Развитие всех высших организмов осуществлялось в присутствии бактерий, одних из древнейших форм жизни на Земле, что обусловило теснейшие связи между ними [14]. Поэтому все ткани организма, контактирующие с внешней средой, являются нишами обитания для широкого спектра микроорганизмов, формирующих биологические пленки. Количественный и качественный состав микробных ассоциаций контролируется, с одной стороны, системой «чувства кворума», которая позволяет бактериям обмениваться информацией посредством диффузии сигнальных молекул, регулирующих экспрессию бактериальных генов при достижении оптимальной клеточной плотности [2], с другой стороны, ткани-носители макроорганизма обладают способностью оптимизировать микробные экосистемы продукцией антимикробных пептидов [14]. Сложность этих взаимосвязей дополняется влиянием микроорганизмов на функционирование органа-среды обитания благоприятным для себя образом, посредством экспрессии молекул-мессенжеров для различных межклеточных сигнальных путей макроорганизма, и правильное созревание иммунной системы человека во многом опосредовано влиянием представителей его микрофлоры [29].
Состав микрофлоры каждого человека индивидуален, подобно отпечаткам пальцев [3], и эта индивидуальность может объясняться особенностями иммунных реакций, вскармливания, образа жизни, перенесенными инфекциями и средствами их лечения, а также имеющейся хронической патологией [7, 32]. Снижение активности моторной функции кишечника, проявляющееся запором, также оказывает значимое влияние на состав и топологию кишечной микрофлоры [10]. Не удаленные вовремя остатки пищи могут служить субстратом для отдельных микроорганизмов и являются важным преимуществом в конкурентной борьбе бактерий. Помимо этого, регулярное использование пациентами с запорами слабительных средств и клизм также может отражаться на составе микрофлоры кишечника. Так, для взрослых пациентов с запорами характерно снижение количества бифидо- и лактобактерий с увеличением видов Veillionella [10], для детей — увеличение числа клостридий и бифидобактерий [19, 24]. В отдельных исследованиях назначение курса антибиотикотерапии способствовало увеличению частоты стула, улучшению его консистенции и устранению натуживания, что подтверждало роль изменений микрофлоры в формировании запоров [24].
Некоторый свет на механизм связи кишечной флоры и запоров могут пролить исследования, в которых у пациентов с синдромом раздраженного кишечника (СРК) с запорами при проведении водородного дыхательного теста с лактулозой выявлялось значимое увеличение продукции метана, ассоциированное с увеличением времени кишечного транзита [23]. В экспериментальных условиях метан тормозил моторную функцию кишки увеличением ее тонуса [23]. Причем следует подчеркнуть, что источник избыточных количеств метана в выдыхаемом воздухе пациентов с запорами пока не определен и некоторые исследователи полагают, что ими являются метанобразующие бактерии толстой, а не тонкой кишки [24]. Таким образом, лечебные мероприятия, направленные на коррекцию микробного состава у пациентов с запорами, могут способствовать восстановлению времени кишечного транзита и поддержанию состояния ремиссии по этому показателю.
Лечение хронических запоров должно осуществляться в условиях коррекции образа жизни с обязательным устранением факторов, способствующих задержке стула. Для достижения успеха у большей доли пациентов достаточно лишь обеспечить немедленную реакцию на появление позыва и восстановить режим дефекаций в течение дня и относительно приемов пищи [6]. Увеличение уровня физической активности может помочь в случае запоров легкой степени тяжести, но в случае длительного отсутствия стула эта мера малоэффективна [6]. Увеличение потребления жидкости не оказывает значимого эффекта на скорость кишечного транзита и в случае отсутствия признаков дегидратации эта рекомендация неэффективна [6].
