Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Обзор литературы. Современное представление о роли микробно-тканевого комплекса кишечника в патогенезе ремоделирования сердца при хронической сердечной недостаточности 14
1.1 Эпидемиология хронической сердечной недостаточности 14
1.2 Роль системного воспаления в патогенезе ремоделирования сердца и хронической сердечной недостаточности 15
1.3 Значение микробно-тканевого комплекса кишечника и эндотоксинемии в инициации системного воспаления при хронической сердечной недостаточности 21
1.4 Значение микробно-тканевого комплекса кишечника в развитии структурного и электрического ремоделирования сердца у больных хронической сердечной недостаточностью 30
1.5 Современные подходы к коррекции нарушений микробно-тканевого комплекса кишечника при хронической сердечной недостаточности 32
Глава 2. Материалы и методы 38
2.1 Дизайн клинического исследования 38
2.1.2 Инструментальные методы 41
2.1.3 Лабораторные методы 44
2.2 Дизайн экспериментального исследования 45
Глава 3. Клинико-функциональные взаимосвязи ремоделирования сердца и микробно-тканевого комплекса кишечника у больных хронической сердечной недостаточностью 50
3.1 Показатели ремоделирования сердца у больных в зависимости от тяжести хронической сердечной недостаточности 50
3.2 Качественный и количественный состав микробиоценоза кишечника больных хронической сердечной недостаточностью 52
3.3 Корреляционные связи параметров ремоделирования сердца и микробиоценоза кишечника при хронической сердечной недостаточности 57
3.4 Хроническое системное воспаление и обмен полиненасыщенных жирных кислот в ремоделировании сердца у больных хронической сердечной недостаточностью, роль микробно-тканевого комплекса кишечника 60
3.5 Динамика клинических показателей больных хронической сердечной недостаточностью под действием лечения с применением фторхинолонов, рифаксимина и пребиотического комплекса 66
3.6 Динамика микробиоценоза кишечника больных хронической сердечной недостаточностью под действием лечения с применением фторхинолонов, рифаксимина и пребиотического комплекса 67
3.7 Динамика медиаторов хронического системного воспаления и полиненасыщенных жирных кислот под действием лечения с применением фторхинолонов, рифаксимина и пребиотического комплекса 70
Глава 4. Морфофункциональные параллели изменений в миокарде и микробно-тканевом комплексе кишечника крыс с экспериментальной сердечной недостаточностью 72
4.1 Оценка изменений внутренних органов 72
4.2 Изучение кишечного микробиоценоза крыс на фоне моделирования сердечной недостаточности, в том числе при применении различных стратегий коррекции микробно-тканевого комплекса кишечника 76
Глава 5. Обсуждение результатов исследования 84
Заключение 109
Выводы 111
Практические рекомендации 113
Список сокращений 114
Список литературы 117
Приложение А (к главе 2) 146
Приложение Б (к главе 3) 155
Приложение В (к главе 4) 176
- Роль системного воспаления в патогенезе ремоделирования сердца и хронической сердечной недостаточности
- Современные подходы к коррекции нарушений микробно-тканевого комплекса кишечника при хронической сердечной недостаточности
- Хроническое системное воспаление и обмен полиненасыщенных жирных кислот в ремоделировании сердца у больных хронической сердечной недостаточностью, роль микробно-тканевого комплекса кишечника
- Изучение кишечного микробиоценоза крыс на фоне моделирования сердечной недостаточности, в том числе при применении различных стратегий коррекции микробно-тканевого комплекса кишечника
Введение к работе
Актуальность темы исследования
Хроническая сердечная недостаточность (ХСН) как финальный этап сердечнососудистого континуума представляет собой серьезную медицинскую и социальную проблему. Распространенность ХСН в Российской Федерации (РФ) за последние 2 десятилетия выросла более чем в 2 раза с 4,9 % в 1998 г. до 10,2 % в 2014 г. Еще более впечатляющую динамику демонстрирует тяжелая ХСН III – IV функциональных классов (ФК), встречаемость которой за тот же период увеличилась с 1,2 до 4,1 % [Фомин И.В., 2016]. Несмотря на значительные успехи в лечении, смертность от ХСН остается высокой: около 6 % всех больных умирает в течение года, при этом после острой декомпенсации ХСН (ОДСН) смертность достигает 25,1 % [Поляков Д.С. и др., 2016]. Увеличение продолжительности жизни населения, успехи в лечении сердечнососудистых заболеваний позволяют предположить дальнейший рост заболеваемости ХСН. Нейрогуморальная модель патогенеза ХСН, получившая наибольшее признание в последнее время, не смогла до конца объяснить патогенез ремоделирования сердца – ведущего фактора ее прогрессирования [Braunwald E., 2015]. Для понимания тонких механизмов развития ремоделирования сердца необходима не только оценка структурных и молекулярно-генетических процессов, лежащих в его основе, но и углубленное исследование путей их нейрогуморальной и ауто/паракринной регуляции [Kehat I., Molkentin J.D., 2010; Koshman Y.E. et al., 2015].
В настоящее время получены убедительные данные, свидетельствующие о влиянии на инициацию различных молекулярных и гистогенетических процессов, определяющих ремоделирование миокарда (гипертрофии, апоптоза, некроза мышечных и немышечных клеток, модуляции внеклеточного матрикса и др.) [Саликова С.П., 2004], многих цитокинов (фактора некроза опухолей-альфа, интерлейкинов (ИЛ) 1, 6, 2, 18) и других маркеров воспаления, увеличивающихся при ХСН независимо от ее этиологии [Vilahur G. et al., 2011; Wu C.K. et al., 2011; Fang L. et al., 2015; Van Tassell B.W. et al., 2015; Suthahar N et al., 2017]. Причины активации хронического системного воспаления (ХСВ) при ХСН до конца не ясны. Согласно одной из гипотез, повышение уровня факторов ХСВ при ХСН в клинических и экспериментальных условиях обусловлено проникновением через кишечную стенку в кровь липополисахарида грамотрицательных бактерий (ЛПС) вследствие структурно-функциональных изменений микробно-тканевого комплекса кишечника (МТКК) [Арутюнов Г.П. и др., 2003, 2007; Егорова Е.Н. и др., 2012; Niebauer J. et al., 1999, Conraads V.M. et al., 2004; Sandek A. et al., 2007, 2012, 2014]. Значение других молекул микробного происхождения (ММП) при ХСН освещается в единичных исследованиях [Былова Н.А. и др., 2011]. Уточнение роли МТКК в инициации ХСВ, развитии ремоделирования сердца и прогрессировании ХСН, а также возможности влияния на качество жизни и прогноз больных путем медикаментозного воздействия на компоненты МТКК является актуальным и перспективным направлением исследований в современной кардиологии.
