Непрошеные гости: влияние усиленного бактериального роста в тонком кишечнике на состояние питания

Синдром усиленного бактериального роста в тонком кишечнике (small intestinal bacterial overgrowth - SIBO) – причина нарушения питания, которой часто пренебрегают. Этот обзор посвящен изучению патогенеза SIBO и его многообразному влиянию на питание человека.
В норме в тонком кишечнике содержится значительно меньше бактерий, чем в толстом (1). Так как в норме тонкий кишечник – место переваривания и всасывания пищи, бактериальная флора элиминируется из него во избежание нежелательной конкуренции и нежелательной инвазии бактерий в организм хозяина. Вследствие этого, газообразование в процессе переваривания пищи минимально. SIBO определяется как состояние при которым колонии бактерий распространяются проксимально в тощую и подвздошную кишку в количестве >105 организмов в 1 мл интестинального сока (2). Бактериальные образцы из тонкого кишечника SIBO напоминают таковые из нормального толстого кишечника, в котором обнаруживаются 300-400 разновидностей бактерий.

Несмотря на то, что с SIBO тесно связаны анатомические дефекты и серьезные нарушения моторики кишечника, последние данные свидетельствуют о том, что это состояние наблюдается и при синдроме раздраженного кишечника (3). Выраженные изменения со стороны бактериальной флоры при SIBO оказывают многообразное воздействие на состояние питания. Бактериальная флора может конкурировать с хозяином за питательные вещества, нарушать его обмен веществ, непосредственно повреждать слизистую оболочку и провоцировать гастроинтестинальные расстройства, которые снижают всасывание пищи.

Непрошеные гости: влияние усиленного бактериального роста в тонком кишечнике на состояние питания
В том случае, если большое количество бактерий колонизируют тонкий кишечник, развивается синдром известный как синдром избыточного бактериального роста в тонком кишечнике. Мальабсорбция питательных веществ - отличительный знак этого состояния, которое может приводить ко многим изменениям у больного хозяина. Понимание механизмов при помощи, которых бактерии оказывают многообразное вредоносное воздействие на хозяина, конкурируя за пищевые вещества, повреждая адсорбирующие поверхности и провоцируя клинические проявления – ключ к диагностике и лечению этого состояния.

Обнаружены новые связи между синдромом усиленного бактериального роста в тонком кишечнике и синдромом раздраженного кишечника (irritable bowel syndrome -IBS), которые позволяют по-новому взглянуть на этот синдром.

Нормальная кишечная флора
 У здоровых людей в желудке и тонком кишечнике содержится очень мало бактерий. В культуре выделенной из тощей кишки, удаётся выделить какие - либо бактерии только у 33% здоровых добровольцев. (4). Если такие организмы присутствуют, они обычно относятся к лактобациллам, энтерококкам, грам - положительным аэробам или факультативным анаэробам, представляющим бактериальную флору ротоглотки. Несмотря на то, что различные варианты кишечных палочек контаминируют проглоченную недавно пищу, бактериальное число в соке тонкой кишки не превышает 103 микроорганизмов в 1 мл. Анаэробные бактериоиды часто встречаются в толстой кишке, но отсутствуют в здоровой тонкой кишке.

Терминальный отдел подвздошной кишки представляет собой пограничную зону между нормальной толстокишечной флорой и микроорганизмами, обитающими в более проксимальных отделах тонкой кишки. Преимущественно анаэробная флора толстого кишечника контрастирует с большей частью аэробной флорой проксимальных отделов тонкой кишки. Концентрация бактерий колеблется от 105 to 109 микроорганизмов в 1 мл содержащихся в терминальных отделах подвздошной кишки проксимально от илеоцекального клапана и включает enterobacteriacea и строгие анаэробы, которые в норме не выживают в тощей кишке. При продвижении к толстокишечной стороне илеоцекального клапана, изменяются и тип бактерий и их концентрация. В содержимом толстой кишки обычно обнаруживается от 109 to 1012 микроорганизмов в 1 мл.

