Монография предназначена для врачей всех специальностей, студентов и профессорско-преподавательского состава высших медицинских учреждений, сотрудников научно-исследовательских медицинских центров.
Содержание:
Аннотация 1
Глава 1. Значение микрофлоры желудочнокишечного тракта человека - (В. Л. Мартынов, А. Г. Семенов, Н. В. Казарина, А. А. Тулупов, А. А. Чесноков) 1
Глава 2. СИБР – синдром избыточного бактериального роста в тонкой кишке - (В. Л. Мартынов, А. Г. Семенов, Н. В. Казарина, А. А. Тулупов, А. А. Чесноков) 11
Глава 3. Этиопатогенез и анализ антибиотикотерапии СИБР в тонкой кишке - (В. Л. Мартынов) 27
Глава 4. Учение лауреата Нобелевской премии И. И. Мечникова о хронической аутоинтоксикации и преждевременном старении - (В. Л. Мартынов) 33
Глава 5. Особенности некоторых методов обследования и хирургической коррекции НБЗ и СИБР - (В. Л. Мартынов, А. Г. Семенов, А. А. Тулупов, А. А. Чесноков) 35
Глава 6. Диагностика СИБР тонкой кишки у пациентов с НБЗ и после ее хирургической коррекции – первые результаты - (В. Л. Мартынов, А. Г. Семенов, Н. В. Казарина, А. А. Тулупов, А. А. Чесноков) 41
Глава 7. Определение дисбиоза толстой кишки, тонкой кишки, двенадцатиперстной кишки, желудка у пациентов с НБЗ и СИБР - (В. Л. Мартынов, Н. В. Казарина, А. А. Тулупов, А. А. Чесноков) 44
Глава 8. Морфологическая характеристика слизистой оболочки подвздошной и ободочной кишки до и после хирургической коррекции НБЗ у пациентов с СИБР - (В. Л. Мартынов, Н. Ю. Орлинская, А. А. Тулупов, А. А. Чесноков) 45
Глава 9. Анализ результатов хирургической коррекции НБЗ и СИБР у пациентов с экстраинтестинальной патологией - (В. Л. Мартынов, А. А. Тулупов, А. А. Чесноков) 46
Глава 10. Хирургическая профилактика СИБР после правосторонней гемиколэктомии - (В. Л. Мартынов, А. Г. Семенов, В. А. Курилов) 50
Заключение - (В. Л. Мартынов) 55
Основные выводы предложенной монографии: 56
Список сокращений: 56
В. Л. Мартынов
СИБР (хирургическое лечение и профилактика)
Аннотация
Синдром избыточного бактериального роста (СИБР) (Small Intestinal Bacterial Overgrowth Syndrome) – это патологическое состояние, развивающееся вследствие бактериальной контаминации тонкой кишки различной микрофлорой и сопровождающееся функциональными нарушениями работы пищеварительного конвейера. Реальная распространенность СИБР на сегодняшний день неизвестна. Фактически это патологическое состояние плохо диагностируемо ввиду неспецифичности его симптомов, которые часто относят к основному производящему СИБР заболеванию. Существуют объективные причины, позволяющие объяснить широкую вариабельность данных о распространенности СИБР. Так, даже в условиях современной клиники не всегда возможно провести адекватную диагностику синдрома.
Частота выявления избыточного роста бактерий в тонкой кишке при различных заболеваниях органов желудочно-кишечного тракта (ЖКТ) составляет 40–99 %. Отмечается некоторая схожесть в симптоматике синдрома раздраженной кишки (СРК) и СИБР и довольно нередкое параллельное, на первый взгляд, существование двух патологий у больных, попадающих под критерии СРК. В 2000 г. в доступной печати стали появляться работы, в которых описывалось, что пациенты с СРК в 30–85 % имеют положительные результаты дыхательного водородного теста, причем такие результаты могут быть связаны именно с наличием СИБР, что существенно больше, чем в контрольной группе здоровых лиц. Данное сочетание не случайность – синдромы имеют общие механизмы патогенеза.