Степень разработанности темы исследования
Открытия последних десятилетий свидетельствуют о возможном участии микробиоты кишечника в патогенезе различных патологических состояний, в том числе сердечно-сосудистых заболеваний, связанных с активацией ХСВ [Гриневич В.Б. и др., 2003, 2010, 2017]. Имеются данные о наличии эндотоксинемии и нарушений фекальной микробиоты при ХСН, выраженность которых коррелирует с тяжестью симптомов [Арутюнов Г.П. и др., 2003, 2007; С.Н. Маммаев и др., 2011; Егорова Е.Н. и др., 2012;
Pasini E. et al., 2016]. Проведены единичные исследования, направленные на изучение взаимосвязи микробиоты и ремоделирования миокарда [Марцинкевич Е.В. и др., 2013; Ettinger G. et al., 2017]. Факты, полученные в ходе клинических и экспериментальных работ, свидетельствуют о наличии структурных изменений в стенке тонкой и толстой кишки при ХСН [Арутюнов Г.П. и др., 2003, 2004, 2007; Марцинкевич Е.В. и др., 2013]. При этом исследования проницаемости кишечника при ХСН, проведенные без учета возможного влияния тонкокишечного дисбиоза, показали неоднозначные результаты [Schaufelberger M. et al., 2007; Sandek A. et al., 2007]. В целом ряде работ доказана возможность воздействия на кишечную микробиоту при ХСН антибиотиками и пробиотиками [Былова Н.А., 2007; Евдокимова А. Г. и др., 2011; Conraads V.M. et al., 2004; Costanza AC et al., 2015]. При этом подавляющее большинство эффектов пробиотиков на миокард показано только в экспериментальных условиях [Марцинкевич Е.В. и др., 2013, 2015; Gan X.T. et al., 2014; Abu-Elsaad N.M. et al., 2015; Ettinger G. et al., 2017; Sadeghzadeh J. et al., 2017]. Применение пробиотиков у больных ХСН приводило к улучшению микробного пейзажа, но сопровождалось цитокинемией [Былова Н.А., 2007]. Единственное исследование, продемонстрировавшее положительное влияние длительного приема препарата с живыми Saccharomyces boulardii на больных ХСН, показало достоверное улучшение систолической функции левого желудочка (ЛЖ) [Costanza A.C. et al., 2015]. Работы, посвященные изучению эффектов пребиотиков при ХСН, немногочисленны. Показано значение дефицита пищевых волокон в рационе больных ХСН [Makarewicz-Wujec M. et al., 2014], противовоспалительные свойства пребиотических доз лактулозы [Коломоец А. Н. и др., 2009].
Современные представления о роли кишечной микробиоты для макроорганизма в норме и патологии не позволяют трактовать её узко только с позиций эндотоксинемии и влияния на ХСВ. На сегодняшний день практически ничего не известно о значении в регуляции обмена веществ и иммунитета при ХСН кишечных грамположительных бактерий, вирусов и грибов. Роль микробиоты в повреждении кишечной стенки при ХСН также неочевидна. Оптимальные стратегии воздействия на МТКК при ХСН требуют дальнейшего изучения. Новые методы экспрессной оценки микробиоценоза на метаболомном уровне по микробным маркерам (ММ) в крови открывают возможности изучения тонких взаимоотношений МТКК и миокарда при ХСН. Особенный интерес представляет сопоставление экспериментальных и клинических данных о влиянии изменений МТКК на ремоделирование сердца и прогрессирование ХСН, которое до сегодняшнего дня не проводилось. Таким образом, исследование механизмов взаимообусловленности структурно-функциональных нарушений МТКК и миокарда с использованием новых методов представляется обоснованным и перспективным.
Цель исследования
Установить морфофункциональные взаимосвязи ремоделирования миокарда и микробно-тканевого комплекса кишечника, оценить их значение в патогенезе хронической сердечной недостаточности и возможности коррекции.
Задачи исследования
-
Исследовать качественный и количественный состав пристеночного микробиоценоза кишечника, концентрацию эндотоксина, С-реактивного белка, интерлейкина-6, интерлейкина-10, полиненасыщенных жирных кислот (ПНЖК) в крови больных ХСН и их взаимосвязи.
-
Выявить взаимосвязь структурно-геометрических показателей ремоделирования сердца, параметров его систолической и диастолической функции, тяжести
клинического состояния больных ХСН с уровнем медиаторов хронического системного воспаления, полиненасыщенных жирных кислот, омега-3 индекса, эндотоксина и других молекул микробного происхождения в крови.
-
Оценить динамику показателей клинического состояния, структурно-функциональных параметров ремоделирования сердца, микробиоценоза кишечника, концентрации про- и противовоспалительных факторов, полиненасыщенных жирных кислот и омега-3 индекса в крови больных ХСН на фоне лечения, в том числе с применением фторхинолонов, рифаксимина и пребиотического комплекса.
-
Изучить морфофункциональные изменения в миокарде и кишечнике, концентрацию эндотоксина в крови, качественный и количественный состав пристеночного кишечного микробиоценоза и его динамику под действием про-, пре- и антибиотиков у крыс с экспериментальной сердечной недостаточностью.
Научная новизна
Впервые с помощью метода масс-спектрометрии микробных маркеров (МСММ) в крови определен состав пристеночной микробиоты кишечника при сердечной недостаточности в клинических и экспериментальных условиях. Установлены взаимосвязи пристеночной микробиоты, уровня ЛПС с содержанием факторов ХСВ в крови и клинико-функциональными показателями больных ХСН.
Изучена динамика концентрации ПНЖК и омега-3 индекса в крови больных ХСН в зависимости от тяжести состояния. Показана взаимосвязь омега-3 индекса с ФК ХСН, параметрами ремоделирования сердца, уровнем эндотоксинемии и показателями кишечного микробиоценоза.
Впервые исследовано влияние на жизненный прогноз больных ХСН численности
представителей пристеночного микробиоценоза кишечника. Впервые определена
динамика показателей клинического состояния, структурно-функциональных
параметров ремоделирования сердца, микробиоценоза кишечника, концентрации про- и противовоспалительных факторов, ПНЖК и омега-3 индекса в крови больных ХСН разной степени тяжести на фоне лечения, в том числе с применением фторхинолонов, рифаксимина и пребиотического комплекса.
Впервые проведена оценка влияния антибактериальных препаратов, пробиотиков, пребиотиков на состояние слизистой оболочки тонкой и толстой кишки, уровень ЛПС и состав микробиоценоза кишечника в крови животных с ЭСН.
Теоретическая и практическая значимость работы
Выявление закономерностей изменений МТКК при ХСН, взаимосвязи пристеночной микробиоты кишечника, уровня ЛПС с содержанием факторов ХСВ, клинико-функциональными показателями больных ХСН, а также параметрами ремоделирования сердца расширяет наши представления об иммуновоспалительном звене развития и прогрессирования ХСН.
Обнаруженная взаимосвязь содержания в крови ПНЖК и омега-3 индекса с показателями кишечного микробиоценоза, эндотоксинемией может рассматриваться в качестве одного из механизмов влияния микробиоты кишечника на структурное и электрическое ремоделирование миокарда. Некоторые параметры микробиоценоза кишечника, ХСВ, тяжести состояния больных, ремоделирования сердца могут быть использованы в качестве критериев прогнозирования исходов ХСН.