Пищевые волокна используются в лечении запоров уже ок��ло 500 лет и в подавляющем большинстве представляют собой некрахмальные полисахариды. Водорастворимые волокна (пектин, камеди и слизи) способны образовывать вязкие растворы и удерживать воду в кишечном содержимом, увеличивая его объем и незначительно влияют на время транзита, нерастворимые волокна (целлюлоза, гемицеллюлоза и лигнины) не способны удерживать воду, но значительно увеличивают объем стула и выраженно стимулируют кишечный транзит [6, 24]. Обратные отношения между растворимостью пищевых волокон и увеличением массы стула объясняются большей подверженностью растворимых волокон к бактериальной ферментации в проксимальной части толстой кишки. Слабительный эффект пищевых волокон обеспечивается набуханием непереваренных волокон, задержкой жидкости в содержимом кишечника, прокинетическим эффектом продуктов бактериальной ферментации (бутират), стимуляцией роста бактериальной массы (которыми представлена сухая масса фекалий), увеличением продукции газов и иных побочных продуктов ферментации, увеличивающих массу стула [24]. У здоровых добровольцев влияние 25 г волокон на массу стула различалось весьма значительно от +17–19% с пектином и камедями до +117% при использовании отрубей [24]. Как известно, часть пациентов с запорами резистентны к послабляющему действию пищевых волокон, и эта резистентность оказалась прямо пропорциональной увеличению времени кишечного транзита [24]. Рекомендации по увеличению содержания волокон до 10–20 г на 1000 ккал рациона [6] чрезвычайно распространены, однако их доказательная база недостаточно серьезна: в современных систематических обзорах эффект волокон на частоту стула в лучшем случае описывается как умеренный, причем в плацебо-контролируемых исследованиях эффект растворимых волокон (псиллиум) на частоту стула и его консистенцию описывался как положительный, в то время как отруби в подобных условиях не смогли продемонстрировать достоверный положительный эффект [24]. Отсутствие больших, оптимальных по дизайну исследований по использованию пищевых волокон в терапии запоров ограничивает их использование в таких группах риска, как пожилые пациенты и пациенты с неврологическими заболеваниями. Хотя продукты и лекарственные средства с высоким содержанием пищевых волокон лишены серьезных побочных эффектов, их вкусовые качества (особенно в отношении отрубей) и проблемы с переносимостью, обусловленные ферментацией и продукцией газов, являются серьезным препятствием при их использовании у пациентов с СРК с запорами, которые часто связывают наличие симптомов с приемами пищи, поскольку включение нерастворимых волокон может провоцировать болевой синдром [24]. Подбор пропорций между растворимыми и нерастворимыми волокнами может способствовать преодолению проблемы непереносимости у этих пациентов [6]. На основе обобщения опыта применения можно сделать вывод, что биологически активные добавки (БАД) и пищевые продукты, содержащие пищевые волокна, эффективны у пациентов с хроническим запором без замедления транзита и диссинергии тазового дна, причем в этой группе их эффективность достигает 80% [6].
Пребиотиками называют ферментируемые пищевые продукты, оказывающие свое положительное влияние на здоровье хозяина путем селективной стимуляции размножения и активности определенных видов бактерий в толстой кишке. Из пребиотиков только инулин и фруктоолигосахариды имеют достаточную доказательную базу для использования их в качестве ингредиентов функциональных продуктов, в толстой кишке они ферментируются с образованием энергии и таких конечных продуктов, как молочная кислота и короткоцепочечные жирные кислоты [24]. Следует учитывать, что пищевые волокна и лактулоза, широко применяемые при запорах, также обладают свойствами пребиотиков. В литературе представлено очень мало работ, посвященных влиянию пребиотиков на задержку стула, с удовлетворительным дизайном, и при интерпретации полученных результатов следует учитывать влияние на микрофлору со стороны ингредиентов пищи, поскольку полимерные углеводы со свойствами пребиотиков широко распространены во фруктах, овощах и злаках [6].
