Введение к работе
АКТУАЛЬНОСТЬ ТЕМЫ. Процесс расселения микроорганизмов на различных объектах, в том числе на слизистых оболочках, приводит к формированию комплексных сообществ - экосистем микробных популяций с определенной иерархией между ними ( Б.А- Шендеров, 1991; В.М. Бондаренко с соавт., 1998; А.А. Воробьев, 2000).
Биоценозы состоят из совокупности популяций аутохтонных, аллох-тонных и заносных из внешней среды видов, между которыми существуют определенные качественные и количественные соотношения. В результате внешних и внутренних воздействий состав популяций постоянно меняется. При длительном влиянии дестабилизирующих факторов или кратковременном действии агента большой повреждающей силы, происходит нарушение механизмов стабилизации, и, как следствие этого, новый состав микрофлоры формирует дисбактериоз (Д.Д. Меньшиков, 1990; А.В. Валышев с соавт., 1994; Н.И.Костюкова,1997; И.И. Долгушин, 1998; К. Ог-rhage et al.,1999; С. AUori et al., 2000).
Дисбактериозы кишечника продолжают оставаться одной из важных проблем современной медицины, что связано как с увеличением числа этиологических факторов (применение антибиотиков, инфекционные заболевания, ионизирующее излучение, стрессовые перегрузки и др.), так и с недостаточной эффективностью существующих терапевтических средств (Г.И. Гончарова с соавт., 1989; В.Ю. Литвин с соавт., 1993; С.Д. Воропаева, 1999; V.M. Bondarenko et al., 1997).
Социальное значение микроэкологических разработок значительно возрастает в эпоху научно-технических преобразований, характеризующихся усилением взаимодействия общества и природы. Создание крупных
промышленных комплексов, многокомпонентное загрязнение окружающей среды приводят к росту экопатологии в структуре заболеваемости на территории отдельных регионов нашей страны, в том числе Нижнего Поволжья (О.Н. Тихонова с соавт.,1995; Н.А. Латышевская с соавт., 2000).
Нормальная микрофлора находится в прямой зависимости от факторов окружающей среды, является первичной мишенью приложения любого попадающего в организм соединения и первой вовлекается в трансформацию естественных и чужеродных субстанций, в том числе ксенобиотиков и экотоксикантов. Это способствует росту дисбиозов биотопов человека, приводит к изменению физиологических, биохимических и иммунологических показателей, накоплению и селекции атипичных штаммов, формированию в организме новых микробных сообществ (патоценозов) и, в конечном итоге, способствует возникновению патологических состояний (Б.А. Шендеров, 1992).
Учитывая малую вероятность полного оздоровления окружающей среды в ближайшее время, формирование и поддержание оптимальных микробиоценозов и их коррекция при дисбиоценозах являются важными задачами как в отношении сохранения здоровья отдельных людей, так и человеческой популяции в целом. Это делает необходимым дальнейшее расширение и углубление исследований в области микробной экологии, направленных на выяснение закономерностей саморегуляции биоценозов, определения их роли в поддержании гомеостаза и в возникновении многих заболеваний.
Определение биоценотических взаимоотношений в бактериальных сообществах кишечника; установление степени нарушений микрофлоры пищеварительного тракта людей, проживающих в неравнозначной эколо-
гической обстановке; разработка критериев экологической значимости факторов персистенции симбионтов.и УПБ в формировании микробной экосистемы; обоснование принципов биологической коррекции.
1. Определить колонизацию кишечника здоровых людей и больных с па
тологией пищеварительного тракта в зависимости от эколого-
климатических условий региона обследования.
-
Дать оценку пространственно-структурным особенностям биоценоза кишечника, определить основные и дополнительные виды.
-
Установить частоту встречаемости микроэкологических нарушений в популяции людей, проживающих в неравнозначных по уровню техногенной нагрузки топодемах города.
-
Усовершенствовать оценку нарушений микробиоценоза кишечника, используя новые разработки, имеющиеся и модифицированные методы.
-
Изучить факторы патогенности и персистенции бактерий и их роль в формировании микробных сообществ.
-
Провести популяционный анализ техногенного воздействия внешней среды на биологические свойства микроорганизмов.
-
Разработать критерии микробиологического мониторинга уровня техногенного воздействия среды с использованием факторов бактериальной персистенции.