Возможность использования метода МСММ в крови для экспресс-оценки пристеночной микробиоты кишечника позволяет осуществлять дифференцированный подход к выбору стратегии коррекции МТКК у больных ХСН. Изучение влияния
антибактериальных препаратов, про- и пребиотиков на состояние слизистой оболочки тонкой и толстой кишки, уровень ЛПС и состав микробиоценоза кишечника в клинических и экспериментальных условиях будет способствовать разработке новых подходов к лечению больных ХСН, основанных на коррекции МТКК.
Методология и методы исследования
В диссертации использованы общенаучные (синтез и анализ данных) и частнонаучные (клинический, лабораторный, инструментальный, экспериментальный, гистологический, статистический) методы. Исследование одобрено независимым этическим комитетом при ВМедА им. С.М. Кирова 22.12.2015 г., протокол № 169.
Основные положения, выносимые на защиту
-
У больных хронической сердечной недостаточностью выраженность структурно-функциональных изменений в сердце, тяжесть клинического состояния и прогноз для жизни связаны с активацией хронического системного воспаления, ассоциированного с изменением микробно-тканевого комплекса кишечника.
-
Нарастание тяжести хронической сердечной недостаточности и ремоделирования камер сердца сопряжено со снижением омега-3 индекса, коррелирующего с уровнем эндотоксина, численностью Bifidobacterium spp., Eubacterium spp. и Propionibacterium spp.
-
Коррекция микробно-тканевого комплекса кишечника рифаксимином при хронической сердечной недостаточности способствует стойкому уменьшению в крови больных концентрации факторов хронического системного воспаления и симптомов со стороны желудочно-кишечного тракта (ЖКТ). Применение пребиотического комплекса у больных хронической сердечной недостаточностью не вызывает нарастания активности хронического системного воспаления, приводит к улучшению функционального статуса и длительному снижению выраженности гастроэнтерологических симптомов.
-
При экспериментальной сердечной недостаточности наряду со структурной реорганизацией миокарда происходят значительные морфофункциональные изменения в тонкой и толстой кишке, сопровождающиеся эндотоксинемией, угнетением комменсальной и пролиферацией условно-патогенной флоры, грибов и вирусов пристеночного слоя кишечника. Про-, пре- и антибиотики оказывают избирательное влияние на содержание молекул микробного происхождения в крови животных с экспериментальной сердечной недостаточностью.
Реализация и внедрение результатов диссертационного исследования
Результаты внедрены в учебный процесс и практику научно-исследовательской
работы 2-й кафедры (терапии усовершенствования врачей), кафедры военной
токсикологии и медицинской защиты, научно-исследовательского отдела (обитаемости)
научно-исследовательского центра ВМедА им. С.М. Кирова; кафедры внутренних
болезней педиатрического и стоматологического факультетов ФГБОУ ВО
«Волгоградский государственный медицинский университет» Минздрава России и в клиническую практику кардиологического отделения СПб ГБУЗ «Городская больница Святого Великомученика Георгия». Материалы исследования включены в учебные пособия: «Хроническая сердечная недостаточность: современная диагностика, лечение, профилактика, военно-врачебная экспертиза» (2017) и «Гастроэнтерология» (2017).
Степень достоверности и апробация результатов исследования
Достоверность данных, полученных в ходе выполнения работы, базируется на
достаточном объеме и сопоставимости выборок обследованных, высокой
информативности использованных методик. Математические методы обработки данных
соответствовали поставленным задачам. Дизайн исследования определялся, исходя из
намеченных целей и задач. Выводы и рекомендации формулировались на основании
полученных результатов. Основные положения работы доложены и обсуждены на
Российском национальном конгрессе кардиологов (Казань, 2014; Екатеринбург, 2016;
Санкт-Петербург, 2017); Всероссийской научно-практической конференции «Новые
методы экспресс-диагностики микроорганизмов в медицине, фармации, ветеринарии и
экологии» (Санкт-Петербург, 2015); Всероссийской научно-практической конференции
«Лабораторная диагностика в решении проблем современной клинической медицины»
(Санкт-Петербург, 2015); заседании Гастроэнтерологической секции Санкт-
Петербургского общества терапевтов им. С.П. Боткина (Санкт-Петербург, 2016);
Конгрессе «Сердечная недостаточность» (Москва, 2016, 2017); 21-й Северо-Западной
научно-практической конференции «Санкт-Петербург – Фармакотерапия – 2017»
(Санкт-Петербург, 2017); Всероссийской научно-практической конференции
«Инновации в медицинской, фармацевтической, ветеринарной и экологической
микробиологии» (Санкт-Петербург, 2017); 19-м Международном медицинском Славяно
Балтийском научном форуме (Санкт-Петербург, 2017); XXX Международном конгрессе
«Helicobacter & Microbiota in Inflammation & Cancer» (Франция, Бордо, 2017);
Всероссийской конференции с международным участием «Микробиота человека и
животных» (Санкт-Петербург, 2017); ХII международном научном конгрессе
«Рациональная фармакотерапия» (Санкт-Петербург, 2017); XII Национальном конгрессе
терапевтов (Москва, 2017), а также на совместном заседании 2-ой кафедры (терапии
усовершенствования врачей), кафедры военно-полевой терапии и кафедры
факультетской терапии ВМедА им. С.М. Кирова 11.04.2018 г., протокол № 2/32. По материалам диссертационного исследования опубликовано 20 печатных работ, из них 3 статьи в научных изданиях, рекомендованных Высшей аттестационной комиссией Министерства образования и науки Российской Федерации для публикации материалов диссертаций на соискание ученых степеней доктора и кандидата наук.
Личное участие автора
Автор участвовал в разработке дизайна исследования, отборе пациентов, их курации и обследовании. Провёл все этапы эксперимента, забор и подготовку материала, изучение гистологических препаратов. Вносил данные в электронные таблицы с последующей статистической обработкой и анализом, обобщил основные результаты в научных публикациях и подготовил текст диссертации.
Структура и объем работы
Диссертация изложена на русском языке на 145 страницах машинописного текста. Состоит из введения, обзора литературы, глав, посвященных материалам и методам, результатам исследования, их обсуждению, а также заключения, выводов, практических рекомендаций, списков сокращений и литературы. Ко второй, третьей и четвертой главам имеются приложения на 41 странице. Работа иллюстрирована 29 таблицами и 38 рисунками. Список литературы включает 245 источников, из них 116 отечественных и 129 иностранных.
Роль системного воспаления в патогенезе ремоделирования сердца и хронической сердечной недостаточности
Полученные в настоящее время доказательства участия воспалительных факторов в развитии ремоделирования сердца и ХСН [41, 55, 63, 111] позволили сформулировать иммуновоспалительную («цитокиновую») модель патогенеза ХСН [20]. Показана прогностическая ценность многих цитокинов [54]. Возможные механизмы реализации гемодинамических и клинических эффектов цитокинов при ХСН могут складываться из отрицательного инотропного действия, нарушения эндотелий-зависимой дилатации артериол, а также влияния на основные клеточные и молекулярно-генетические процессы, определяющие ремоделирование миокарда: гипертрофию, пролиферацию, некроз, апоптоз мышечных и немышечных клеток сердца [99, 103, 104, 236].