Сравнительно недавно в сферу интересов микробиологов помимо патогенных и ферментирующих бактерий попали симбиотические микроорганизмы человека, когда было установлено значимое влияние этих микроорганизмов, особенно микрофлоры кишечника, на состояние здоровья организма-хозяина, что способствовало формированию концепции пробиотиков. И. И. Мечников первым сформулировал эту идею, полагая, что кисломолочные бактерии являются наиболее подходящими кандидатами на роль пробиотических микроорганизмов. Но в период расцвета антибиотиков и вакцин эта идея не получила должного внимания, и лишь появление мультирезистентных штаммов и осознание роли микрофлоры человека в поддержании здоровья способствовало всплеску интереса к этой концепции. Рабочая группа Всемирной Организации Здравоохранения в 2002 г. приняла определение пробиотиков как «живых микроорганизмов, которые при назначении в адекватных количествах способствуют улучшению здоровья организма-хозяина» [31].
Основная часть пробиотических средств, представленных на рынке в настоящее время, принадлежит большой группе молочнокислых бактерий, которые являются нормальными представителями микрофлоры желудочно-кишечного тракта человека (табл. 1) [22]. Однако многочисленные исследователи изучают потенциальные пробиотические возможности других микроорганизмов, например дрожжей, которые в норме не присутствуют в кишечнике человека [25].
Пробиотические штаммы реализуют свои положительные для здоровья эффекты посредством множества механизмов, уникальных для каждого штамма (табл. 2) [22], причем пространство взаимодействия пробиотика и организма хозяина можно разделить на три уровня: 1) просвет кишечника, 2) кишечный эпителий и 3) иммунная система [27]. Однако механизмы реализации значительной части описанных эффектов пробиотиков до конца не раскрыты.
К настоящему моменту стало известно, что пробиотические бактерии способны взаимодействовать с клетками организма-хозяина вмешательством в работу межклеточных путей передачи сигналов [22]. Секретируемые бактериальные продукты (пептиды, короткоцепочечные жирные кислоты, бактериоцины, оксид азота) [12, 18, 30, 31] и структурные компоненты погибших бактерий (ДНК, протеины, липополисахариды) [5] способны вызывать специфический ответ со стороны организма человека, например, изменяя активность факторов транскрипции NF-kB и АР-1 либо через протеинкиназы, активируемые митогенами (МАРК), либо протеинкиназы С и фосфатидил-инозитол-3-киназы [22, 28].
Грамположительные бактерии используют в качестве сигнальных молекул N-ацил-гомосеринлактоны и 2-алкил-4-хинолоны, грамотрицательные — пептиды, способные формировать циклические структуры, которые обеспечивают работу системы «чувства кворума» [2]. Некоторые из этих молекул взаимодействуют с рецепторами на поверхности клетки, рецепторы для других расположены внутриклеточно, и, как недавно было установлено, часть этих молекул обладает свойствами иммуномодуляторов [33].
В отношении запоров существует несколько клинических исследований, в которых пробиотики (иногда в комбинации с пребиотиком) проявили способность ускорять кишечный транзит у пациентов с медленным транзитом. Так, Bifidobacterium animalis
Среди опубликованных данных рандомизированных контролируемых исследований положительный эффект у пациентов с хроническими запорами (без наличия СРК) отмечен при использовании пробиотического напитка, содержащего Lactobacillus casei Shirota, а также пробиотического штамма B. lactis DN-173010 [6]. У детей с функциональными запорами в плацебо-контролируемых условиях назначение L. reuteri способствовало значительному увеличению частоты стула, но без значимого изменения его консистенции [11]. При использовании B. longum была достигнута нормализация опорожнения кишечника у пациентов домов престарелых [6]. В других исследованиях с менее строгим дизайном или в случае комбинирования пробиотиков и иных способов лечения обнадеживающие результаты получены для бифидобактерий, лактобактерий, пропионобактерий а также инфузий суспензии фекальных масс [17, 24]. В метаанализе эффективности пробиотиков при запорах, включающем пять исследований с 377 участниками, положительный эффект на частоту и консистенцию стула получен при использовании B. lactis DN-173010, L. casei Shirota и Escherichia coli Nissle 1917 [9].
