Биохимический экспресс анализ кала на дисбактериоз
В настоящее время состояние микробиоценоза макроорганизма рассматривается с позиции основных постулатов, заключающихся в следующем:
- общая численность микроорганизмов составляет более 1013-1015;
- популяционный состав представлен ~ 1000 видами;
- соотношение анаэробов к аэробам (в зависимости от биотопа) – 102-103;
- 90-95% микроорганизмов находятся в иммобилизационном состоянии.
основные рода: бифидобактерии, бактероиды, непатогенные представители рода клостридий.
Фактически вся микрофлора подразделяется на две части.
Основная часть микрофлоры (пристеночная), имея тесную взаимосвязь с кишечной стенкой, формирует с ней единый микробно-тканевой комплекс, который образуют микроколонии бактерий и продуцируемые ими метаболиты, слизь (муцин), эпителиальные клетки слизистой оболочки и их гликокаликс, а также клетки стромы слизистой оболочки (фибробласты, лейкоциты, лимфоциты, нейроэндокринные клетки, клетки микроциркуляторного русла и др.).
Другая часть – полостная, является более изменчивой и зависит от скорости поступления пищевых субстратов по пищеварительному каналу, в частности пищевых волокон, которые являются питательным субстратом и играют роль матрицы, на которой фиксируются и образуют колонии кишечные бактерии. Полостная флора доминирует в фекальной микрофлоре, что заставляет с особой осторожностью оценивать изменения в различных микробных популяциях, выявляемых при бактериологическом исследовании
Физиологические эффекты, оказываемые микробиотой, т.е. всей совокупностью живых микроорганизмов: бактерий, вирусов, простейших и др., влияющих на организм хозяина, многочисленны. Это:
- Трофические и энергетические функции – тепловое обеспечение организма;
- Энергообеспечение эпителия;
- Регулирование перистальтики кишечника;
- Участие в регуляции дифференцировки и регенерации тканей, в первую очередь эпителиальных;
- Поддержание ионного гомеостаза организма;
- Регуляция газового состава полостей;
- Детоксикация и выведение эндо- и экзогенных ядовитых соединений, разрушение мутагенов, активация лекарственных соединений;
- Образование сигнальных молекул, в том числе нейротрансмиттеров;
- Стимуляция иммунной системы;
- Стимуляция местного иммунитета, образование иммуноглобулинов;
- Обеспечение цитопротекции;
- Повышение резистентности эпителиальных клеток к мутагенам (канцерогенам);
- Ингибирование роста патогенов;
- Ингибирование адгезии патогенов к эпителию;
- Перехват и выведение вирусов;
- Поддержание физико-химических параметров гомеостаза приэпителиальной зоны;
- Поставка субстратов глюконеогенеза и липогенеза;
- Участие в метаболизме белков, в рециркуляции желчных кислот, стероидов и других макромолекул;
- Хранилище микробных плазмидных и хромосомных генов;
- Синтез и поставка организму витаминов группы В, пантотеновой кислоты и др..
Как правило, реализация основных эффектов микрофлоры осуществляется посредством участия продуктов жизнедеятельности (или метаболитов) микроорганизмов в целом ряде процессов, происходящих в макроорганизме, в т.ч. биохимических.
При этом, из всего спектра метаболитов (газов, окси- и дикарбоновых кислот, биогенных аминов, аминокислот и др.) значительную функциональную значимость имеют короткоцепочечные (монокарбоновые) кислоты.
Они принимают участие в энергообеспечении эпителия, регуляции пролиферации и дифференцировки тканей (в первую очередь эпителиальных), оказании антибактериального эффекта, активации местного и системного иммунитета, поддержании ионного обмена, влияют на моторную активность кишечника, являются субстратами липо- и глюконеогенеза и мн. др.
Короткоцепочечные жирные кислоты являются продуктами жизнедеятельности (и таким образом отражают функциональную активность) основных родов аэробных и анаэробных микроорганизмов, заселяющих кишечник (таблица 1).
