Журнал "Гастроэнтерология" Том 51, №3, 2017

Дослідження останніх десятиліть показали, що система травлення характе–ризується складними відношеннями між мікроорганізмами в екологічних нішах, які її населяють. Глобальна зміна поглядів на функціонування мікрофлори, передусім кишкової, лягла в основу відносно нової концепції в патофізіології гастроінтестинальних розладів. Сьогодні вже визнаним є факт, що функціональні розлади шлунково-кишкового тракту (ФР ШКТ) є результатом взаємодії між психологічними факторами і зміненою кишковою фізіологією через вісь «головний мозок — кишечник» [1, 2].

В підтвердження цього останній Римський консенсус визнав, що надалі коректно використовувати термін «порушення цереброінтестинальної взаємодії» (disorders of gut-brain interaction), тобто порушення взаємодії кишечника й головного мозку [3].

Функціональні гастроінтестинальні розлади (ФГІР), класифіковані за шлунково-кишковими симптомами, насамперед пов’язані з будь-якою комбінацією певних функцій (моторика, порушення вісцеральної гіперчутливості, зміни слизової оболонки й кишкової мікробіоти, розлади в роботі імунної й центральної нервової системи) [4]. Отже, мукозальний гомеостаз1 є необхідною умовою забезпечення гомеостазу системного, хоча й перебуває під контролем вищих нервових і гуморальних факторів. Водночас порушення регуляторного ланцюжка може призводити до ФР ШКТ, причому ці порушення іноді розвиваються як на центральному, так і на периферичному рівні. Наприклад, їх причиною може бути вісцеральна гіперчутливість, зумовлена дисфункцією кишкової мікробіоти, що призводить до відповідної реакції нервової системи з розвитком гіпермоторики [4, 5].

Розшифровка мікробіому залишається основним напрямком досліджень у галузі функціонування кишечника з ФР ШКТ, відмінності в бактеріальній структурі кишечника (наприклад, збільшення числа Firmicutes і зменшення Bacteroidetes і Bifidobacter) свідчать про їх причинну роль у виникненні й підтримці функціональних розладів [6]. Дослідження вітчизняних науковців, підтверджуючи результати зарубіжних вчених, довели на основі бактеріологічних та імунологічних досліджень (TNF-α в сироватці крові, SIgA, лізоцим у копрофільтратах) високу частоту й вираженість кишкового дисбіозу не тільки при органічних, але й при функціональних порушеннях шлунково-кишкового тракту [7, 8].

Публікації останніх років свідчать, шо кишкова мікробіота є основним метаболічним біореактором всього організму, враховуючи, що найбільша кількість мікроорганізмів (75–78 %) знаходиться в шлунково-кишковому тракті.

Сукупність мікробно-тканинних комплексів всіх органів і систем становить мікробіом [9]. Поняття «мікробіом» охоплює не тільки світ бактерій, а й включає археї, еукаріоти (найпростіші, гриби) й віруси [10]. Більше ніж 90 % бактеріальних філотипів мікробіоти травного тракту здорових людей представлені тільки трьома філотипами: Bacteroidetes, Firmicutes і Actinobacteria [11]. Сьогодні загальновідомо, що кількість бактеріальних клітин в організмі людини в 10 разів перевищує кількість власних клітин, а розмір загального геному мікробіоти переважає геном людини більше ніж у 150 разів, за попередньою оцінкою, геном мікробіоти містить близько 3,3 млн мікробних генів [12]. Результати наукових досліджень із вивчення метагеному показали, що, на відміну від мікрофлори кишечника дорослих людей, мікробіота кишечника дітей першого року життя є менш стабільною й досить швидко змінною системою.

