Резюме
Актуальність. Гепатит С залишається однією з провідних проблем внутрішньолікарняних інфекцій, пов’язаних із гемотрансфузіями, введенням препаратів крові, медичними інвазивними маніпуляціями з діагностичною та лікувальною метою. Мета дослідження: установити популяційний рівень таксонів мікробіоти порожнини товстої кишки хворих на хронічний гепатит С. Матеріали та методи. Мікробіологічному дослідженню підлягали 72 зразки вмісту порожнини товстої кишки хворих на хронічний гепатит С, із них жінок було 44, чоловіків — 28, вік хворих становив від 21 до 53 років (у середньому — (37,5 ± 1,7) року). Результати. На основі проведених досліджень установлено, що популяційний рівень бактерій роду Bifidobacterium у порожнині товстої кишки хворих на хронічний гепатит С знижується на 41,28 %, Lactobacillus spp. — на 41,15 %, коефіцієнт кількісного домінування зменшується у 2,07 і 2,22 раза, коефіцієнт значущості — у 3,25 та 3,36 раза відповідно, що сприяє підвищенню популяційного рівня, коефіцієнта кількісного домінування і значущості Bacteroides spp. на 65,01 та 24,94 % відповідно, підвищується на 52,21 % кількість бактерій Escherichia spp., на 26,48 % — Enterococcus spp., на 57,43 % — Peptostreptococcus spp., у 2,03 раза — бактерій роду Clostridium. Результати проведеного дослідження дають можливість практичному лікарю ефективно проводити етіотропну терапію та корекцію змін біотопу пробіотичними засобами з урахуванням кількісних змін даного мікробіоценозу. Висновки. У порожнині товстої кишки хворих на хронічний гепатит С формується виражений дефіцит автохтонних облігатних Bifidobacterium spp. на 41,28 %, Lactobacillus spp. — на 42,15 %, зростає концентрація в біотопі Bacteroides spp. на 65,01 %, Peptostreptococcus spp. — на 57,43 %, Clostridium spp. — у 2,03 раза, а також бактерій роду Escherichia — на 52,21 %, Enterococcus spp. — на 26,48 %. За змінами популяційного рівня головної, додаткової і випадкової мікробіоти порожнини товстої кишки в більшості хворих на хронічний гепатит С діагностований дисбіоз/дисбактеріоз ІІ і ІІІ ступенів (80,56 %).
Актуальность. Гепатит С остается одной из ведущих проблем внутрибольничных инфекционных болезней, связанных с гемотрансфузиями, введением препаратов крови, медицинскими инвазивными манипуляциями с диагностическими и лечебными целями. Цель исследования: установить популяционный уровень таксонов микробиоты полости толстой кишки больных хроническим гепатитом С. Материалы и методы. Микробиологическому исследованию подлежали 72 образца содержимого полости толстой кишки больных хроническим гепатитом С, из них женщин было 44, мужчин — 28, возраст болных составил от 21 до 53 лет (в среднем — (37,5 ± 1,7) года). Результаты. На основании проведенного исследования установлено, что популяционный уровень Bifidobacterium spp. в полости толстой кишки больных хроническим гепатитом С снижается на 41,28 %, Lactobacillus spp. — на 41,15 %, коэффициент количественного доминирования уменьшается в 2,07 и 2,22 раза, коэффициент значимости — в 3,25 и 3,36 раза соответственно, что способствует повышению популяционного уровня, коэффициента количественного доминирования и значимости Bacteroides spp. на 65,01 и 24,94 % соответственно, повышается на 52,21 % количество бактерий родов Escherichia, на 26,48 % — Enterococcus, на 57,43 % — Peptostreptococcus spp., в 2,03 раза — Clostridium spp. Выводы. В полости толстой кишки больных хроническим гепатитом С формируется выраженный дефицит автохтонных облигатных Bifidobacterium spp. на 41,28 %, Lactobacillus spp. — на 42,15 %, увеличивается концентрация в биотопе Bacteroides spp. на 65,01 %, Peptostreptococcus spp. — на 57,43 %, Clostridium spp. — в 2,03 раза, а также бактерий родов Escherichia — на 52,21 % и Enterococcus — на 26,48 %. По изменениям популяционного уровня главной, дополнительной и случайной микробиоты полости толстой кишки у большинства больных хроническим гепатитом С диагностирован дисбиоз/дисбактериоз II и III степеней (80,56 %).