Флора просвета толстого кишечника состоит преимущественно из строгих анаэробов – бактериоидов, анаэробных лактобацилл и клостридий. При любом анатомическом повреждении илеоцекального клапана флора терминального отдела подвздошной кишки становится такой же.
Существует множество факторов предупреждающих возникновение SIBO и определяющих тип и количество бактерий населяющих тонкий кишечник. Наиболее мощный фактор – нормальная двигательная функция тонкого кишечника. Другие защитные механизмы включают иммунитет слизистой, интестинальную, панкреатическую и билиарную секрецию и илеоцекальный клапан.

Очищающее действие оказывает облитерирующая просвет кишечника третья фаза интердигестивного мигрирующего моторного комплекса (migrating motor complex - MMC) и “кишечный привратник ”, который ограничивает возможность бактерий колонизировать тонкий кишечник, смывая содержимое тонкой кишки в толстый кишечник, каждые y 90–120 минут перед приёмами пищи (5). Когда бактерия попадает в желудочно-кишечный тракт через рот, многие микроорганизмы погибают в кислой среде желудка. Те из них, которые выжили, быстро удаляются из тонкой кишки вследствие MMC. Громадные различия между количеством бактерий в толстом и тонком кишечнике поддерживается благодаря нормальной перистальтике тонкого кишечника, это подтверждается тем, что SIBO ассоциирована с потерей и снижением частоты циклов MMC (6).

Диета и применение антибиотиков так же влияют на нормальную энтеральную флору. Специфический эффект антибиотиков зависит от сложных взаимодействий между организмом и хозяином так как анаэробы часто персистируют несмотря на лечение антибиотиками широкого спектра действия; Они стабилизируют энтеральную флору и могут предотвратить разрастание патогенных микроорганизмов. Большинство видов пищи обладает пробиотическим действием, так как используются бактериями пищеварительного тракта. Не существует доказательств тому, что употребление определённых видов пищи способствует избыточному бактериальному росту в тонком кишечнике.

Клинические состояния, связанные с SIBO
Большое количество различных патологических состояний связано с SIBO. (Табл. 1). Вызванное хирургическим вмешательством нарушение анатомии тонкого кишечника традиционно часто связывают с SIBO. Застойное кишечное содержимое при фистулах, хирургических энтеростомиях, хирургическим путем созданные, слепые петли тонкого кишечника, постгастроэктомические хирургические анатомические изменения, такие как, анастомоз Бильрот II, все приводят к стазу афферентных ветвей и осложнениям виде SIBO.

Так как нарушения моторики желудочно-кишечного тракта предрасполагают к экспансии колоний бактерий в тонкий кишечник, при заболеваниях, сопровождающихся нарушениями интестинальной моторики SIBO появляется в качестве осложнения.

Примеры включают хроническую склеродермию, кишечную псевдообструкцию и автономную висцеральную нейропатию (например, как осложнение диабета). В исследовании 61 пациента с болезнью Крона у 15 обнаружен патологический дыхательный тест, свидетельствующий о SIBO (7). Илеальная дисфункция отмечалась у 44% из этих 61 пациентов. Избыточный бактериальный рост может наблюдаться у пациентов без стриктур при свищах кишечника. Высокая распространенность усиленного бактериального роста наблюдалась как у оперированных, так и у не оперированных больных с болезнью Крона (8).

SIBO наблюдался у 40% больных с хроническим панкреатитoм (9). Предполагаемые механизмы этих взаимосвязей включают снижение моторики кишечника, как результат обезболивающей терапии, или же самой болезни и воспалительно-обструктивных изменений в проксимальных отделах тонкого кишечника вследствие увеличения поджелудочной железы. Основываясь на исследованиях на животных, можно считать, что панкреатический секрет обладает определенной антибактериальной активностью (10,11). Таким образом, пациенты с уменьшенной панкреатической секрецией имеют увеличеный риск SIBO.

Многие исследования продемонстрировали взаимоотношения между наличием SIBO и заболеваниями печени (12,13). Так же как осложнения заболеваний печени таким заболеванием, как спонтанный бактериальный перитонит (14). В частности , обнаружены явления SIBO при NASH (неалкогольный стеатогепатоз) и даже при циррозе. Успешная ликвидация избыточного роста была ассоциирована с гистологической регрессией заболеваний печени (15).