На основании многолетних исследований пациентов с патологией ЖКТ с позиций клапанной гастроэнтерологии авторы пришли к выводу, что основной причиной развития дистального СИБР является несостоятельность илеоцекального запирательного аппарата (баугиниевой заслонки). Разработаны оригинальные методики фиксации илеоцекального отдела кишечника в арефлюксном варианте (оперировано более 600 пациентов) в качестве лечения дистального СИБР, формирования арефлюксного тонко-толстокишечного анастомоза в условиях плановой и экстренной хирургии, что является пионерским подходом в научной и практической гастроэнтерологии.
Показано влияние хирургической коррекции СИБР на этиопатогенез некоторой экстраинтестинальной патологии, авитаминоза "С".
Монография предназначена для врачей всех специальностей, студентов и профессорско-преподавательского состава высших медицинских учреждений, сотрудников научно-исследовательских медицинских центров.
Глава 1. Значение микрофлоры желудочнокишечного тракта человека
(В. Л. Мартынов, А. Г. Семенов, Н. В. Казарина, А. А. Тулупов, А. А. Чесноков)
Введение. Пищеварительный тракт является открытой биологической системой, колонизированной микроорганизмами, которые и составляют ее микробиоценоз (Мечетина Т. А., 2011). Микробиоценоз – сложное многокомпонентное микробное сообщество с собственными внутренними взаимоотношениями, способствующими сохранению жизнеспособности микробной популяции (Яковенко Э. П., 2008).
Площадь пищеварительно тракта составляет 200–300 м (Плоскирева А. А., 2010). Общая численность микроорганизмов, обитающих в различных биотопах человеческого организма, достигает величины порядка 10 , т. е. число микробных клеток примерно на два порядка превышает численность собственных клеток макроорганизма (Leser T. D., 2009; Lawley T. D., 2012).
Слюна может содержать до 10 микробных клеток / мл (Maukonen J., 2008). С учетом ротовой полости, количество микроорганизмов составляет 75 % от всех представителей микрофлоры, заселяющей организм человека (Кучумова С. Ю., 2011). Пищевод и желудок контаминированы микроорганизмами, попадающими сюда с пищей и из полости рта. В желудке количество бактерий незначительное (менее 10 / мл), что связывают с кислотностью его содержимого. В связи с влиянием желудочного бактериального барьера проксимальные отделы тонкой кишки колонизируются относительно простыми микробными сообществами (до 10 / мл), представленными преимущественно Гр+ бактериями (Hayashi H., 2005). У 30–50 % здоровых людей содержимое тощей кишки стерильно (Плотникова Е. Ю., 2013). Только в подвздошной кишке, с уменьшением перистальтики и кислотности микробное изобилие и разнообразие разновидностей значительно увеличивается (Wilson M., 2005). Самые богатые микробные сообщества находятся в толстой кишке, где более медленная перистальтика и доступные питательные вещества (Macfarlane S., 2003). Видовая "этажность" расселения микробов определяется величиной рН и концентрацией кислорода. По мере продвижения кишечного содержимого повышается рН среды (Cummings J. H., 1991) и снижается парциальное давление кислорода. При этом преимущественно Гр+ флора сменяется Гр-, а облигатные анаэробы начинают преобладать над аэробами (Мечетина Т. А., 2011). Нерастворимые нутриенты способствуют формированию уникального пристеночного микробиоценоза, отличающегося от внутрипросветной флоры и флоры фекалий (Leitch E. C., 2007; Walker A. W., 2008).
Основная масса микробов приходится на мукозную микрофлору, лишь незначительная часть нормальной кишечной микрофлоры находится внутри просвета кишки (Григорьев П. Я., 2004, Логинов А. С., 2000; Чернин В. В., 2010). При этом количество анаэробных бактерий в организме человека значительно превышает количество аэробов (Воробьев А. А., 1999), и составляет 99 % спектра микробиоты кишечника (Wilson M., 2005).
