Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Экологическая оценка микробиоты кишечника при лямблиозной инвазии

ВАК РФ 03.00.16, Экология

Автореферат диссертации по теме "Экологическая оценка микробиоты кишечника при лямблиозной инвазии"

На правах рукописи

Касаткина Наталия Михайловна

ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА МИКРОБИОТЫ КИШЕЧНИКА ПРИ ЛЯМБЛИОЗНОЙ ИНВАЗИИ

03 00 16 - экология

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

Ульяновск, - 2008

003172192

Работа выполнена в Государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Ульяновский государственный педагогический университет имени И Н Ульянова»

Научный руководитель.

доктор биологических наук, доцент Ильина Наталья Анатольевна

Официальные оппоненты

доктор медицинских наук, профессор Потатуркина-Нестерова Наталия Иосифовна

Ведущая организация

доктор биологических наук, доцент Прохорова Наталья Владимировна

Государственное образовательное

учреждение высшего профессионального образования «Саратовский

государственный университет

имени Н Г Чернышевского»

Защита состоится «_»_ 2008 года в_часов на заседании

диссертационного совета Д 212 278 07 при Государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования Ульяновский государственный университет по адресу г Ульяновск, Набережная реки Свияги, 106, корпус 1, аудитория 703

С диссертацией можно ознакомится в библиотеке Ульяновского государственного университета, а с авторефератом на сайте вуза http //um ulsu пд

Отзывы на реферат направлять по адресу 432000, г Ульяновск, ул Л.Толстого, 42, Ульяновский государственный университет, управление научных исследований

Автореферат разослан «_»_2008 года

Ученый секретарь диссертационного совета, кандидат биологических наук, доцент

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

АКТУАЛЬНОСТЬ ПРОБЛЕМЫ

Широко распространенное состояние дисбиоза кишечника свидетельствует о наметившемся сдвиге в микробном ценозе человека, и является отражением экологического неблагополучия внешней среды (Красноголовец, 1989, Куваева, Ладодо, 1991)

Известно, что наружные покровы и слизистые оболочки организма с первых мгновений жизни обсеменяются микроорганизмами, численность и разнообразие которых определяется множеством факторов внутренней среды организма и внешнего окружения Несмотря на это, существуют индивидуальная и анатомическая специфичность состава микроорганизмов, населяющих конкретный биотоп Она является залогом динамической стабильности микрофлоры и способствует поддержанию надлежащего уровня барьерных функций кожи и слизистых оболочек (Крамарь, 1988, Гончарова с соавт, 1988, Бочков, Овчарова, 1991, Малов, Гюлазан, 2007)

В настоящее время хорошо известна важная роль нормальной микрофлоры пищеварительного тракта в целом, и кишечника в частности, в создании резистентности к колонизации патогенными и условно-патогенными микроорганизмами, действию токсинов, ферментов защиты и агрессии, витаминном балансе, формировании иммунного гомеостаза, участии в метаболических и ферментативных процессах, антимутагенной и антигенотоксической активности и др (Красноголовец, 1989, Куваева, Ладодо, 1991, Воробьев с соавт, 1996, Федоров, 2006, Костюкевич, 2007)

Современные представления о микрофлоре как о совокупности микробиоценозов (Сытник, 1991, Добровольский, Сереброва, 2007, Костюкевич, 2007) требуют поиска биоценотических подходов к ее оценке Несмотря на образование новой науки микроэкологии, рассматривающей надорганические уровни организации бактерий, реализация ее принципов характеристики микробных экосистем кишечника ограничивается популяционным уровнем и редко затрагивает изучение микробных сообществ и биоценозов

Микрофлора кишечника является индикатором состояния макроорганизма и при снижении защитных сил, наблюдаются изменения микробиоценоза, заключающиеся в уменьшении количества представителей нормальной микрофлоры и роста условно-патогенной Последние, при снижении резистентности макроорганизма могут проявлять свою патогенность. Среди условно-патогенных микроорганизмов, способствующих возникновению и поддержанию дисбиотического процесса, помимо бактерий и грибов, значительное место занимают кишечные простейшие, которые в небольшом количестве встречаются в кишечнике практически всех здоровых лиц (Walker, 2005)

Известно, что кишечные паразитозы представляют актуальную эколого-медико-социальную проблему По данным ВОЗ в России ежегодно

регистрируется около 2 млн больных паразитарными болезнями (Сергиев, Лебедева, 1997, Онищенко, 2002; Онищенко, 2006). Наиболее известными возбудителями кишечных расстройств протозойной природы являются Entamoeba hystolitica, Giardia lamblia и Criptosporidium (Генис, 1979).

На фоне широкой распространенности паразитарных инфекций ведущее место занимает лямблиоз Лямблиоз - протозойное заболевание с различными вариантами течения от бессимптомного до спонтанной элиминации с длительным персистированием По статистическому учету лямблиоз регистрируется в мире у 500000 больных в год, а в России у 100000 больных, из них 90000 детей. Возбудитель лямблиоза Lamblia intestinalis (синонимы Giardia lamblia, Giardia intestinalis) широко распространен в окружающей среде и популяции людей Длительное время патогенное воздействие лямблий на организм человека подвергалось сомнению Однако к настоящему времени накопилось достаточное количество данных, свидетельствующих о патогенном воздействии этих простейших, способных вызывать кишечные инфекции с диарейным синдромом (Авдюхина с соавт, 2003, Зайденварг с соавт, 2004, Денисов, 2007)

Воротами инфекции являются верхние отделы тонкой кишки Установлено, что для развития лямблиоза достаточно заглотить несколько (до 10) цист Лямблии являются строгими паразитами Вегетативные формы могут существовать только на поверхности слизистой оболочки тонкой кишки, при этом они механически блокируют пристеночное пищеварение При лямблиозе усиленно размножаются бактерии и грибы, что, возможно, обусловливает продолжительные расстройства кишечника, нарушение иммуногенеза

В настоящее время существует весьма незначительное число работ, посвященных микрофлоре кишечника больных лямблиозом, однако в них отсутствует оценка паразитоценоза в целом

Малочисленность и фрагментарность работ, дающих представление о стабильности адаптационных и функциональных возможностей кишечника, не отражают понятия о микрофлоре как об экосистеме при лямблиозе, а также не направлены на изучение нарушений микробной экологии кишечника.