Таблица 1. А- и анаэробные микроорганизмы1 , продуцирующие КЖК.
| Бактерии кишечника | Основные карбоновые кислоты | Дополнительно продуцируемые кислоты |
|---|---|---|
| Bifidobacterium (G+), Lactobacillus (G+), (Actinomyces), Ruminococcus (G+) Аэробная флора (стрепто-, стафилококки) | Уксусная кислота | + молочная |
| Veillonella (G-), Propionibacterium (G+), Bacteroides (G-) Arachnia (G+), Anaerovibrio (polar flagella) | Пропионовая кислота | + уксусная |
| Acidaminococcus (G-), Bacteroides (G-), Cloctridium, Eubacterium (G+), Lachnospira (G+), Butyrivibrio (polar flagella), Gemmiger (G-), Coprococcus (G+), Clostridium (G-) Fusobacterium (G-) Cloctridium difficile (!) | Масляная кислота УК, МК, иМК, ВК, иВК, иКК | + уксусная без изо-масляной |
| Streptococcus (G+), Leptotrichia buccalis (G-) Peptococcus (G-) | Молочная кислота | |
| Megasphaera (G-) | Масляная, изо-масляная, валериановая, капроновая, изо-валериновая, изо-капроновая | |
Изомеры КЖК являются продуктами жизнедеятельности микрофлоры, утилизирующей пептиды. Кишечные палочки, фекальные стрептококки, некоторые бациллы рассматриваются как сильнейшие протеолитики. Некоторые виды анаэробов (Bacteroides fragilis, Bacteroides ruminocola, Bacteroides melaninogenicus) также используют белки в качестве источника азота, но обладают низкой способностью к протеолизу.
Нормальная кишечная микрофлора может быть только при нормальном физиологическом состоянии организма.
К наиболее значимым причинам, приводящим к кратковременному*2 или стойкому нарушению микробиоценоза можно отнести:
- * Ятрогенные воздействия (антибактериальная терапия, гормонотерапия, применение цитостатиков, лучевая терапия, оперативные вмешательства),
- * Фактор питания (дефицит пищевых волокон; потребление пищи, содержащей антибактериальные компоненты, консерванты, красители и др. ксенобиотики; несбалансированное по составу нутриентов и минорных компонентов питание; нерегулярное питание; резкая смена рациона и режима питания);
- * Стрессы различного генеза;
- Острые инфекционные заболевания ЖКТ;
- Снижение иммунного статуса различного генеза;
- * Ксенобиотики различного происхождения;
- * Нарушение биоритмов, дальние поездки;
- Заболевания внутренних органов, прежде всего органов ЖКТ.
- Функциональные нарушения моторики кишечника.
Таким образом, как только в организме происходят патологические изменения, меняются состав и функциональные свойства кишечной микрофлоры, нарушаются ее локальные и системные функции.
Основными методами диагностики нарушений микробиоценоза кишечника являются бактериологическое исследование, ПЦР-диагностика (для некоторых представителей микрофлоры с внутриклеточной или мембранной локализацией), дыхательные тесты Н2, СО2 (для оценки микробиоценоза тонкой кишки), исследование метаболитов.
Ряд используемых методов способен дать точную верификацию видовой принадлежности микроорганизмов, однако не приближает клинициста к пониманию истинной причины нарушений микробиоценоза, которая, как правило, заключается в наличии функциональной или органической патологии органов ЖКТ. Это, несомненно, сказывается на результатах лечения данной категории пациентов, которое отчасти базируется на эмпирическом подборе терапии.
Биохимический экспресс анализ кала на дисбактериоз основан на исследовании короткоцепочечных жирных кислот (фракции С2-С6 с изомерами).
Показания к назначению анализа: 1) диагностика состояния микробиоценоза (в т.ч. после антибиотикотерапии, химиотерапии, приема др. лекарственных средств, оперативных вмешательств и др.); 2) в целях углубленного обследования состояния органов ЖКТ (скрининговая диагностика и дифференциальная диагностика функциональных и органических заболеваний кишечника; патологии желчевыводящих путей и поджелудочной железы); 3) выбор индивидуального лечения пациентов с вышеуказанными заболеваниями ЖКТ и их осложнениями 4) мониторинг эффективности проводимого лечения.
Расширенные показания – симптомы желудочной и кишечной диспепсии (для уточнения диагноза или обоснования программы обследования пациентов для верификации диагноза), псевдоаллергозы и аллергические заболевания и др.
Подготовка к исследованию: не требуется. (Если пациент находится на лечении, в направлении обязательно указываются группы лекарственных средств или конкретные препараты).
Материал для исследования – кал.
Метод исследования: Газожидкостная хроматография. (Согласно медицинской технологии «Способ определения короткоцепочечных жирных кислот (фракции С2-С6 с изомерами) в различных биологических субстратах методом газожидкостной хроматографии» (№ рег. удостоверения ФС-2006/030-у от 17.03.2006г. Федеральной службы по надзору в сфере здравоохранения и социального развития РФ).
Единицы измерения: абсолютная концентрация кислот – мг/г, расчетные показатели – ед.