Общее число видов микроорганизмом, заселяющих кишечник, на настоящий момент колеблется от 600 до 1000 (RajilicStojanovic M., 2007; Ардатская М. Д., 2011; Кучумова С. Ю., 2011). В настоящее время известно 55 видов бактерий эволюционно способных заселить ЖКТ, и большинство (99 %) принадлежат четырем видам: Гр+ Firmicutes и Actinobacteria и ГрBacteroidetes и Proteobacteria. (Rajilic-Stojanovic M., 2007; Tap J., 2009; Eckburg P. B., 2005).
Считается, что закодированный микробиоматерией "микробиом" (генный набор всех микробов колонизации) содержит в 150 раз более уникальные гены, чем закодировано человеческим геномом (Qin J., 2010). У различных колоний может быть чрезвычайно переменный геном и фенотипические черты (Lapierre P., 2009), которые формируются как результат совместного с иммунной системой хозяина созревания микробиоты с момента первичной колонизации (Dethlefsen L., 2006), что подтверждают результаты исследований (Gill N., 2011; Norin E., 2010). Таким образом, утверждение о том, что "микрофлора человека индивидуальна как отпечаток пальцев" (Ардатская М. Д., 2011) является правомерным.
Динамика микробиоценоза кишечника человека в онтогенезе. Нормальная микрофлора изменяется на протяжении всей жизни в зависимости от влияния различных факторов, однако к периоду полового созревания ее профиль становится относительно стабильным. Микрофлора новорожденных весьма отличается от микрофлоры взрослых, которая, в свою очередь, несколько отлична от таковой у пожилых (Gordon D. M., 2006; Rambaud J. C., 2006).
Так, в 2010 году были опубликованы данные Cavalieri (2010) по исследованию состава микробиоценоза ЖКТ у 30 здоровых, нормально развивающихся детей в возрасте от 1 до 6 лет в двух группах из Буркина-Фасо и Италии, отличающихся по характеру питания, последующего за грудным. Для оценки состояния микрофлоры использовали ДНК-секвенирование. Авторами было показано, что в период естественного вскармливания основные характеристики компонентов микрофлоры ЖКТ в сравниваемых группах были сопоставимы. Но когда дети начали получать твердую пищу, характерную для региона проживания, различия в микрофлоре стали выглядеть несколько иначе. По сравнению с европейскими детьми, бактерии, представленные в микрофлоре ЖКТ африканских детей были более разнообразными, что позволяет детям более быстро адаптироваться к различным диетам. Эти бактерии не только обладали выраженными пробиотическими свойствами, но также были уникальными штаммами бактерий, которые не были обнаружены у европейских детей. Для этих микроорганизмов были показаны выраженные противодиарейные и противовоспалительные свойства (Плоскирева А. А., 2010).
Микробная колонизация желудочно-кишечного трактата (ЖКТ) немедленно начинается постпрандиально с простых микробных сообществ и формируется под влиянием окружения (Palmer C., 2007). Во время родов кишечный тракт младенца первоначально заселяется флорой родовых путей матери, представляя форму семейного наследования. Напротив, во время кесарева сечения младенец первоначально заселяется микробами кожи матери и микробами родильной палаты больницы (Koenig J. E., 2011; Park H. K., 2005; Dominguez-Bello M. G., 2010).
После рождения состав преобладающей микробиоматерии в значительной степени определяется диетой младенца. Например, кишечная микробиоматерия вскармливаемых грудью детей, как правило, представлена Bifidobacteriа (Harmsen H. J., 2000). Грудное молоко матери содержит множество олигосахаридов, которые используются в качестве пробиотиков бифидобактериями (Zivkovic A. M., 2011). В отличие от вскармливаемых грудью детей, младенцы находящиеся на искусственном вскармливании колонизированы более широким диапазоном флоры, где бифидобактерии находятся в меньшинстве (Hascoet J. M., 2011).
