Диссертация: Патогенетическое и клиническое значение кишечной микрофлоры у больных с синдромом раздраженного кишечника
КУЧУМОВА
Светлана Юрьевна
Патогенетическое и клиническое значение кишечной микрофлоры у больных с синдромом раздраженного кишечника
14.01.28 – гастроэнтерология
Д и с с е р т а ц и я
на соискание ученой степени кандидата медицинских наук
Дата добавления на сайт: 03 апреля 2024 | Автор: КУЧУМОВА Светлана Юрьевна
Скачать работу 'Патогенетическое и клиническое значение кишечной микрофлоры у больных с синдромом раздраженного кишечника':
Государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования
Первый Московский государственный медицинский университет имени И.М. Сеченова
Министерства здравоохранения Российской Федерации
на правах рукописи
КУЧУМОВА
Светлана Юрьевна
Патогенетическое и клиническое значение кишечной микрофлоры у больных с синдромом раздраженного кишечника»
14.01.28 – гастроэнтерология
Д и с с е р т а ц и я
на соискание ученой степени кандидата медицинских наук
Научный руководитель:доктор медицинских наук
профессор А.А. Шептулин
Москва – 2014
Содержание
Список сокращений4Введение6Глава 1. Обзор литературы10Понятие микробиома10. Методы диагностики кишечной микрофлоры111.3. Качественный и количественный состав микрофлоры желудочно-кишечного тракта у здоровых лиц141.4. Качественный и количественный состав микрофлоры желудочно-кишечного тракта у больных СРК18. Физиологическое значение кишечной микрофлоры24. Патогенетическое значение кишечной микрофлоры у больных с CРК291.7. Связь клинических симптомов заболевания с качественным и количественным составом микрофлоры у больных СРК351.8. Методы коррекции кишечной микрофлоры. Доказательная база эффективности пробиотиков у больных СРК351.9. Возможные пути влияния пробиотиков на механизмы развития и клинические проявления СРК391.10. СРК и микрофлора: нерешенные вопросы41Глава 2. Методы исследования42Глава 3. Результаты собственных исследований55. Общая характеристика больных СРК55. Особенности клинической картины у больных СРК-Д и СРК-З573.3. Показатели аноректальной манометрии высокого разрешения у больных СРК и лиц контрольной группы693.4. Состояние кишечной микрофлоры у пациентов с СРК и лиц контрольной группы763.5. Результаты тестирования больных СРК-Д и СРК-З по методике «Классификация интрацептивных ощущений»88Глава 4 Влияние лекарственных препаратов на выраженность клинических симптомов заболевания, состояние кишечной микрофлоры и уровень качества жизни964.1. Сравнительная характеристика подгрупп пациентов с СРК-Д до начала терапии...974.2. Сравнительная эффективность препаратов Флорасан-Д и Энтерол в группе пациентов с СРК-Д994.3. Сравнительная эффективность препарата Флорасан-Д и плацебо в группе пациентов с СРК-Д1054.4. Сравнительная характеристика подгрупп пациентов с СРК-З до начала терапии.1104.5. Сравнительная эффективность препаратов Флорасан-Д и Резолор в группе пациентов с СРК-З1134.6. Сравнительная эффективность препарата Флорасан-Д и плацебо в группе пациентов с СРК-З119Глава 5 Обсуждение полученных результатов127Выводы147Практические рекомендации149Список литературы150Приложение 1 Карта расспроса больного с синдромом раздраженного кишечника173Приложение 2 Шкала Гамильтона (HARS) для оценки тревоги.. 175 Приложение 3 Шкала Гамильтона (HDRS) для оценки депрессии178 Приложение 4 Шкала депрессии Бека185Приложение5Методика«Классификацияинтрацептивных ощущений»190Приложение 6 Опросник SF-36191Приложение 7 Бристольская шкала формы кала195Список сокращений
АС – анальный сфинктер (ВАС – внутренний анальный сфинктер, НАС – наружный анальный сфинктер)
ВАШ – визуально-аналоговая шкала
ВЗК – воспалительные заболевания кишечника