Ще недавно вважалось, що діти народжуються зі стерильним травним трактом, але сьогодні є фактичні докази його мікробної колонізації у внутрішньо–утробному періоді життя з моменту початку ковтання амніотичної рідини плодом [13]. Перебіг пренатального періоду впливає на розвиток кишкової мікрофлори. Бактерії у внутрішньоматковому середовищі можуть призводити до пренатальної колонізації мезонію [14]. Наявність бактеріальних видів у меконії (кишкова паличка, Enterococcus faecium і стафілокок епідермальний) пояснюється транслокацією кишкових бактерій матері через кров [15]. Насправді, Enterococcus, Streptococcus, Staphylococcus і види Propionibacterium були виділені з пуповинної крові, що також свідчить про транслокацію. Лактобацили і ДНК Bifidobacterium були виявлені навіть у плаценті дітей після кесаревого розтину, що дає змогу припустити передачу їх з кишечника матері [16]. Ці результати ставлять більше запитань, ніж дають відповідей. Наші знання про розвиток мікробіоти в дітей раннього віку залежать від новітніх технологій у галузі молекулярної мікробіології. Точні варіації важливих груп бактерій, таких як Bifidobacterium, Enterobacteriaceae, Firmicutes і Bacteroidetes, можна контролювати за допомогою кількісної полімеразної ланцюгової реакції. Але більш повну філогенетичну карту мікробіоти можна зробити за допомогою методів секвенування ДНК [17].

Широке використання методів молекулярної мікробіології в останні 10 років сприяло роширенню знань про розвиток і інволюцію кишкової мікробіоти немовлят до рівня, що було неможливо досягти за допомогою класичних методів культивування, які використовуються до цього часу і дають уявлення тільки про 10–25 % екосистеми. Протягом перших років життя кишкова мікрофлора дітей швидко розвивається до періоду гомеостатичної стабільності [17], впливаючи на численні аспекти метаболізму дитини. Вищевказані наукові факти привертають увагу дослідників і педіатрів багатьох країн, насамперед через доведений зв’язок між розвитком ряду захворювань (запальні захворювання кишечника, алергічна патологія, метаболічні розлади тощо) та порушенням колонізації мікрофлори. Наступним кроком в еволюції знань про вплив мікробіоти, на нашу думку, можливо, буде визначення прогностичних характеристик метаболічних, системних та онкологічних зсувів у дорослій популяції на підставі варіативних змін кишкової мікрофлори дітей раннього віку. Уже на сьогодні дослідження мікрофлори має велике значення для профілактики й лікування хвороб. Наприклад, вивчення бактерії Faecalibacterium prausnitzii дозволило істотно просунутися в лікуванні хвороби Крона. Виявилося, що Faecalibacterium відіграє важливу роль у модуляції імунної відповіді і здатна запобігти руйнуванню стінки кишечника при даному захворюванні [18]. У рамках глобального проекту Human Microbiome Project — НМР вже розшифровано геном 178 мікроорганізмів, планується — 900, для чого доведеться проаналізувати 500 000 різних генів. Результати цих досліджень допоможуть у розробці персоніфікованих методів лікування, що є фундаментом медицини майбутнього. Велика кількість публікацій у наукових та медичних виданнях із приводу адаптації нових знань до практичної медицини створює умови, коли практикуючому лікарю досить складно розібратися в протиріччях вибору й ефективності імунобіологічних препаратів. Причиною цих дискусій, на наш погляд, є узагальнений поверховий підхід до всіх мікроорганізмів, які включені до великої маси імунобіологічних препаратів. Правильно було б говорити не про показники пробіотичних засобів у цілому, а про ефективність і безпечність кожного мікроорганізму, що є потенційним пробіотиком. Ще у 2002 році ФАО/ВООЗ були видані Guidelines for the Evaluation of Probiotics in Food [12] — настанови з оцінки безпечності й ефективності пробіотичних препаратів, першим етапом визначена ідентифікація штаму бактерій фенотиповими й генетичними методами, оцінка роду, виду, штаму бактерії й місцезнаходження її в міжнародній колекції штамів. Пробіотичні характеристики конкретного штаму не можуть бути екстрапольовані на інші штами одного й того ж виду. Доказом цього слугують дослідження, які доводять, що функціональна характеристика штам-специфічних білків відрізняється від інших штамів одного й того ж виду. На даний час на українському фармацевтичному ринку представлена велика кількість як моно-, так і полікомпонентних пробіотиків. Механізм їх дії на молекулярному рівні активно вивчається. Відомо, що практично всі мікроорганізми взаємодіють з клітинами макроорганізму через так звані Toll-подібні рецептори (TLR) — родину мембранних глікопротеїнів, присутніх на макрофагах, нейтрофілах і дендритних клітинах. Налічується 10 типів TLR. Структура TLR досить проста: існує цитоплазматичний домен і домен, який знаходиться на зовнішній мембрані клітини й безпосередньо взаємодіє з антигенами. Вважається, що всі пробіотики взаємодіють із TLR, розташованими на мембрані. Відбувається активація TLR, а потім через складну систему різних внутрішньоклітинних факторів (білок 88 мієлоїдній диференціювання — MyD88, родина ІЛ-1 рецептор-асоційованих кіназ — IRAK, асоційований із рецепторами фактор 6 — TRAF6) активується нуклеарний фактор каппа В (NF-kB), який і індукує гени, що зумовлюють протимікробну і прозапальну відповідь, зокрема продукцію прозапальних цитокінів (TNF-α, ІЛ-1b, ІЛ-6, ІЛ-8). Імунологічна функція мікробіоти є ключовою в розвитку адаптації і формуванні імунологічної толерантності: мікробіота регулює розвиток сигнальних систем основних підгруп лімфоцитів кишечника.