Введение прикорма и докорма с последующим отнятием от груди вызывает выраженные изменения в составе микробиоматерии. На 1–2 году жизни устанавливается плотная и разнообразная микробиоматерия, напоминающая по составу флору взрослого человека (Palmer C., 2007; Koenig J. E., 2011). С годами микробиоматерия становится более сложной и устойчивой в отсутствие внешних критических влияний, таких как инфекция или антибиотики (Blaser M. J., 2009).
Оставаясь функционально постоянной, микрофлора выполняет основные биохимические реакции, такие как метаболизм потенциально вредоносных веществ (желчные кислоты, билирубин, гетероциклические амины), брожение полисахаридов в жирные кислоты короткой цепи (SCFAs; преобладающе ацетат, пропионат и бутират) (Hooper L. V., 2002; Turnbaugh P. J., 2009).
В настоящее время учеными признается факт совместного эволюционирования микро– и макроорганизмов (Angela M. Zivkovic, 2009). Рождаясь иммунологически неразвитой, и сталкиваясь с притоком чужеродных антигенов, наша иммунная система быстро приспосабливается и развивается (Renz H., 2011). Микробиота кишечника эволюционировала в течение миллионов лет вместе с макроорганизмом хозяина (Rawls J. F., 2012).
Развитие иммунной системы человека обеспечивается богатым опытом взаимодействия с симбионтной флорой в филогенезе и непосредственным влиянием микробиоты в процессе онтогенеза (Iebba V., 2012).
Многие микробные гены комплементарно закодированы в человеческом геноме, обеспечивая нас многими способностями, которые мы не могли развить самостоятельно, воздействуя на нашу физиологию одинаково в здоровом и больном состоянии (Trevor D., 2012). Поэтому микробиоматерию можно считать дополнительным "органом", который функционирует как суперорганизм и сосуществует с нами в гармонии в состоянии здоровья (Eberl G., 2010).
Классификация микрофлоры. Нормальная микрофлора человека может быть резидентной и транзиторной (Кучумова С. Ю., 2011; Мечетина, Т. А., 2011; Ардатская М. Д., 2009; Белоусова Е. А., 2009). Резидентная (облигатная) микрофлора представлена постоянно присутствующими в организме микробами: к ним относятся, например, бифидо и лактобактерии кишечника, которые составляют основу биоценоза в количественном выражении. Факультативная (сапрофитная) флора не превышает 5 % от общей численности микроорганизмов. Транзиторная (непостоянная) микрофлора не способна к длительному существованию в организме и попадает на кожу или слизистые оболочки из окружающей среды – стафилококки, стрептококки и дрожжеподобные бактерии (в норме не превышает 0,01 %).
В зависимости от особенностей метаболизма выделяют протеолитическую и сахаролитическую микрофлору (Воробьев А. А., 1999). Протеолитические микроорганизмы (кишечная палочка, бактероиды, протей, клостридии) расщепляют белки до азотистых соединений, а сахаролитические (бифидо и лактобактерии, энтерококки) метаболизируют углеводы.
По отношению к молекулярному кислороду бактерии можно разделить на 3 основные группы (Кучумова С. Ю., 2011):
– облигатные аэробы, растущие только при наличии кислорода (большинство прокариотических организмов);
– облигатные анаэробы, кислород для которых токсичен (бактероиды, клостридии ботулизма, столбняка, газовой гангрены);
– факультативные анаэробы, растущие как при наличии, так и при отсутствии кислорода (кишечная палочка, стрепто-, стафилококки).
Микрофлора тонкой кишки. У большей части здоровых людей тощая кишка имеет низкую плотность заселения, увеличивающуюся по направлению к толстой (Маев И. В., 2007; Логинов А. С., 2000).