Background. Hepatitis C is one of the major problems of nosocomial infections associated with blood transfusions, administration of blood products, and medical manipulation with invasive diagnostic and therapeutic purposes. The purpose of our study was to establish population level of taxons of colon microbiota in patients with chronic hepatitis C. Materials and methods. 72 samples of colon content of patients with chronic hepatitis C, including 44 women, 28 men aged 21 to 53 years (average age (37.5 ± 1.7) years old) underwent microbiological investigation. Results. The study showed that the population of Bifidobacterium spp. in the colon lumen of patients with chronic hepatitis C decreased by 41.28 %, Lactobacillus spp. by 41.15 %, the coefficient of quantitative domination by 2.07 and 2.22 times, the significance coefficient by 3.25 and 3.36 times, respectively, that contributes to the population level increasing, coefficients of quantitative domination and significance of Bacteroides spp. by 65.01 % and 24.94 %, respectively, that means increased population level bacteria species of Escherichia and Enterococcus by 52.21 and 26.48 %, respectively, Peptostreptococcus spp. by 57.43 %, Clostridium spp. by 2.03 times. Conclusion. In colon lumen of patients with chronic hepatitis C there is formed distinct deficiency of autochthonous obligate Bifidobacterium spp. by 41.28 %, Lactobacillus spp. by 42.15 %, increased concentration of Bacteroides spp. in biotope by 65.01 %, Peptostreptococcus spp. by 57.43 %, Clostridium spp. by 2.03 times, and Escherichia bacteria by 52.21 % and Enterococcus by 26.48 %. Dysbiosis/dysbacteriosis of II–III stages (80.56 %) was diagnosed by the changes of population level of main, additional and accidental colon luminal microbiota in majority patients with chronic hepatitis C.
Вступ
Гепатит С залишається однією з провідних проблем внутрішньолікарняних інфекцій, пов’язаних із гемотрансфузіями, введенням препаратів крові, медичними інвазивними маніпуляціями з діагностичною та лікувальною метою [1, 2]. Більше ніж 2 % населення світу заражено цим вірусом. Із кожним роком захворюваність на гепатит С зростає. Кількість хронічних носіїв вірусу гепатиту С (HCV — Hepatitis C virus) у світі становить від 150 до 500 млн, їх число постійно зростає, і немає тенденції до зниження. Разом із тим патогенез гепатиту С вивчений недостатньо повно, хоча відомо, що розвиток і перебіг гепатиту С залежать від біологічної характеристики HCV та імунологічного статусу організму. Приблизно в 70–80 % хворих на гепатит С розвивається хронічна форма хвороби, що становить собою найбільшу небезпеку, оскільки може призвести до цирозу печінки або утворення злоякісної пухлини печінки [3–5].
Відомо, що в захисті макроорганізму від токсичних сполук традиційно основна роль належить ферментним процесам, що проходять у печінці, а роль кишкової мікробіоти в процесах детоксикації інколи ігнорується або ж їй надається другорядна роль. Останнім часом доведені процеси детоксикації із залученням нормальної мікробіоти кишечника, що перебігають в умовах анаеробіозу переважно за рахунок гідролітичних і відновних реакцій. Нормальна мікробіота людини є природнім біосорбентом шлунково-кишкового тракту. Кишковий мікробіоценоз у взаємозв’язку з організмом людини розглядається як своєрідний екстракорпоральний орган людини, в якому проходять активні детоксикаційні процеси. За сучасними уявленнями, основу нормальної мікробіоти товстої кишки людини становлять автохтонні облігатні анаеробні бактерії (роди Bifidobacterium, Lactobacillus, Propionibacterium) [6–8]. У складному бар’єрному механізмі захисту травного тракту значну роль відіграє нормальна кишкова мікробіота. Багаторічні дослідження відношень макроорганізму та його нормальної мікробіоти переконливо показують, що остання бере активну участь у морфогенезі і функціях різних систем хазяїна (імунної, серцево-судинної, ендокринної, травної та ін.) за рахунок продукції різноманітних за активністю ферментів, ендо- та екзотоксинів, інших біологічно активних речовин, а також метаболітів, що утворюються в порожнині товстої кишки в процесі мікробіологічної трансформації [9, 10]. Тому мікробіоту товстої кишки слід розглядати як локальну екологічну систему «макроорганізм (хазяїн) — мікробіота». Кількісні зміни порожнинної мікробіоти товстої кишки хворих на хронічний гапатит С дотепер не вивчались. Вивчення популяційних рівнів таксонів, що представляють даний біотоп, розширить горизонти патогенезу гепатиту С і може покращити комплексне лікування [11–13].
