Влияние комбинированных пробиотиков на функциональную активность микрофлоры кишечника при вирусных диареях у детей раннего возраста


Статья посвящена актуальной проблеме изучения состояния микробиоценоза кишечника у детей раннего возраста с вирусными диареями. Обследовано 63 ребенка в возрасте до 3 лет с ротавирусной инфекцией. Выявлено диагностическое значение снижения общего уровня летучих жирных кислот, повышения анаэробного индекса, снижения пула С2-С4 для характеристики глубины нарушений микрофлоры кишечника при ротавирусной инфекции. Показана клинико-метаболическая эффективность коррекции дисбактериоза кишечника с применением препарата «Бифиформ Бэби» у детей раннего возраста.

The impact of combined probiotics on the functional activity of intestinal microflora in viral diarrhea in infants

Article is devoted to studying the state of the actual problem microbiocenosis of intestine in young children with viral diarrhea. We examined 63 children aged under 3 years old with rotavirus infection. It was revealed the diagnostic value of reducing the total level of volatile fatty acids, increase anaerobic index, reducing the pool of C2-C4 to characterize the depth of violations of the intestinal microflora during rotavirus infection. It was show the clinical and metabolic efficiency of intestinal dysbiosis with correct use of the drug «Bifiform Baby» in young children.

Проблема острых кишечных инфекций (ОКИ) в педиатрии сохраняет свою актуальность на современном этапе ввиду широкой распространенности, значительной частоты развития тяжелых и осложненных форм болезни с формированием постинфекционных нарушений пищеварения у детей. Ежегодно в мире регистрируется до 5 млрд случаев диарейных заболеваний, из них в России — 2 млн случаев, при этом около половины заболевших составляют дети. По данным отечественной и зарубежной литературы, ведущее место в структуре ОКИ занимают вирусные диареи, среди которых первое место принадлежит ротавирусной инфекции (60-80%) [1-4]. Однако, несмотря на значительные успехи в изучении вирусных кишечных инфекций, широкое внедрение в лабораторную практику многих современных методов детекции вирусов и их генетического материала, в настоящее время многие аспекты этиопатогенеза вирусных диарей, в том числе влияние нарушений микрофлоры кишечника на характер течения заболевания до конца не изучены.
 По-прежнему продолжается поиск новых диагностических критериев, позволяющих комплексно оценить состояние кишечной микрофлоры. Одним из новых и наиболее перспективных направлений оценки микроэкологии кишечника в норме и при патологии является определение метаболической активности микрофлоры по спектру летучих жирных кислот (ЛЖК). ЛЖК представляют собой метаболиты конечные продукты ферментации сахаролитической анаэробной микрофлоры (бифидобактерий, бактероидов, фузо-, эубактерий, пептострептококков). Они участвуют в осуществлении большинства физиологических функций эндогенной микрофлоры в организме, основными из которых являются поддержание гомеостаза, в том числе водно-электролитного баланса, энергообеспечение колоноцитов, участие в регуляции моторики и иммунокоррекции, противовирусное и антибактериальное действие и т.д. Известно, что при различных патофизиологических состояниях желудочно-кишечного трактат (ЖКТ) и его заболеваниях процесс образования, всасывания и утилизации ЛЖК нарушается; поэтому общая концентрация и особенно соотношения отдельных ЛЖК в фекалиях меняются, что отражает степень нарушений микрофлоры кишечника, а разнонаправленные отклонения от физиологической нормы уровней и спектров этих метаболитов могут служить биохимическими маркерами структурных и функциональных нарушений кишечного микробиоценоза и патологических состояний, связанных с микробиологическим дисбалансом [5].

Актуальной проблемой остается поиск новых эффективных схем этиопатогенетической терапии вирусных кишечных инфекций. Наиболее изученным и во многом практически реализованным направлением терапии ОКИ различной этиологии является применение пробиотиков на основе микробов представителей нормальной микрофлоры: бифидо-, лактобактерий, микробов-антагонистов, как в моно-, так и в поликомпонентном составе.

