Медики: Нарушение нормальной микрофлоры кишечника приводит к выраженному токсическому действию

Анализ состояния здоровья населения убедительно свидетельствует о неуклонном росте в последние десятилетия числа лиц, страдающих различными болезнями или предрасположенных к ним, прежде всего к "болезням цивилизации".

К ним относят так называемые оппортунистические инфекции, поражающие в стационарах новорожденных и больных, болезни сердца и сосудов, рак, моче- и желчнокаменную болезни, аллергические заболевания, в частности бронхиальную астму, гепатиты различной этиологии, ожирение, подагру, остеохондроз, поражения суставов, остеопороз, диабет и т.д.

По данным экспертов ВОЗ, заболеваемость многими из этих нозологических форм, ведущих к смерти, временной потере трудоспособности или инвалидизации в наиболее работоспособном возрасте, к сожалению, имеет неуклонную тенденцию к росту. Сердечно-сосудистыми заболеваниями в настоящее время страдает до 40% взрослого населения земного шара, у более 80% они предопределяются функциональными расстройствами.

Злокачественные новообразования и предраковые состояния отмечаются у 30% взрослого населения, болезни желудочно-кишечного тракта - у более 20% взрослых и детей. У 53% мужчин и 19% женщин, проживающих в индустриальных странах, выявлено повышенное содержание щавелевой кислоты в моче, при этом у 5-20% при достижении 70-летнего возраста, по крайней мере, однократно отмечается приступ мочекаменной болезни. У каждого 3-6-го жителя планеты имеются те или иные аллергические проявления.

На протяжении всего периода цивилизации предпринимались попытки ответить на вопрос: почему происходят и как начинаются болезни? Этот вопрос вопросов для медицины всех времен и народов сохраняет свою актуальность и в наши дни.

Во второй половине XIX и начале XX века, в "золотой период" микробиологии, благодаря научным достижениям Л. Пастера, Р. Коха, П. Эрлиха и других выдающихся ученых удалось установить, что многие болезни, склонные к распространению, обусловлены конкретными микроорганизмами - возбудителями инфекций.

На основе этих достижений были разработаны разнообразные химиотерапевтические средства, иммунопрепараты и методы диагностики, позволившие эффективно осуществлять раннее выявление, профилактику и лечение таких инфекционных болезней, как натуральная оспа, чума, холера, дизентерия, туляремия, сифилис, гонорея, лепра, эпидемический цереброспинальный менингит, полиомиелит, брюшной и сыпной тифы, бруцеллез, туберкулез, столбняк, дифтерия, малярия и многие другие.

В 1907 г. И.И. Мечников высказал предположение, что причиной возникновения многих болезней является совокупное действие на клетки и ткани макроорганизма разнообразных токсинов и других метаболитов, продуцируемых микробами, во множестве обитающих на коже и слизистых оболочках человека и животных, прежде всего - в пищеварительном тракте.

К сожалению, в последующие годы в силу ряда причин внимание исследователей и клиницистов к изучению этиопатогенетической роли микроорганизмов хозяина в развитии многих болезней стало снижаться, и в 30-60-е годы первопричину многих патологических процессов стали связывать с нарушениями функции центральной нервной системы.

В 50-70-х годах канадский патолог Г. Селье сформулировал концепцию стресса, ввел понятие "болезнь адаптации", считая, что основой многих болезней человека являются нарушения баланса электролитов и стероидных гормонов. Благодаря достижениям в области генетики, молекулярной биологии и экспериментальной иммунологии в 60-80-е годы появилась возможность раскрыть наследственный и/или иммунный генез многих болезней человека и животных.

Начались активные поиски дефектных генов в хромосомах, первичных и вторичных иммунодефицитов, причин их возникновения и патофизиологических изменений вследствие этих нарушений. С начала 80-х годов увеличение числа заболевших и спектра нозологических форм стали связывать с ухудшением состояния окружающей среды антропогенного генеза, высокой степенью урбанизации, гиподинамией, химизацией сельскохозяйственного и промышленного производства, широким внедрением в быт и здравоохранение новых химических соединений и т.д.

