УДК 616.346.2-089.87:582.23

Микробиологическое обоснование целесообразности применения пробиотиков после аппендэктомии

Алрхаиа Ислам – аспирант направления подготовки «Микробиология» Мордовского государственного университета им. Н. П. Огарёва

Научный руководитель Радаева Ольга Александровна – доктор медицинских наук, доцент, профессор кафедры иммунологии, микробиологии и вирусологии Мордовского государственного университета им. Н. П. Огарёва

Аннотация: Аппендэктомия – это наиболее часто встречающаяся операция во всём мире, но вопрос влияния данного вида оперативного вмешательства на количественный и качественный состав микробиоты толстой кишки остаётся мало изученным. Применение пробиотиков после данного вида хирургического вмешательства помогает нормализовать микрофлору, а также улучшить метаболизм в кишечнике.

Ключевые слова: аппендэктомия, пробиотики, микробиота кишечника.

Введение

Высокий интерес учёных к изучению микробиологического состава кишечника человека проявляется разнообразных статьях на тему изучения многообразия  бактерий, находящихся  в пищеварительном тракте, особенно во всех отделах толстой кишки. Полное и качественное усвоение пищевых продуктов, а так же регуляция распределения энергии находятся в прямой зависимости от многих экзогенных факторов, таких как диетические привычки, прием лекарственных препаратов, интенсивности перистальтики кишечника, частоты и консистенции стула, а также от эндогенных факторов, в частности, микроорганизмов, обитающих в желудочно-кишечном тракте (кишечной микробиомы) [12]. На сегодняшний день известно около 60 типов микроорганизмов, но лишь не большая часть из них встречается в кишечнике человека (например, Bacteroides, Firmicutes, актинобактерии, фузобактерии, протеобактерии, веррукомикробии, цианобактерии и спирохеты) [4]. Ученые сделали заключение, что в пищеварительном тракте макроорганизма, а именно в толстой кишке в изобилие встречаются 2 типа микроорганизмов: грамположительные Firmicutes, и грамотрицательные  Bacteroidetes [9].

Количественный и видовой состав бактерий толстой кишки кишечнике определяют энергетический баланс всего макроорганизма [12].  Кроме того, микробиота регулирует и поддерживает биотрансформацию большого числа химических соединений и именно из-за метаболических способностей она обеспечивает трансформацию сложных питательных веществ, которые входят в состав клеток растений (пектин, целлюлоза, гемицеллюлоза, лигнин) и муцина, в ди- и моносахариды, которые перерабатываются с образованием короткоцепочечных жирных кислот (главным образом ацетата, пропионата и бутирата) [4]. Микроорганизмы кишечника также ответственна за регуляцию гомеостаза клеток иммунитета слизистой толстой кишечники и синтезе некоторых витаминов [6]. Видовой состав и активность микробиоты оказывают большое влияние на желудочно-кишечные гормоны, которые регулирует пролиферацию и дифференцировку эпителиальных клеток, а также препятствуют колонизации патогенных микроорганизмов на слизистую оболочку кишечника [12].

Проанализировав источники можно сделать вывод, что бактериальный состав кишечника у людей после аппендэктомии был менее разнообразным и имел меньшее количество видов Roseburia, Barnesiella, Butyricicoccus, Odoribacter и Butyricimonas, большинство из которых были микробами, продуцирующими уксусную, пропионовую и масляную кислоты [5]. Данные изменения в свою очередь приводят к нарушению местного иммунитета толстой кишки и как следствие увеличению частоты встречаемости различных воспалительных заболеваний и послеоперационных осложнений, связанных с ними [3]. Недавние исследования продемонстрировали решающую роль аппендикса в регуляции микроэкологии кишечника, возможно, выступая в качестве резерва или убежища для кишечной микробиоты, что способствует восстановлению микроэкологического гомеостаза кишечника после кишечных нарушений [5].