Весомая поддержка концепции использования пробиотиков при задержке стула получена в исследованиях, посвященных СРК [16]. Bifidobacterium animalis, помимо сокращения времени кишечного транзита, достоверно увеличивали частоту стула у пациентов с СРК с запорами. Другой штамм
В последних обзорах [6, 25] сделан акцент на том факте, что назначение L. rhamnosus GG оказалось неэффективным при использовании у пациентов с запорами. Эти работы ссылаются на плацебо-контролируемое исследование польских ученых [4], которые не обнаружили дополнительного влияния на показатели стула при добавлении этого пробиотика к схеме лечения лактулозой в детской популяции (n = 84). В то время как в более ранних работах с участием взрослых пациентов с запорами L. rhamnosus GG продемонстрировали положительное влияние на показатель стула [20]. Возможными причинами отсутствия эффективности этого штамма у детей могут служить некоторые погрешности дизайна исследования: пациенты получали пробиотик в виде капсул, причем им разрешалось их открывать и добавлять содержимое в пищу (зная нелюбовь детей к таблеткам и капсулам, можно предположить, что большая часть детей их открывала — в исследовании этот показатель, к сожалению, не учитывался). Как относительно недавно стало известно [26], эффективность пробиотика сильно зависит от содержания жира, концентрации и типа белка и монодисахаров, а также рН среды-носителя. Оптимальным средством доставки пробиотика признаны кисломолочные напитки, где эти параметры наиболее удачно сбалансированы. Также исследователи абсолютно не учитывали состав и количество съедаемой пищи, которые могли оказывать определяющее влияние на частоту и консистенцию стула.
В качестве альтернативной точки зрения можно сослаться на наше исследование, выполненное два года назад [1]. В исследование было включено 60 стационарных пациентов с СРК с запорами (Римские критерии III), которые были рандомизированы в три группы, аналогичные по возрасту, наличию основного и сопутствующих заболеваний. В 1-й группе рацион был модифицирован заменой кефира и сметаны на 330 г исследуемого питьевого йогурта Био Баланс®, обогащенного бифидобактериями и L. rhamnosus GG (АТСС 53103, LGG®), с содержанием КОЕ на конец срока годности не менее: бифидобактерий — 106, лактобактерий — 107. Базовый рацион пациентов 2-й группы модифицирован заменой кефира и сметаны на 330 мл кефирного напитка Био Баланс®, обогащенного пробиотиками по аналогичной схеме, с содержанием КОЕ на конец срока годности не менее: бифидобактерий — 106, лактобактерий — 106. Контрольную группу составили пациенты, получавшие стандартный вариант диеты с традиционными кисломолочными продуктами. Стоит отметить, что употребление домашних продуктов не допускается правилами Клиники, поэтому различия рационов участников были минимальны. Продолжительность клинического испытания составила 21 день. Группы сравнивались по динамике качества жизни и выраженности жалоб, по показателям консистенции стула с указанием его частоты, данным микробиологического анализа. Пациентами отмечено большее удовлетворение качеством опорожнения кишечника, причем стоит отметить, что в группе, употреблявшей обогащенные йогурты и кефирный напиток Био Баланс
Таким образом, исключение L. rhamnosus GG (АТСС 53103, LGG®) из списка эффективных при запорах пробиотических микроорганизмов кажется преждевременным и требует проведения исследований с более надежным дизайном.
