Роль микробиоценозов в развитии патологии

В статье рассматривается многофакторное влияние микробных сообществ в развитии различных видов патологий.

Аннотация статьи
микробиоценоз
гнойно-воспалительные заболевания
условно-патогенная микрофлора
Ключевые слова

Актуальность темы обусловлена тем, что микробиоценозы являются не только важнейшим фактором в формировании иммунитета человека, но и фактором формирования патологических процессов. Последнее связано прежде всего с неблагоприятными условиями окружающей среды в эру антибиотиков, что приводит к изменениям иммунного статуса макроорганизма. Цель данной работы – оценить роль микробиоценозов тела человека в развитии патологии на основе анализа данных литературы и результатов экспериментального исследования.

Материалы и методы. Изучение и анализ литературных источников, сопоставление, обобщение экспериментальных данных по дискуссионной теме.

Результаты исследования. Человек на протяжении длительного периода времени сосуществовал с популяциями микроорганизмов, которые заселили различные биотопы в организме человека. Эволюционно данное сосуществование переросло в сложные симбиотические отношения, что в итоге привело к формированию микросимбиоценозов. Микросимбиоценоз – это открытая, саморегулирующаяся система, в которой заселяющие ее организмы обеспечивают обмен веществ и энергией с окружающей средой, и представленная большим количеством различных популяций микроорганизмов [3].

По утверждению Е.В.Шабалдина основными представители нормофлоры представлены следующими типами: Firmicutes, Fusobacterium, Streptococcus, Proteobacteria, Actinobacteria. В рецидивирующих патологиях верхних дыхательных путей преобладали стрептококки [4].

По данным Л.М.Азнабаевой, представителями нормальной микрофлоры слизистой ротовой полости и миндалин являются St.milleri, St.mutans, St.oralis, St.warneri. Ключевым стрептококком в межмикробном взаимодействии является St.warneri за счет биосинтеза низкомолекулярных пептидов – лектинобиотиков, обеспечивая стабильность микробиоценозов. При изоляции из нормофлоры, данные стрептококки подавляли рост бактерий-ассоциантов и увеличивали рост патогенных микроорганизмов. Наиболее частыми вариациями, выделенными путем соскобов со слизистой являются: St.warneri-S.aureus (38%), St.warneri-S.epidermidis (23%), St.warneri-S.haemolyticus (26%), St.warneri-St.mutans (19%), при этом численность популяции самих стрептококков варнери увеличивалась в 2-3 раза. Л.М.Азнабаева в своих исследованиях предполагает, что в основе возникновения хронических заболеваний ротовой полости и миндалин основная роль принадлежит S.epidermidis при увеличении факторов патогенности у представителей условно-патогенной микрофлоры слизистых оболочек миндалин. Возбудителем данных заболеваний являются условно-патогенные аэрококки, выделенные путем соскобов слизистой у 20% здоровых пациентов и у 18% больных [1].

Также еще одной категорией важнейших патологий, связанных с нарушением микробиоты кишечника, являются сердечно-сосудистые заболевания. По данным Adilah F., изменение состава кишечного биома и связанных с ним метаболитов (триметиламин-N-оксид желчные кислоты, ВЖК), влияющие на гомеостаз организма человека, может влиять на патогенез таких заболеваний как атеросклероз, инсульты, инфаркты, острый коронарный синдром и др [8].

ЖКТ – формирование благоприятного для обитания условно-патогенных микроорганизмов, среди них можно выделить основные типы: Firmicutes, Actinobacteria, Verrucomicrobia, Proteobacteria. Симбиотические отношения между хозяином и микроорганизмом способствуют росту полезных бактерий, способствующих перевариванию пищевых веществ, синтез витаминов, регуляция эпителиального барьера слизистой оболочки, и подавление патогенных бактерий. При нарушениях целостности, упомянутого выше эпителиального барьера, способствует распространению либо непосредственно бактерий, либо продуктов бактериальной жизнедеятельности, например, эндотоксинов [4].

Условно-патогенные представители нашей микробиоты способны вызвать гнойно-воспалительные заболевания кожи и мягких тканей. Основными возбудителями являются S. aureus и S. pyogenes. Наряду с грамположительными кокками среди наиболее распространённых патогенов заболеваний имеют место быть E. coli, Klebsiella spp., Proteus spp., Enterobacter spp. Они обладают рядом факторов патогенности и при нарушении целостности кожных барьеров и слизистых оболочек транслоцируются в глубжележащие стерильные ткани и вызывают гнойно-воспалительные заболевания. Согласно данным СМММ, в 43% случаев энтеробактерии выделены при флегмонах различной локализации, в 12% – из трофических язв при синдроме диабетической стопы, в 6% – при гангренах, в 5% – при абсцессах, в 4% – при инфицировании пролежней [2].