Референсные значения3:
| Монокарбоновые кислоты | АБСОЛЮТНОЕ СОДЕРЖАНИЕ (мг/г) | ОТНОСИТЕЛЬНОЕ СОДЕРЖАНИЕ (ед) | ||
|---|---|---|---|---|
| Норма | Мин/Макс знач. нормы | Норма | Мин/Макс знач. нормы | |
| С2 (уксусная) | 5,88±1,22 | 5,35/6,41 | 0,634±0,015 | 0,612/0,656 |
| С3 (пропионовая) | 1,79±0,95 | 1,63/1,95 | 0,189±0,011 | 0,180/0,198 |
| С4 (масляная) | 1,75±0,85 | 1,60/1,90 | 0,176±0,011 | 0,167/0,185 |
| ИзоСn ?(изоС4+изоС5+ изоС6) | 0,631±0,011 | 0,575/0,687 | 0,059±0,015 | 0,056/0,062 |
| Норма | Мин/Макс знач. Нормы | |||
| ИзоСn/Сn | 0,430±0,140 ед | 0,300/0,600 ед | ||
| Общее содержание ? (C2+…C6) | 10,51±2,50 мг/г | 9,0/12,01 мг/г | ||
| Анаэробный индекс (C2-C4) | -0,576 (±0,110) ед | -0,690/-0,466 ед | ||
Изменение значений и форма заключения: Изменение (повышение, снижение значений) характеризует нарушение качественного состава микроорганизмов и их метаболической активности, а также указывает на патологию органов пищеварения, требующей медикаментозной коррекции.
Таким образом, форма заключения (согласно Методическому пособию для врачей, руководителей органов управления здравоохранением и лечебно-профилактических учреждений Министерства здравоохранения и социального развития Российской Федерации «Диагностика состояния микрофлоры кишечника и дифференцированная коррекция ее нарушений» (Москва, 2005) и Мед. технологии (№ рег. удостоверения ФС-2006/030-у от 17.03.2006г.) содержит три блока:
- характеристика микробиоценоза кишечника (с указанием родовой принадлежности и доминирования в общем пуле а- и/или анаэробных популяций микроорганизмов);
- характеристика патологии органов ЖКТ (с учетом наличия и анализа клинических проявлений);
- терапевтические мероприятия (исходя из стандартов лечения МЗ и по согласованию с лечащим врачом).
При изменении показателей, характеризующих наличие условно-патогенной флоры, признаков деструкции при- и эпителиального слоев защиты кишечника, целесообразно проведение бактериологического исследования кала, исследования кала на скрытую кровь и др. методов дообследования.
Интерпретация результата зависит от правильности и полноты предоставленной информации о пациенте. В случае предоставления не полной/неточной информации интерпретация результатов исследования может быть затруднена.
Преимущества метода:
- Позволяет быстро (в течение часа) и точно оценивать состояние микробиоценоза исследуемого биотопа, в т.ч. кишечника;
- Обладает большей чувствительностью и специфичностью исследования, воспроизводимостью результатов по сравнению с «рутинным» бактериологическим методом;
- Обеспечивают высокую точность в оценке основных аэробных, и главное, анаэробных популяций микроорганизмов с указанием их родовой принадлежности, не требуя воспроизведения нативных условий обитания;
- Предполагает сбор анализов в отсроченное (удобное для пациента) время; а также неограниченное время доставки в лабораторию, при этом, не оказывая влияние на результаты исследования;
- Позволяет выявить или уточнить патологию, которая привела к нарушениям микробиоценоза; дает возможность прогнозирования и мониторирования клинического течения, степени тяжести, стадии патологического процесса и развития осложнений;
- Позволяет подобрать эффективные схемы лечения с учетом индивидуального «метаболитного» статуса пациента.
Метод не предназначен для диагностики инфекционной патологии кишечника.
Взятие, хранение и транспортировка материала: материал отбирают в стерильный контейнер (накануне или непосредственно перед исследованием (2 часа)). Транспортные среды не используются.
Свежесобранные образцы помещаются в морозильную камеру и замораживаются, если их доставка производится не в тот же день. В дальнейшем образец доставляется в лабораторию в замороженном виде, где хранится при тех же условиях до начала исследования. (Доставка образцов в лабораторию «Уни-мед» курьером производится в сумке-холодильнике).
Размораживание образцов не допускается.
Срок исполнения включая доставку образца в лабораторию: 4-6 дней (в зависимости от курьерской службы, доставляющей образцы).
1 Курсивом выделены представители микроорганизмов, резидентных для кишечного биотопа.
2 * Преходящие нарушения микробиоценоза под влиянием различных факторов рассматриваются с позиции дисбактериальных реакций, и требуют в большей степени проведения профилактических мероприятий.
3 Для детей до 1 года – индивидуальные нормы для 0-1 мес., 1-6 мес. (грудное и искусственное вскармливание), 6-12 мес.