ЦЕЛЬ ИССЛЕДОВАНИЯ Изучение экологических особенностей микробиоценоза кишечника при лямблиозной инвазии ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ

1 Исследовать паразитоценоз кишечника гастроэнтерологических больных

2 Выявить частоту встречаемости Lamblia intestinalis в кишечнике гастроэнтерологических больных

3. Охарактеризовать видовое разнообразие и количественное соотношение облигатной и условно-патогенной микробиоты кишечника практически здоровых людей, гастроэнтерологических

больных и гастроэнтерологических больных при лямблиозной инвазии

4 Определить пространственную структуру и иерархию экологических групп в кишечном микробиоценозе гастроэнтерологических больных, инвазированных

Lamblia intestinalis

ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ, ВЫНОСИМЫЕ НА ЗАЩИТУ

1 При использовании системы мониторинга микробного состава кишечника гастроэнтерологических больных (КТ-ФЭО-МЦН + БИ) выявлен широкий спектр микроорганизмов паразитоценоза, в том числе единичные клетки Lamblia intestinalis Установлены доминирующие виды и ассоциации возбудителей паразитофауны у гастроэнтерологических больных

2 Простейшими Lamblia intestinalis инфицировано 38,0 % гастроэнтерологических больных Существенных различий в инфицированности между мужчинами и женщинами не обнаружено Анализ лямблиозной инвазии с учетом возрастного критерия выявил высокую зараженность детей

3 На основании коэффициентов постоянства определена структура микробиоценоза кишечника гастроэнтерологических больных при инвазии Lamblia intestinalis, в которой доминирующее положение занимали бифидобактерии, бактероиды и эшерихии, наряду с ними в группу постоянных микроорганизмов входили энтерококки, грибы рода Candida, тогда как у практически здоровых данные микроорганизмы являлись представителями транзиторной флоры

4 Инвазия кишечника лямблиями сопровождается глубокими изменениями микробиоценоза данного биотопа, что выражается увеличением частоты встречаемости транзиторной микрофлоры на фоне снижения доминирования и флористической значимости основных симбионтов

НАУЧНАЯ НОВИЗНА РАБОТЫ Впервые использовали систему мониторинга микробиоценоза кишечника, включающую комплексную оценку протоценоза и микрофлоры кишечника гастроэнтерологических больных, позволяющую повысить степень выявления дисбиозов, и получения унифицированных данных инвазированности Lamblia intestinalis В результате установлена высокая инвазированность кишечными паразитами - 89,43 %, а так же их значительное видовое разнообразие

Показана высокая степень инвазированности простейшими Lamblia intestinalis гастроэнтерологических больных

Охарактеризован видовой состав и дано сравнительное описание микробиоты кишечника практически здоровых людей, людей с различными

патологиями пищеварительного тракта и гастроэнтерологических больных, инвазированных Lamblia intestinalis

Установлено нарушение состава микробиоценоза кишечника гастроэнтерологических больных при инвазии Lamblia intestinalis, которое характеризовалось структурной перестройкой ценотипа, сопровождающейся сменой абсолютных доминант (бифидобактерий, лактобактерий, бактероидов) и появлением среди них грибов рода Candida Однако, одинаково высокий индекс постоянства эшерихий (С=100 %), выделенных у гастроэнтерологических больных и практически здоровых людей свидетельствует об активности «экологического барьера» нормальной микрофлоры кишечника.

ПРАКТИЧЕСКАЯ ЗНАЧИМОСТЬ РАБОТЫ Высокая выявляемость Lamblia intestinalis при таких заболеваниях, как хронический холецистит, цирроз печени и хронический гепатит (В, С) позволяет рассматривать лямблии как этиопатогенетический ко-фактор развития данных патологий, что предполагает возможную эффективность применения антипротозойных препаратов в их лечении

Высокая выявляемость лямблий при заболеваниях пищеварительного тракта диктует необходимость широкого внедрения в практику лабораторий практического здравоохранения исследований по выделению и идентификации данных простейших

Полученные в работе данные расширяют и углубляют теоретические представления влияния Lamblia intestinalis на микробиоту кишечника в условиях экологического барьера нормоценоза

По материалам диссертационной работы написаны практические рекомендации «Современные методы выявления протозойных инфекций кишечника человека» Ульяновск, 2007 г, 25 с , «Экологические параметры микробиоты кишечника гастроэнтерологических больных при инвазии лямблий» Ульяновск, 2008 г., 20 с

Результаты исследования используются в процессе преподавания микробиологии, экологии микроорганизмов и паразитологии на естественно-географическом факультете ГОУ ВПО «Ульяновский государственный педагогический университет имени И.Н Ульянова» (Акт о внедрении от 12.02 2008 г) и на кафедре микробиологии, иммунологии и вирусологии Института медицины, экологии и физической культуры Ульяновского государственного университета (Акт о внедрении от 19 03 2008 г)

АПРОБАЦИЯ РАБОТЫ Основные положения диссертации были представлены научной общественности и обсуждались на Заседании областного отделения всероссийского общества эпидемиологов и микробиологов (Ульяновск, 2006, 2007), на Международной научной конференции «Фундаментальные и прикладные исследования в медицине» (Пекин, 2007), на XII Всероссийском Конгрессе «Экология и здоровье человека» (Самара, 2007), на

Международной научной конференции «Современные проблемы экспериментальной и клинической медицины» (Таиланд, 2008), на VI Сибирском физиологическом съезде (Барнаул, 2008), на V международной научно-практической конференции «Татищевские чтения Актуальные проблемы науки и практики» (Тольятти, 2008)

ПУБЛИКАЦИИ

По теме диссертации опубликовано 10 печатных работ, из них 2 практические рекомендации и 8 статей (в том числе 1 в журнале рекомендованном ВАКом)

ОБЪЕМ И СТРУКТУРА ДИССЕРТАЦИИ

Диссертация состоит из введения, 7 глав, включающих обзор литературы, материалы и методы исследования и главы собственных исследований, заключения, выводов, списка использованной литературы, включающего 171 источник и приложение Диссертация изложена на 142 страницах машинописного текста, иллюстрирована 18 таблицами и 16 рисунками

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы, сформулирована цель, задачи, научная новизна и практическая значимость работы, перечислены основные положения, выносимые на защиту, приведена структура диссертации.

Обзор литературы по изучаемой проблеме состоит из трех глав В первой главе рассмотрена характеристика нормальной микрофлоры кишечника, функции «нормофлоры», состав нормальной микрофлоры кишечника

Вторая глава посвящена изучению дисбиотических изменений микробиоценоза кишечника при различных патологиях пищеварительного тракта

В третьей главе рассмотрено значение лямблий в патологии человека, определена их систематика и номенклатура, жизненный цикл, патогенез

Собственные исследования включают в себя четвёртую главу, посвященную материалам и методам исследования, исследования выполнялись в течение 2003-2007 гг в областной клинической больнице №1, городской больнице №1, больнице скорой медицинской помощи г Ульяновска При выполнении работы было обследовано 350 человек с заболеваниями органов пищеварения, находившихся на стационарном лечении с диагнозами язвенная болезнь (20,57 %), хронический гастрит (17,43 %), хронический холецистит (6,0 %), цирроз печени (1,71 %), желчнокаменная болезнь (9,43 %), опухоль ободочной кишки (0,57 %), синдром раздраженной кишки (11,71 %), неспецифический язвенный колит (15,43 %), хронические гепатиты (В, С) (16,57 %) и синдром оперированного желудка

(0,57 %) Контрольную группу составили 110 практически здоровых лиц обоего пола в возрасте от 3 до 45 лет Все наблюдаемые лица этой группы до начала обследования проходили клинический осмотр и анкетирование Критерием отбора служило отсутствие хронических и острых заболеваний на момент обследования, длительность проживания в городе не менее 10 лет, отрицание использования антибактериальных препаратов в течение последних 3-х лет

Дня получения культур Lamblia intestinalis использовали среды Павловой, Zierdt, Джонсона и Suresh

Исследование качественного и количественного состава микрофлоры кишечника проводили согласно Приказа № 535 от 22 04 1985 МЗ РСФСР «Об унификации микробиологических методов исследования, применяемых в клинико-диагностических лабораториях и лечебно-профилактических учреждениях» определяли качественный и количественный состав микрофлоры в пересчете на 1 г фекалий. Посев фекалий осуществляли на дифференциально-диагностические и элективные среды Эндо, Плоскирева, Сабуро, Блаурокка