Причины цитокинемии при ХСН на сегодняшний день не совсем ясны. Цитокины могут синтезироваться многими клетками в ответ на стимуляцию антигенами и нейрогуморальными факторами [242]. Выделение цитокинов приводит к целому каскаду местных и системных реакций, привлечению в очаг воспаления клеточных элементов, появлению кислородных радикалов, дегрануляции лейкоцитов с выходом в ткани протеолитических ферментов и эластазы, активной продукции простагландинов и факторов активации тромбоцитов [31, 181]. Необходимо подчеркнуть, что выработка противовоспалительных факторов происходит практически одновременно с провоспалительными, и от их динамического равновесия зависит исход воспалительной реакции [101].
Одним из наиболее изученных эффекторов системного воспалительного ответа при ХСН является С-реактивный белок (СРБ) [32]. В настоящее время СРБ рассматривается не только как маркер ХСВ, но и в качестве прогностического фактора сердечно-сосудистых заболеваний (ССЗ) [54]. Концентрация вчСРБ (СРБ, определенный высокочувствительным методом) выше 2 мг/л ассоциирована с прогрессированием кардиальной патологии [4]. Уровень СРБ более 10 мг/л всегда требует диагностического поиска воспалительной причины, в том числе у больных ХСН [70]. Показана роль вчСРБ в дифференциальной диагностике воспалительной и невоспалительной КМП при ХСН [105]. Имеются данные о независимом влиянии концентрации СРБ на прогноз больных с острой декомпенсацией ХСН: В.А. Костенко и др. (2014) показали значительное увеличение смертности больных после острой декомпенсации ХСН при уровне СРБ выше 20 мг/л [54].
Доказано влияние ФНО-ос на индукцию апоптоза кардиомиоцитов (КМЦ) -одного из ключевых механизмов ремоделирования сердца при ХСН [243]. ФНО-а, связываясь с экспрессирующимися на поверхности клеток миокарда так называемыми «рецепторами смерти», запускает сложные внутриклеточные процессы, способствующие активации ряда цитоплазматических цистеиновых протеаз - каспаз, обеспечивающих расщепление жизненно важных для клетки веществ, таких как ламин, актин, поли-АДФ-рибозилполимераза, ДНК-зависимые протеинкиназы и др., и вызывающих апоптотические морфологические изменения в ядрах клеток и деградацию хромосомной ДНК [157]. Было показано также, что ФНО-ос посредством НАДФН-оксидазы активирует ядерный фактор «каппа-би» (NF-kB), усиливающий экспрессию ряда генов, отвечающих за воспаление, пролиферацию, апоптоз КМЦ. При этом ФНО-ос оказывает стимулирующее влияние на ИЛ-1 и васкулярные молекулы клеточной адгезии (VCAM1) [148, 153, 169]. Кроме того, в ряде исследований было установлено, что под действием ФНО-ос может происходить гипертрофия КМЦ, носящая необратимый характер, и постепенное разрушение внеклеточного коллагенового матрикса миокарда с последующей дилатацией желудочков [128, 132, 176], хотя описаны и антиапоптотические эффекты ФНО-ос, реализуемые через рецепторы ФНО-ос 2 типа [156]. Предполагают, что влияние ФНО-ос и других цитокинов на ремоделирование интерстиция миокарда может быть связано с активацией металлопротеиназ, индуцирующих разрушение фибриллярного коллагенового матрикса, и индукцией экспрессии рецепторов ангиотензина (АТ) II типа I на сердечных фибробластах [123, 155].
В прогрессировании фиброза миокарда и ХСН большое значение придается также ИЛ-1 [230], способствующему повышению экспрессии матричных металлопротеиназ и развитию постинфарктной сердечной недостаточности (СН) [147]. Установлено, что ИЛ-1 может нарушать функцию сердечной мышцы путем подавления ее сократительной способности, вызывая прогрессирование гипертрофии миокарда и апоптоз КМЦ [220].
На регуляцию процессов структурной реорганизации миокарда при ХСН оказывает важное влияние один из ключевых цитокинов системного действия – ИЛ-6, который стимулирует воспалительные, иммунные, метаболические процессы и пролиферацию клеток в тканях [171]. ИЛ-6 модулирует иммунную защиту путем активации и дифференцировки Т-клеток, влияния на созревание В клеток, усиления гемопоэза, синтеза СРБ, фибриногена и амилоида [55, 89].
Описано угнетающее действие ИЛ-6 на синтез ФНО- [115]. Эффекты ИЛ-6 обусловлены его взаимодействием с одноименным рецептором на поверхности клетки с последующей активацией ряда внутриклеточных мессенджеров, что приводит, в конечном счете, к запуску МАРК-каскада (МАРК – митогенактивируемая протеинкиназа), лежащего в основе пролиферации и клеточной дифференцировки [37, 171]. Эти эффекты ИЛ-6 являются основой развития МАРК-ассоциированного ремоделирования сердца [64]. Было установлено, что у мышей с гиперэкспрессией ИЛ-6 рецепторов отмечается гипертрофия миокарда, апоптоз КМЦ с формированием систолической СН [239]. В настоящее время доказано повышение в сыворотке крови больных с ХСН концентрации ИЛ-6, коррелирующее с ФК и являющееся предиктором неблагоприятного прогноза [61, 145, 204]. Кроме того, показано независимое влияние уровня ИЛ-6 у больных ишемической болезнью сердца (ИБС) стабильного течения на риск госпитализаций по поводу ХСН [165]. Следует отметить, что концентрация СРБ в этом исследовании не продемонстрировала подобного влияния, а абсолютные уровни ИЛ-6 и СРБ в плазме крови не выходили за пределы допустимых значений [159]. Целый ряд исследований подтверждают взаимосвязь ухудшения систолической функции ЛЖ с повышением концентрации ИЛ-6 в сыворотке крови [180, 204]. Тем не менее, в некоторых работах подобной закономерности выявлено не было [13], что авторы объясняют включением в исследование пациентов только со стабильным течением СН.