Зміни мікробної рівноваги в дітей раннього віку характеризуються індукцією зростання умовно-патогенної протеолітичної мікробіоти, продукцією патологічних метаболітів (ізоформи коротколанцюгових жирних кислот) і токсичних газів (метан, аміак, сірковмісні), а також розвитком у малюка вісцеральної гіперчутливості, яка проявляється вираженим занепокоєнням, плачем і криком. Причини, що лежать в основі розвитку функціональних порушень шлунково-кишкового тракту, впливають на моторну, секреторну і всмоктувальну здатність кишечника, негативно позначаються на формуванні мікробіоценозу кишечника та імунній відповіді. Ріст умовно-патогенної протеолітичної мікробіоти стимулює синтез нейротрансмітерів і гастроінтестинальних гормонів (мотиліну, серотоніну, мелатоніну), що впливають на моторику травної трубки за гіпо- або гіперкінетичним типом, викликаючи спазм не тільки пілоричного сфінктера і сфінктера Одді, але й анального сфінктера, а також розвиток метеоризму, кишкових кольок і порушення дефекації [19]. Зв’язок кінетики й запального процесу в травному тракті здійснюється на рівні взаємодії імунної та нервової систем кишечника. Лімфоцити власної пластинки кишки мають ряд нейропептидних рецепторів: при запаленні вивільняються активні молекули й медіатори запалення (простагландини, цитокіни), ентеральні нейрони експресують рецептори для цих імунних медіаторів (цитокінів, гістаміну), що активуються протеазами (protease-activated receptors, PARs) та ін. Виявлено, що TLR-подібні рецептори, що розпізнають ліпополісахариди грамнегативних бактерій, представлені не тільки в підслизовому й м’язовому сплетенні ШКТ, а й у нейронах задніх рогів спинного мозку. Таким чином, ентеральні нейрони можуть як відповідати на запальні стимули, так і бути безпосередньо активовані бактеріальними й вірусними компонентами, беручи участь у процесі взаємодії організму з мікробіотою. Розвиток запальної реакції слизової оболонки кишечника, індукованої умовно-патогенною флорою, можна діагностувати за рівнем білка кальпротектину в копрофільтратах. Дослідження, проведені фінськими вченими [21], демонструють аберантне формування кишкової мікробіоти при функціональних гастроінтестинальних розладах, які характеризуються зниженим рівнем Lactobacillus spp., підвищенням титру Cl. difficile і клостридій XIV кластеру, а також підвищенням числа аеробів (Staphylococcus, Klebsiella, E. сoli) та нестабільністю мікробіоценозу при його динамічній характеристиці [20]. У клінічному дослідженні професора Є.М. Булатової, присвяченому вивченню видового складу біфідобактерій у немовлят, які знаходяться на різних видах вигодовування, автор показала, що видове різномаїття біфідобактерій можна розглядати як один із критеріїв нормальної моторної функції кишки. Відзначено, що в дітей перших місяців життя без ФГІР (незалежно від виду вигодовування) видовий склад біфідобактерій вірогідно частіше представлений трьома і більше видами (70,6 проти 35 % випадків), із домінуванням дитячих видів біфідобактерій (B. bifidum і B. longum, bv. infantis). Видовий склад біфідобактерій немовлят із ФГІР переважно був представлений дорослим видом біфідобактерій — B. adolescentis (p < 0,014) [22]. У дітей із синдромом регургітації частіше, ніж у контрольній групі, спостерігалися відставання у фізичному розвитку, супутні захворювання лор-органів, залізодефіцитна анемія. У віці 2–3 років ці діти мали більш високу частоту респіраторних захворювань, неспокійний сон і підвищену збудливість. До шкільного віку в них нерідко формувався рефлюкс-езофагіт [23]. Наслідки нелікованих функціональних запорів можуть бути ще більш серйозними, нерегулярне спорожнення кишечника лежить в основі синдрому хронічної інтоксикації, сенсибілізації організму й може служити предиктором розвитку колоректальної карциноми [24].