Оценку микробиоценоза проводили с использованием метода количественного выделения видов и вариантов микроорганизмов, входящих в состав микробиоценоза (Куваева, Ладо до, 1991)

Экологический анализ микробиоценоза кишечника начинали с рассмотрения структуры с последующим изучением связей со средой и функциональной характеристикой

Характер пространственного распределения экологических групп в биотопе изучали с помощью индекса контагиозности (Уитгекер, 1980)

Для определения значимости экологических групп микробиоценоза пользовались индексом, предложенным М П Наткевичайте-Иванаускене (1985), и вычисляли по формуле

у= 10°-g п л/m z

где: V - индекс значимости; % - сумма встречаемости видов данной группы, п - число описанных пробных площадок, т - среднее число видов на пробной площадке, ъ - число видов в данной группе

Видовое разнообразие сообществ микроорганизмов, населяющих толстый отдел кишечника, рассчитывали по формуле Р Уитгекера (1980)

где d - видовое разнообразие; S - количество видов, N - общая плотность бактерий При изучении протоценоза использовали методы консервирования материала, обогащения материала, микроскопии препаратов.

Статистическую обработку результатов исследований выполнили на персональном ЭВМ типа IBM «Pentium IV», графическая обработка материалов выполнена с помощью пакета прикладных программ Exel-2003 При математической обработке данных использовали пакет CSS3 1 «Компьютерная биометрия» (Лакин, 1990)

В пятой главе изложены материалы собственных исследований по изучению паразитоценоза кишечника гастроэнтерологических больных. Для решения задачи выбора программы мониторинга паразитоценоза кишечника гастроэнтерологических больных, на основе собственного опыта и с учетом данных литературы, был проведен анализ эффективности известных диагностических методов по критерию выявления стадий развития кишечных паразитов

В итоге наиболее информативной программой мониторинга была выбрана диагностическая система КТ-ФЭО-МЦН

Впервые было проведено обследование гастроэнтерологических больных г.Ульяновска и области на кишечные паразитозы с применением диагностической системы КТ-ФЭО-МЦН Получены новые данные, отражающие богатое видовое разнообразие паразитофауны кишечника обследованных. Выявлено 14 видов кишечных паразитов Из 9 видов простейших выявлены саркодовые Blastocysts homims, Entamoeba hartmanni, Entamoeba coll, Endolimax nana, lodamoeba butschln, жгутиковые Lamblia intestinahs, Dientamoeba fragihs, инфузории' Balantidium coll и кокцидии Cryptosporidium parvum Из 4 видов гельминтов обнаружены 1 вид трематод Opisthorchis fehneus, 1 вид цестод Hymtnolepis папа, 2 вида нематод Enterobius vermiculans, Ascaris lumbricoides (табл 1)

Таблица 1

Встречаемость кишечных паразитов у гастроэнтерологических больных

Виды паразитов Встречаемость паразитов

абс %

1 2 3

Простейшие 293 83,71

1 Саркодовые 281 80,28

1 1 Blastocysts hominis 272 77,71

1 2. Entamoeba hartmanni 28 8,0

1 3 Entamoeba colt 112 32,0

1 4 Endolimax nana 83 23,71

1 5 lodamoeba butschln 14 4,0

1 2 3

2 Жгутиковые 135 38,57

2 1. Lamblia intestinalis 133 38,0

2 2 Dientamoeba fragilis 7 2,0

3 Инфузории 11 3,14

3 1. Balantidium coli 11 3,14

4 Кокцидии 4 1,14

4.1 Cryptosporidium parvum 4 1,14

Гельминты 32 9,14

1. Трематоды j 0,86

1 1. Opisthorchis felineus 3 0,86

2. Цестоды 1 0,28

2.1 Hymtnolepis nana 1 0,28

3 Нематоды 28 8,0

3 1 Enterobius vermicularis 23 6,57

3.2 Ascaris lumbricoides 10 2,86

Из таблицы видно, что зараженность гастроэнтерологических больных кишечными простейшими и гельминтами не одинакова Наибольшая встречаемость в кишечнике обследованных приходилась на простейшие и составила 83,7 % (293 человека), тогда как гельминты выявлялись у 32 человек (9,14 %) Показано, что по частоте встречаемости в микробиоценозе кишечника людей с патологиями органов пищеварения простейшие Lamblia intestinalis занимают значительное место (38,0 %)

В протоценозе кишечника обследованных выявлено разное соотношение видов простейших у детей (возрастная группа от 3 до 15 лет) и взрослых (возрастная группа от 18 до 45 и более лет), причем в последней группе больных показатель частоты встречаемости был намного выше (рис 1).

Анализируя паразитофауну кишечника обследованных по возрастному критерию, выявлено, что зараженность детей кишечными паразитами составила 32,57 % (114 человек) в том числе простейшими 28,86 % (101 человек) и гельминтами 8,86 % (31 человек). Показано, что в паразитофауне детей с заболеваниями органов пищеварения доминируют по частоте встречаемости следующие виды паразитов из простейших -Lamblia intestinalis (11,71 %), Blastocystis hominis (21,43 %), из гельминтов -Enterobius vermicularis (6,57 %).

Зараженность кишечными паразитами детей с заболеваниями органов пищеварения увеличивается с возрастом от 6,21 % до 32,57 % Зараженность кишечными паразитами детей школьного возраста составила 19,43 % (68 человек) Число видов паразитов с возрастом также увеличивается, у детей от трех до семи лет - 7 видов и наибольшее число (10 видов) у детей старшего возраста. Во всех возрастных группах у детей доминирующими по частоте встречаемости среди кишечных паразитов являются1

Lamblia intestinalis (11,71 %), Blastocystis hominis (21,43 %), и Enterobius vermiciilaris (6,57 %). При этом пик зараженности простейшими Lamblia intestinalis приходится на возрастную группу 7-15 лет, тогда как зараженность острицами дошкольников намного превышает таковую у детей школьного возраста.

□ Дети ИВзрослые

Рис. 1. Видовое разнообразие протоценоза детей и взрослых

В разделе 5.1. пятой главы был проведен анализ встречаемости лямблий среди обследованных больных с заболеваниями органов пищеварения. Проведенные исследования показали, что из 350 больных у 133 (38,0 %) в фекалиях были обнаружены лямблии. При этом существенных различий в обнаружении лямблий у мужчин и женщин нами обнаружено не было. Вместе с тем высокая инвазивность характерна для детей возрастной группы от 3 до 7 лет, что объясняется отсутствием естественной иммунизации, высоким уровнем пристеночного пищеварения и расширением контакта с объектами внешней среды. Прослеживается четкая тенденция роста инфицированности лямблиями у лиц старших возрастных групп, что, вероятно, связано с инволюционными изменениями организма и снижением иммунорезистентности.

Говоря о нозологической структуре обследованных больных, следует отметить, что при всех хронических заболеваниях органов пищеварения лямблии обнаруживаются значительно чаще, чем у лиц контрольной группы. Причем наиболее высокие показатели инфицированности данными простейшими установлены при хронических гепатитах - 74,14 %, циррозе печени - 83,33 % и хроническом холецистите - 95,24 %. Достаточно высоким остается процент выделения лямблий и у лиц с другими заболеваниями пищеварительной и гепатобилиарной систем, так, при желчнокаменной болезни он составляет 66,67 %. Вместе с тем лица контрольной группы инвазированы лямблиями лишь в 2,73 % случаев.