ДГГЭ – денатурирующий градиентный гель-электрофорез ДИ – доверительный интервал
ДНК – дезоксирибонуклеиновая кислота ЖКТ – желудочно-кишечный тракт
КЖК – короткоцепочечные жирные кислоты ЛПС – липополисахариды
РАИР – ректоанальный ингибиторный рефлекс РНК – рибонуклеиновая кислота
СИБР – синдром избыточного бактериального роста
СРК – синдром раздраженного кишечника (СРК-Д - синдром раздраженного кишечника с диареей, CРК-З - синдром раздраженного кишечника с запором)
ЭГДС – эзофагогастродуоденоскопия DC – дендритные клетки
HARS – Hamilton Anxiety Rating Scale (шкала Гамильтона для оценки тревоги)
HDRS – Hamilton Depression Rating Scale (шкала Гамильтона для оценки депрессии)
HRAM – High Resolution Anorectal Manometry (аноректальная манометрия высокого разрешения)
JAMs - junctional adhesion molecules (соединительные молекулы адгезии) Ig Е – иммуноглобулин Е
ИЛ – интерлейкин
INF-γ – интерферон-гамма
NF-kB – nuclear factor kB (транскрипционный фактор kB) NLR – NOD-like receptor (нод-подобный рецептор)
NK – natural killers (клетки-киллеры)
PAMP – patogen-associated molecular patterns (патоген-ассоциированные молекулярные паттерны)
PRR – pattern-recognition receptors (паттерн-распознающие рецепторы) Th – Т-хелперные клетки
TFF – трефоиловый фактор
TLR – toll-like receptor (толл-подобный рецептор)
WGS – whole-genome sequencing (полногеномное секвенирование) ZO – zonula occludens (запирающая зона)
Введение
Синдром раздраженного кишечника (СРК) относится к наиболее часто встречающимся заболеваниям желудочно-кишечного тракта (ЖКТ): распространенность СРК в странах Европы и Северной Америки составляет примерно 10-15% (от 1 до 45% среди населения отдельных стран) (Lovell R.M., Ford A.C., 2012). Заболевание значительно ухудшает качество жизни, снижает социальную активность пациентов, а также требует значительных материальных затрат на лечение и обследование больных (Lee B.J., Bak Y.T., 2011). Однако эффективность большинства применяемых лекарственных препаратов и схем не превышает 40% (Camilleri M., 2001; Ford A., 2009), что свидетельствует о недостаточной изученности патогенеза СРК.
В последние годы на основании проведенных исследований накоплено значительное количество информации относительно биологических изменений, вносящих свой вклад в формирование симптомов СРК. Например, доказанным считается повышение проницаемости кишечной стенки за счет нарушения синтеза белков, формирующих плотные клеточные контакты между эпителиоцитами; изменение экспрессии сигнальных рецепторов, осуществляющих взаимодействие организма хозяина с бактериальными клетками; нарушение цитокинового профиля в сторону повышения провоспалительных цитокинов; наличие неспецифического воспаления в стенке кишки; а также изменение качественного и количественного состава кишечной микрофлоры (Arumugam M., 2011; Belmonte L., 2012; Qin J., 2012; Musso G., 2010; Greer J.B., 2011; Boroni Moreira A.P., 2012).
Изменение кишечного микробиома в настоящее время считается одним из ключевых факторов, который в сочетании с имеющимися биологическими изменениями в кишечной стенке приводит к формированию симптомов заболевания, в связи с чем представляется актуальным углубленное изучение состава кишечной микрофлоры, совершенствование методов диагностики
микробиома у больных СРК и поиск более эффективных схем лечения с учетом патогенетической роли кишечной микрофлоры в формировании его симптомов.
Цель исследования
Изучить патогенетическое и клиническое значение кишечной микрофлоры у больных с синдромом раздраженного кишечника и ее взаимосвязь с клиническим вариантом течения заболевания и эмоциональными нарушениями.
Задачи исследования
Изучить количественный и качественный состав кишечной микрофлоры у больных СРК.