Мета дослідження: установити популяційний рівень таксонів мікробіоти порожнини товстої кишки хворих на хронічний гепатит С.
Завдання: установити кількісні зміни представників мікробіоценозу порожнини товстої кишки хворих на хронічний гепатит С.
Матеріали та методи
Мікробіологічному дослідженню підлягали 72 зразки вмісту порожнини товстої кишки хворих на хронічний гепатит С, із них жінок було 44, чоловіків — 28, вік хворих становив від 21 до 53 років (у середньому — (37,5 ± 1,7) року). Із дослідного матеріалу готували серійні десятикратні розведення (10–1–10–12). З кожної пробірки висівали матеріал на оптимальні живильні середовища для кожного таксону та культивували посіви в оптимальних умовах упродовж необхідного часу. Виділені чисті культури мікроорганізмів ідентифікували за морфологічними, тинкторіальними, культуральними, біохімічними властивостями та антигенною структурою (ентеробактерії). Ідентифікацію чистих культур ентеробактерій (ешерихій, цитробактера, протеїв та інших ентеробактерій) проводили за методом W. Ewing, використовуючи 30 основних тестів, рекомендованих Міжнародним комітетом з ентеробактерій [14]. В окремих випадках використовували тест-системи АРІ-20Е (Франція). Патогенні варіанти визначали за здатністю продукувати гемолізини на кров’яному м’ясопептонному агарі, а також серологічним методом (за орієнтовною та титрованою реакціями аглютинації з живими культурами).
Для визначення кількісних показників установлених таксонів підраховували кількість однотипних колоній, а для зручності статистичного опрацювання і викладу матеріалу популяційний рівень виражали десятковими логарифмами колонієутворючих одиниць — lg КУО/г.
Контрольну групу становили 87 зразків випорожнень практично здорових людей, із них жінок було 47, чоловіків — 40, вік хворих становив від 20 до 48 років, середній — (32,9 ± 1,3) року.
Статистичне опрацювання отриманих цифрових результатів здійснювали з використанням універсальної статистичної програми Biostat 3.0 із визначенням середньої величини (М), статистичних відхилень (± m), довірчого інтервалу. Для вірогідності різниці між групами (хворих і практично здорових) застосовували коефіцієнт Стьюдента. Відмінність між групами вважали вірогідною за р < 0,05. Перевірку гіпотези на нормальність розподілу ознак проводили за критерієм Пірсона.
Результати та обговорення
Розглядати стан мікробіоти будь-якого біотопу людини як потужної екосистеми без визначення популяційного рівня кожного компонента асоційованої екосистеми просто неможливо. Саме популяційним рівнем характеризуються фізіологічні функції кожного таксону в мікробіоценозі. Результати вивчення популяційного рівня мікробіоти вмісту порожнини товстої кишки хворих на хронічний вірусний гепатит С наведені в табл. 1.
Популяційний рівень найважливіших за представництвом у складі товстокишкового мікробіоценозу людини бактерій роду Bifidobacterium spp. у порожнині товстої кишки хворих на хронічний гепатит С знижується на 41,28 % (за розведенням на 3 порядки); Lactobacillus spp. — на 41,15 % (також на 3 порядки). Зменшується їх коефіцієнт кількісного домінування у 2,07 і 2,22 раза відповідно. Суттєво знижений коефіцієнт значущості: у бактерій роду Bifidobacterium — у 3,25 раза, Lactobacillus spp. — у 3,36 раза. Відомо, що на фоні зменшення в товстокишковому біотопі популяції Bifidobacterium spp. і Lactobacillus spp. та їх біологічної активності, що напряму залежить від популяційного рівня, порушуються процеси засвоєння кальцію, заліза, вітаміну D, всмоктування поживних речовин, синтезу ендогенних вітамінів, амінокислот, знижується активність ферментів та інших біологічно активних речовин, а також, що дуже важливо, при гепатиті порушується детоксикаційна активність мікробіоти за рахунок зниження процесів деструкції токсичних речовин зовнішнього і внутрішнього походження, більшість із яких має антигенну