Существует множество методов модулирования микробиоты кишечника. Одним из таких методов является применение пробиотиков, которые оказывают положительное влияние на поддержание и восстановление гомеостаза в кишечнике для корректирования общего здоровья и самочувствия человека и профилактики различных заболеваний. Для дальнейшего исследования поставленной нами темы необходимо дать определение пробиотиков. Пробиотики – это живые или лиофилизированные бактерии, которые при попадании в оптимальном количестве в макроорганизм приносят ему пользу [12]. Это определение было принято Международной научной ассоциацией по пробиотикам и пребиотикам и используется до сих пор [8]. В терапевтической практике часто используемыми пробиотиками являются молочнокислые (LAB) и бифидобактерии [12]. Ученые научились избирательно стимулировать метаболическую активность и рост пробиотических микроорганизмов при помощи различных типов углеводов, которые не перевариваются организмом-хозяином и такие препараты получили название пребиотики [11]. Комбинации пробиотиков с пребиотиками (называемые синбиотиками) способны смещать преобладающие бактерии и продукцию короткоцепочечных жирных кислот микроорганизмами [12].

Влияние пробиотиков на микробиоту кишечника

Клиническое применение пробиотиков, в состав которых входят Bifidobacterium и Lactobacillus, показало, что они влияют на модуляцию состава кишечной микробиоты, регулируют метаболиты кишечных микробов, а также улучшают барьерную функцию кишечника [10].

Было протестировано влияние водной суспензии пробиотика SymproveTM, (содержащей Lactobacillus acidophilus, Lactobacillus plantarum, Lactobacillus rhamnosus и Enterococcus faecium) на разнообразие бактерий и по результатам исследования было выявлено, что заселение просвета кишечника пробиотическими бактериями и  их дальнейший рост поднял концентрацию лактата во всех отделах толстой кишки, в свою очередь повышение уровня лактат повлекло за собой рост новых микроорганизмов, которым для жизнедеятельности необходимо его присутствие [13].

Так же современными русскими учеными было проведено исследование, которое выявило, что введение Lactobacillus plantarum и Enterococcus faecium L3 приводило к снижению содержания Proteus spp. в составе микробиоты, увеличению количества бифидобактерий и фекалибактерий и угнетению роста клебсиелл [2].

В другом исследовании было протестировано влияние перорального употребления Lactobacillus plantarum на микрофлору кишечника человека, в результате было выявлено наличие большого количества бифидобактерий, а также присутствие других видов, полезных для микроорганизма, бактерий, в то время как десульфовибрионы и другие патогенные и условно-патогенные микроорганизмы наблюдались в меньшей концентрации после приема пробиотика в течение 4 недель [12].

Клиническое исследование пробиотика "Лактобактерин" показало высокую антагонистическую активностью по отношению к Escherichia coli, Pseudomonas aeruginosa и Staphylococcus aureus, которые являются возбудителями гнойно-воспалительных заболеваний кишечника [1].

Лечение кисломолочными продуктами, содержащими пробиотики (B. animalis ssp. Lactis) повышало уровень потенциальных бактерий, продуцирующих бутират, которые, в свою очередь, будут влиять на системный метаболизм [14]. Кроме того, исследование in vivo с самцами швейцарских мышей-альбиносов показало, что ферментированное пробиотиками молоко, содержащее Lactobacillus reuteri, может улучшить белково-энергетическую недостаточность и иммунологическую функцию у мышей с увеличением количества бифидобактерий, фирмикутов и лактобацилл [7].

Вывод

Коррекция и поддержание сформированного баланса кишечного микробиома играет решающую роль в нормализации оптимального функционирования желудочно-кишечного тракта в целом и кишечника в частности у пациентов, перенесших аппендэктомию. Метаболиты нормофлоры кишечника, такие как короткоцепочечные жирные кислоты, ответственны за реализацию важных для макроорганизма функций. Концентрация этих метоболитов имеет непосредственную взаимосвязь с видовым составом бактерий, а также обуславливается экзогенными, генетическими факторами и рационом, который предоставляет микроорганизмам необходимые для их существования субстраты. Дисбаланс микробиоты в толстой кишке, возникающий после аппендэктомии и уменьшение количества и видового состава бактерий, которые непосредственно продуцируют уксусную, пропионовую и масляную кислоты, требуют коррекции при помощи применения пробиотиков. Различные научные статьи подтверждают высокую эффективность использования пробиотиков в создании и поддержании нормофлоры кишечника и их влияние на концентрацию метаболитов в толстой кишке. Существует ряд исследований, которые предоставляют результаты влияние короткоцепочечных жирных кислот на функции не только пищеварительного тракта , но и на другие ткани и органы. Использование пробиотиков для нормализации микрофлоры кишечника после аппендэктомии является актуальны направлением для дальнейших исследований.