Недавними исследованиями установлена связь между SIBO и синдромом раздраженного кишечника (IBS). В этих рандомизированых, двойных «слепых» и контролируемых плацебо исследованиях 101 пациента с IBS, у 83% больных обнаружены патологические показатели лактулозного водородного дыхательного теста (Hydrogen Breath Test - LBT), по сравнению с 20% в разнополом контроле.

В пользу SIBO, как причины IBS, свидетельствует положительный эффект антибиотикотерапии. В том случае, если лечение антибиотиками приводило к нормализации дыхательного теста, что демонстрировало эрадикацию SIBO, пациенты с IBS в 75% случаев сообщали о клиническом улучшении. Таким образом, SIBO может быть обнаружен даже у пациентов без патологических анатомических изменений или тяжелых нарушений моторики кишечника.

Питание при SIBO
Поддержание питания важная часть терапевтических мероприятий при SIBO. Оно может понадобиться несмотря на полную эрадикацию избыточного роста, так как повреждение слизистой может сохраняться и после окончания лечения. Введение жидкости, питательных веществ и возмещение дефицита витаминов (особенно жирорастворимых ) – часть начальной стратегии лечения SIBO. Когда дефицит питания возмещен, усилия должны быть сконцентрированы на устранении избыточного роста. Обычно применяется комбинация медикаментов, восстанавливающих нормальную моторику кишечника и антимикробной терапии (таблица 2) .

В редких случаях у истощенных пациентов применяется парентеральное питание. Парентеральное питание чревато инфекционными, метаболическими и гастроинтестинальными осложнениями, такими как нарушение моторики кишечника. При парентеральном питании наблюдается задержка опорожнения желудка (16). Кроме того, в исследовании на крысах, продемонстрировано снижение барьерной функции слизистой и бактериальная транслокация. Таким образом, парентеральное питание создает условия для возникновения SIBO.

Таблица 1
Состояния, связанные с SIBO

• Стаз
  • Анатомический
    • Дивертикул тонкого кишечника
    • Хирургические изменения
  • Операция Бильрот II
  • Илеальный шунт
  • Резекция илеоцекального клапана
    • Стриктуры
  • Болезнь Крона
    • Патологические коммуникации между проксимальными и дистальными отделами кишечника
  • Фистулы
    • Желудочно-ободочная
    • Тощекишечно-ободочная
• Моторные
  • Псевдообструкция
  • Диабетическая нейропатия
  • Склеродермия
  • Нарушения MMC
• Снижение кислотообразования
  • Хронический атрофический гастрит
  • Антацидные медикаменты
• Разное
  • Панкреатит
  • Цирроз
  • Иммунодефицит
  • Нарушения всасывания

Таблица 2
Антибиотики обычно применяемые при SIBO

• Метронидазол
• Ципрофлоксацин
• Неомицин
• Доксициклин
• Амоксициллина клавунат (аугментин)

Влияние SIBO на пищеварение и всасывание
Негативные эффекты SIBO на пищеварение включают многочисленные факторы, включающие бактериальный метаболизм, повреждение слизистых оболочек хозяина, нарушения всасывания пищи вторичные по отношению к гастроинтестинальным проявлениям SIBO.

Одно из наиболее частых проявлений SIBO – хроническая диарея, возникающая вследствие нарушения всасывания и переваривания жиров. Это осложнение возникает вследствие деконьюгации желчных кислот бактериями просвета кишечника (19). Так как растворение и абсорбция желчи требуют критической концентрации коньюгированых желчных кислот для образования смешанных мицелл. Когда концентрация коньюгированых желчных кислот падает ниже пороговых показателей в результате SIBO, формирование мицелл, переваривание и всасывание жира нарушаются. Благодаря такому преобразованию желчных кислот, бактерии могут опосредовано повреждать абсорбирующую слизистую оболочку. В частности, деконьюгированные желчные кислоты могут оказывать токсический повреждающий эффект на энтероциты, что не только нарушает ассимиляцию жиров, но так же углеводов и белков (20,21).

Подобно тому, как это наблюдается у пациентов с вторичной мальабсорбцией и при панкреатической недостаточности, патологическая презентация пищевых веществ при избыточном бактериальном росте может вести к постпрандиальным нарушениям моторики(22), что в свою очередь приводит усугублению гастроинтестинальных расстройств у пациента.

Отмечаются изменения со стороны моторики и транзита питательных веществ, связанные со смещением контролирующих механизмов локализованных в проксимальных участках тонкой кишки известных как «тощекишечный тормоз» к механизмам контроля транзита, расположенным в дистальных участках тонкой кишки «подвздошный тормоз» (24–26). Электронно-микроскопические исследования подтвердили морфологические повреждения энтероцитов у животных с SIBO, что представило прямые доказательства тому, что клеточные нарушения абсорбции – причина мальабсорбции при этих состояниях (27). SIBO снижает активность ферментов щеточной каймы в результате этого наблюдается непереносимость углеводов у этих пациентов (28). В том случае, если углеводы не могут ассимилироваться проксимально, они продолжают ферментироваться бактериями кишечника и становятся недоступны хозяину. Поражения слизистой в дальнейшем мешают усвоению углеводов.

Хотя гипопротеинемия может наблюдаться при SIBO, тяжелые нарушения переваривания белка встречаются редко (29). Бактерии конкурируют с хозяином за белок, так же как и за углеводы, продуцируя жирные кислоты и аммиак. Тем не менее, продукты жизнедеятельности бактерий существенно не включаются в белковый метаболизм хозяина. Нарушениям абсорбции и повреждениям слизистой при SIBO может способствовать снижение поглощения аминокислот и пептидов.
И, наконец, у пациентов с SIBO обнаружено снижение уровня энтерокиназы, что может нарушать активацию панкреатических протеаз при панкреатической секреции(30). При SIBO протеин-теряющая энтеропатия описана у животных и человека.

Дефицит витамина B12 у больных с SIBO является результатом поглощения этого витамина бактериями. Когда бактерия поглощает витамин, он частично метаболизируется до неактивных аналогов, которые конкурируют с нормальным витамином B12 при его связывании и абсорбции (31,32). Уровень фолатов при этом, тем не менее, обычно нормален и повышен в контексте SIBO, потому что бактерии могут самостоятельно синтезировать фолаты (33).

Так как стеаторея связана с нарушением переваривания и всасывания жиров, при SIBO нарушается всасывание жирорастворимых витаминов. SIBO сопровождается дефицитом витаминов A, D и E. Благодаря способности бактерий просвета кишечника синтезировать витамин K, дефицит этого витамина при SIBO наблюдается редко.

Клинические особенности
Несмотря на то, что клинические проявления SIBO зависят от основного заболевания, тем не менее, обычно присутствуют или все характерные клинические симптомы этой патологии или некоторые из них - дефицит витаминов, стеаторея, диарея, метеоризм после еды, гипоальбуминемия.

Вздутие живота играет важную роль, так как вызывает более раннее насыщение и снижает потребление нутриентов. Другие нарушения после еды включают метеоризм, спазмы, диарею и тошноту. Чтобы получить облегчение от этих симптомов, пациенты часто голодают. Повторные голодания приводят к общему снижению калоража и потере веса. И наоборот, некоторые пациенты с SIBO испытывают тягу к углеводам, что может привести к набору массы тела.

Пациенты, страдающие SIBO с анатомическими нарушениями и без них, могут испытывать абдоминальный дискомфорт, метеоризм, схваткообразную боль в области пупка предшествующую диарее, стеаторею и другие симптомы, прогрессирующую анемию.

Месяцы и годы могут пройти между хирургическим вмешательством и появлением симптомов SIBO. При стриктурах и фистулах при болезни Крона с локализацией в тонком кишечнике, гипомоторике тонкого кишечника при склеродермии интестинальной псевдообструкции, клинические проявления могут полностью затенять любые проявления внутрикишечной микробной пролиферации. Их может быть, трудно выявить при болезни Крона, радиационном энтерите, синдроме укорочения кишечника и лимфоме, которые могут сопровождаться мальабсорбцией, как вследствие самого заболевания, так и благодаря вторичному усиленному бактериальному росту.

Не смотря на причины, приведшие к патологической пролиферации бактерий в тонком кишечнике последствия для пациента аналогичны. Потеря веса, метеоризм после еды и клинические проявления дефицита витамина В12 наблюдаются от ½ до 2/3 пациентов с SIBO.

