Роль кишечной микрофлоры в патогенезе вторичной гипероксалурии у детей
Специалисты ФГБОУ ВО «Приволжский исследовательский медицинский университет» Минздрава России представили современные данные о роли кишечной микрофлоры в развитии вторичной гипероксалурии у детей.
В настоящее время происходит рост числа метаболических заболеваний, в том числе в педиатрической практике. Все большую распространенность приобретает обменная нефропатия, на долю которой, по данным разных авторов, приходится от 27 до 64% в структуре нефрологической патологии детского возраста.
Обменная нефропатия – группа заболеваний с различной этиологией и патогенезом, характеризующаяся интерстициальным процессом с поражением канальцев почек вследствие нарушения обмена веществ, клиническим проявлением которого служит кристаллурия. В большинстве случаев выявляется оксалатно-кальциевая кристаллурия (68–71% в структуре кристаллурии). Термин «дисметаболическая нефропатия» употребляется исключительно в русскоязычной литературе. Одна из причин непринятия этого термина в других странах – его неопределенность, так как дисметаболическая нефропатия объединяет множество метаболических заболеваний (таких как диабетическая, лекарственная и другие виды нефропатий), которые зачастую не имеют друг с другом ничего общего.
Следует различать первичную гипероксалурию (генетически обусловленное нарушение метаболизма глиоксиловой кислоты) и вторичную гипероксалурию (вторичные тубулярные синдромы, сопровождающиеся кристаллуриями). Именно вторичные формы обменной нефропатии с гипероксалурией часто встречаются в клинической практике.
Распространенность вторичной гипероксалурии в детском возрасте Согласно клиническим рекомендациям по детской урологии Европейской ассоциации урологов частота развития оксалатно-кальциевой кристаллурии составляет 32 случая на 1000 детского населения, что превышает распространенность одного из доминирующих заболеваний органов мочевыделительной системы – инфекции мочевыводящих путей (18 случаев на 1000 детского населения). Кроме высокой распространенности вторичной гипероксалурии в детском возрасте также важны возрастные аспекты ее формирования.
Специфических проявлений вторичной гипероксалурии нет. Наличие кристаллов оксалата в моче часто служит единственным симптомом, который в сочетании с микрогематурией, микропротеинурией, абактериальной лейкоцитурией, носящей преимущественно мононуклеарный характер, и гиперстенурией позволяет диагностировать заболевание. Мочевому синдрому сопутствуют снижение антикристаллообразующей способности мочи, фосфолипидурия и повышение фосфолипазной активности мочи. Ультразвуковыми признаками заболевания служат очаговое повышение эхогенности почечной паренхимы либо уплотнение стенок лоханок почек.
Клинически вторичная гипероксалурия мало выражена. Среди детей раннего возраста заболевание зачастую обнаруживается случайно по изменениям в анализах мочи. У детей старшего возраста в дебюте могут отмечаться симптомы вегетососудистой дистонии в виде частых головных болей и лабильности пульса (у 10%), боли в поясничной области (у 24%), в животе (у 13%) и дизурические явления (у 9%).
По обнаружению кристаллов оксалата в разовых порциях мочи нельзя диагностировать гипероксалурию. Диагноз правомерен при экскреции оксалата в суточной моче, превышающей 1 мг на 1 кг массы тела ребенка, сохраняющейся в динамике.
В патогенезе вторичной гипероксалурии основное место отводится нарушению обмена оксалатов. В сыворотке крови оксалат можно разделить на экзогенный (на его долю приходится 30%) и эндогенный (70%).
Большинство оксалатов, выводимых с мочой, образуется эндогенно, в процессе обмена веществ из аминокислот серина, глицина, оксипролина, частично – из аскорбиновой кислоты. В последнее время обсуждается локальное образование оксалатов в почках в связи с разрушением фосфолипидов клеточных мембран. Непосредственными причинами распада мембранных фосфолипидов служат ишемия почек, активизация эндогенных или появление бактериальных фосфолипаз, воздействие мембранотоксичных соединений и токсичных форм кислорода.
Что касается экзогенного оксалата, то он поступает в организм с пищей, содержащей большое количество щавелевой кислоты, в результате абсорбции из желудочно-кишечного тракта. Формированию гипероксалурии также способствует употребление продуктов, богатых ненасыщенными жирными кислотами, и недостаточность питьевого режима. Однако в питании детей раннего возраста продукты, содержащие большое количество аскорбиновой и щавелевой кислот, используются редко. Рацион детей этого возраста ограничен. В связи с этим очевидной становится необходимость поиска и анализа альтернативных факторов и механизмов формирования вторичной гипероксалурии в детском возрасте.
Вклад кишечной микробиоты в развитие вторичной гипероксалурии Oxalobacter formigenes как ключевой микроорганизм в поддержании метаболизма оксалатов. Известно, что кишечная микрофлора играет одну из ключевых ролей в поддержании здоровья человека через воздействие на метаболические и иммунологические процессы. Кишечная микрофлора, в частности бактерии толстой кишки, рассматривается как основная детерминанта здоровья людей.
Большинство микроорганизмов содержится в толстой кишке – 109 –1011 КОЕ/мл, а количество бактериальных клеток, заселяющих тонкую кишку, колеблется от 104 КОЕ/мл содержимого в тощей кишке до 107 КОЕ/мл в подвздошной кишке. До 90–95% микробов в толстой кишке составляют анаэробы, и только 5–10% всех бактерий приходится на строгую аэробную и факультативно анаэробную флору. При исследовании колонизации кишечника некоторыми бактериями была показана зависимость содержания тех или иных бактериальных родов от экскреции оксалата с мочой.
Попавшие в просвет кишечника оксалаты могут разрушаться под воздействием некоторых микроорганизмов, в частности O. formigenes. Данный микроорганизм относится к роду Oxalobacter, семейства Oxalobacteraceae, класса Betaproteobacteria, типа Proteobacteria. O. formigenes – грамотрицательный, неспорообразующий, облигатный анаэроб, колонизирующий толстую кишку человека. Бактерия имеет форму стержня, часто изогнута, иногда составляет цепи в виде спиральных нитей. Жгутиков не содержит. Впервые О. formigenes был выявлен K. Dawson и M. Allison в 1980 г. Исследователи обнаружили штамм ОхВ, полученный из рубца овцы. Несколько позже, в 1985 г. M. Allison идентифицировал О. formigenes в испражнениях человека.
Данный микроорганизм проявляет симбиотические отношения с организмом человека путем снижения абсорбции оксалатов в просвете кишечника с дальнейшим снижением их концентрации в плазме и моче. O. formigenes в процессе своей жизнедеятельности использует экзогенный оксалат в качестве источника энергии для своего выживания. O. formigenes ежедневно катаболизирует 70–100 мг алиментарного оксалата. Для осуществления этого процесса O. formigenes имеет два важных фермента – оксалил-КоАдекарбоксилаза и формилКоАтрансфераза.
Существуют несколько способов выявления О. formigenes. Культуральный метод основывается на измерении зон просветления в среде, обогащенной оксалатом. Данный микроорганизм можно обнаружить и с помощью метода фотометрии, который заключается в количественном определении хлорида кальция в селективных средах. Этот метод позволяет косвенно судить о наличии бактерии.
В настоящее время широко распространен метод полимеразной цепной реакции (ПЦР). ПЦР-диагностика основывается на определении генов ферментов оксалил-КоАдекарбоксилазы и формил-КоАтрансферазы в образцах кала. Этот метод имеет более высокие чувствительность и специфичность по сравнению с культуральным методом.
Применение антибактериальных средств влияет на колонизацию О. formigenes в толстой кишке. Установлено, что прием антибиотиков ведет к снижению колонизации кишечника О. formigenes. Однако влияние антибиотиков на развитие оксалатного уролитиаза недостаточно изучено. Предполагается, что именно с широким применением антибактериальных препаратов населением связана меньшая заселенность кишечника О. formigenes во взрослой популяции по сравнению с детской. Это подтверждается исследованием, в котором у людей, часто принимавших антибиотики, выявлена низкая колонизация О. formigenes и высокая частота развития нефролитиаза. Таким образом, низкое содержание O. formigenes в составе кишечной флоры приводит к повышенной абсорбции экзогенного оксалата в просвете толстой кишки, способствуя развитию вторичной гипероксалурии.