Известно, что ИЛ-10 – цитокин, обладающий противовоспалительными свойствами, ингибирует синтез провоспалительных цитокинов, подавляет антиген-зависимую пролиферацию Т-клеток, уменьшает активность макрофагов и избыточный рост эндотелия, потенцирует эффекты ИЛ-2 и ИЛ-7, ИЛ-4, способствует пролиферации В-клеток и синтезу иммуноглобулинов М и А [191]. ИЛ-10 снижает продукцию свободных радикалов кислорода и активность ФНО- [113, 122]. Значение ИЛ-10 в патогенезе ССЗ продолжает изучаться. В литературе встречаются противоположные мнения о его влиянии на ремоделирование миокарда и течение ХСН. Кардиопротекторные эффекты ИЛ-10 связывают с модуляцией аутофагии, вызванной АТ II в миокарде [213], торможением ремоделирования [172], препятствованием нейтрофильной инфильтрации миокарда после инфаркта [164], активацией протеинкиназы «Аkt» и влиянием на эндотелиальную синтазу окиси азота [130], торможением выработки цитокинов с провоспалительной направленностью и отрицательной инотропной активностью [237]. E.A. Conaway et al. (2017) продемонстрировали, что противовоспалительный эффект ИЛ-10 реализуется за счет его способности подавлять транскрипцию генов в макрофагах, в том числе за счет ингибирования белка-стимулятора транскрипции, активируемого ЛПС, причем происходит это после некоторой задержки, необходимой, по-видимому, для реализации первичных реакций иммунитета и синтеза самой молекулы ИЛ-10 [136]. Этот механизм распространяется на большинство генов, индуцированных ЛПС, и не работает без предварительной стимуляции ЛПС. Показано, что концентрация ИЛ-10 в сыворотке прямо коррелировала с тяжестью клинического состояния, и ее рост происходил на фоне повышения концентрации провоспалительных медиаторов. Так, К.А. Хамитова и др. (2017) наблюдали увеличение как ФНО-, так и ИЛ-10 при тяжелой ХСН [111]. О.В. Серебрякова и др. (2017) отмечали повышение ФНО-, ИЛ-6 и ИЛ-10 у больных сахарным диабетом 1 типа и диабетической кардиомиопатией (КМП) в сравнении с больными без КМП и здоровыми добровольцами [100]. Необходимо подчеркнуть, что в данном исследовании уровень ИЛ-1 демонстрировал противоположную динамику.
Современные подходы к коррекции нарушений микробно-тканевого комплекса кишечника при хронической сердечной недостаточности
Терапевтическое воздействие на составляющие МТКК представляется перспективным направлением лечения ХСН. Цитокинемия, эндотоксинемия, сердечная кахексия – доказанные факторы отрицательного прогноза больных ХСН, что позволяет предполагать прогностическую эффективность коррекции МТКК [7, 143, 165].
Показано, что улучшающая прогноз патогенетическая терапия ХСН, включающая ингибиторы ангиотензинпревращающего фермента (иАПФ), -адреноблокаторы и диуретики, способствует уменьшению эндотоксинемии и цитокинемии [9, 40, 216]. По-видимому, эффекты стандартной терапии ХСН, в большей степени, обусловлены воздействием на проницаемость кишечной стенки и собственно противовоспалительным влиянием нейромодуляторов, так как изменений со стороны биоценоза на фоне обычного лечения не выявляется [36, 41, 151]. Описано увеличение кишечного кровотока у здоровых людей под действием каптоприла, уменьшение транслокации микроорганизмов при применении пропранолола, а также аллопуринола [170, 207]. Большинство препаратов, используемых для лечения ССЗ, так или иначе, оценивались с точки зрения возможности снижения степени выраженности хронического системного воспаления. Продемонстрированы при ХСН противовоспалительные эффекты -адреноблокаторов [43], статинов [4], ПНЖК [62] и др. Имеются данные о препятствовании орлистата появлению в кровотоке ЛПС [87], однако, значение этого факта при ХСН не исследовалось.
Влияние антибактериальной терапии с целью деконтаминации кишечника у больных с ХСН изучалось в нескольких исследованиях. Восьминедельное применение полимиксина Б и тобрамицина у 10 больных тяжелой ХСН позволило V.M. Conraads et al. (2007) продемонстрировать значительное снижение фекальной грамотрицательной флоры, ЛПС и стимулированной им продукции ИЛ-6, ИЛ-1 и ФНО- моноцитами крови [137]. Похожие эффекты были получены Н.А. Быловой (2007) при применении ципрофлоксацина [18]. Интересные результаты представлены А.Г. Евдокимовой и др. (2011) при лечении больных ХСН ишемического генеза в сочетании с алкогольной болезнью печени на фоне применения рифаксимина, под действием которого произошло достоверное уменьшение в фекалиях больных условно-патогенных Klebsiella pneumoniae, Enterobacter и патогенного Staphylococcus aureus [39]. Эти эффекты рифаксимина, по мнению авторов, потенцировались L-орнитин-l-аспартатом. Кроме того, существенным в данной работе явилось увеличение бифидо- и лактобактерий в фекальной культуре, что уже было продемонстрировано на фоне применения рифаксимина в других исследованиях [203]. V. Lam et al. (2012) показали уменьшение площади некроза миокарда крыс в эксперименте под действием перорального ванкомицина, эффекты которого авторы связывают со снижением в циркуляции лептина на фоне уменьшения общей численности фекальной микробиоты [173]. Максимальный микробиотоопосредованный кардиопротекторный эффект в этом исследовании наблюдался через 48 часов и полностью отсутствовал через 72 часа после отмены ванкомицина. Промежуточной между антибактериальной и пробиотической стратегией можно считать применение Saccharomyces boulardii, которые использовались в небольшом исследовании A.C. Costanza et al. (2015) [138]. Амбулаторные пациенты с симптомной ХСН 3 месяца получали Saccharomyces boulardii в дозе 1000 мг/сут. В результате было отмечено улучшение внутрисердечной гемодинамики в виде статистически значимого увеличения ФВ ЛЖ и уменьшения диаметра ЛП. Уровень СРБ в опытной группе в данной работе снижался незначимо [138].
С учетом достижений последних лет в области изучения микробиома идея управления его составом и функциями легла в основу изучения перспективных средств лечения внутренних болезней с помощью пробиотиков – препаратов, содержащих живые бактерии. В настоящее время получены доказательства пользы использования различных пробиотиков при ХСН. Следствием применения препарата живых лактобактерий (5108/сут) или препарата живых бифидобактерий (107/сут) у животных с ХСН стало снижение концентрации СРБ в сыворотке крови, уменьшение степени фиброза миокарда, сохранение объема КМЦ, отсутствие их волнообразных деформаций и вакуолизации, уменьшение толщины подслизистого слоя толстой кишки, ее инфильтрации клетками макрофагальной системы [71, 73, 74]. 14-дневное применение пробиотика у больных ХСН, содержащего Lactobacillus rhamnosus, Lactobacillus acidophilus, Bifidobacterium breve, Bifidobacterium longum (3,9109/сут), на фоне 5-дневной деконтаминации ципрофлоксацином 1000 мг/сут в исследовании Н.А. Быловой (2007) способствовало значительному уменьшению пула грамотрицательной флоры и росту грамположительной, а также более значимому снижению ЛПС [18]. Авторы отмечали также повышение уровня ИЛ-6 и ФНО- на фоне применения пробиотиков не только в сравнении с группой деконтаминации, но и с исходными значениями у данных пациентов, что связано, по-видимому, с собственными антигенными свойствами пробиотических штаммов. В исследовании N.M. Abu-Elsaad et al. (2015) при введении в рацион крыс с доксорубициновой кардиомиопатией Lactobacillus acidophilus в количестве 8Ю9 в 1 кг питательной смеси (30 г/сут/крысу) в сочетании с экстрактом зеленого чая и морковью наблюдалось значительное уменьшение фиброза и продуктов перикисного окисления липидов в миокарде, снижение в сыворотке крови маркеров некроза миокарда, АТ II, натрийуретического пептида, ФНО-, ИЛ-6, улучшение показателей почечной функции и липидного обмена [117]. Кардиопротективный эффект пробиотической композиции Bifidobacterium breve, Lactobacillus casei, Lactobacillus bulgaricus и Lactobacillus acidophilus связывают со снижением ФНО- [150, 212]. Антигипертрофическая активность Lactobacillus rhamnosus продемонстрирована также в культуре КМЦ [146]. Считают, что эти эффекты ассоциированы со способностью лактобактерий уменьшать экспрессию и активность матричной металлопротеиназы 9 типа, а также увеличивать экспрессию тканевого ингибитора металлопротеиназ 1 типа [182] и ингибировать каспаза-3-зависимый апоптоз КМЦ [178]. Кардиопротекторные эффекты добавления в рацион крыс живых Lactobacillus plantarum (1,5 109/сут/крысу) и Bifidobacterium lactis (доза не указана) в виде уменьшения площади некроза миокарда и улучшения насосной функции ЛЖ V. Lam et al. (2012) объясняют снижением циркулирующего в крови лептина [173]. Возможное кардиотропное действие пробиотиков, скорее всего, не исчерпывается перечисленными механизмами.