Заключение
Хронические запоры — чрезвычайно распространенное заболевание во всем мире, способное серьезно ухудшать качество жизни как взрослых пациентов, так и детей. Только 60% пациентов с запорами удовлетворены эффективностью слабительных средств, причем значительная их доля нуждается в продолжительном поддерживающем лечении [11]. Широкое применение пищевых волокон у лиц с хроническими запорами или СРК иногда приводит к обескураживающим результатам: нерастворимые пищевые волокна, несмотря на наиболее выраженное влияние на частоту стула, могут быть противопоказаны пациентам с СРК из-за усиления вздутия живота и абдоминальной боли. Безусловная значимость кишечной микрофлоры для нормального функционирования тонкой и, особенно, толстой кишки при наличии изменений микробного пейзажа у лиц с запорами служат достаточным основанием для использования про- и пребиотиков в лечении хронических запоров и СРК. Кажется весьма привлекательной идея широкого использования различными слоями населения обогащенных эффективными пробиотическими штаммами продуктов питания для лечения и профилактики задержки стула, что точно отражено словами великого Гиппократа: «пусть моя пища станет лекарством…», и, надо заметить, безопасным лекарством! Для определения наиболее оптимального штамма и вида пробиотика в достаточной дозе для каждого варианта хронической задержки стула, а также подбора среды-переносчика необходимо проведение высококачественных по дизайну исследований с привлечением большого числа пациентов.
Литература
- Пилипенко В. И., Шаховская А. К., Исаков В. А. и др. Эффективность кисломолочной продукции, обогащенной бифидобактериями и LACTOBACILLUS RHAMNOSUS GG (ATCC 53103, LGG®), у пациентов страдающих запорами // Вопросы питания. 2011, № 3. С. 44–48.
- Ткаченко Е. И., Успенский Ю. П. Питание, микробиоценоз и интеллект человека. СПб: СпецЛит., 2006. 590 с.
- Aureli P., Capurso L., Castellazzi A. M. et al. Probiotics and health: An evidence-based review // Pharmacological Research. 2011, 63, p. 366–376.
- Banaszkiewicz A., Szajewska H. Ineffectiveness of Lactobacillus GG as an adjunct to lactulose for the treatment of constipation in children: a double-blind, placebo-controlled randomized trial // J Pediatr. 2005, 146, р. 364–369.
- Bergonzelli G. E., Blum S., Brussow H. et al. Probiotics as a treatment strategy for gastrointestinal diseases? // Digestion. 2005, 72, p. 57–68.
- Cabre E. Clinical Nutrition University: Nutrition in the prevention and management of irritable bowel syndrome, constipation and diverticulosis // e-SPEN, the European e-Journal of Clinical Nutrition and Metabolism. 2011, 6, p. e85–e95.
- Candela M., Maccaferri S., Turroni S. et al. Functional intestinal microbiome, new frontiers in prebiotic design // International Journal of Food Microbiology. 2010, 140, p. 93–101.
- Caramia G., Atzei A., Fanos V. Probiotics and the skin // Clinics in Dermatology. 2008, 26, p. 4–11.
- Chmielewska A., Szajewska H. Systematic review of randomised controlled trials: probiotics for functional constipation // World J Gastroenterol. 2010., 16, p. 69–75.
- Collins S. M., Bercik P. The relationship between intestinal microbiota and the central nervous system in normal gasrtointestinal function and disease // Gastroenterology. 2009, 136, p. 2003–2014.
- Cooocrullo P., Strisciuglio C., Martinelli M. et al. Lactobacillus reuteri (DSN 17938) in infants with functional chronic constipation: a double blind, randomized, pacebo-controlled study // The Journal of Pediatrics. 2010, 157, № 4, p. 598–602.
- Cotter, P. D., Hill, C., Ross R. P. Bacteriocins: Developing innate immunity for food // Nature Reviews in Microbiology. 2005, 3, p. 777–788.
- Desbonnet L., Garrett L. et al. The probiotic Bifidobacteria infantis: An assessment of potential antidepressant properties in the rat // Journal of Psychiatric Research. 2009, 43. p. 164–174.
- Dominguez-Bello M. G., Blaster M. J. Do you have a probiotic in your future? // Microbes and Infection. 2008, 10, p. 1072–1076.
