены по видам L.rhamnosus и L.fermentum. Восстановление дефицита лактобацилл при дисбиозе
кишечника необходимо осуществлять пробиотическими микроорганизмами с учетом
сведений об их видовом составе в дистальных отделах кишечника конкретного пациента. Это, возможно, окажется более эффективным для восстановления дефицита
лактобацилл и получения стойкого результата после отмены препаратов пробиотиков.
Сведения о видовой характеристике лактобацилл, выделенных из толстого кишечника
пациентов различных возрастных групп, дадут возможность более качественного проведения коррекции микробиоты толстого кишечника, что будет способствовать профилактике заболеваний желудочно-кишечного тракта воспалительного характера.
С нашей точки зрения, в качестве критерия при первичном скрининге перспективных штаммов для производства пробиотиков можно использовать спектр видов
бактерий рода Lactobacillus, населяющих дистальный отдел толстого кишечника.

Об авторах

Л. В. Катаева

Тюменский научно-исследовательский институт краевой инфекционной патологии

Автор, ответственный за переписку.
Email: fake@neicon.ru

Катаева Любовь Владимировна - кандидат медицинских наук.

625026, Тюмень, ул. Республики, 147, р.т. (9097)40-50-74

Россия

А. А. Вакарина

Тюменский научно-исследовательский институт краевой инфекционной патологии

Email: fake@neicon.ru
Россия

О. Н. Колотова

Тюменский научно-исследовательский институт краевой инфекционной патологии

Email: fake@neicon.ru
Россия

О. В. Посоюзных

Тюменский научно-исследовательский институт краевой инфекционной патологии

Email: fake@neicon.ru
Россия

В. В. Ташланова

Тюменский научно-исследовательский институт краевой инфекционной патологии

Email: fake@neicon.ru
Россия

Н. Ф. Карпухина

Тюменский научно-исследовательский институт краевой инфекционной патологии

Email: fake@neicon.ru
Россия

Л. А. Бычкова

Тюменский научно-исследовательский институт краевой инфекционной патологии

Email: fake@neicon.ru
Россия

Список литературы

Дополнительные файлы