Анализ микробиоты по Осипову (биотоп просветная микробиота "Толстая кишка")

Исследование, направленное на количественную оценку состава просветной микрофлоры толстой кишки.

Микробиота – сложная экосистема микроорганизмов, населяющих каждый отдел организма человека. В последние годы изучение микробиоты стало одним из самых перспективных направлений в медицине.

Микробиота толстой кишки представляет собой совокупность триллионов микроорганизмов (преимущественно бактерий, а также вирусов, грибов и простейших), которые живут в просвете и на поверхности слизистой оболочки толстой кишки.

С современных позиций, микробиота человека рассматривается, как самостоятельный, чрезвычайно сложный и динамически изменяющийся орган, регулирующий множество метаболических процессов нашего организма.

Исходно состав кишечной микробиоты определяется генетическими факторами, зрелостью плода при рождении, способом родоразрешения (естественные роды или роды путём кесарева сечения) и продолжительностью грудного вскармливания.

Последующее становление кишечной микробиоты происходит на протяжении всей жизни и формируется под влиянием рациона питания, приема лекарственных препаратов, уровня физической активности, региона проживания, психоэмоционального состояния, привычных интоксикаций (алкоголь, курение).

Ранее полагалось, что функции кишечной микробиоты ограничены метаболизмом питательных веществ и созданием условий, препятствующих размножению патогенных микроорганизмов. В настоящее время известно, что функции кишечной микробиоты крайне многообразны и выходят за пределы желудочно-кишечного тракта, оказывая влияние на метаболизм практически всех органов и систем.

Основу микробиоты кишечника человека составляют четыре ключевых филума (типа) бактерий, на долю которых приходится более 90-95% всей микробной популяции:

1. Bacillota (ранее – Firmicutes / Фирмикуты) – доминирующий филум, составляет от 50% до 80% всего бактериального состава у здоровых взрослых. Основные представители- роды Clostridium, Lactobacillus, Eubacterium, Faecalibacterium, Ruminococcus. Расщепляют сложные углеводы и клетчатку. Главные производители масляной кислоты (бутирата) – важнейшего источника энергии для клеток кишечника, который обладает противовоспалительным эффектом.

2. Bacteroidota (ранее – Bacteroidetes / Бактероидеты) – второй по численности филум, занимает от 10% до 40%. Основные представители: роды Bacteroides, Prevotella, Porphyromonas. Специализируются на переработке сложных растительных полисахаридов (пищевых волокон) и белков. Участвуют в синтезе витаминов и поддержании баланса иммунной системы. Повышенное преобладание Bacteroidota часто ассоциировано с диетой, богатой клетчаткой.

3. Actinomycetota (ранее – Actinobacteria / Актинобактерии) обычно составляют от 1% до 5% у взрослых, но критически важны на ранних этапах жизни (у младенцев на грудном вскармливании их доля может достигать 60-80%). Основные представители: род Bifidobacterium (Бифидобактерии). Защищают слизистую оболочку кишечника от патогенов, стимулируют местный иммунитет, синтезируют витамины группы B и помогают усваивать молочный сахар (лактозу).

4. Pseudomonadota (ранее – Proteobacteria / Протеобактерии) в норме составляют незначительную часть – менее 1-2%. Основные представители: семейство энтеробактерий (Escherichia coli / кишечная палочка, Klebsiella, Salmonella). Являются факультативными анаэробами. В малых количествах необходимы для утилизации кислорода в кишечнике (создания анаэробной среды), но их резкое размножение служит маркером дисбиоза и воспалительных процессов.

Существуют различные методы диагностики микробиоты – бактериологический, серологический, ПЦР и др.

В настоящее время среди специалистов разных направлений все большую востребованность приобретает метод хромато-масс-спектрометрии (ХМС, масс-спектрометрии микробных маркеров, МСММ). Авторы метода – группа российских ученых во главе с Осиповым Г.А.

Микробиота по Осипову – «некультуральный» метод микробной диагностики по специфическим химическим микробным компонентам. Метод базируется на том, что различные таксономические группы микроорганизмов обладают характерным набором структурных липидов клеточной стенки и цитоплазматической мембраны. К таким маркерным соединениям относятся высшие жирные кислоты, разветвлённые жирные кислоты, гидроксикислоты, альдегиды, стерины.

Метод ГХ-МС отличается от классического бактериологического посева тем, что он не требует культивирования микроорганизмов и позволяет выявлять труднокультивируемые и некультивируемые формы, включая облигатные анаэробы. В отличие от молекулярно-генетических методов (секвенирование гена 16S рРНК, метагеномный анализ), исследование не выявляет непосредственно нуклеиновые кислоты микроорганизмов, а оценивает химические маркеры, интерпретируемые как косвенные признаки их присутствия.

Несмотря на то, что данный метод не входит в клинические рекомендации по различным нозологическим формам заболеваний, в 2010 г. Росздравнадзором разрешено его применение в качестве новой медицинской технологии «Оценки микроэкологического статуса человека методом хромато-масс-спектрометрии» на территории Российской Федерации (Разрешение ФС 2010/038 от 24.02.2010).

Преимуществами ХМС является:

1. Скорость выполнения исследования;

2. Возможность обойтись без культуральных сред, ферментов, праймеров и пр.;

3. Высокая чувствительность;

4. Одновременное определение более 50 видов бактерий, грибов и некоторых вирусов;

5. Возможность выявить анаэробные микроорганизмы, живущие только в бескислородной среде;

6. При исследовании нет вмешательства в саму микробиотическую ассоциацию;

7. Определяется естественное состояние микробиотического сообщества, взаимодействие и участие в обменных процессах, без изменения текущего состояния экосистемы в целом.