 Основные пробиотики — это бифидобактерии и лактобациллы, которые являются наиболее типичными представителями нормальной микрофлоры человека [8]. Наиболее изучены представители рода Lactobacillus и Bifidobacterium — Lactobacillus rhamnosus GG (ATCC 53103) и Bifidobacterium lactis Вb-12 (ATCC 25527) [9-13].


 Эффективность использования B. lactis Вb-12 и L. rhamnosus GG при различных нозологических формах в педиатрической практике продемонстрирована в целом ряде клинических исследований. В настоящее время в электронной базе данных Национальной медицинской библиотеки США цитируются результаты более 40 рандомизированных контролируемых исследований (РКИ) и 5 мета-анализов, посвященных применению пробиотиков для профилактики и лечения острой диареи у детей. Так, Европейским обществом педиатрической гастроэнтерологии, гепатологии и питания (European Society of Pediatric Gastroenterology, Hepatology and Nutrition) было проведено крупномасштабное исследование по применению L. rhamnosus GG в лечении среднетяжелой и тяжелой острой диареи у детей [15].

 В настоящее время в электронной базе данных Национальной медицинской библиотеки США цитируются результаты более 40 рандомизированных контролируемых исследований (РКИ) и 5 мета-анализов, посвященных применению пробиотиков для профилактики и лечения острой диареи у детей. Так, Европейским обществом педиатрической гастроэнтерологии, гепатологии и питания (European Society of Pediatric Gastroenterology, Hepatology and Nutrition) было проведено крупномасштабное исследование по применению L. rhamnosus GG в лечении среднетяжелой и тяжелой острой диареи у детей [14, 15].

В 2002 г. опубликован мета-анализ РКИ, в котором доказана эффективность применения стандартной регидратационной терапии в сочетании с пробиотиками в лечении острой диареи у детей [16]. Несмотря на большое количество проведенных исследований, полученная информация требует дальнейшей систематизации и продолжения изучения эффективности применения пробиотиков в терапии вирусных диарей. В связи с этим целью настоящего исследования явилось изучение клинического эффекта и метаболической активности микрофлоры кишечника по показателям летучих жирных кислот при острых кишечных инфекциях вирусной этиологии у детей раннего возраста при применении пробиотика «Бифиформ Бэби».

 


Материалы и методы исследования:

Исследование проводилось на базе 4-го инфекционного отделения Тушинской детской городской больницы. Под наблюдением находилось 63 ребенка до 3 лет со среднетяжелым течением ротавирусной инфекции. Основную группу составили 50 детей, получавших комбинированный пробиотик. Контрольную группу составили 13 детей, получавших базисную терапию. Дети основной группы сопоставимы с контрольной группой по срокам от начала заболевания, топике поражения ЖКТ и тяжести течения. 80% детей были госпитализированы в стационар в 1–2-е сутки болезни, на 3-е сутки 20%. У всех детей клинически отмечался осмотический тип диареи. Топика поражения желудочно-кишечного тракта у всех пациентов также была идентичной: заболевание протекало с вовлечением в патологический процесс верхних отделов ЖКТ (гастроэнтериты 90%, энтериты 10%) и в 62% случаев сопровождалась явлениями метеоризма.

С первых суток пребывания в стационаре всем пациентам проводилась базисная терапия, включающая в себя щадящую диету с ограничением или исключением молока, регидратационную терапию в зависимости от наличия и степени тяжести эксикоза, (оральная регидратация и (или) внутривенная инфузионная терапия), энтеросорбенты и ферменты. В комплекс лечения 50 детей включали комбинированный пробиотик «Бифиформ Бэби» (Ферросан А/С, Дания) препарат представляющий собой комбинацию двух штаммов представителей нормальной микрофлоры: Bifidobacterium lactis BB-12, Streptococcus thermophilus TH-4, а также вспомогательных веществ мальтодекстрин, кремния диоксид, триглицериды средней цепи, полученные из кокосового и пальмоядрового масла. Не содержит лактозы. «Бифиформ Бэби» назначали детям основной группы по 0,5 г (1 доза) 1 раз в день. Продолжительность терапии препаратом «Бифиформ Бэби» составила 10 дней.