- Gallagher P., O’Mahony D. Constipation in old age // Best Practice & Research Clinical Gastroenterology. 2009, 876, № 23, р. 875–887.
- Guyonnet D., Chassany O., Ducrotte P. et al. Effect of a fermented milk containing Bifidobacterium animalis DN-173 010 on the health-related quality of life and symptoms in irritable bowel syndrome in adults in primary care: a multicentre, randomized, double-blind, controlled trial // Aliment Pharmacol Ther. 2007, 26, р. 475–86.
- Higashikawa F., Noda M., Awaya T. et al. Improvement of constipation and liver function by plant-derived lactic acid bacteria: a double blind, randomized trial // Nutrition. 2010, 26, p. 367–374.
- Lundberg J. O., Weitzberg E., Cole J. A. et al. Nitrate, bacteria and human health // Nat. Rev. Microbiol. 2004, 2, р. 593–602.
- Matsumoto K., Takada T., Shimuzu K. et al. Effects of a probiotic fermented milk beverage containing Lactobacillus casei strain Shirota on defecation frequency, intestinal microbiota, and the intestinal environment of healthy individuals with soft stools // Journal of Bioscience and Bioengineering. 2010, 110, № 5, p. 547–552.
- Niemi S. M., Saxelin M., Korpela R. Effects of fiber-rich rye bread and yoghurt with Lactobacillus GG on bowel movement // Am J Clin Nutr. 2001, 73, р. 490S–1S.
- O’Mahony L., McCarthy J., Kelly P. et al. Lactobacillus and bifidobacterium in irritable bowel syndrome: symptom responses and relationship to cytokine profiles // Gastroenterology. 2005, 128, р. 541–551.
- Penner R., Fedorak R. N., Madsen K. L. Probiotics and nutraceuticals: non-medicinal treatments of gastrointestinal diseases // Current Opinion in Pharmacology. 2005, 5, p. 596–603.
- Pimentel M., Lin H. C. Methane, a gas produced by enteric bacteria, slows intestinal transit and augments small intestinal contractile activity // Am J Physiol Gastrointest Liver Physiol. 2006; 290, p. G1089–G1095.
- Quigley E. M. M. The enteric microbiota in the pathogenesis and management of constipation // Best Practice & Research Clinical Gastroenteology. 2011, 25, p. 119–126.
- Rambaud J.-C., Buts J.-P., Corthier G., Flourie B. Gut microflora. Digestive phisiology and pathology. John Libbey Eurotext, Paris, 2006.
- Ranadheera R. D. C. S., Baines S. K., Adams M. C. Importance of food in probiotic efficacy // Food Research International. 2010, 43, р. 1–7.
- Santvoort H. C., Besselink M. G., Timmerman H. M. et al. Probiotics in surgery // Surgery. 2008, 143, p. 1–7.
- Shida K., Nanno M. Probiotics and immunology: separating the wheat from the chaff // Trends in immunology. 2008, 29, p. 565–573.
- Sobko T., Reinders C. I., Jansson E. A. et al. Gastrointestinal bacteria generate nitric oxide from nitrate and nitrite // Nitric Oxide. 2005, 13, p. 163–169.
- Strompfova V., Laukova A. In vitro study on bacteriocin production of Enterococci associated with chickens // Anaerobe. 2007, 13, р. 228–237.
- Vasilijevic T., Shan N. P. Probiotics — from Metchnikoff to bioactives // International Dairy Journal. 2008, 18, p. 714–728.
- Walker W. A., Duffy L. C. Diet and bacterial colonization: role of probiotics and prebiotics // J. Nutr. Biochem. 1998, 9, 668–675.
- Williams P. Bacillus subtilis: a shoking message from a probiotic // Cell Host & Microbe. 2007, 1, p. 248–249.
Д. А. Теплюк
А. К. Шаховская, кандидат медицинских наук
В. А. Исаков, доктор медицинских наук, профессор
НИИ питания РАМН, Москва
Купить номер с этой статьей в pdf