Сопоставить результаты применения современных методов оценки состава кишечной микрофлоры с широко распространенным методом бактериологического исследования кала.
Оценить наличие синдрома избыточного бактериального роста у больных с СРК.
Оценить влияние различных групп препаратов на клиническую картину заболевания, состав кишечной микрофлоры и качество жизни у больных СРК.
Научная новизна
У больных СРК впервые изучалась взаимосвязь между изменением качественного и количественного состава кишечной микрофлоры (бактериологическое исследование кала, водородный дыхательный тест с лактулозой, секвенирование гена 16S рРНК бактерий в образцах кала), изменением давления анального сфинктера и чувствительности прямой кишки
(аноректальная манометрия высокого разрешения), эмоциональными нарушениями (шкалы тревоги и депрессии Гамильтона, Бека) восприятием внутренних телесных ощущений (тест дескрипторов интрацептивных ощущений); а также влияние выявленных изменений на клиническую картину заболевания и эффективность лекарственной терапии.
Практическая значимость и пути реализации работы
На основании проведенного исследования сделан вывод о целесообразности исследования у больных СРК синдрома избыточного бактериального роста при помощи водородного дыхательного теста с лактулозой, изучения качественного состава кишечной микрофлоры и проведения коррекции выявленных нарушений при помощи пробиотических препаратов.
Апробация работы
Материалы работы доложены на заседании кафедры пропедевтики внутренних болезней ПМГМУ им И.М. Сеченова, XX Российской гастроэнтерологической неделе (Москва, октябрь 2014), XXII Европейской объединенной гастроэнтерологической неделе (Вена, октябрь 2014).
Публикации
По материалам диссертации опубликовано 6 печатных работ в отечественных изданиях, рекомендованных ВАК РФ.
Объем и структура работы
Диссертация изложена на 195 страницах машинописного текста, иллюстрирована 34 таблицами, 19 рисунками и двумя клиническими наблюдениями. Работа состоит из введения, обзора литературы, описания
методов исследования, главы, посвященной результатам собственных исследований и лечению больных, обсуждения полученных результатов, выводов и практических рекомендаций. Список литературы содержит 213 источников (43 отечественных и 170 зарубежных).
Работа выполнена на базе клиники пропедевтики внутренних болезней, гастроэнтерологии и гепатологии им В.Х. Василенко УКБ № 2 Первого МГМУ им И.М. Сеченова.
Глава 1. Обзор литературы
Синдром раздраженного кишечника (СРК) определяется как комплекс функциональных нарушений, включающий в себя боли в животе, которые уменьшаются после акта дефекации, сопровождаются изменением частоты и консистенции стула и отмечаются не менее трех дней в месяц на протяжении последних трех месяцев при общей продолжительности жалоб не менее 6 месяцев (Римские критерии III) [133].
Согласно современной концепции патогенеза СРК (Drossman D.A., 2006) в формировании функциональных расстройств ЖКТ, в том числе СРК, важную роль играют генетическая предрасположенность, а также психо-социальные факторы, включающие в себя стрессовые ситуации, нарушение копинга (способности преодолевать стресс) и недостаточную социальную поддержку. Сочетание данных составляющих приводит к развитию висцеральной гиперчувствительности и нарушению моторики кишки.
В настоящее время схема патогенеза может быть дополнена целым рядом звеньев, касающихся изменений, локализованных на уровне кишечной стенки: таких как увеличение экспрессии сигнальных рецепторов, белков плотных контактов, нарушение цитокинового профиля, наличие неспецифического воспаления, а также изменение качественного и количественного состава кишечной микрофлоры [51,87,120,178].
Что касается последнего фактора, то его значение остается спорным, ввиду достаточно противоречивых сведений относительно особенностей кишечного микробиома как у пациентов, страдающих данным заболеванием, так и у здоровых лиц.
1.1 Понятие микробиома
Нормальную микрофлору человека следует рассматривать как совокупность множества микробиоценозов (сообществ микроорганизмов),
характеризующихся определенным видовым составом и занимающих тот или иной биотоп (место обитания) в организме. ЖКТ является самым крупным ареалом обитания микрофлоры. Общее количество обитающих в нем микробных клеток превышает число клеток органов и тканей организма человека в 10 раз [161].