В ходе работы нами была изучена морфология выделенных простейших Lamblia intestinalis Изучение морфологических особенностей лямблий выявило наличие в клиническом материале вегетативной формы, а так же цист этих простейших

Анализ морфологических особенностей выявил преобладание в фекалиях цист простейших Lamblia intestinalis, однако при наличие клинических признаков у больных в материале выявлялись вегетативные формы

В шестой главе рассматривается микробная флора кишечника В разделе 6.1., посвященному нормоценозу кишечника, приведены результаты изучения микробной флоры у практически здоровых людей в возрасте от 3 до 45 лет При микроскопическом и культуральном исследовании фекалий, зараженность лямблиями в данной группе составила 2,73 % (3 человека), что значительно ниже аналогичного показателя у людей с патологиями желудочно-кишечного тракта

Изучение состава микрофлоры кишечника показало, что ее состав был достаточно разнообразным (табл 2)

Таблица 2

Частота встречаемости и плотность колонизации микроорганизмами кишечника практически здоровых людей

Микроорганизмы Абс % lg КОЕ/г, М+т

1 2 3 4

Лактобактерии 80 100,0 8,8±0,6

Бифидобактерии 80 100,0 9,3±0,1

Эшерихии 80 100,0 7,4±0,3

Бактероиды 52 65,0 10,3+0,1

Энтерококки 14 17,5 4,7+0,2

Энтеробактерии (суммарно) 17 21,3 3,7±0,2

Протеи 8 10,0 3,5±0,1

Клебсиеллы 6 7,5 3,4±0,7

Энтеробаюгер 3 3,7 3,1±0,5

Стафилококки 16 20,0 4,1±0,4

Грибы Candida 22 27,5 3,3±0,1

Клостридии 5 6,2 6,0±0,8

Полученные нами результаты свидетельствуют о широкой распространенности в микрофлоре кишечника здоровых людей аэробных микроорганизмов, что согласуется с данными А А Воробьева с соавт (1995) Несмотря на то, что микрофлора здорового человека на 98,0 % состоит из строго анаэробных видов, а все аэробы составляют 2,0 %, доминирующее

положение кишечных палочек в микробиоценозе позволяет использовать данный микроорганизм как индикаторный при изучении микрофлоры в норме и при патологии

В разделе 6.2. микробиоценоз кишечника при инвазии лямблий был проведен анализ изменения кишечного микробиоценоза 80 человек с лямблиозной инвазией У больных данной группы выявлялись вегетативные формы лямблий и их цисты

Анализ полученных данных позволил идентифицировать 436 штаммов микроорганизмов и отнести их к 9 родам

Установлено, что дисбиотические изменения проявлялись прежде всего уменьшением основных представителей микрофлоры - бифидо- и лактобактерий, однако их процент высеваемости был выше, чем у больных с патологией органов пищеварения, отягощенного лямблиозом (табл 3)

Таблица 3

Микрофлора больных при лямблиозной инвазии

Микроорганизмы Абс % lg КОЕ/г, М±ш

1 2 3 4

Лактобактерии 68 85,0 5,3+0,1

Бифидобактерии 65 81,3 6,4±0,2

Эшерихии 79 98,6 9,8±0,6

Бактероиды 60 75,0 7,0±0,4

Энтерококки 42 52,5 7,2±0,2

Энтеробактерии (суммарно) 46 57,5 6,1±0,4

Протеи 19 23,8 6,1±0,1

Клебсиеллы 14 17,5 6,0±0,3

Энтеробактер 13 16,3 6,2+0,7

Стафилококки 20 25,0 5,2±0,5

Грибы рода Candida 44 55,0 б,5±0,6

Клостридии 12 15,0 6,4±0,1

Для выяснения структуры симбиотических взаимоотношений были изучены индексы постоянства различных таксонов, формирующих микрофлору людей при лямблиозе В зависимости от полученных значений все таксоны подразделены на постоянные (С<50%), добавочные (25%<С<50%) и случайные (С<25%) На основании коэффициентов постоянства определена структура микробиоценоза при лямблиозе

Полученные нами данные позволили считать, что доминирующими видами в кишечной микрофлоре больных лямблиозом являются факультативно-анаэробные бифидо- и лактобактерии (С=81,3 % и 85,0 %,

соответственно), облигатно-анаэробные бактероиды (С=75,0 %), а также аэробные эшерихии с наиболее высоким индексом постоянства (С=98,6 %)

В разделе 6.3. микробиоценоз кишечника гастроэнтерологических больных при лямблиозной инвазии, дана характеристика микрофлоры кишечника при заболеваниях желудочно-кишечного тракта

Полученные результаты свидетельствуют о наличии изменений в микробиоценозе кишечника обследованных Обсемененность кишечника данных пациентов представлена в таблице 4

Таблица 4

Микрофлора кишечника обследованных_

Микроорганизмы Частота обнаружения Lg КОЕ/г (M±m)

абс. %

1 2 3 4

Bifidobacterium 168 61,76 7,7 ±0,03

Lactobacillus 99 36,40 7,3 ±0,04

Escherichia 121 44,49 5,2±0,2

Bacteroides 177 65,07 8,5 ±0,04

Enterococcus 196 72,06 7,6 ±0,1

Proteus 152 55,88 5,4 ±0,3

Klebsiella 138 50,73 5,1 + 0,2

Staphylococcus 124 45,59 6,0+0,05

Гемолитическая кишечная палочка 120 44,12 5,7 ±0,2

Candida 183 67,28 5,9 ±0,06

Clostridium 70 25,73 6,3 ±0,1

На основании коэффициентов постоянства определена структура микробиоценоза кишечника при инвазии простейших Lamblia intestinale (табл 5)

Таблица 5

Структура кишечного микробиоценоза при инвазии Lamblia intestinalis

№ Структура микробиоценоза Показатель постоянства (С) %

1 2 3

Доминирующие рода

1. Bifidobacterium 83,7

2 Lactobacillus 78,2

3 Escherichia 100

4. Bacteroides 65,9

5. Candida 57,5

6 Enterococcus 50,9

Добавочные рода

1 Proteus 42,1

1 2 3

2 Klebsiella 29,4

Транзиторные рода

1 Staphylococcus 22,8

2 Гемолитическая кишечная палочка 20,3

3 Clostridium 12,0

Таким образом, проведенные исследования показали, что микрофлора кишечника при лямблиозной инвазии характеризуется доминированием анаэробных бактерий, широким диапазоном эшерихий и значительной частотой встречаемости условно-патогенных микроорганизмов.

В подразделе 6.3.1. особенности бактериальной флоры в зависимости от вида заболевания проведен сравнительный анализ результатов исследования микрофлоры кишечника при различных заболеваниях желудочно-кишечного тракта. В результате исследований установлено, что нарушения микробиоценоза толстой кишки были выявлены при всех заболеваниях желудочно-кишечного тракта, однако, характер данных изменений варьировал в зависимости от диагноза заболевания.

Наиболее выраженные дисбиотические сдвиги были характерны для лиц с язвенной болезнью, а также при неспецифическом язвенном колите и хроническом гепатите (В,С) В то время как у больных с опухолью ободочной кишки, ЖКБ, СОЖ и СРК дисбактериоз менее выражен.