або гаптенну структуру. Печінка відіграє ключову роль у регуляції рівня антигенів (токсинів), що надходять із порожнини товстої кишки або з інших органів у системну циркуляцію, а з неї — у лімфоїдні органи (периферійні органи імунної системи) [15]. На фоні дефіциту бактерій родів Bifidobacterium spp. і Lactobacillus spp. настає зниження рівня колонізаційної резистентності слизової оболонки кишечника, зокрема товстої кишки, що сприяє заселенню слизової оболонки патогенними та умовно-патогенними мікроорганізмами, останнє призводить до розвитку на фоні гепатиту С інфекційно-запальних процесів. Продуковані патогенними та умовно-патогенними мікроорганізмами екзо- та ендотоксини знижують і так ними порушену дезінтоксикаційну здатність печінки за рахунок ураження HCV гепатоцитів, а також клітин мононуклеарної фагоцитарної системи (тканинні макрофаги — клітини Купфера), синусоїдних клітин печінки (природні кілери, ендотеліоцити) [16, 17]. Такі зміни порушують проникливість кишкової стінки, лімітують регенерацію слизового шару, призводять до клінічної маніфестації — диспепсії, діареї та інших морфофункціональних порушень. Зменшення кількості бактерій родів Bifidobacterium spp. та Lactobacillus spp. призводить до негативних наслідків для печінки, що порушує її функції і, як наслідок, якість життя пацієнта. Тому в комплексному лікуванні хворих на хронічний гепатит С необхідно передбачити використання пробіотиків, що містять Bifidobacterium spp. та Lactobacillus spp., для корекції кількісних змін цих важливих представників мікробіоти порожнини товстої кишки.
Зменшення кількості бактерій родів Bifidobacterium spp.
та Lactobacillus spp. у порожнині товстої кишки хворих на хронічний гепатит С сприяє підвищенню популяційного рівня, коефіцієнтів кількісного домінування і значущості Bacteroides spp. на 65,01 та 24,94 % відповідно, що належать до грамнегативних бактерій та є потужним джерелом ліпополісахаридного ендотоксину, через який реалізується патогенна дія при транслокації з кишечника в кровотік. Зростає у 2,08 раза популяційний рівень різноманітної групи бактерій роду Clostridium, серед яких поряд із фізіологічними видами для макроорганізму людини можуть зустрічатися види з високим патогенним потенціалом.
Підвищується на 52,21 % (на 3 порядки) популяційний рівень найбільш представленої частини факультативно-анаеробного компонента додаткової ланки нормофлори — бактерій роду Escherichia, що в нормі сприяє стимуляції імунної реактивності організму за рахунок постійного антигенного подразнення імунокопетентних клітин локального захисту. Крім того, окремі E. coli здатні синтезувати вітаміни групи В, коліцини, мікроцини й коротколанцюгові жирні кислоти. Але на фоні зниження в кишечнику Bifidobacterium spp. та Lactobacillus spp. кількість E. coli різко зростає і при цьому починає проявляти ряд патогенних властивостей у кишечнику, а після транслокації їх у кров і внутрішні органи формуються системні запальні процеси або навіть бактеріальний шок [18, 19].
Паралельно в кишечнику хворих на хронічний гепатит С підвищується на 26,48 % кількість бактерій роду Enterococcus, що мають природну антибіотикорезистентність або швидко набувають резистентності до різних антибактеріальних засобів. Таким чином, перевищення фізіологічної норми концентрації в порожнині товстої кишки клітин бактерій родів Escherichia та Enterococus свідчить про формування дисбактеріозу, що є небезпечним для здоров’я пацієнтів із хронічним гепатитом С та вимагає проведення процесу деконтамінації та коригуючої терапії хворих шляхом використання біфідо- та лактовмісних пробіотиків.
Перебіг хронічного гепатиту С супроводжується підвищенням кількості в порожнині товстої кишки хворих у 2,10 раза Staphylococcus spp., та їх роль у мікробіоценозі є важливою за коефіцієнтом кількісного домінування в 5,23 раза, ніж у практично здорових людей.