Несмотря на многочисленные исследования, демонстрирующие положительное действие пробиотиков, существуют мнение, что эффект экзогенных микробов является непредсказуемым и транзиторным, в связи с чем основные усилия должны быть сосредоточены на поддержке собственной комменсальной микробиоты. А.Н. Коломоец и А.В. Рыбин (2009) установили, что применение у больных с ХСН лактулозы способствует уменьшению в крови уровня цитокинов (ИЛ-2, ИЛ-6, ИЛ-8) [52]. К.Ю. Николаев и др. (2014) наблюдали достоверное снижение уровня СРБ и нормализацию резерва капиллярного кровотока у больных ХСН II – III ФК при использовании энтеросорбента, содержащего углерод и алюминия оксид [84]. Учитывая тот факт, что разнообразие и состав кишечной микробиоты определяется, в первую очередь, пищей, M. Makarewicz-Wujec et al. (2014) установили значительный дефицит жиров, омега-3 жирных кислот, фолиевой кислоты и пищевых волокон в рационе больных ХСН [185]. Работы, посвященные применению пищевых волокон и продуктов на их основе у больных ХСН, единичны и противоречивы [81, 193]. F.Z. Marques et al. (2017) обнаружили, что диета, обогащенная пищевыми волокнами и/или ацетатом, приводит к увеличению бифидобактерий в кишечнике, уменьшению артериального давления (АД), выраженности фиброза миокарда и почек в модели с минералокортикоидной гипертензией у крыс [187]. Интересен опыт применения пищевых волокон из ферментированных пшеничных отрубей с целью редукции содержания в крови триметиламин-N-оксида (ТМАО) на фоне диеты, богатой холином. Q. Li et al. (2017) продемонстрировали снижение ТМАО на 62,6 % у мышей, получавших пищу, обогащенную растворимыми пищевыми волокнами [177]. Уменьшение ТМАО авторы связывают с нормализацией кишечной микробиоты и увеличением выработки короткоцепочечных жирных кислот. Снижение показателей ХСВ, нормализацию липидного и углеводного обмена, ассоциированные с ростом комменсальной микрофлоры в кишечнике и подавлением условно-патогенной на фоне применения пребиотического комплекса «Эубикор», содержащего ферментированные пшеничные отруби и инактивированную дрожжевую культуру Saccharomyces cerevisiae (vini), наблюдали В.Б. Гриневич и др. при мозговом инсульте (2011), хроническом панкреатите (2011), неалкогольной жировой болезни печени (2011) и ряде других заболеваний внутренних органов [28, 29, 30, 86]. С учетом доказанных сорбционных, регулирующих кишечную микробиоту, иммунорегуляторных, метаболических свойств, использование пребиотического комплекса представляется перспективным у больных с ХСН с целью коррекции эндотоксинемии, ХСВ, улучшения качества жизни за счет воздействия на распространенные при ХСН гастроинтестинальные симптомы [195, 221].
Хроническое системное воспаление и обмен полиненасыщенных жирных кислот в ремоделировании сердца у больных хронической сердечной недостаточностью, роль микробно-тканевого комплекса кишечника
Нами установлено, что тяжесть ХСН коррелирует с уровнем показателей ХСВ (приложение Б, таблица 3.12). У пациентов с выраженной ХСН наблюдалось четырехкратное увеличение концентрации СРБ по сравнению с больными, имеющими начальные проявления сердечной недостаточности.
Прогрессирование ХСН сопровождалось не только повышением СРБ, но и ростом провоспалительного ИЛ-6, а также относимого большинством исследователей к противовоспалительным цитокинам ИЛ-10. Обращает на себя внимание, что превышение нормы ИЛ-6 и ИЛ-10 отмечалось не у всех пациентов с ХСН. Уровень ИЛ-6 увеличивался у 28 % больных 2 группы и у половины – 3 группы. Необходимо отметить, что у 11% пациентов первой и 10% – второй группы ИЛ-6 в сыворотке крови не выявлялся. ИЛ-10 не определялся у 33 % и 44% больных 1 и 2 группы соответственно. Уровень ИЛ-10 превышал норму в 1 – й группе в 22 %, во 2-й группе – в 39 % и в 3-й группе – в 55 % случаев.
Нами установлены положительные корреляционные связи между ИЛ-6 и NT-proBNP (=0,55, p=0,0001), ИЛ-10 и NT-proBNP (=0,21, p=0,039), ИЛ-6 и СРБ (=0,48, p=0,0007), ИЛ-6 и ИЛ-10 (=0,43, p=0,003).
Кроме того, выявлены статистически значимые прямые взаимосвязи концентрации СРБ и ИЛ-6 с основными показателями тяжести клинического состояния пациентов. Наиболее тесно с содержанием провоспалительных факторов были связаны уровень NT-proBNP, стадия ХСН и выраженность отечного синдрома. Примечательна средней силы прямая взаимосвязь уровня СРБ с длительностью ухудшения состояния больных (приложение Б, таблица 3.13).
Выявленные корреляционные взаимосвязи могут характеризовать один из механизмов влияния кишечной микробиоты на ремоделирование миокарда (приложение Б, таблица 3.14). Нами установлены положительные средней силы корреляционные связи количества C. hystolyticum (единый маркер с Streptococcus pneumonia), Pseudonocardia spp., Aspergillus spp. c концентрацией как провоспалительного ИЛ-6, так и противовоспалительного ИЛ-10.