Перечисленные подходы к изучению причин возникновения так называемых соматических болезней в последние 50 - 75 лет объединяет то, что первичную или даже исключительную роль в их этиопатогенезе стали придавать изменениям функций и биохимических реакций эукариотических клеток органов и тканей организма хозяина.

Это явилось определяющей теоретической основой для разработки подавляющего большинства современных лекарственных препаратов патогномоничного действия. Благодаря производству подобных фармацевтических средств, высокому уровню медицинского обслуживания и ранней диагностике высокоразвитым странам удается сдерживать дальнейший рост заболеваемости и смертности населения.

Для этого в США ежегодно на здравоохранение выделяется 14 % валового внутреннего продукта (ВВП): 5 лет назад - 800 млрд долларов, а в настоящее время - свыше одного триллиона. В Англии только на государственное здравоохранение выделяется 5,9% ВВП, что в 2,5 раза больше, чем на оборону. К сожалению, подобный подход к вопросу сохранения и поддержания здоровья нации пока экономически неприемлем для большинства стран мира, включая Россию.

Кроме того, дальнейшее развитие фармацевтической промышленности на основе доминирующей в настоящее время концепции здоровья и причин заболеваемости само по себе способствует загрязнению окружающей среды, возникновению новых болезней и росту общей заболеваемости.

Наконец, традиционные подходы в последние десятилетия к этиопатогенезу многих распространенных болезней человека больше не дают новых конструктивных идей, позволяющих разрабатывать высокоэффективные средства и методы профилактики и лечения атеросклероза, гипертонии, новообразований, аллергий, других патологических состояний и синдромов, число случаев которых медленно и неуклонно возрастает.

В результате исследований в области экспериментальной и клинической гнотобиологии, медицинской микробной экологии, нормальной и патологической физиологии и других смежных дисциплин в 80 - 90-е годы вновь резко возросло внимание ученых к идее И.И.Мечникова о ведущей роли микробов, обитающих в организме человека и животных, в поддержании здоровья и возникновении болезней.

Согласно современным представлениям основу нормальной микрофлоры человека составляют облигатные анаэробные бактерии, количество которых достигает 1013 - 1014 , что на 1-2 порядка превышает количество эукариотических клеток всех тканей и органов человека вместе взятых. О чрезвычайной сложности населяющей человека и животных микрофлоры говорит хотя бы тот факт, что 1 г содержимого слепой кишки содержит более 2 биллионов микробных клеток - представителей 17 семейств, 45 родов и свыше 400 видов.

Эти эволюционно сложившиеся сложные симбиотические сообщества микроорганизмов (микробиоценозы) специфичны для той иной иной области кожи и слизистых оболочек человека и животных.

При этом в любом микробиоценозе всегда имеются постоянно обитающие виды бактерий (характеристические виды, автохтонная, индигенная микрофлора), а также транзиторные виды (добавочные, случайные виды, аллохтонная микрофлора).

Количество характеристических видов относительно невелико, но численно они всегда представлены наиболее обильно. Следует принять во внимание, что число культивируемых анаэробных бактерий, составляющих микрофлору человека, не превышает 7-50% от предполагаемого их истинного количества. Например, в толстой кишке число некультивируемых анаэробных бактерий составляет 1010 - 1011 клеток на 1 г ее содержимого.

Заметим, что из-за отсутствия селективных методов выделения и культивирования практически не исследованы неспороносные анаэробы, присутствующие в полости пищеварительного тракта в количестве менее 108 клеток на 1 г его содержимого.