В подразделе 6.3.2. оценка дисбиоза кишечника у гастроэнтерологических больных в зависимости от стадии заболевания, было проведено исследование микробиоценоза кишечника

гастроэнтерологических больных и выявлены значительные изменения в составе нормофлоры при различных стадиях заболевания (стадия обострения и стадия ремиссии)

Исследование микробиоценоза кишечника гастроэнтерологических больных выявило значительные изменения в составе нормофлоры при обострении заболевания (табл 6)

Таблица 6

Результаты исследования микрофлоры кишечника у гастроэнтерологических больных в прогрессирующей стадии _ и стадии ремиссии (^ КОЕ/г) _

Микроорганизмы 1 группа 2 группа Контроль

1 2 3 4

Bifidobacterium 7,6 ±0,02 8,9 ±0,1 9,3 ±0,3

Lactobacillus 7,3 ±0,1 8,4 ±0,03 8,9 ±0,5

Escherichia 6,6± 0,02 7,1 ±0,4 7,5 ±0,2

Гемолитическая кишечная палочка 7,0 ±0,03 5,2 ±0,1 -

Bacteroides 8,3 ±0,04 9,2 ±0,02 10,1±0,1

1 2 3 4

Proteus 6,0+0,2 5,3 ±0,3 3,4+0,3

Klebsiella 6,4+0,02 4,6 ±0,01 3,3 ±0,5

Enterococcus 5,7± 0,04 4,0 ±0,2 3,2±0,2

Staphylococcus 4,3 ±0,02 4,2 ±0,2 4,0 ±0,1

Candida 5,5 ±0,03 3,3 ±0,1 3,1±0,3

Clostridium 6,6 ±0,02 6,4 ±0,4 6,1 + 0,2

Из таблицы видно, что нарушения облигатной микрофлоры было выявлено у всех больных в период обострения заболевания Содержание микрофлоры кишечника существенно меняется в период обострения желудочно-кишечных заболеваний Особенно демонстративным оказался рост такой условно-патогенной флоры как Staphylococcus, Klebsiella, дрожжеподобные грибы рода Candida

Иная ситуация наблюдалась в период ремиссии заболевания Показатели микробиоценоза кишечника имели тенденцию к нормализации Количественный анализ выявляемой микрофлоры в данном случае показал, что дисбиотические изменения сохранились, однако, выраженность их уменьшилась Так, уровень содержания бифидобактерий составил lg 8,9+0,1 КОЕ/г, лактобактерий - lg 8,4±0,03 КОЕ/г, бактероидов -lg 9,2 ±0,02 КОЕ/г.

Обращает на себя внимание существенное снижение частоты выделения условно-патогенной флоры, по сравнению с периодом острых проявлений заболеваний Так, уровень содержания Klebsiella составил lg 4,6±0,01 КОЕ/г, Staphylococcus - lg 4,2±0,2 КОЕ/г, грибов рода Candida -lg 3,3 ±0,1 КОЕ/г, Proteus -lg 6,4 + 0,4 КОЕ/г

Анализ микроэкологии кишечника в зависимости от стадий заболевания пищеварительного тракта показал, что дисбиотические сдвиги при прогрессирующей стадии затрагивали как аэробный, так и анаэробный компоненты кишечного биоценоза Выраженность изменений состава микробиоты кишечника определяется тяжестью патологий Характерным для данной фазы заболевания является наличие в составе нормофлоры большого количества условно-патогенных микроорганизмов, очень часто ассоциаций нескольких видов. Чрезвычайно высокой оказалась частота вегетирования бактерий рода Proteus (>103 КОЕ/г), Klebsiella (>Ю3КОЕ/г), Enterococcus, Staphylococcus (>104 КОЕ/г), Candida (>104 КОЕ/г)

В подразделе 6.3.3. кишечный микробиоценоз в зависимости от продолжительности заболевания, был проведен анализ микроэкологических сдвигов в системе биоценоза кишечника больных с патологией пищеварительного тракта

Все обследованные были разделены на четыре группы в зависимости от продолжительности заболевания пищеварительного тракта Первую группу составили лица со стажем болезни до 1 года, у них патология пищеварительного тракта была выявлена впервые - 74 человека (27,2 %),

вторую группу - с продолжительностью заболевания до 5 лет - 38 человек (13,97 %), третью группу - со стажем болезни до 10 лет - 42 человека (15,44 %), четвертую группу - от 10 до 20 лет и более - 118 человек (43,38 %)

Результаты, полученные при изучении микробиоты кишечника больных с патологией пищеварительного тракта в зависимости от продолжительности заболевания, противоречивы Так, изменения в составе облигатной микрофлоры в группах обследованных существенно не отличаются, и снижение бифидобактерий характерно для всех групп Однако, наиболее выраженное снижение лактобактерий отмечено для третьей и четвертой групп, те для лиц со стажем болезни до 10 лет и более Значительные изменения количества бактероидов в сторону уменьшения обнаружено в первой и третьей группах

Иная ситуация наблюдается с условно-патогенными микроорганизмами Для больных с относительно малым стажем болезни отмечается значительное возрастание содержания бактерий группы УПМ Так, очень часто регистрировались микроорганизмы родов Proteus и Klebsiella Содержание стафилококков у больных со стажем 1-5 лет (2 группа) и 5-10 лет (третья группа) превышало аналогичные показатели у здоровых.

По данным большинства авторов, клостридии являются факультативными представителями микрофлоры кишечника здоровых людей, однако, обнаруживаются редко и их количество в нормальном биоценозе не должно превышать 107 КОЕ/г (Коршунов, 1997) Проведенные нами исследования показали, что для всех вышеперечисленных групп обследованных плотность обсемененности клостридиями варьировала от lg 6,5±0,1 КОЕ/г (в первой группе) до 6,8±0,3 КОЕ/г (в четвертой группе).

Таким образом, результаты исследования микрофлоры кишечника у больных с патологией пищеварительного тракта при различной продолжительности заболевания не показали существенных различий ни в частоте, ни в степени выраженности дисбиотических сдвигов

В главе 7 экологические параметры .микробиоты кишечника гастроэнтерологических больных при инвазии лямблий, приводятся результаты сравнительного анализа основных изменений экологических параметров микрофлоры кишечника у практически здоровых людей и гастроэнтерологических больных при лямблиозной инвазии

Анализ полученных нами данных позволил считать, что доминирующими видами в кишечной микрофлоре людей с патологией пищеварительного тракта инвазированных лямблиями являются факультативно-анаэробные бифидо- и лактобактерии (С=85,4 % и 77,4 % соответственно), облигатно-анаэробные бактероиды (С=63,5 %), а также аэробные эшерихии с наиболее высоким индексом постоянства (С=90,5 %) У практически здоровых людей наблюдалась аналогичная картина доминирующими видами были бифидо- и лактобактерии (С=100,0 % и

С=100,0 %, соответственно), а также эшерихии (С=100,0 %) и бактероиды (С=65,0 %)

Необходимо отметить, что у гастроэнтерологических больных при инвазии лямблиями в состав доминирующих видов на фоне сниженных показателей постоянства представителей нормальной микрофлоры вошли условно-патогенные микроорганизмы энтерококки (С=57,6 %) и грибы рода Candida (С=55,5 %) В то же время, в группе практически здоровых условно-патогенные бактерии в состав доминирующих видов не входили.