В комплекс лабораторной диагностики наряду с общеклиническими анализами крови и мочи были включены бактериологический анализ кала на кишечную группу и исследование фекалий на наличие ротавирусного антигена методом ИФА. Всем детям двукратно до и после лечения проводилась оценка микробиоценоза кишечника с определением метаболической активности микрофлоры по количественному содержанию и спектрам летучих жирных кислот (ЛЖК) в кале методом газо-жидкостной хроматографии на базе НИФ «Ультрасан» ГУ МНИИЭМ им. Г.Н. Габричевского (к.х.н. Затевалов А.М.)., кафедры гастроэнтерологии ФГУ «УНМЦ Управления делами Президента РФ», совместно с д.м.н., проф. М.Д. Ардатской (Патент на изобретение РФ № 2145511 «Способ разделения смеси жирных кислот фракции С2-С7 методом газожидкостной хроматографии» от 09.04.1999 / авт. Иконников Н.С., Ардатская М.Д., Бабин В.Н., Минушкин О.Н. и др.).

Результаты и их обсуждение

Анализ частоты проявлений основных клинических симптомов ротавирусной инфекции в остром периоде заболевания при сравнении в возрастном аспекте показал, что интоксикация, диарея осмотического типа и лихорадка отмечалась в 100% случаев независимо от возраста. У детей до 1 года реже отмечалась рвота (75%), у детей старше года 97%. Абдоминальный синдром у детей до года выявлялся в 69% случаев и характеризовался развитием функциональных поражений ЖКТ в виде кишечных колик и метеоризма, а у детей старше года в 59% случаев.

Для ротавирусной инфекции у детей раннего возраста характерна рвота до 5 раз в сутки (56%), фебрильная лихорадка (69%), диарея осмотического типа более 5 раз в сутки в 75% случаев. У детей старшего возраста ротавирусная инфекция сопровождалась рвотой до 5 раз (53%), субфебрильной температурой (59%) и диареей более 5 раз в сутки (59%).

Ротавирусная инфекция у детей раннего возраста отличается острым началом (100%), выраженностью интоксикации с первых часов начала заболевания (100%), лихорадкой (98%). Характерна рвота в начале заболевания 90%, выраженность ее колеблется от 1 до 18 раз в сутки. У 62% детей заболевание сопровождается абдоминальным синдромом, потребовавшим в ряде случаев (у 24% детей) исключения острой хирургической патологии. Боли в животе были без четкой локализации и практически всегда с урчанием при пальпации по ходу кишечника и явлениями метеоризма (62%). Наиболее патогномоничным признаком является диарейный синдром, характеризующийся появлением жидкого стула с первых часов от начала заболевания. Частота стула в сутки составляет 7-15 раз (в среднем 10,22,38). Во всех случаях стул имеет водянистый характер, без патологических примесей. В 16% случаев в стуле визуально определялись непереваренные кусочки пищи, у 4% в стуле присутствовали единичные прожилки крови (рис. 1).

Рисунок 1. Длительность симптомов ротавирусной инфекции на фоне лечения

Влияние комбинированных пробиотиков на функциональную активность микрофлоры кишечника при вирусных диареях у детей раннего возрастаВ зависимости от выраженности патологических потерь жидкости, особенно при неадекватно проводимой регидратационной терапии на догоспитальном этапе у 58% детей отмечалось развитие явлений эксикоза 1-2 степени, в группе сравнения — в 38.5% случаев. Результаты исследования абсолютного содержания ЛЖК в кале в остром периоде ротавирусной инфекцией представлены в таблице 1, из которой видно снижение суммарного абсолютного содержания кислот, что свидетельствует об уменьшении активности или численности облигатной микрофлоры, в том числе молочнокислой (бифидобактерий и лактобацилл). Результаты изучения профилей С2-С4, вносящих основной вклад в общий пул ЛЖК, и рассчитанных значений Анаэробных Индексов[1], отображающих окислительно-восстановительный потенциал внутрипросветной среды представлены в таблице 1.

Таблица 1.

Результаты исследования суммарного содержания КЖК (фракции С2-С6 с изомерами) (мг/г), профилей С2-С4, значений анаэробных индексов, суммарного относительного содержания изокислот и отношения содержания изовалериановой кислоты к валериановой кислоте (ед.) у групп исследуемых больных в динамике

ЗаболеваниеСуммаУксусная кислотаПропионовая КислотаМасляная кислотаАИизоС5/С5изоСн
Норма5.25±1.050.712±0.0100.166±0.0080.122±0.006-0.404 (±0.012)До 2,10.026±0.004

 

1 тип, до лечения3,64±1,010.625±0.014*0.209±0.012*0.166±0.014*-0,630 (±0.022)*4.87±2.57*0.077±0.015*
1 тип, после лечения 4,18±1,230.675±0.018**0.176±0.008**0.149±0.010*,**-0,481 (±0.016)*,

**

2,91±1.35**0.039±0.009**
2 тип, до лечения4,11±0,970.828±0.021*0.104±0.010*0.068±0.013*-0,218 (±0.010)*3,5±1,02*0.041±0.009*
2 тип, после лечения 4,91±1,020.748±0.014*,**0.157±0.007**0.095±0.011*,**-0.364 (±0.014)*,**2,18±0.44**0.035±0.031

Примечание: Mm для p<0,05,* при сравнении показателей с нормой, ** при сравнении показателей на фоне лечения

Из таблицы видно, что исходно можно выделить 2 типа изменения профиля ЛЖК: при 1-м типе наблюдается повышение относительного содержания пропионовой и масляной кислот (по сравнению с группой здоровых лиц), при 2-м типе повышение относительного количества уксусной кислоты.

Изменения данных параметров связаны с резкой активизацией анаэробных микроорганизмов, в частности родов бактероидов, пропионибактерий, фузобактерий, эубактерий и клостридий, продуцирующих пропионовую и масляную кислоты, при 1-м типе, или активизаций аэробных микроорганизмов (продуцирующих в основном уксусную кислоту), представителей факультативной и остаточной микрофлоры (при 2-м типе).

Значения АИ отклонены либо в область отрицательных значений (АИ (ср.)=-0,630 ед. при 1-м типе), либо в область слабо отрицательных значений (АИ (ср.)=-0,218 ед. при 2-м типе) при норме АИ=-0,404 (±0,012) ед.

Значения анаэробных индексов при различных типах изменения профиля кислот свидетельствуют об изменении среды обитания микроорганизмов, способствующей росту либо анаэробных (1-й тип), либо аэробных популяций (2-й тип) микрофлоры, причем их факультативных и остаточных штаммов.

При этом активность облигатных микроорганизмов резко снижается, т.к. при данных значениях внутрипросветной среды происходит угнетение ферредоксинсодержащих дыхательных ферментов, обеспечивающих их нормальную жизнедеятельность.

Проведена оценка клинической эффективности пробиотика «Бифиформ Бэби» и изучено его влияние на метаболическую активность микрофлоры кишечника. Выявлен более выраженный клинический эффект препарата по сравнению с контрольной группой (рис. 1). Так, продолжительность лихорадки до 2 дней была в 48% случаев, рвота у большинства пациентов прекращалась на 2 сутки (56%), также в течение первых двух суток купировались абдоминальный синдром (60%) и явления метеоризма (54%). В то время как в группе сравнения в 61,5% случаев лихорадка сохранялась более двух дней, рвота сохранялась более двух дней в 38,5%, абдоминальный синдром и явления метеоризма — 23,1%. Однако существенных различий в продолжительности симптомов интоксикации и эксикоза в сравниваемых группах мы не выявили. Длительность госпитализации в основном определялась тяжестью заболевания (5,40,77 дня при среднетяжелых формах, против 3,60,92 дня в случае легких) и наличием фоновой патологии (5,60,84 дня у детей с отягощенным фоном, против 3,90,95 дня у детей, ранее здоровых). Клинически все дети, вошедшие в исследование, были выписаны из стационара в удовлетворительном состоянии с улучшением самочувствия и купированием основных клинических синдромов. Переносимость препарата оценивалась родителями как «очень хорошая» в 66% случаев, «хорошая» в 24%, «удовлетворительная» в 10% случаев. Ни в одном случае отмены препарата не потребовалось.