Однонаправленный отрицательный характер носили корреляционные взаимосвязи указанных цитокинов с количественными показателями Propionibacterium acnes и jensenii, Streptomyces spp., Nocardia asteroides. Propionibacterium acnes демонстрировали отрицательные корреляционные связи со всеми тремя изучаемыми медиаторами воспаления, что согласуется с приведенными в предыдущем разделе данными об их взаимосвязях с показателями дисфункции и ремоделирования сердца, что было также характерно и для ряда других микроорганизмов. С противовоспалительным ИЛ-10 отрицательно коррелировали также показатели Staphylococcus aureus, C. difficile, C. ramosum, Eggerthella lenta, Corynebacterium spp., а положительно – C. propionicum, Moraxella spp. (единый маркер с Acinetobacter spp.) и Flavobacterium spp. С учетом данных, изложенных в предыдущих разделах, необходимо отметить, что с концентрацией провоспалительного ИЛ-6 была выявлена прямая связь численности Eubacterium spp., а также обратная – Ruminicoccus spp. и Streptomyces farmamarensis. Численность последних, в свою очередь, отрицательно коррелировала с уровнем СРБ.
Статистически значимых взаимосвязей факторов ХСВ с суммарным показателем эндотоксинемии нами не установлено. Однако наличие корреляционных связей численности отдельных грамотрицательных микроорганизмов с показателями ХСВ может свидетельствовать о дифференцированной способности ЛПС разных бактерий вызывать иммунный ответ.
Взаимосвязи СРБ и ИЛ-6 с параметрами ремоделирования сердца носили закономерный и практически однонаправленный характер (приложение Б, таблица 3.15). Концентрация СРБ была отрицательно взаимосвязана с показателями, отражающими систолическую (УО, ФВ, ФУ, ИСИР) и диастолическую функцию ( септ.) левого желудочка, и положительно – с СДЛА, давлением в ПП, ДНПВ, выраженностью регургитации на атриовентрикулярных клапанах, а также на уровне тенденции – с объемными параметрами ЛЖ в систолу. Выявлены отрицательные корреляционные связи концентрации ИЛ-6 с величиной тока крови через митральный клапан в фазу быстрого наполнения, размерами правых отделов сердца, ДНПВ и выраженностью регургитации на трикуспидальном клапане. Корреляционные связи концентрации ИЛ-10 с эхокардиографическими параметрами были более сложными. Они свидетельствовали об обратной взаимосвязи ИЛ-10 с линейными размерами ЛЖ, систолическим миокардиальным стрессом, что может характеризовать некоторые механизмы взаиморегуляции сердечно-сосудистой системы и ХСВ. При этом прямо уровень ИЛ-10 был связан с размерами ПП, ПЖ и индексом ОТС.
Таким образом, процессы, лежащие в основе развития ремоделирования камер сердца и прогрессирования ХСН, могут быть связаны с ХСВ на фоне нарушений микробно-тканевого комплекса кишечника.
Концентрация эйкозапентаеновой кислоты между группами статистически не различалась, однако имелась отчетливая тенденция к наиболее низким её показателям в 3 группе (р=0,063). Концентрация докозагексаеновой кислоты между группами также статистически значимо не различалась, при этом максимальные ее значения фиксировались в 1 группе (приложение Б, рисунок 3.10 А). Уровень линолевой кислоты в 3 группе статистически значимо отличался от группы 2, в крови больных которой фиксировалась также максимальная концентрация арахидоновой кислоты (приложение Б, рисунок 3.10 Б). Значения омега-3 индекса, характеризующего прогноз больных сердечно-сосудистыми заболеваниями, были критически низкими во всех группах, при этом обнаруживалась явная взаимосвязь омега-3 индекса и тяжести клинического состояния больных. Имелась отчетливая отрицательная взаимосвязь ФК ХСН и значения омега-3 индекса ( = – 0,36, р=0,013).
Выявлены корреляционные взаимосвязи значения омега-3 индекса и показателей ремоделирования миокарда, в частности положительная средней силы связь со скоростью смещения трикуспидального кольца в систолу (=0,44, р=0,026) и слабая отрицательная корреляционная связь с диаметром легочного ствола (= – 0,21, р=0,042).
При исследовании взаимосвязей количественных параметров микробиоценоза с показателями обмена ПНЖК установлены закономерности, объяснение которых не может проходить лишь в плоскости оценки состояния проницаемости кишечника. Так установлена отрицательная средней силы корреляционная связь между омега-3 индексом и концентрацией эндотоксина в крови (= – 0,5, р=0,000), а также положительная средней силы связь с численностью Bifidobacterium spp. (=0,62, р=0,000), Eubacterium spp. (=0,60, р=0,000), Propionibacterium spp. (=0,46, р=0,001) (приложение Б, рисунок 3.11).
Lactobacillus spp. с омега-3 индексом значимо не коррелировали, но имелась средней силы положительная взаимосвязь их численности с концентрацией эйкозапентаеновой кислоты (=0,50, р=0,000).
Снижение микробных маркеров в крови пациентов с выраженной ХСН в сравнении с контрольной группой, по-видимому, обусловлено характером изменений в кишечной стенке.
Так в препаратах толстой кишки больных ХСН II Б – III ст. мы наблюдали выраженное полнокровие, значительное нарушение гистоархитектоники крипт, преобладание стромального компонента (приложение Б, рисунок 3.12 – 3.13).
Таким образом, выявленные гистологические изменения могут способствовать нарушению функционирования кишечного барьера, изменению состава и структуры пристеночного микробиоценоза. По нашему мнению, в условиях хронического воздействия повреждающих факторов, пролиферация стромы, наряду с застоем, может потенциально способствовать уменьшению попадания в кровоток молекул микробного происхождения. В основе снижения проницаемости для молекул жировой природы лежит дисфункция лимфатических структур на фоне длительной гипоксии, нарушения микроциркуляции, и замещения функционально активных структур соединительной тканью. При остром или подостром повреждении, когда превалируют процессы альтерации и экссудации, может наблюдаться противоположный эффект, что объясняет некоторое нарастание микробных маркеров в крови больных с симптомами умеренной декомпенсации. При тяжелой декомпенсации в крови больных ХСН отмечается снижение количества молекул микробного происхождения жировой природы, что может быть обусловлено выраженными застойными явлениями в желудочно-кишечном тракте и нарушением лимфоциркуляции.
Изучение кишечного микробиоценоза крыс на фоне моделирования сердечной недостаточности, в том числе при применении различных стратегий коррекции микробно-тканевого комплекса кишечника
Опубликованные данные, освещающие вопрос изучения микробиоценоза крыс при помощи метода МСММ в крови, ограничиваются единичными сообщениями в материалах конференций [38]. Однако сведения, полученные другими методами, и результаты собственных исследований свидетельствуют о том, что основными представителями нормобиоты пристеночного слоя тощей кишки у крыс, как и у человека, являются эубактерии, лактобактерии и бифидобактерии.
У экспериментальных животных суммарная величина, косвенно характеризующая эндоэкологию в опытной группе, в 1,7 раза превышала (р=0,009) таковую в контрольной, составив 55311,6 (41012;72916) и 25245 (19560;35469) клеток/г105, соответственно.