Представители нормальной микрофлоры присутствуют в организме человека и животных в виде фиксированных к определенным рецепторам микроколоний, заключенных в биопленку. Биопленка, покрывающая слизистые оболочки человека и животных, помимо экзополисахаридов микробного происхождения состоит из микроколоний морфологически идентичных клеток, а также муцина, продуцируемого бокаловидными клетками. Число рецепторов на эпителиальных клетках, к которым адгезируются бактерии, ограниченно.

В последние годы интенсивно исследуются механизмы, ответственные за специфическую адгезию. Установлено, что элементами, ответственными за нее, являются поверхностные структуры бактерий, содержащие лектины, которые комплементарны соответствующим рецепторам, расположенным на мембранах эпителиальных клеток.

Лектины представляют собой широко распространенные соединения белковой или гликопротеиновой природы, проявляющие специфическую и обратимую углеводсвязывающую активность. Будучи медиаторами адгезии, лектины могут быть локализованы в мембранах бактерий, на их поверхности, а также на специфических фимбриях, которые, проходя сквозь толщу экзополисахаридно-муцинового матрикса, фиксируют бактерии к соответствующим рецепторам эпителиальных клеток. Последние представляют собой гликосфинголипиды.

Бактерии могут адгезироваться и к рецепторам, локализованным в муциновом слое на других микроорганизмах (опосредованная адгезия). Своеобразие рецепторов детерминируется генетически у каждого индивидума, о чем свидетельствует наличие почти полностью идентичной анаэробной и аэробной микрофлоры у однояйцевых, но не у разнояйцевых близнецов человека.

Будучи заключенной в высокогидратированный экзополисахаридномуциновый матрикс (биоленку), нормальная микрофлора, как перчатка, покрывает кожу и слизистые оболочки, и более резистентна к воздействию неблагоприятных факторов физической, химической и биологической природы или их комбинаций по сравнению со свободно плавающими бактериями.

Функционально биопленка напоминает роль плаценты. Если плацента регулирует взаимоотношения плода и организма матери, то биопленка выполняет схожую роль, регулируя взаимоотношения между макроорганизмом и окружающей средой.

Кроме того, микроорганизмы, входящие в состав биопленки, осуществляют многочисленные метаболические реакции, вовлекаясь в процессы синтеза и деградации как соединений, образуемых в организме хозяина, так и чужеродных субстанций, участвуют в процессах распознавания, абсорбции и транслокации как полезных, так и потенциально вредных агентов.

Научные достижения и клинические наблюдения в этом направлении убедительно свидетельствуют, что микробиоценозы хозяина действительно являются его интегральной частью, своеобразным экстракорпоральным органом, имеющим важное значение в физиологии человека и животных.

Подобно тому, как эукариотические клетки органов и тканей высших организмов дифференцировались и выполняют определенные функции, так и симбиотические ассоциации анаэробных бактерий также специализировались, регулируя конкретные биохимические реакции и физиологические функции макроорганизма в естественных условиях его обитания.

Накопленные научные данные о значимости метаболической активности микробных популяций для гомеостаза позволил группе скандинавских исследователей предложить в 1985 г. два специальных термина, определяющих взаимоотношения хозяина и его микрофлоры: МAC - микроорганизм-ассоциированная характеристика и GAC - характеристика, не связанная с микроорганизмами.

Термином МАС определяются те анатомические структуры, физиологические функции или биохимические реакции макроорганизма, которые связаны с жизнедеятельностью микрофлоры хозяина, GAC - те параметры, которые проявляются только в организме безмикробных животных. Не вызывает сомнения, что число обнаруживаемых MAC и GAC c каждым годом будет все более увеличиваться и может достигнуть сотен и даже тысяч.

Чтобы лучше ориентироваться во взаимоотношениях хозяина и его микрофлоры, нами предлагается помимо MAC и GAC ввести дополнительный термин MAIF - микроорганизм-ассоциированная интегральная функция, параметр, являющийся конечным этапом каскадных реакций взаимодействия хозяина и его микрофлоры.