За последние несколько десятилетий были идентифицированы онкогенные микроорганизмы, причем 11 инфекционных патогены, занесенные в список канцерогенов 1-го класса Международным агентством по исследованию рака (МАИР). На четыре из этих возбудителей, Helicobacter pylori, вирус папилломы человека высокого риска (ВПЧ), вирус гепатита В и вирус гепатита С, приходится 90% случаев инфекционного рака во всем мире. Известными примерами также являются: Fusobacterium nucleiatum при колоректальном раке, Porphyromonas gingivalis при раке поджелудочной железы и раке полости рта, оба ассоциированы с микробиомом полости рта, а также с резидентами кишечного микробиома Escherichia coli и Bacteroides fragilis [6].

Микробиота модулирует иммунные функции, а специфические штаммы кишечных микробов воздействуют на клетки иммунной системы, модулируя кишечные, а также системные иммунные реакции, таким образом, воздействуя на кости. Дисбактериозы кишечника могут привести к избыточной выработке воспалительных цитокинов, что способствует активации остеокластов и, как следствие, к резорбции кости и ингибированию костеобразования, что в конечном итоге приводит к уменьшению костной массы и остеопорозу. В этом огромную роль играет представитель микробиоты микроРНК (miRNAs) [7].

Микробиоценозы, формируемые еще с рождения, представлены в основном условно-патогенными микроорганизмами. Они находятся в симбиотических отношениях с человеком, но под воздействием неблагоприятных влияний становятся ключевыми факторами в развитии патологических процессов. Так, возбудителями заболеваний ротовой полости и миндалин являются S.epidermidi, аэрококки. Причинами атеросклероза, остеопорозов могут выступать дисбактериозы в ЖКТ. Помимо этого, Helicobacter pylori, Fusobacterium nucleatum и Escherichia coli могут быть причиной развития рака. Таким образом, микробиоценозы играют одну из главных ролей в развитии патологий, но в то же время остаются одним из важнейших составляющих нашего организма.

Текст статьи
  1. Азнабаева Л.М. Микробиологические критерии диагностики хронического тонзиллита у часто болеющих детей / Л.М. Азнабаева, Б.Я. Усвяцов // Педиатрия. – 2012. – Том 91. – № 2.
  2. Жилина С.В. Энтеробактерии при гнойно-воспалительных заболеваниях кожи и мягких тканей / Жилина С.В., А.Ю. Миронов, С.В.Поликарпова // Курский научно-практический вестник «Человек и его здоровье». – 2008. – № 1.
  3. Перунова Н.Б. Биорегуляция микросимбионтов в микросимбиоценозе кишечника человека / Н.Б. Перунова // Микробиология. – 2011. – С. 40-43.
  4. Шабалдин А.В. Особенности микробиома верхних отделов респираторного тракта у детей с рецидивирующими респираторными заболеваниями / А.В. Шабалдин, Е.В. Шабалдина, А.С. Симбирце // Инфекция и иммунитет. – 2017. – Том 7, № 4. – С. 341-349.
  5. Adilah F. Ahmad The gut microbiome and cardiovascular disease: current knowledge and clinical potential / Adilah F. Ahmad, Girish Dwivedi, Fergal O’Gara Jose Caparros-Martin, and X. Natalie, C. Ward // Microbiota and Cardiovascular Disease. – 2019. – 317: H923-H938.
  6. Claire M. Doocey The impact of the human microbiome in tumorigenesis, cancer progression, and biotherapeutic development / Claire M. Doocey, Karen Finn, Craig Murphy1 and Caitriona M. Guinane1// Doocey et al. BMC Microbiology. – 2022. – 22:53.
  7. Massimo De Martinis The Osteoporosis/Microbiota Linkage: The Role of miRNA / Massimo De Martinis, Lia Ginaldi, Alessandro Allegra, Maria Maddalena Sirufo, Giovanni Pioggia, Alessandro Tonacci and Sebastiano Gangemi // International Journal of Molecular Sciences. – 2020. – 21. – 8887.
  8. Wenyi Zhou Implication of Gut Microbiota in Cardiovascular Diseases / Wenyi Zhou, Yiyu Cheng, Ping Zhu, M. I. Nasser, Xueyan Zhang, and Mingyi Zhao // Oxid Med Cell Longev. – 2020. – 2020: 5394096.
Список литературы