Таким образом, ценотип кишечника у гастроэнтерологических больных при инвазии лямблиями формируют представители нормальной микрофлоры бифидо-, лактобактерии, эшерихии и бактероиды, а также энтерококки и грибы рода Candida

Распределение видов в пространстве определяется с помощью индекса контагиозное™ (Уиттекер, 1980), который характеризуется коэффициентом вариации

У гастроэнтерологических больных при инвазии лямблиями выявлено достоверное повышение степени контагиозности бифидобактерий до 2,3±0,3 (в группе практически здоровых лиц 0,7±0,85); лактобакхерий 2,5±0,2 (у практически здоровых людей 0,9±0,3), кишечных палочек - 1,9±0,2 (в группе практически здоровых людей 0,9+0,4) и бактероидов - 1,5±0,6 (у практически здоровых людей 0,3+0,8)

Нами было замечено достоверное уменьшение данного индекса для представителей условно-патогенной флоры у гастроэнтерологических больных при инвазии лямблиями Так, для энтерококков он составил 0,6+0,2, грибов рода Кандида - 0,7±0,3 и стафилококков - 0,4±0,2 (в контрольной группе 0,9±0,2,1,3±0,7,0,8±0,7 соответственно)

Данный показатель понизился также у клостридий до 0,3±0,2 (в контроле 0,5±0,1), клебсиелл до 0,2±0,7 (в контроле 0,5±0,7) и протеев до 0,3±0,2 (в контрольной группе 0,6±0) Эти показатели свидетельствуют о нарушении контагиозности основных симбионтов кишечной микрофлоры -бифидо-, лактобактерий, бактероидов и эшерихий.

Уменьшение значений контагиозное™ условно-патогенных представителей в микробиоценозе кишечника у гастроэнтерологических больных при инвазии лямблиями по сравнению с группой контроля приводит к освобождению экологических ниш, успешно занимаемых транзиторной флорой, в результате чего индекс контагиозности ее представителей уменьшается Данное соотаошение выявляет диспропорцию участия в горизонтальной структуре экосистемы кишечника у гастроэнтерологических больных при инвазии лямблиями основных симбионтов и представителей транзиторной флоры

При оценке иерархической структуры микробиоценоза нам был использован индекс значимости, предложенный М П. Наткевичайте-Иванаускене (1985) Используя указанный индекс, проводили оценку значимости представителей нормальной микрофлоры и условно-патогенных

микроорганизмов у гастроэнтерологических больных при инвазии лямблиями и практически здоровых людей (табл.7)

Таблица 7

Флористическая значимость микроорганизмов в кишечном _ микробиоценозе у лиц обследуемых групп_

Микроорганизмы Индекс флористической значимости (%)

Контрольная группа Больные

1 2 3

Бифидобакгерии 25,23 15,38

Лактобактерии 24,78 13,96

Эшерихии 22,56 20,23

Бактероиды 23,43 19,0

Энтерококки 11,91 23,40

Протеи 5,34 10,64

Клебсиеллы 4,34 9,03

Грибы Candida 9,88 16,82

Стафилококки 1,45 5,62

Клостридии 2,85 8,76

Из таблицы видно, что наиболее значимыми в группе практически здоровых людей были представители облигатной флоры бифидо-, лактобактерии, эшерихии и бактероиды Так показатель флористической значимости для бифидобактерий составил 25,23 %, лактобактерий 24,78 %, эшерихий 22,56 % и бактероидов 23,43 % В группе гастроэнтерологических больных при инвазии лямблиями происходит уменьшение индекса значимости для облигатной флоры У бифидобактерий он уменьшился до 15,38 % у лактобактерий до 13,96 %, у эшерихий до 20,23 % и бактероидов до 19,0 %. По-видимому, уменьшение значимости этими бактериями своего доминирующего положения привело к увеличению значимости условно-патогенных микроорганизмов

Таким образом, изучение экологической характеристики микрофлоры гастроэнтерологических больных при инвазии лямблиями показало, что в данной группе происходят компенсированные качественные и количественные сдвиги кишечного микробиоценоза Это проявляется увеличением общей бактериальной плотности и частоты встречаемости условно-патогенной на фоне снижения доминирования основных симбионтов кишечника, прежде всего бифидо- и лактобактерий, эшерихий и бактероидов В доминантном составе ценотипа у гастроэнтерологических больных при инвазии лямблиями появились грибы Candida, тогда как у практически здоровых людей они входили в состав добавочных видов.

Изменение иерархии отмечали также в структуре транзиторных видов, среди которых значительно возросло содержание клостридий и появились представители рода Клебсиелл Иерархические сдвиги проявлялись также в

том, что стафилококки у гастроэнтерологических больных при инвазии лямблиями вошли в состав добавочных видов кишечного микробиоценоза, тогда как в группе практически здоровых лиц они встречались только в составе транзиторной микрофлоры.

ВЫВОДЫ

1. Мониторинг микропейзажа кишечника обследованных, проведенный диагностической системой КТ-ФЭО-МЦН, выявил 14 видов паразитов, среди которых в структуре пораженное! и больных доминировали следующие виды паразитов' из простейших. Lamblia mtestinalis, Blastocysts homims, из гельминтов - Enterobius vermtcularis

2 Установлен высокий удельный вес (28,75 %) моноинвазий в структуре пораженности кишечными паразитами гастроэнтерологических больных, на двухчленные ассоциации приходится 63,9 %, тогда как четырехчленные ассоциации встречаются крайне редко (0,6 %) Среди диинвазий доминируют протозойно-грибковые ассоциации (48,56 %), наиболее редки гельминто-гельминтные ассоциации (0,31 %)

3. Инфицированность простейшими Lamblia mtestinalis среди лиц, страдающих заболеваниями органов пищеварения составила 38,0 % Наибольшее количество лямблий выявлено в фекалиях больных хроническим гепатитом - 74,14 %, циррозом печени - 83,33 % и хроническим холециститом - 95,24 % Однако и при других нозологиях этот показагель был достаточно высок и превышал соответствующее значение в контрольной группе, где лямблии были обнаружены лишь в 2,73 % случаев

4 Экосистема кишечника при лямблиозной инвазии характеризовалась полным доминированием Escherichia (С=100 %), широким диапазоном анаэробных бактерий (Bifidobacterium (С=83,7 %), Lactobacteria (С=78,2 %), Bacteroides (С=65,9 %)) и значительной частотой встречаемости условно-патогенных микроорганизмов (грибы рода Candida (С=57,5 %), Enterococcus (С=50,9 %)).

5. Установлено снижение показателей доминирования и флористической значимости с одновременным повышением степени контагиозности основных симбионтов микрофлоры и изменение иерархии структуры транзиторных видов, среди которых возросло содержание грибов видов Candida и Clostridium, что подтверждает компенсаторные количественные и качественные изменения микробиоты кишечника при лямблиозной инвазии

СПИСОК ПУБЛИКАЦИЙ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1) Ильина Н.А., Касаткина Н.М.Сравнительная оценка микробиоценоза кишечника практически здоровых людей и гастроэнтерологических больных при лямблиозной инвазии. / Н.А. Ильина, Н.М. Касаткина // Известия Самарского научного центра

Российской академии наук, Специальный выпуск «XII конгресс «Экология и здоровье человека» - 2007. - Т. 2. - С. 35-38.