Основне завдання медикаментозної корекції при функціональних гастроінтестинальних розладах — координація рухової активності ШКТ, можливо, за рахунок нормалізації мікробіотичного балансу кишечника. Включення до лікувального протоколу пробіотиків обумовлене їх дією на стабілізацію мукозного бар’єра кишечника, ослабленням у ньому запальних процесів, відновленням порушеного біоценозу товстої кишки [25]. При призначенні необхідно враховувати імуномодулюючу активність пробіотиків за рахунок зміни імуногенності чужорідних білків шляхом протеолізу; зниження секреції медіаторів запалення в кишечнику; зниження інтестинальної проникності кишкової стінки.

Біфідобактерії — найважливіший представник мікрофлори людини як у кількісному відношенні (їх питома вага у складі мікробіоценозів становить від 85 до 98 %), так і в якісному, враховуючи їх роль у підтримці гомеостазу організму людини. Біфідобактерії відіграють провідну роль у нормалізації мікробіоценозу кишечника, підтримці неспецифічної резистентності організму, поліпшенні процесів усмоктування й гідролізу жирів, білкового й мінерального обміну, синтезі біологічно активних речовин, в тому числі вітамінів. На наш погляд, певну перевагу в клінічній практиці, особливо в дітей раннього віку мають монокомпонентні пробіотики, які містять найбільш фізіологічну для кишечника дитини мікрофлору, зокрема пробіотики Лінекс бебі® і Лінекс® дитячі краплі. Біфідобактерії BB-12, які входять до складу цих пробіотичних препаратів, були вперше застосовані датською компанією Chr. Hansen у 1983 році. На той момент вважалося, що даний штам слід віднести до виду Bifidobacterium bifidum, однак більш пізні дослідження із застосуванням молекулярно-генетичних методів показали, що штам належить до виду Bifidobacterium animalis і підвиду lactis [26].

Геном BB-12 був повністю секвенований у 2010 році [27]. Ефективність і безпека даного пробіотичного штаму підтверджена більше ніж у 300 дослідженнях, із яких понад 130 — рандомізовані клінічні дослідження. Результати досліджень показали, що штам BB-12 може продукувати позаклітинні білки, які зв’язують олігосахариди, амінокислоти та іони магнію, а також ферменти, здатні метаболізувати бактеріальні клітинні стінки, і близько двох десятків білків, здатних взаємодіяти з клітинами епітелію кишечника, зв’язуватися з молекулами колагену і здійснювати регуляцію роботи імунної системи кишечника [28]. Біфідобактерії BB-12 краще за інші штами переносять дію кислотного сере–довища шлунка, а також жовчних кислот і солей, які у високих концентраціях присутні в тонкому кишечнику. Іншою особливістю BB-12 є здатність ефективно закріплюватися на слизовій оболонці кишечника, в тому числі після ротавірусної інфекції [29]. Численними рандомізованими клінічними дослідженнями доведена клініко-лабораторна ефективність і переносимість BB-12 при розладах травлення в дітей раннього віку. Використання пробіотиків, що містять бактерії BB-12, призводить до істотного поліпшення самопочуття дітей, які мають гастроінтестинальні симптоми (метеоризм, болі в животі, лактазна недостатність, дисбіотичні порушення), сприяє кращому засвоєнню молока, має імуномодулюючий ефект. Представлені результати рандомізованих клінічних досліджень підтверджують доцільність включення пробіотичних бактерій, а саме аргументованого вибору пробіотиків із вмістом біфідобактерій BB-12 Лінекс бебі® і Лінекс® дитячі краплі) в протоколи лікування дітей із функціональними гастроінтестинальними розладами з метою подальшого узагальнення спостережень та аналізу їх клінічної ефективності.