В составе микробиоты крыс контрольной группы наибольший удельный вес имели эубактерии, на долю которых приходилось около трети от всей суммы микроорганизмов, далее в порядке уменьшения расположились бифидо-, лактобактерии, кокки, клостридии, пропионибактерии, актиномицеты, микроскопические грибы, грамотрицательные бактерии, не более 0,5 % зарегистрированных маркеров были вирусными. В сравнении со структурой нормального микробиоценоза при ЭСН у животных наблюдалось значительное увеличение доли вирусов и маркеров микроскопических грибов, за которыми следовали эубактерии, клостридии, лакто-, бифидобактерии, кокки, бифидобактерии, актиномицеты и грамотрицательные бактерии. У животных после моделирования СН установлено (приложение В, рисунок 4.11) статистически значимое снижение количественных показателей бифидобактерий (р=0,016). Подобная тенденция выявлена и для маркеров пропионибактерий (р=0,053), пул которых у крыс был представлен только Propionibacterium freundenreihii. Численность эубактерий практически не изменилась, а лактобактерий статистически значимо выросла (р=0,037).
Установлено, что численность основного представителя клостридиальной флоры – C. ramosum в контрольной и опытной группах не достигла статистически значимых различий (р=0,1), хотя и наблюдалась очевидная тенденция к росту в группе крыс с ЭСН.
У животных группы ЭСН концентрация C. propionicum (р=0,01), C. difficile (р=0,007), C. perfringens (р=0,01) статистически значимо превышала таковую у интактных крыс (приложение В, рисунок 4.12). Маркеры C. hystolyticum обнаружены только в группе ЭСН у 1 крысы.
Выявлено статистически значимое увеличение численности руминококков (р=0,011) у животных группы ЭСН в сравнении с контролем (приложение В, рисунок 4.13). Кроме того, в группе ЭСН ни в одном случае не определялись маркеры энтерококков, которые встречались у всех животных контрольной группы, что, с учетом клинических данных, позволяет этот факт трактовать также в пользу изменений микробно-тканевого комплекса кишечника при СН (двусторонний критерий Фишера для частот составил 0,0014, p 0,05).
Расчетное количество актиномицетов в составе микробиоценоза животных с ЭСН превышало таковое у интактных крыс практически по всем представителям (приложение В, рисунок 4.14). Статистически значимые различия наблюдались по численности Actinomyces (р=0,002), Nocardia (р=0,0069), Pseudonocardia (р=0,007). На уровне тенденции определялись различия Nocardia asteroides (р=0,076). Не было статистически значимой разницы по маркерам Rhodococcus spp.(р=0,2). Streptomyces spp. у крыс в группе ЭСН не фиксировались, при этом в контрольной группе данные микроорганизмы встречались в трети наблюдений (р 0,05). Маркеры коринебактерий выявлялись в 2 случаях в группе ЭСН и у 2 животных контрольной группы.
Суммарная численность микроскопических грибов в группе ЭСН в разы (р=0,007) превышала эти показатели по сравнению с контрольной группой (приложение В, рисунок 4.15). Маркеры аспергилл в период экспериментальных исследований не входили в отчет МСММ.
Концентрация стеролов, по которым идентифицируется активность вирусов, более чем на порядок возрастала (р=0,007) при моделировании СН у животных (приложение В, рисунок 4.16). Метаболит вируса Эпштейна-Барр не исследовался.
В крови животных обеих групп идентифицированы микробные маркеры Fusobacterium (единый маркер с Haemophylus), Sphingomonas, Helicobacter pylori. Их уровень был выше у крыс группы ЭСН (р=0,009, р=0,01, 0,053, соответственно) в сравнении с контрольной группой (приложение В, рисунок 4.17). У всех животных группы контроля встречались маркеры Campylobacter mucosalis и Enterobacteriaceae (E. coli и др.), более чем у половины из них – Pseudomonas aeruginosa, которые не регистрировались ни в одном случае в опытной группе. Напротив, маркеры Prevotella обнаруживались в крови всех, а Bacteroides fragilis – в крови половины крыс группы ЭСН. При этом маркеры данных микроорганизмов не выявлялись ни в одном случае в контрольной группе.
Уровень эндотоксина составил 0,26 (0,17;0,4) в контрольной и 0,73 (0,61;1,06) – в группе ЭСН (р=0,01). В структуре эндотоксина опытной группы преобладала доля пилорического хеликобактера и превотелл (приложение В, рисунок 4.18).
Нами установлено, что на фоне структурно-функциональных изменений тонкой и толстой кишки выявляются качественные и количественные сдвиги в микроэкологии экспериментальных животных, во многом сопоставимые с таковыми у людей, что может свидетельствовать, как о формировании собственно дисбиоза кишечника при ЭСН, так и о нарушении проницаемости слизистой оболочки для микробных метаболитов – основополагающего фактора развития эндотоксинемии. Выраженная структурная реорганизация кишечной стенки при сердечной недостаточности с развитием эндотоксинемии и увеличением ряда других молекул микробного происхождения в крови может быть триггером хронического системного воспаления с последующим усугублением нарушений гомеостаза и функционирования органов и систем.
Применение различных стратегий воздействия на МТКК вызывало разнонаправленные изменения микробиоценоза крыс с экспериментальной сердечной недостаточностью.
Применение лактулозы. Как уже было сказано выше, доза лактулозы была рассчитана таким образом, что приводила к изменению консистенции стула у всех крыс до неоформленного состояния, т. е. обладала, в большей степени, слабительными, чем пребиотическими свойствами. У животных этой группы отмечалась наибольшая летальность (р 0,05). 1 крыса погибла в результате повреждения сосуда при инъекции мезатона, еще 4 – от левожелудочковой недостаточности, сопровождавшейся отеком легких на 2, 4, 5 и 9 дни эксперимента. Статистически значимой разницы макроморфометрических данных у животных исследуемой группы по сравнению с группой контроля выявлено не было. Тем не менее, по сравнению с животными других групп, у крыс, получавших лактулозу, в конце эксперимента отмечалось практически полное отсутствие висцерального жира. При микроскопическом исследовании ткани кишки у крыс данной группы обнаруживались те же изменения, что и в группе ЭСН, выраженные, однако, в несколько большей степени.
При анализе микробиоценоза кишечника крыс, получавших лактулозу, по данным МСММ крови, установлено статистически значимое увеличение численных показателей большинства представителей микробиоты в сравнении с группой ЭСН (приложение В, рисунки 4.11 – 4.18). Так наблюдалось статистически значимое увеличение численности бифидо- и лактобактерий, C. difficile, C. perfringens, Streptococcus mutans, Actinomyces viscosus, Prevotella, цитомегаловируса (р=0,028) и, напротив, снижение нокардий (р=0,028). Концентрация эндотоксина в крови крыс данной группы значимо превышала таковую в контроле (р=0,042) и на уровне тенденции – в группе ЭСН (р 0,05).
Применение рифаксимина. Летальность, динамика массы тела и внутренних органов крыс, получавших рифаксимин, не отличалась от таковой в других группах. Следует отметить характерную желто-коричневую окраску лимфатических образований тонкой кишки и регионарных лимфатических узлов у крыс этой группы. Существенных отличий гистологической структуры миокарда и кишечной стенки на светооптическом уровне у животных группы рифаксимина по сравнению с ЭСН нами выявлено не было.