-
Определить роль механизмов коадаптации организма хозяина и микробиоценоза в условиях антропогенного загрязнения атмосферы и выявить связь происходящих изменений с состоянием иммунной системы.
9. Установить эффективность и возможность биологической коррекции
методом создания временных искусственных микробиоценозов, обосно
вать показания для ее проведения при дисбактериозе кишечника.
НАУЧНАЯ НОВИЗНА РАБОТЫ Впервые представлены данные колонизации аэробными, факультативно- и облигатно-анаэробными микроорганизмами толстого кишечника здоровых людей, проживающих в Нижнем Поволжье. Установлено, что качественные и количественные показатели микробиоценоза в пределах одного топодема значительно варьируют в зависимости от экологических особенностей региона проживания человека.
Полученные данные свидетельствуют о неравномерной встречаемости микроэкологических нарушений кишечной микрофлоры в популяции жителей г. Волгограда.
Показано, что бактериальное сообщество кишечника представляет собой многоярусное сложение из ряда жизненных форм, которые могут быть представлены несколькими видами, при этом облигатно-анаэробные представители являются доминирующими в численном отношении и наиболее консервативными, тогда как факультативно-анаэробный и аэробный компоненты весьма пластичны и изменчивы и первыми реагируют на любые дестабилизирующие воздействия внешней среды.
Определено, что состояние кишечной микрофлоры является индикатором внешнего неблагополучия. Влияние экологических факторов приводит к изменению в составе биоценоза, в результате чего осуществляется формирование вариантов нормы (ценотипов), частота встречаемости которых имеет корреляционную связь с экологией места проживания человека.
Показано, что экспрессия маркеров персистенции у симбионтов в значительной степени экологически детерминирована и формируется сигналами внешней среды.
Впервые установлена роль факторов персистенции у различных представителей микробиоценоза кишечника и выяснено их значение в разви-
тии дисбактериоза. Нарушению микрофлоры предшествует селекция как симбионтов, так и условно-патогенных бактерий, обладающих высокими персистентными характеристиками, что отражает их адекватность создавшимся условиям конкретной экологической ниши. Конвергенция популяции по фенотипическим признакам приводит к устойчивому существованию сформировавшихся микробных ассоциаций.
Антилизоцимная и антиинтерфероновая активность симбионтов кишечника подвержена сезонным изменениям с максимальной выраженностью в весенне-летний период.
Впервые проведено микроэкологическое картирование районов города Волгограда по резидентному носительству золотистых стафилококков, дающее представление об уровне «техногенного прессинга» в населенных пунктах зоны обследования. Выявленные показатели резидентного носи-тельства S.aureus позволяют оценить биоагрессивность внешней среды и могут использоваться в системе микробиологического мониторинга.
Установлено, что при микроэкологических нарушениях иммунная система, осуществляющая контроль за внутренним гомеостазом, влияет на характер кишечного микробиоценоза и ограничивает процессы бактериальной сукцессии условно-патогенных микроорганизмов.
Предложена математическая модель дифференциации микроэкологических нарушений кишечника.
Впервые проведено сравнительное изучение эффективности эубиотиче-ских препаратов различных групп, доказана возможность использования микроба-антагониста (L. acidophilus 317/402) для создания искусственного биоценоза с целью профилактики и лечения дисбактериозов.
В результате проведенных исследований были обоснованы показания к применению антибактериальных препаратов в лечении больных дисбакте-
риозом, разработана модель оптимальной биокоррекции с учетом факторов бактериальной персистенции симбионтов.
Исследование проводилось в соответствии с планом научной работы института «Количественная оценка колонизации и адгезии микроорганизмов при дисбактериозе различной этиологии» (Гос. Per. № 01850058022). Данная тема вошла в отраслевую программу МЗ России «Разработка медико-биологических проблем, направленных на улучшение показателей здоровья населения и экологического благополучия окружающей среды».
Результаты натурных и экспериментальных исследований легли в основу рационализаторских предложений:
- Метод коррекции микрофлоры
молочнокислой смесью «Наринэ» ВГМИ №40-92 от 26.1.93
- Метод коррекции дисбиотической
микрофлоры кожи кисломолочной
смесью «Наринэ» ВГМИ № 34-93 от 26.08.93
- Ускоренный метод определения
антилизоцимной активности в
бактериальной популяции ВМА № 47-98 от 25.11.98
- Ускоренный способ приготовления
маточной закваски для кисломолочного
продукта «Наринэ» ВМА № 24-98 от 17.09.98
- Обнаружение факторов персистенции
бактерий в малых объемах сред ВМА №20-99 от 30.03.99
Разработаны опубликованы и внедрены следующие методические рекомендации для врачей:
- Колонизационная резистентность пищеварительного тракта. - Волго
град, 1992.- 18с.