2) Касаткина Н М Оценка дисбиоза кишечника у гастроэнтерологических больных в стадии обострения / НМ Касаткина //Межвузовский сборник научных трудов «Естествознание и гуманизм Современный мир, природа и человек» - 2007 -Т4-№3 - С 84

3) Касаткина НМ Дисбиоз кишечника у гастроэнтерологических больных в стадии ремиссии / Н М Касаткина //Межвузовский сборник научных трудов «Естествознание и гуманизм Современный мир, природа и четовек» - 2007 - Т 4 - №3 - С 84

4) Касаткина Н М Изменения микрофлоры кишечника при экспериментальном лямблиозе. / Н М Касаткина //Межвузовский сборник научных 1рудов «Естествознание и гуманизм Современный мир, природа и человек» - 2007 - 'Г 4 - №4 - С 63

5) Касаткина НМ, Ильина НА Анализ эффективности известных диагностических методов по критерию выявления кишечных паразитов / Н М Касаткина, Н А Ильина // Успехи современного естествознания - 2007 -№12 -Причожение - С 145-147

6) Касаткина НМ Современные методы выявления протозойных инфекций кишечника человека/ НМ Касаткина // Практические рекомендации - Ульяновск - 2007 - 25 с

7) Касаткина НМ, Ильина НА Оценка экологических параметров микробиоты кишечника практически здоровых людей и гастроэнтерологических больных при инвазии Lamblia intestinalis / HM Касаткина, Н А Ильина//Фундаментальные исследования - 2008 - JVal -С 106

8) Ильина Н А, Касаткина Н М Паразитоценоз кишечника гастроэнтерологических больных / НА Ильина, НМ Касаткина // Современные наукоемкие технологии -2008 - №1 - С 34-37

9) Ильина Н А , Касаткина Н М Экологическая оценка микробиоценоза кишечника практически здоровых людей и гастроэнтерологических больных при инвазии Lamblia intestinali / НА Ильина, НМ Касаткина // Сбор-к. научных трудов 5 международной научно-практической конференции «Татишевские чтения Актуальные проблемы науки и практики» - Тольятти -2008 - С 179-185

10) Касаткина Н М Экологические параметры микробиоты кишечника гастроэнтерологических ботьных при инвазии лямблий/ НМ Касаткина // Практические рекомендации - Ульяновск - 2008 - 19 с

Подписано в печать Р5 а г Формат бумаги 60а90 1/16

Бумага типографская Усл. печ. л.

Печать оперативная Тираж /со экз. Заказ № ¿88

Ротапринт Ульяновского государственного педагогического университета имени И Н Ульянова

432700, г Ульяновск, пл 100 - летия со дня рождения В И Ленина. 4

Содержание диссертации, кандидата биологических наук, Касаткина, Наталия Михайловна

ВВЕДЕНИЕ.

ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ.

ГЛАВА 1. Характеристика нормальной микрофлоры кишечника.

ГЛАВА 2. Дисбиотические изменения микробиоценоза кишечника при различных патологиях пищеварительного тракта.15'

ГЛАВА 3. Значение лямблий в патологии человека.

СОБСТВЕННЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ.

ГЛАВА 4. Материалы и методы исследований.

ГЛАВА 5. Паразитоценоз кишечника гастроэнтерологических больных

5.1. Характеристика выделенных штаммов Lamblia intestinalis.

ГЛАВА 6. Микробная флора кишечника.

6.1. Нормоценоз кишечника.

6.2. Микробиоценоз кишечника при инвазии лямблий.

6.3. Микробиоценоз кишечника гастроэнтерологических больных при лямблиозной инвазии.

6.3.1. Особенности бактериальной флоры в зависимости от вида заболевания.

6.3.2. Оценка дисбиоза кишечника у гастроэнтерологических больных в зависимости от стадии заболевания.

6.3.3. Кишечный микробиоценоз в зависимости от продолжительности заболевания.

ГЛАВА 7. Экологические параметры микробиоты кишечника практически здоровых людей и гастроэнтерологических больных при инвазии лямблий.

Введение Диссертация по биологии, на тему "Экологическая оценка микробиоты кишечника при лямблиозной инвазии"

АКТУАЛЬНОСТЬ ПРОБЛЕМЫ.

Широко распространенное состояние дисбиоза кишечника свидетельствует о наметившемся сдвиге в микробном ценозе человека и является отражением экологического неблагополучия внешней среды (Красноголовец, 1989; Куваева, Ладодо, 1991).

Известно, что наружные покровы и слизистые оболочки организма с первых мгновений жизни обсеменяются микроорганизмами, численность и разнообразие которых определяется множеством факторов внутренней среды организма и внешнего окружения. Несмотря на это, существуют индивидуальная и анатомическая специфичность состава микроорганизмов, населяющих конкретный биотоп. Она является залогом динамической стабильности микрофлоры и способствует поддержанию надлежащего уровня барьерных функций кожи и слизистых оболочек (Крамарь, 1988; Гончарова с соавт., 1988; Бочков, Овчарова, 1991; Малов, Гюлазан, 2007).

В настоящее время хорошо известна важная роль нормальной микрофлоры пищеварительного тракта в целом, и кишечника в частности, в создании резистентности к колонизации патогенными и условно-патогенными микроорганизмами, действию токсинов, ферментов защиты и агрессии, витаминном балансе, формировании иммунного гомеостаза, участии в метаболических и ферментативных процессах, антимутагенной и антигенотоксической активности и др. (Пинегин, Мальцев, Коршунов, 1984; Красноголовец, 1989; Куваева, Ладодо, 1991; Воробьев с соавт., 1995; Федоров, 2006; Костюкевич, 2007).

Современные представления о микрофлоре как о совокупности микробиоценозов (Сытник, 1991; Добровольский, Сереброва, 2007; Костюкевич, 2007) требуют поиска биоценотических подходов к ее оценке. Несмотря на образование новой науки микроэкологии, рассматривающей надорганические уровни организации бактерий, реализация ее принципов характеристики микробных экосистем кишечника ограничивается популяционным уровнем и редко затрагивает изучение микробных сообществ и биоценозов.

Микрофлора кишечника является индикатором состояния макроорганизма и при снижении защитных сил, наблюдаются изменения микробиоценоза, заключающиеся в уменьшении количества представителей нормальной микрофлоры и роста условно-патогенной. Последние, при снижении резистентности макроорганизма могут проявлять свою патогенность. Среди условно-патогенных микроорганизмов, способствующих возникновению и поддержанию дисбиотического процесса, помимо бактерий и грибов, значительное место занимают кишечные простейшие, которые в небольшом количестве встречаются в кишечнике практически всех здоровых лиц (Walker, 2005).

Известно, что кишечные паразитозы представляют актуальную эколого-медико-социальную проблему. По данным ВОЗ в России ежегодно регистрируется около 2 млн больных паразитарными болезнями (Сергиев, Лебедева, 1997, Онищенко, 2002). Наиболее известными возбудителями кишечных расстройств протозойной природы являются Entamoeba hystolitica, Giardia lamblia и Criptosporidium (Генис, 1979).

На фоне широкой распространенности паразитарных инфекций, ведущее место занимает лямблиоз. Лямблиоз - протозойное заболевание с различными вариантами течения от бессимптомного до спонтанной элиминации с длительным персистированием. По статистическому учету лямблиоз регистрируется в мире у 500000 больных в год, а в России у 100000 больных, из них 90000 детей. Возбудитель лямблиоза Lamblia intestinalis (синонимы Giardia lamblia, Giardia intestinalis) широко распространен в окружающей среде и популяции людей. Длительное время патогенное воздействие лямблий на организм человека подвергалось сомнению (Соловьёв, 1973). Однако к настоящему времени накопилось достаточное количество данных, свидетельствующих о патогенном воздействии этих простейших, способных вызывать кишечные инфекции с диарейным синдромом (Авдюхина с соавт., 2003; Зайденварг с соавт., 2004; Денисов, 2007).