В настоящее время понятие кишечной микрофлоры все чаще заменяется терминами «микробиота» или «микробиом». Термин «микробиом» был впервые предложен американским генетиком Джошуа Ледербергом в 2001 году [124]. Микробиом представляет собой совокупность геномов микроорганизмов, обитающих в кишечнике человека, который можно рассматривать в качестве отдельного органа, ответственного за множество метаболических процессов, протекающих в организме [164].
Методы диагностики кишечной микрофлоры
С середины ХХ века с целью изучения микробного пейзажа толстой кишки широко применялся бактериологический метод исследования, основанный на применении различных питательных сред для выращивания микробных популяций (живых культур) в зависимости от их метаболической активности. Однако значительный промежуток времени (до 10 дней), необходимый для получения результатов, применение дорогостоящих питательных сред, зависимость результатов исследования от соблюдения необходимых условий взятия образцов, их хранения и сроков транспортировки являются существенными недостатками исследования. Кроме того, при помощи данного метода определяется преимущественно просветная микрофлора, а идентифицировать простейшие, вирусы и грибы не предоставляется возможным [139].
На сегодняшний день в мировой практике «золотым стандартом» диагностики нарушения качественного и количественного состава микрофлоры тонкой кишки (в частности, синдрома избыточного бактериального роста –
состояния, при котором наряду с увеличением общего количества бактерий в тонкой кишке >105 КОЕ/мл происходит изменение бактериального спектра в сторону грамотрицательных и анаэробных штаммов) служит посев аспирата тонкокишечного содержимого [19]. Забор аспирата осуществляется с помощью специального зонда, либо энтероскопа. К наиболее часто выявляемым при культуральном исследовании аспирата микроорганизмам относятся стрептококки, эшерихии, лактобациллы и бактероиды [187]. Однако исследование микробной культуры требует специальных условий для анаэробного культивирования и обладает рядом недостатков, таких как низкая воспроизводимость, трудность идентификации некультивируемых бактерий и невозможность оценки пристеночной микрофлоры. Кроме того, при помощи традиционной энтероскопии не может быть диагностирован «дистальный» СИБР, локализованный преимущественно в подвздошной кишке [61,94].
Дыхательные тесты, в связи с их безопасностью, неинвазивностью, относительной простотой выполнения и невысокой стоимостью в настоящее время служат основным методом для диагностики СИБР. Независимо от используемого субстрата все дыхательные тесты основаны на определении продуктов метаболизма кишечных бактерий в выдыхаемом воздухе: например, водорода или углекислого газа (дыхательный тест с С14-D-ксилозой) [126,184].
Вклиническойпрактикеприменяютсяпреимущественноводородные
тесты, субстратом для которых служат глюкоза и лактулоза [94,119,171], ферментирующиеся кишечной микрофлорой с образованием водорода. Концентрация последнего в выдыхаемом воздухе косвенно отражает количество бактерий и их метаболическую активность в кишечнике. К сожалению, водородные дыхательные тесты недостаточно стандартизированы, протоколы их проведения различаются по объему и концентрации тестового субстрата (глюкозы, лактулозы), продолжительности исследования, временным интервалам между дыхательными пробами, значению порогового уровня водорода [94].
В последние годы более широкими темпами развивается также метагеномика – раздел генетики, ответственный за изучение геномов микроорганизмов. Выделение микробной ДНК путѐм полимеразной цепной реакции (ПЦР) и последующего секвенирования (определения нуклеотидной последовательности ДНК) даѐт возможность получить информацию обо всех генах, входящих в состав сообщества микроорганизмов.
Методы секвенирования основаны на идентификации маркерных генов (16S рРНК для бактерий и археев, 18S рРНК – для эукариот) или же на определении полного генома (полногеномное секвенирование, whole-genome sequencing, WGS).