Список литературы

  1. Жусупов С.Ю., Самедов С.В., Шаповал О.Г. Антагонистическая активность лактобактерина в отношении некоторых возбудителей гнойно-воспалительных заболеваний // Бюллетень медицинских интернет-конференций. – 2014. – № 4. – С. 1227.
  2. Капустина В.В., Захарова Л.Б., Парийская Е.Н., Котылева М.П., Ермоленко Е.И. Влияние пробиотиков на микробиоту и морфофункциональные характеристики кишечника при экспериментальном дисбиозе // Проблемы медицинской микологии. – 2020. – № 3. – С. 83.
  3. Линдовер В. С. Влияние аппендэктомии на смещение состава нормальной микрофлоры кишечника // FORCIPE. – 2021. – С. 541.
  4. Baj J., Bartosik D., Dziewit Ł., Jagusztyn-Krynicka E.K., Markiewicz Z., Piekarowicz A., Włodarczyk M., Wolska K.I.Biologia Molekularna Bakterii. 2nd ed. // Wydawnictwo Naukowe PWN SA. – 2015. – P. 133-
  5. Cai S., Fan Y., Zhang B., Lin J., Yang X., Liu Y., Liu J., Ren J., Xu H. Appendectomy Is Associated With Alteration of Human Gut Bacterial and Fungal Communities. // Frontiers in microbiology. – 2021. – № 12. – P. 724-980.
  6. Czajkowska A., Szponar B. Krótkołańcuchowe kwasy tłuszczowe (SCFA) jako produkty metabolizmu bakterii jelitowych oraz ich znaczenie dla organizmu gospodarza. // Postęp. Hig. Med. Doswiadczalne. –   – №72. – P. 131-142.
  7. Garg S., Singh T.P., Malik R.K. In vivo implications of potential probiotic Lactobacillus reuteri lr6 on the gut and immunological parameters as an adjuvant against protein energy malnutrition. // Probiotics Antimicrob. Proteins. – – № 12 (2). – P. 517-534.
  8. Hill C., Guarner F., Reid G., Gibson G.R., Merenstein D.J., Pot B., Morelli L., Canani R.B., Flint H.J., Salminen S., et al. Expert consensus document: The International Scientific Association for Probiotics and Prebiotics consensus statement on the scope and appropriate use of the term probiotic //  Rev. Gastroenterol. Hepatol. – 2014. – № 11. – P. 506-514.
  9. Joseph N., Vasodavan K., Saipudin N.A., Yusof B.N.M., Kumar S., Nordin S.A. Gut microbiota and short-chain fatty acids (SCFAs) profiles of normal and overweight school children in Selangor after probiotics administration //  Funct. Foods. – 2019. – № 57. – P. 103-111. 
  10. Li H. Y., Zhou D. D., Gan R. Y., Huang S. Y., Zhao C. N., Shang A., Xu X. Y., Li H. B. Effects and Mechanisms of Probiotics, Prebiotics, Synbiotics, and Postbiotics on Metabolic Diseases Targeting Gut Microbiota: A Narrative Review // Nutrients. – 2021. – № 13 (9). – P. 3211.
  11. Markowiak P., Śliżewska K. Effects of probiotics, prebiotics, and synbiotics on human healt //  – 2017. – № 9. – P. 1021.
  12. Markowiak-Kopeć, P., Śliżewska, K. The Effect of Probiotics on the Production of Short-Chain Fatty Acids by Human Intestinal Microbiome // Nutrients. – 2020. – № 12 (4). – P. 1107.
  13. Moens F., Van den Abbeele P., Basit A.W., Dodoo D., Chatterjee R., Smith B., Gaisford S. A four-strain probiotic exerts positive immunomodulatory effects by enhancing colonic butyrate production in vitro. // J. Pharm. – 2019. – № 555. – P. 1-10.
  14. Zmora N., Zilberman-Schapira G., Suez J., Mor U., Dori-Bachash M., Bashiardes S., et al. Personalized gut mucosal colonization resistance to empiric probiotics is associated with unique host and microbiome features // Clinical Trial. – 2018. – № 174. – P. 1388-1405.

Интересная статья? Поделись ей с другими: