Анализ микробиоты по Осипову (биотоп "Тонкая кишка") в Ташкенте

Показания к исследованию микробиоты кишечника методом ГХ-МС по Осипову:

• подозрение на нарушение микрофлоры тонкой кишки;
• частые запоры или диарея;
• синдром раздражённого кишечника — нарушение функции кишечника;
• язвенный колит;
• болезнь Крона — хроническое воспалительное заболевание кишечника;
• приём антибиотиков;
• нарушение стула после COVID-19.

Микробиота и её функции

Микробиота — совокупность микроорганизмов, которые населяют кожу и слизистые оболочки желудочно-кишечного тракта, полостей носа и рта, органов мочеполовой системы.

Самой многочисленной считается микробиота кишечника — на неё приходится около 60% всех бактерий, колонизирующих тело человека.

Полезные (комменсальные) бактерии помогают иммунной системе справиться с болезнетворными микроорганизмами, в некоторых случаях подавляют воспалительные и аллергические реакции.

Основные виды полезных бактерий-комменсалов:

• лактобактерии,
• бифидобактерии,
• кишечные палочки (типичные).

Условно патогенные (оппортунистические) бактерии обычно безвредны для здоровых людей и в небольшом количестве присутствуют в организме для поддержания разнообразия микрофлоры. Но если баланс кишечной микробиоты нарушается, например, из-за сбоя в работе иммунной системы, то такие бактерии быстро размножаются и могут причинить вред.

Виды условно патогенных микроорганизмов:

• энтеробактерии (эшерихии, бактерии рода протей, клебсиеллы): могут вызвать инфекционные заболевания желудочно-кишечного тракта, лёгких, мочеполовой системы, печени, желчевыводящих путей;
• неферментирующие грамотрицательные бактерии (псевдомонады, нейссерии, легионеллы): вызывают заболевания мочевыводящих путей и органов репродуктивной системы, кишечника, а также пневмонии, менингиты, отиты;
• грамположительные кокки (стафилококки, стрептококки, энтерококки) и анаэробные бактерии: возбудители гнойно-воспалительных заболеваний;
• грибы: провоцируют инфекции органов желудочно-кишечного тракта.

Одна из основных функций микробиоты — синтез короткоцепочечных жирных кислот (КЦЖК), основного источника энергии для клеток слизистой оболочки кишечника. Также КЦЖК защищают организм от патогенов и токсинов, обладают противоопухолевым и противовоспалительным эффектом, стимулируют развитие нормальной микрофлоры, регулируют кислотно-щелочной баланс и поддерживают усвоение калия, магния, хлора, натрия и воды.

Другие функции микробиоты кишечника:

• выведение из организма отработанных биологически активных веществ, в том числе ферментов;
• выработка гормонов, мочевой кислоты, незаменимых аминокислот и нейропептидов — биологически активных соединений, которые участвуют в обмене веществ.

Изучение микробиоты продолжается. Появились исследования, в которых доказана взаимосвязь между нарушением микрофлоры кишечника и сахарным диабетом второго типа, ожирением, сердечно-сосудистыми заболеваниями.

Есть данные о взаимодействии кишечной микробиоты и нервной системы: микробиота производит нейроактивные молекулы — ацетилхолин, серотонин, дофамин — главные медиаторы сигналов в центральной нервной системе. Если состав микробиоты нарушается, то заболевания центральной нервной системы могут прогрессировать.

Нарушение микробиоты при постковидном синдроме

В желудке, двенадцатиперстной и прямой кишке есть белки-рецепторы к вирусу SARS-CoV-2. Вирус связывается с рецепторами и проникает в клетки. При этом в слизистой оболочке кишечника может развиться воспаление, на фоне которого часто возникают гастроэнтерологические симптомы: диарея, синдром мальабсорбции — нарушение усвоения питательных веществ, дисбактериоз — состояние, при котором страдает микрофлора кишечника.

Нарушение микробиоты сохраняется и в постковидном периоде. Примерно у 6% переболевших дисбактериоз сопровождается расстройствами дефекации.

Диагностика состояния микробиоты: газовая хроматография — масс-спектрометрия

Для оценки состояния микробиоты используют различные лабораторные методы. Один из них — газовая хроматография — масс-спектрометрия (ГХ-МС).

Газовая хроматография — масс-спектрометрия — аналитический метод, разработанный российскими учёными во главе с профессором микробиологии Георгием Андреевичем Осиповым. В основе метода лежит определение микроорганизмов по так называемым микробным маркерам — жирным кислотам, которые производятся бактериями в процессе жизнедеятельности.

У каждого вида бактерий — свой уникальный набор жирных кислот, который можно идентифицировать с помощью газовой хроматографии — масс-спектрометрии. По этому набору можно судить о составе микробиоты — просто по анализу крови и без предварительного культивирования микроорганизмов, в отличие от метода микробиологической диагностики.

Основные преимущества газовой хроматографии — масс-спектрометрии:

• универсальность: метод подходит для любого биоматериала;
• высокая чувствительность и достоверность;
• одновременное определение более 50 видов бактерий, грибков и некоторых вирусов;
• возможность выявить анаэробы — бактерии, которые живут и размножаются в бескислородной среде;
• отсутствие противопоказаний к проведению исследования.

Особенности и преимущества методики

Газовый хроматограф с масс-спектрометрическим детектором, производитель «Agilent Technologies» (США).

Источники

1. Гуров М. М., Романова Т. А., Новикова В. П. и др. Роль новых методов диагностики в оценке состояния кишечной микробиоты у детей с хроническим гастродуоденитом // Вестник Челябинского государственного университета, 2014. № 13(342). С. 42–49.
2. Chang Y., Chen Y., Zhou Q., et al. Short-chain fatty acids accompanying changes in the gut microbiome contribute to the development of hypertension in patients with preeclampsia // Clin Sci (Lond), 2020. Vol. 134(2). P. 289–302. doi:10.1042/CS20191253
3. Aragonès G., Aguilar C., Colom-Pellicer M. Circulating microbiota-derived metabolites: a liquid biopsy // Int J Obes (Lond), 2020. Vol. 44. P. 875–885. doi:10.1038/s41366-019-0430-0