Всем детям исследуемой группы в течение 10 дней от момента лечения и после выписки из стационара проводилось катамнестическое наблюдение за состоянием здоровья с повторным исследованием метаболической активности кишечной микрофлоры по окончании курса терапии препаратом «Бифиформ Бэби» (на второй неделе). В ходе катамнестического наблюдения после выписки из стационара ни у одного ребенка не отмечалось ухудшения состояния. У всех детей была нормальная температура тела, удовлетворительный аппетит, оформленный стул, физическая активность. У двух детей (4%) с отягощенным фоном (пищевая аллергия) отмечались функциональные нарушения ЖКТ в виде задержки стула в течение 1-2 суток. Им была рекомендована диета, назначены панкреатические ферменты, на фоне чего, через 1 неделю отмечалась положительная динамика.

Таким образом, у детей раннего возраста с ротавирусной инфекцией, получавших в острый период наряду с регидратационной терапией курс препарата «Бифиформ Бэби», отмечалось достоверно более быстрое и стойкое купирование основных проявлений болезни (эксикоза, кишечного и абдоминального синдромов), сокращение сроков пребывания в стационаре по сравнению с контрольной группой, что позволяет рекомендовать «Бифиформ Бэби» в качестве средства патогенетической терапии легких и среднетяжелых формах ОКИ вирусной этиологии.

После проведенного курса лечения «Бифиформ Бэби» у пациентов отмечается тенденция к нарастанию суммарного абсолютного содержания кислот.

У пациентов с 1-м типом изменения профиля кислот к концу лечения препаратом «Бифиформ Бэби» (табл. 1) отмечается достоверное снижение уровня пропионовой кислоты и повышение уровня уксусной кислоты, происходит тенденция к нормализации уровня масляной кислоты.

Вышеуказанные изменения содержания отдельных кислот сказываются на смещении значений АИ: к концу приема «Бифиформ Бэби» разность значений АИ (леч.) составляет +0,149 ед.

У пациентов со 2-м типом изменения профиля кислот к концу приема препарата «Бифиформ Бэби» (табл. 1) происходит нормализация уровня пропионовой кислоты, отмечается достоверное снижение уровня уксусной кислоты и повышение уровня масляной кислоты, что сказывается на смещении значений АИ: к концу лечения разность значений АИ составляет — -0,146 ед.

Изменение относительного содержания С2-С4 кислот свидетельствует о тенденции к восстановлению (в большинстве случаев о восстановлении) качественного (родового) состава микроорганизмов, соотношения аэробных/анаэробных популяций микрофлоры и восстановления среды обитания индигенной микрофлоры (на что указывает смещение АИ в сторону нормальных значений к концу лечения).

Были также изучены отношение абсолютного содержания изовалериановой кислоты к валериановой кислоте (изоС5/С5) и уровень изокислот (суммарное относительное содержание изокислот ИзоСн), которые образуются в результате жизнедеятельности микроорганизмов, утилизирующих пептиды. Результаты представлены в таблице 1, из которой видно, что исходно у пациентов отмечается достоверное повышение уровня изокислот и отношения изоС5/С5 (при обоих типах), что свидетельствует о повышении протеолитической активности факультативных и остаточных аи анаэробных микроорганизмов, в т.ч. условно-патогенных (в частности обладающих гемолитической активностью).

К концу лечения у пациентов исследуемой группы при обоих типах отмечается достоверное снижение суммарного относительного содержания изокислот и отношения содержания изовалериановой кислоты к валериановой кислоте (изоС5/С5). Изменение уровня изокислот и отношения содержания изовалериановой кислоты к валериановой кислоте, свидетельствует, с одной стороны, о тенденции к нормализации процессов протеолиза, с другой, о естественной элиминации остаточных (условно-патогенных) микроорганизмах под воздействием препарата «Бифиформ Бэби».

Выводы:

1.    Ротавирусная инфекция у детей до 1 года отличается острым началом, развитием гастроэнтерита и энтерита, преобладанием функциональных нарушений ЖКТ в виде колик и метеоризма на фоне фебрильной лихорадки (69%) и умеренно выраженной диареи (10,22,38).