Верхние отделы тонкой кишки (двенадцатиперстная) относительно свободны от бактерий, что связано с неблагоприятным действием щелочного рН и пищеварительных ферментов. Тем не менее, в верхних отделах тонкой кишки можно обнаружить лактобациллы и бифидумбактерии (Saad R., 2003).
В содержимом тощей кишки здоровых людей может находиться до 10 / мл микробных клеток (Ардатская М. Д., 2011; Кучерявый Ю. А., 2010). Состав их становится более разнообразным, появляются стрептококки, стафилококки, а также другие грамположительные аэробные бактерии и грибы.
Терминальный отдел подвздошной кишки представляет собой пограничную зону между нормальной толстокишечной флорой и микроорганизмами, обитающими в более проксимальных отделах тонкой кишки (Ардатская М. Д., 2011). По мере приближения к илеоцекальному клапану количество микробов в подвздошной кишке увеличивается до 10 / мл, в первую очередь за счет энтерококков, кишечной палочки, бактероидов и анаэробных бактерий (Бондаренко В. М., 2007; Маев И. В., 2007).
Физиологическое значение микрофлоры. Значимость и эффекты кишечной микрофлоры наглядно продемонстрированы на экспериментальных моделях, хотя полная экстраполяция на физиологию человека невозможна (Кучерявый Ю. А., 2014), отчасти потому, что микробиоценоз кишечника каждого человека сопоставим с уникальностью дактилоскопии (Pimentel M., 2000).
У грызунов, выращенных в стерильных условиях, в отличие от грызунов с естественной кишечной флорой происходит задержка не только желудочной секреции, но и кишечного транзита, осуществляется пролонгация межпищеварительного миграционного моторного комплекса (ММК) (Caenepeel P., 1989; Husebye E., 1994, Iwai H., 1973). Внедрение таким образцам мышей нормофлоры полностью нормализовало моторику кишечника (Husebye E., 2001). Добавление любого, даже моноштамма Lactobacillus acidophilus или Bifidumbacterium bifidum приводило к нормализации транзита по тонкой кишке и значительному увеличению частоты ММК (Hooper L. V., 2001). L. V. Hooper и J. Gordon развили эту идею, представив модель, на которой продемонстрировали редукцию генной экспрессии тонкокишечных нейронов и нейронов гладкой мускулатуры кишечника у мышей, выращенных в стерильных условиях. Последующее назначение Bacteroides полностью восстанавливало генную экспрессию нейронов (Hooper L. V., 2001).
Физиологические эффекты, оказываемые микробиотой многочисленны (Gabrielli M., 2013; Ардатская М. Д., 2011; Renz H., 2011):
– трофические и энергетические функции – тепловое обеспечение организма;
– энергообеспечение эпителия;
– регулирование перистальтики кишечника;
– участие в регуляции дифференцировки и регенерации тканей, в первую очередь эпителиальных;
– поддержание ионного гомеостаза организма;
– регуляция газового состава полостей;
– детоксикация и выведение эндо– и экзогенных ядовитых соединений, разрушение мутагенов, активация лекарственных соединений;
– образование сигнальных молекул, в том числе нейротрансмиттеров;
– стимуляция иммунной системы;
– стимуляция местного иммунитета, образование иммуноглобулинов;
– обеспечение цитопротекции;
– повышение резистентности эпителиальных клеток к мутагенам (канцерогенам);
– ингибирование роста патогенов;
– ингибирование адгезии патогенов к эпителию;
– перехват и выведение вирусов; – поддержание физико-химических параметров гомеостаза приэпителиальной зоны;
– поставка субстратов глюконеогенеза и липогенеза;
– участие в метаболизме белков, в рециркуляции желчных кислот, стероидов и других макромолекул;
– хранилище микробных плазмидных и хромосомных генов;
– синтез и поставка организму витаминов.