Таким чином, зменшення фізіологічних норм концентрації у товстокишковому мікробіоценозі порожнини товстої кишки хворих на хронічний гепатит С автохтонних облігатних мікроорганізмів, посилення значення та популяційного рівня бактерій родів Escherichia, Enterococcus, Staphylococcus, Proteus і дріжджеподібних грибів роду Candida (C. albicans), а також контамінація біотопу патогенними (E. coli Hly+, ЕПКП) та умовно-патогенними ентеробактеріями (Citrobacter freundii, Enterobacter aerogenes, Serratia marcescens, Proteus spp., Escherichia spp. зі зміненими біохімічними властивостями, Peptococcus niger, Clostridium spp., Peptostreptococcus spp. та іншими), свідчать про формування та розвиток дисбіозу/дисбактеріозу (класифікація згідно з наказом МОЗ України від 01.05.1996 р. № 4), що є показником, що привертає увагу, у пацієнта з хронічним гепатитом С [20]. Отримані результати дослідження засвідчують необхідність проведення курсу пробіотичної терапії для деконтамінації патогенних та умовно-патогенних мікроорганізмів та для корекції популяційного рівня нормофлори. Для успішного проведення пробіотикотерапії необхідно встановлювати індивідуально в кожного хворого ступінь дисбіозу/дисбактеріозу, а на основі цієї інформації підбирати пробіотик або декілька одночасно та термін реабілітації.
Результати встановлення ступеня дисбіозу/дисбактеріозу порожнини товстої кишки хворих на хронічний гепатит С наведені в табл. 2. У 69 хворих установлені екологічні порушення бактеріальної флори І–ІV ступенів (95,84 %), дисбіоз/дисбактеріоз І ступеня — у 6 (8,33), ІІ — у 25 (34,73 %), ІІІ — у 33 (45,83 %), ІV — у 5 (6,95 %). У більшості хворих діагностований дисбіоз/дисбактеріоз ІІ і ІІІ ступенів (80,56 %). У трьох хворих на хронічний гепатит С змін популяційного рівня автохтонних облігатних анаеробних Bifidobacterium spp.
та Lactobacillus spp., а також факультативних анаеробних та аеробних мікроорганізмів не встановлено, але нормофлора була контамінованою. З числа досліджених зразків у 15 (20,83 %) установлено дисбіоз/дисбактеріоз, де крім порушень бактеріальної мікрофлори відмічали перситенцію дріжджепобідних грибів роду Candida. У контрольній групі дисбіоз/дисбактеріоз ІІ ступеня встановили в 1,15 % хворих.
На фоні таких порушень мікробіоти дисбіоз/дисбактеріоз проявляється клінічною маніфестацією і потребує проведення комплексних деконтамінаційних і коригуючих заходів, направлених на відновлення популяційного рівня головної автохтонної мікробіоти порожнини товстої кишки з пригніченням росту і різноманіття патогенних та умовно-патогенних бактерій
роду Enterobacteriaceae, Peptococcus niger, Staphylococcus spp.,
Peptostreptococcus spp., спороутворючих анаеробних бактерій роду Clostridium і дріжджепобідних грибів роду Candida.
Практична значимість. Результати проведеного дослідження продемонстрували, що дисбактеріоз у хворих на хронічний гепатит С формується за рахунок дефіциту на три порядки бактерій роду Bifidobacterium spp. та Lactobacillus spp. та зростання концентрації в біотопі бактерій роду Bacteroides spp. на 65,01 %, Peptostreptococcus spp. — на 57,43 %, Clostridium spp. — у 2,03 раза, бактерій родів Escherichia — на 52,21 % та Enterococcus — на 26,48 %, що надасть можливість практичному лікарю ефективно проводити етіотропну терапію та корекцію змін біотопу пробіотичними засобами.
Висновки
1. У порожнині товстої кишки хворих на хронічний гепатит С формується виражений дефіцит автохтонних облігатних анаеробів Bifidobacterium spp. на 41,28 %, Lactobacillus spp. — на 42,15 % (на три порядки відповідно) і відмічається зростання концентрації в біотопі Bacteroides spp. на 65,01 %, Peptostreptococcus spp. — на 57,43 %, Clostridium spp. — у 2,03 раза, а також суттєво зростає концентрація факультативно-анаеробного компонента нормофлори: бактерій родів Escherichia — на 52,21 %, Enterococcus — на 26,48 %.
2. За змінами популяційного рівня головної, додаткової і випадкової мікробіоти порожнини товстої кишки в більшості хворих на хронічний гепатит С діагностований дисбіоз/дисбактеріоз ІІ і ІІІ ступенів (80,56 %).
Перспективи подальших наукових досліджень. Отримані і наведені в статті результати є підставою для розробки і впровадження в практику охорони здоров’я комплексного методу пробіотикотерапії хворих на хронічний гепатит С.
Конфлікт інтересів. Автори заявляють про відсутність конфлікту інтересів при підготовці даної статті.
/37-1.gif)
/38-1.gif)