Воротами инфекции являются верхние отделы тонкой кишки. Установлено, что для развития лямблиоза достаточно заглотить несколько (до 10) цист. Лямблии являются строгими паразитами. Вегетативные формы могут существовать только на поверхности слизистой оболочки тонкой кишки, при этом они механически блокируют пристеночное пищеварение. При лямблиозе усиленно размножаются бактерии и грибы, что, возможно, обуславливает продолжительные расстройства кишечника, нарушение иммуногенеза.

В настоящее время существует весьма незначительное число работ, посвященных микрофлоре кишечника больных лямблиозом, однако в них отсутствует оценка паразитоценоза в целом.

Малочисленность и фрагментарность работ, дающих представление о стабильности адаптационных и функциональных возможностей кишечника, не отражают понятия о микрофлоре как об экосистеме при лямблиозе, а также не направлены на изучение нарушений микробной экологии кишечника.

ЦЕЛЬ ИССЛЕДОВАНИЯ: Изучение экологических особенностей микробиоценоза кишечника при лямблиозной инвазии.

ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ:

1. Исследовать паразитоценоз кишечника гастроэнтерологических больных.

2. Выявить частоту встречаемости Lamblia intestinalis в кишечнике гастроэнтерологических больных.

3. Охарактеризовать видовое разнообразие и количественное соотношение облигатной и условно-патогенной микробиоты кишечника практически здоровых людей, гастроэнтерологических больных и гастроэнтерологических больных при лямблиозной инвазии.

4. Определить пространственную структуру и иерархию экологических групп в кишечном микробиоценозе гастроэнтерологических больных, инвазированных Lamblia intestinalis.

НАУЧНАЯ НОВИЗНА РАБОТЫ:

Впервые использовали систему мониторинга микробиоценоза кишечника, включающая комплексную оценку протоценоза и микрофлоры кишечника гастроэнтерологических больных, позволяющая повысить степень выявления дисбиозов, и получения унифицированных данных инвазированности Lamblia intestinalis. В результате установлена высокая инвазированность кишечными паразитами - 89,43 %, а так же их значительное видовое разнооборазие.

Показана высокая степень инвазивности простейшими Lamblia intestinalis гастроэнтерологических больных.

Охарактеризован видовой состав и дано сравнительное описание микробиоты кишечника практически здоровых людей, людей с различными патологиями пищеварительного тракта и гастроэнтерологических больных, инвазированных Lamblia intestinalis.

Установлено нарушение состава микробиоценоза кишечника гастроэнтерологических больных при инвазии Lamblia intestinalis, которое характеризовалось структурной перестройкой ценотипа, сопровождающейся сменой абсолютных доминант (бифидобактерий, лактобактерий, бактероидов) и появлением среди них грибов рода Candida. Однако, одинаково высокий индекс постоянства эшерихий (С=100 %), выделенных у гастроэнтерологических больных и практически здоровых людей свидетельствует об активности «экологического барьера» нормальной микрофлоры кишечника.

ПРАКТИЧЕСКАЯ ЗНАЧИМОСТЬ РАБОТЫ:

Высокая выявляемость Lamblia intestinalis при таких заболеваниях, как хронический холецистит, цирроз печени и хронический гепатит (В, С) позволяет рассматривать лямблии как этиопатогенетический ко-фактор развития данных патологий, что предполагает возможную эффективность применения антипротозойных препаратов в их лечении.

Высокая выявляемость лямблий при заболеваниях пищеварительного тракта диктует необходимость широкого внедрения в практику лабораторий практического здравоохранения исследований по выделению и идентификации данных простейших.

Полученные в работе данные расширяют и углубляют теоретические представления влияния Lamblia intestinalis на микробиоту кишечника в условиях экологического барьера нормоценоза.

По материалам диссертационной работы написаны практические рекомендации: «Современные методы выявления протозойных инфекций кишечника человека» Ульяновск, 2007 г., 25 е.; «Экологические параметры микробиоты кишечника гастроэнтерологических больных при инвазии лямблий» Ульяновск, 2008 г., 19 с.

Результаты исследования используются в процессе преподавания микробиологии, экологии микроорганизмов и паразитологии на естественно-географическом факультете ГОУ ВПО «Ульяновский государственный педагогический университет имени И.Н. Ульянова» (Акт о внедрении от 12.02.2008 г.) и на кафедре микробиологии, иммунологии и вирусологии Института медицины, экологии и физической культуры Ульяновского государственного университета (Акт о внедрении от 19.03.2008 г.).

ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ, ВЫНОСИМЫЕ НА ЗАЩИТУ:

1. При использовании системы мониторинга микробного состава кишечника гастроэнтерологических больных (КТ-ФЭО-МЦН + БИ) выявен широкий спектр микроорганизмов паразитоценоза, в том числе единичные клетки Lamblia intestinalis. Установлены доминирующие виды и ассоциации возбудителей паразитофауны у гастроэнтерологических больных.

2. Простейшими Lamblia intestinalis инфицировано 38,0 % гастроэнтерологических больных. Существенных различий в инфицированности между мужчинами и женщинами не обнаружено. Анализ лямблиозной инвазии с учетом возрастного критерия выявил высокую зараженность детей.

3. На основании коэффициентов постоянства определена структура микробиоценоза кишечника гастроэнтерологических больных при инвазии Lamblia intestinalis, в которой доминирующее положение занимали бифидобактерии, бактероиды и эшерихии, наряду с ними в группу постоянных микроорганизмов входили энтерококки, грибы рода Candida, тогда как у практически здоровых данные микроорганизмы являлись представителями транзиторной флоры.

4. Инвазия кишечника лямблиями сопровождается глубокими изменениями микробиоценоза данного биотопа, что выражается увеличением частоты встречаемости транзиторной микрофлоры на фоне снижения доминирования и флористической значимости основных симбионтов.

Апробация работы

Основные положения диссертации были представлены научной общественности и обсуждались на Заседании областного отделения всероссийского общества эпидемиологов и микробиологов (Ульяновск, 2006, 2007), на Международной научной конференции «Фундаментальные и прикладные исследования в медицине» (Пекин, 2007), на XII Всероссийском Конгрессе «Экология и здоровье человека» (Самара, 2007), на Международной научной конференции «Современные проблемы экспериментальной и клинической медицины» (Тайланд, 2008), на V международной научно-практической конференции «Татищевские чтения: Актуальные проблемы науки и практики» (Тольятти, 2008).

Публикации

По теме диссертации опубликовано 10 печатных работ, из них 2 практические рекомендации и 8 статей (в том числе одна в журнале рекомендованном ВАК).

Объем и структура диссертации

Диссертация состоит из введения, 7 глав включающих обзор литературы, материалы и методы исследования и главы собственных исследований, заключения, выводов, списка использованной литературы, включающего 171 источник и приложение. Диссертация изложена на 142 страницах машинописного текста, иллюстрирована 18 таблицами и 16 рисунками.

Заключение Диссертация по теме "Экология", Касаткина, Наталия Михайловна

Практические рекомендации

Ульяновск 2008