- Микрофлора пищеварительного тракта. - Волгоград, 1996. -16с.
- Микроэкологическая характеристика стафилококков. - Волгоград, 1999.
-64с.
Лабораторная диагностика и специфическая профилактика стафилококковых инфекций. - Волгоград, 2000. - 44с.
- Персистенция бактерий. - Волгоград,2001. - 25с.
Биокоррекция микрофлоры с использованием различных эубиотиче-ских препаратов, включая применение «Наринэ», с высоким терапевтическим эффектом осуществлялась в клинических больницах и поликлиниках города Волгограда (инфекционной больнице № 9, детской инфекционной больнице № 21, в железнодорожной больнице, районных поликлиниках города).
Материалы работы внедрены в учебный процесс на кафедрах детских инфекционных болезней, микробиологии, вирусологии и иммунологии Волгоградской медицинской академии.
1. В популяции людей, проживающих в районах с интенсивной техноген
ной нагрузкой, частота микроэкологических нарушений в кишечнике
весьма высока и достигает 50%, что приводит к уменьшению наиболее фи
зиологически полноценного биоценоза I порядка и увеличению ценотипов
с низким содержанием симбионтов (Ни III порядков).
2. В кишечной микрофлоре нормальные симбионты обладают комплек
сом свойств, направленных на поддержание взаимоотношений в микро
экосистеме.
-
Обоснована возможность использования математической модели для оценки нарушений микроэколопш кишечника.
-
Проведено микроэкологическое картирование по уровню резидентного стафилококкового бактерионосительства среди детей, проживающих в зо-
нах воздействия различных химических поллютантов. Полученные данные дают представление об уровне «техногенного прессинга» в населенных пунктах обследуемой зоны.
-
Установлено влияние климатических факторов, синхронизированных в естественных условиях с комплексом сезонно изменяющихся геофизических показателей, на состояние неспецифической резистентности организма. Развитие компенсированного дисбактериоза сопровождается адекватной активацией неспецифической резистентности, увеличение колонизации УПБ приводит к ее истощению.
-
Биокоррекция является наиболее физиологическим и безопасным методом терапии дисбаланса микроэкологии кишечника. В качестве монотерапии она эффективна при дисбактериозе I степени. При более глубоких нарушениях микрофлоры (Д-И и Д-1ІІ) биокоррекция рекомендуется в составе комплексного лечения, при этом эффективными являются препараты, приводящие к снижению экспрессии персистентных свойств микроорганизмов.
Разработан алгоритм биологической коррекции, направленной на поддержание микроэкосистемы кишечника.
Основные положения работы доложены на конференциях молодых ученых г Волгограда ( 1993, 1995, 2000 ); научных сессиях ВМА (1994 -2001); Межвузовской научно-практической конференции «Экология и охрана окружающей среды, строительство» (Волгоград, 1994); Всероссийской конференции инфекционистов (Волгоград, 1996); Международном симпозиуме «Экология и здоровье человека» (Волгоград, 1996); Республиканской конференции инфекционистов (С.-Петербург, 1997); V съезде инфекционистов России (Москва, 1998); Творческом семинаре «Человек на-
кануне XXI века (Москва, 1999); V и VII Российских национальных конгрессах «Человек и лекарство» (Москва, 1998, 2000); Международном конгрессе «Современные методы диагностики и лечения аллергии, астмы и иммунодефицитов» (Тбилиси, 1999); X Международном симпозиуме «Эко-лого-физиологические проблемы адаптации» (Москва, 2001); VII Международном конфессе «Реабилитация в медицине и иммунореабилитация» (Нью-Йорк, 2001).
ПУБЛИКАЦИИ. Основные положения диссертации опубликованы в 36 научных работах.
СТРУКТУРА И ОБЪЕМ ДИССЕРТАЦИИ Диссертация состоит из введения, обзора литературы, 6 глав собственных результатов исследования, заключения, выводов и списка литературы. Работа включает 234 страницы текста, 41 таблицу, 25 рисунков. Список литературы содержит 384 источника, в том числе 253 отечественных и 131 зарубежных.