В большинстве современных исследований, посвященных изучению кишечной микрофлоры, в качестве маркера генетического разнообразия используется 16S рибосомальная РНК (16S рРНК), которая служит обязательным компонентом любой бактериальной клетки и используется для видовой верификации бактерий (размер гена 16S рРНК составляет около 1500 нуклеотидных пар). Значительная часть гена представлена консервативными областями, имеющими практически одинаковый нуклеотидный состав у различных микроорганизмов, что позволяет подбирать универсальные праймеры (короткие фрагменты нуклеиновой кислоты, комплементарные РНК-мишени, служащей затравкой для синтеза комплементарной цепи с помощью РНК- полимеразы) для амплификации (увеличения числа копий) фрагментов гена различной длины, содержащих видоспецифичные вариабельные участки, определив нуклеотидный состав которых, можно идентифицировать микроорганизмы путем сравнения этих последовательностей с образцами, представленными в базах данных [57,143].
Помимо исследования генома микробных клеток, определение количественного и качественного состава кишечной микрофлоры возможно также при помощи исследования метаболома – всех метаболитов, служащих конечным продуктом обмена веществ в бактериальной клетке.
В основе изучения метаболома лежат хроматографические методы. Хроматография представляет собой разделение смесей на составляющие их вещества, основанное на распределении компонентов между двумя фазами – подвижной и неподвижной. В зависимости от агрегатного состояния подвижной фазы хроматографические методы разделяются на жидкостные (подвижная фаза – жидкость) и газовые (подвижная фаза – газ).
Для изучения метаболома применяются методы газо-жидкостной хроматографии фекалий (ГЖХ), основанной на определении метаболической активности анаэробной микрофлоры по спектрам и уровням летучих жирных кислот (уксусная, пропионовая, изомасляная, масляная кислота и др.) и органических соединений (фенола, индола), а также газовая хроматография в сочетании с масс-спектрометрией (ГХ-МС) для определения состава микроорганизмов по нелетучим жирным кислотам (молочная, щавелевоуксусная, щавелевая, янтарная, пировиноградная и др.), альдегидам и стеринам, входящим в состав их клеточной стенки на основании разделения данных веществ на хроматографе и анализе их состава в динамическом режиме на масс-спектрометре [34,81].
К недостаткам хроматографических методов можно отнести необходимость выполнения многократных исследований для анализа широкого диапазона микроорганизмов, особенности компьютерной обработки и высокую стоимость исследования [4].
Качественный и количественный состав микрофлоры желудочно-кишечного тракта у здоровых лиц
Общая биомасса живущих в организме человека микроорганизмов составляет от 1,5 до 3 кг, причем состав их меняется в зависимости от образа жизни, рациона питания, возраста человека и приема им различных
лекарственныхсредств(например,ингибиторовпротоннойпомпы, антибактериальных препаратов) [115,201].
В полости рта доминирующее положение среди бактерий занимают стрептококки (до 60% всей микрофлоры ротоглотки), также встречаются бактероиды, актиномицеты, фузобатерии и вейонеллы [32]. Анаэробов в ротовой полости в 10 раз больше, чем аэробов. У здоровых людей микрофлора полости рта выполняет функции биологического барьера, препятствующего размножению болезнетворных бактерий, попадающих в полость рта из внешней среды.
Желудок и проксимальный отдел тонкой кишки, учитывая антимикробное действие соляной кислоты, содержат относительно небольшое количество бактерий (103 и 105 КОЕ/мл соответственно).
В дистальном отделе подвздошной кишки находится переходная зона между микрофлорой тощей кишки, заселенной в основном...
Похожие материалы:
История болезни: Синдром раздраженного кишечника с преобладанием диареи, стадия обостренияСтатья: Клиническое значение нарушений сна у беременных
Нормативная документация: ПРИКАЗ от 9 июня 2003 г. № 231 «ОБ УТВЕРЖДЕНИИ ОТРАСЛЕВОГО СТАНДАРТА «ПРОТОКОЛ ВЕДЕНИЯ БОЛЬНЫХ. ДИСБАКТЕРИОЗ КИШЕЧНИКА»