Остеомаляция и нарушения ночного зрения являются довольно частыми скрытыми симптомами, которые могут развиваться при стеаторрее. Вследствие эпителиальной дисфункции, деконьюгации желчных кислот и постпрандиального метеоризма снижающего потребление пищи, SIBO отчетливо негативно влияет на состояние трофики пациента.

Те симптомы, которые остались за пределами данного обзора, доступны читателю из множества публикаций, которые посвящены диагностике и лечению SIBO.

Влияние симптомов SIBO на количество потребляемой пищи
Роль SIBO в мальабсорбции и мальдигестии далеко выходит за пределы прямых эффектов описанных выше. Поспрандиальные симптомы, наблюдаемые при SIBO, представляют собой дополнительное препятствие для хорошего питания. Почти повсеместные симптомы поспрандиального метеоризма дают повод пациентам ограничить приём пищи.

Метеоризм - результат бактериальной фрагментации пищи повышенным количеством бактерий контактирующих с пищей в тонком кишечнике. Патологические продукты бактериальной фрагментации, мальдигестии и мальабсорбции приводят к гастроинтестинальным симптомам в виде метеоризма, диареи, схваткообразных абдоминальных болей, отрыжки и тошноты, которые связаны с непереносимостью углеводов при SIBO. Бактерии в норме получают энергию в результате расщепления углеводов, что приводит к образованию водорода, углекислого газа и других газов в дополнение к короткоцепочным жирным кислотам (33).

Диарея, наблюдающаяся у больных с SIBO, может быть результатом избыточной потери воды и электролитов с фекалиями и выработкой газов продуцируемых бактериями в просвете кишечника.
Данное состояние частично связано с освобождением осмотически активных углеводных фрагментов вследствие не только поражения слизистой, но и дисахаридазной недостаточности.

Дисахаридазы слизистой разрушаются протеазами секретируемыми анаэробными бактериями, находящимися в тонкой кишке. (34). Другие побочные продукты бактериального метаболизма, такие как, гидроксилированные жирные кислоты, короткоцепочные жирные кислоты, алкоголь и деконьюгированные жирные кислоты действуют секретогенно и то же способствуют диарее.

Это прямо приводит к снижению потребления нутриентов необходимых для поддержания хорошего здоровья. Этот эффект настолько же важен, как приведенные выше клинико-патологические изменения.

Когда следует предполагать SIBO?
SIBO следует предполагать у каждого пациента с диареей, стеатореей, потерей веса, и макроцитарной анемией, который жалуется на симптомы метеоризма, схваткообразные боли в животе и неустойчивые функции кишечника. Важно помнить, что анатомические изменения и тяжелые нарушения двигательной функции не обязательны для развития SIBO.

Несмотря на то, что посев флоры остается «золотым стандартом» для бактериальной патологии, культура микроорганизмов не является «золотым стандартом» для диагностики избыточного бактериального роста. Это связано с тем, что бактерии могут активно размножаться вне пределов досягаемости инструментария. Важно понимать, что избыточный бактериальный рост может затрагивать наиболее дистальные участки тонкого кишечника(35). Культура бактерий характеризуется высоким процентом ложно отрицательных результатов (36–38) и плохо воспроизводима.(39).

В противоложность ей дыхательный тест с лакулозой - неинвазивный тест на SIBO. Преимущества этого теста включают: неограниченный доступ к бактериям всех отделов пищеварительного тракта (в отличие от глюкозы, которая позволяет оценить избыточный рост только в проксимальных отделах тонкого кишечника); хорошая корреляция между скоростью продукции водорода в пищеварительном тракте и скоростью выделения водорода легкими (40); четкое отграничение метаболической активности бактерий и их хозяина (41).

Заключение
При высоком уровне настороженности, применяя дыхательный тест с лактулозой, избыточный бактериальный рост в тонком кишечнике может быть идентифицирован, как фактор вызывающий гастроинтестинальные расстройства и нарушения пищеварения. Эрадикация SIBO не приводит к драматическому улучшению клинических данных, но позволяет корректировать многообразные негативные влияния избыточно бактериального роста на пищеварение.