В настоящее время обсуждается потенциальная роль и других микроорганизмов в кишечной деградации оксалатов, в том числе Eubacterium lentum, Enterococcus faecalis и Lactobacillus acidophilus. Представители рода Lactobacillus – облигатные анаэробы, практически не проявляющие патогенных свойств, являются представителями нормальной флоры ротовой полости, кишечника и влагалища человека. Наиболее широко они представлены в толстой кишке, где их содержание в 1 г кала достигает 106 –1010 и более. К основным видам Lactobacillus, колонизирующим толстую кишку, относят L. acidophilus, L. plantarum, L.сasei, L. fementum, L. salivarius, L. brevis.
Дефицит Lactobacillus может привести к нарушению деградации оксалатов в пищеварительном тракте, вследствие чего усиливается всасывание оксалатов в кишечнике и развивается гипероксалурия. Данный механизм в патогенезе гипероксалурии нашел отражение в новом подходе к терапии этого состояний – использовании пробиотиков. Исследования, проведенные in vitro и in vivo, показали, что длительное введение Lactobacillus приводит к изменениям в микробиоценозе кишечника человека.
- Sasikumar и соавт. исследовали способность генетически модифицированных L. plantarum к деградации оксалата с целью профилактики образования оксалатно-кальциевых камней у крыс. В эксперименте изучались штаммы WCFS1OxdC и NC8OxdC L. plantarum. Было показано, что в группе крыс, которым вводились данные бактерии, отмечалось значительное снижение мочевой экскреции оксалатов, а также уровня креатинина и мочевой кислоты в сыворотке крови. Сходные данные по способности L. plantarum разлагать оксалаты в кишечнике были получены и в других экспериментальных исследованиях.
К деградации оксалатов способны и молочнокислые бактерии пищевого происхождения, такие как L. rhamnosus LbGG и Enterococcus faecalis штамм 59, которые могут быть использованы в качестве пробиотика, а также L. salivarius. Полученные результаты способствуют разработке пробиотических штаммов Lactobacillus с целью оптимизации терапии вторичной гипероксалурии.
Проведенные in vitro исследования показали перспективность применения некоторых штаммов L. plantarum PBS067, L. acidophilus LA-14, B. breve PBS077, B. longum PBS078. Было отмечено их положительное влияние не только на выведение оксалатов с мочой, но и на подавление выработки некоторых провоспалительных интерлейкинов.
В настоящее время большой интерес вызывает исследование потенциальной возможности бактерий рода Bifidobacterium в метаболизме оксалатов в связи с их доминирующей ролью в структуре микробной флоры кишечника. Бактерии рода Bifidobacterium – облигатные анаэробы, не проявляющие патогенных свойств. Их основной экологической нишей служит толстая кишка, где они составляют от 90 до 98% всех микроорганизмов, составляя основу пристеночной и полостной флоры. Количество Bifidobacterium в кале меняется в зависимости от возраста человека. Так, их содержание у грудных детей составляет 109 – 1010 КОЕ/г кала, у детей старшего возраста и взрослых – 108 –109 КОЕ/г кала.
Вклад Bifidobacterium в гомеостаз оксалата изучался на мышах. Кишечник двух групп мышей был заселен одним из двух штаммов Bifidobacterium: В. аnimalis и В. аdolescentis. Как и ожидалось, экскреция мочевого оксалата была снижена в обеих группах мышей на 44 и 33% соответственно. Снижение содержания оксалата в моче у животных, колонизированных Bifidobacterium, происходило за счет внутрипросветной деградации оксалата.
Таким образом, в настоящее время в зарубежной литературе большое внимание уделяется микрофлоре кишечника как одному из главных звеньев патогенеза вторичной гипероксалурии. Изучение колонизации толстой кишки микроорганизмами, метаболизирующими оксалат (в первую очередь O. formigenes, бактериями рода Lactobacillus и Bifidobacterium), позволит углубить знания о роли кишечной микрофлоры в метаболизме оксалатов. Использование в практике лабораторной диагностики метода ПЦР для количественного анализа ДНК основных представителей микроорганизмов кишечника, участвующих в деградации оксалатов, может служить альтернативой стандартному культуральному методу
Источник:
Метки: научные исследования
10.09.2021