2.    При вирусных диареях у детей отмечается значительное угнетение нормальной микрофлоры кишечника и ее метаболической активности со снижением колонизационной резистентности, что свидетельствует о наличии дисбактериоза кишечника и необходимости назначения пробиотической терапии.

3.    Применение комбинированного пробиотика «Бифиформ Бэби», содержащего консорциум Bifidobacterium lactis (BB-12) и Streptococcus thermophilus (TH-4) способствует восстановлению структурного баланса аэробных/анаэробных популяций и росту метаболической активности нормальной микрофлоры кишечника, что позволяет рекомендовать его включение в комплексное лечение вирусной диареи у детей раннего возраста.

 

Л.Н. Мазанкова, Г.Ю. Яковлева, М.Д. Ардатская

Российская академия последипломного образования, г. Москва

Тушинская детская городская больница, г. Москва

Учебно-научный медицинский центр Управления делами Президента Российской Федерации, г. Москва

 

Литература:

1. Васильев Б.Я., Васильева Р.И., Лобзин Ю.В. Острые кишечные заболевания. Ротавирусы и ротавирусная инфекция. СПб: Лань, 2000.

2. Ключарева А.А., Раевнев А.Е., Малявко Д.В., Панько О.А. Ротавирусная инфекция у детей. http///vww.drmed.ru.

3. Ardren-Holmes SL et al. Pediatric Infect Dis J 1999; 18 (7): 614-9.

4. Dennehy PH. Pediatric Infect Dis J 2000; 9 (Suppl. 10): 103-5.

5. Кондракова О.А., Бабин В.Н, Грубова Е.А., Дубинин А.В., Затевалов A.M., Мельников В.А., Брико Н.И. Комплексная оценка микроэкологических и функциональных нарушений толстого кишечника для обеспечения этиотропной терапии. — Пособие для врачей. — М., 2003. — С. 3-5.

6. Reid G. Regulatory and clinical aspects of dairy probiotics. FAO/WHO Expert Consultation on Evaluation of Health and Nutritional Properties of Powder Milk with Live Lactic Acid Bacteria. — Cordoba, Argentina, 2001. — С. 1-34.

7. World Gastroenterology Organization practice guideline: Probiotics and prebiotics // Arab. J. Gastroenterology. — 2009; 10 (1): 33-42.

8. Holzapfel W.H., Haberer P., Geisen R. et al. Taxonomy and important features of probiotic microorganisms in food and nutrition // Am. J. Clin. Nutr. — 2001; 73 (2): 365-73.

9. Salminen S., Benno Y., de Vos W. Intestinal colonisation, microbiota and future probiotics? // Asia Pac. J. Clin. Nutr. — 2006; 15 (4): 558-62.

10. Van der Waaij D. Colonization resistance of the digestive tract — mechanism and clinical consequences // Nahrung. — 1987; 31 (5-6): 507-17.

11. Silva M., Jacobus N.V., Deneke C. et al. Antimicrobial substance from a human Lactobacillus strain // Antimicrob. Agents. Chemother. — 1987; 31 (8): 1231-3.

12. Gorbach S.L., Goldin B.R. Lactobacillus strains and methods of selection // US Patent. N 4839281.

13. Conway P.L., Gorbach S.L., Goldin B.R. Survival of lactic acid bacteria in the human stomach and adhesion to intestinal cells // J. Dairy. Sci. — 1987; 70 (1): 1-12.

14. Reid G., Jass J., Sebulski M. T. et al. Potential uses of probiotics in clinical practice // Clin. Microbiol. Rev. — 2003; 16 (4): 658-72.

15. Guandalini S., Pensabene L., Zikri M.A. et al. Lactobacillus GG administered in oral rehydration solution to children with acute diarrhea: a multicenter European trial // J. Pediatr. Gastroenterol. Nutr. — 2000; 30: 54-60.

16. Shornikova A.V., Isolauri E., Burkanova L. et al. A trial in the Karelian Republic of oral rehydration and Lactobacillus GG for treatment of acute diarrhea // Acta. Paediatr. — 1997; 86 (5); 460-5.