Эффективность пробиотиков в профилактике язвенного некротизирующего энтероколита (ЯНЭК) у недоношенных детей

Несмотря на незавершенность клинических исследований и отсутствие полного понимания механизмов действия пробиотиков у младенцев, данные, полученные при изучении воспалительных заболеваний кишечника у взрослых пациентов и исследовании влияния воспаления на эпителий толстой кишки, позволяют предположить, что пробиотики могут влиять на баланс провоспалительных и противовоспалительных процессов в клетках эпителия кишечника.

Следовательно, потенциальные положительные эффекты пробиотиков заключаются не только в изменении кишечной микрофлоры.

Как было отмечено ранее, специфические бактерии принимают участие в созревании кишечника, иммунных реакциях, процессе бактериального взаимодействия и выработке бактериоцинов — веществ, продуцируемых как грамположительными, так и грамотрицательными бактериями и оказывающих рецептор-зависимое антибактериальное (бактерицидное) действие против соответствующих микроорганизмов.

Каждый из этих факторов имеет определенное значение. Однако, принимая во внимание результаты исследований воспалительных заболеваний кишечника, можно предположить, что пробиотики играют особую роль в процессе повреждения кишечника при язвенном некротизирующем энтероколите (ЯНЭК).

Была высказана гипотеза, что патологический процесс в случае возникновения язвенного некротизирующего энтероколита (ЯНЭК) начинается с повреждения слизистого барьера кишечника, что приводит к транслокации бактерий через слой эпителиальных клеток и активации воспалительного каскада с развитием клинической картины заболевания.

В качестве предрасполагающих факторов выступают: повышение адгезии бактерий в кишечнике, снижение барьерной функции кишечника, отсутствие сдерживания роста патогенной микрофлоры, ишемическое повреждение слизистой оболочки кишки, усиленный воспалительный ответ, отсутствие цитопротективного ответа. На каждый из указанных факторов можно воздействовать с помощью пробиотиков.

1. Влияние пробиотиков на адгезию бактерий

Поскольку известно, что Escherichia coli повышает частоту ЯНЭК, изучению уменьшения адгезии энтеропатогенной Е. coli при воздействии Lactobacillus plantarum посредством повышения экспрессии мРНК муциновых генов MJJC2 и MUC3 было посвящено специальное исследование. Кроме того, было выявлено, что Lactobacillus acidophilus уменьшает возможность адгезии к клеткам у таких патогенов, как энтеротоксигенные Е. coli, Yersinia pseudotuberculosis, Salmonella typhimurium и энтеропатогенная Е. coli.

2. Барьерная функция пробиотиков и сдерживание роста бактерий

Пробиотики могут улучшить барьерную функцию кишечника. Как уже было отмечено, в норме бактерии вовлекаются в процесс созревания кишечного барьера. Однако опыты по изучению интактных протеинов с помощью камеры Уссинга (Ussing chamber) показали, что LGG обладают специфической защитой против повышенной проницаемости кишечника у крыс, находящихся на грудном вскармливании.

Также было выявлено, что Lactobacillus plantarum уменьшает обусловленную воздействием Escherichia coli проницаемость кишечника. Как уже отмечалось, бактерии играют определенную роль в созревании иммунной системы кишечника, а недоношенным детям свойствен незрелый иммунный ответ. Было показано, что Е. coli Nissle стимулирует специфический и поликлональный иммунные ответы, представляющие собой важнейший механизм защиты от бактерий, способных повреждать слизистую оболочку кишечника.

3. Эффективность пробиотиков при ишемическом повреждении

Пробиотики могут оказывать защитное действие в случае ишемического повреждения. Кровоток в кишечнике новорожденного ребенка претерпевает изменения, поскольку после рождения трофическую функцию начинает выполнять не плацента, а ЖКТ самого ребенка. У плода кишечник относительно бездействует, проявляя минимальную активность, поэтому для его работы достаточно умеренного кровотока и минимального количества кислорода.

После рождения в кишечнике происходят выраженные изменения, требующие значительного усиления кровотока в нем и улучшения обеспечения кислородом. Отмечаемое у новорожденного ребенка в норме уменьшение сосудистого сопротивления приводит к ускорению кровотока в кишечнике и улучшению обеспечения его кислородом.

Оксид азота (NО) продуцируется эндотелиальной синтазой оксида азота в ходе ферментативной редукции L-аргинина. Затем NО немедленно проникает в сосуды гладкомышечной ткани, где присоединяется к гемовой части растворимой гуанилатциклазы, вырабатывающей циклический гуанозинмонофосфат (цГМФ), который, в свою очередь, снижает содержание Са2+ в гладкомышечной стенке сосудов и инактивирует их сократительную способность, что ведет к вазодилатации.

Уменьшение сосудистого сопротивления в кишечнике ребенка, отмечаемое на 1-3-е сутки после рождения, является следствием повышенной эндотелиальной продукции потенциального вазодилататора N0.

Повреждение эндотелиальных клеток может привести к потере их способности вырабатывать N0, что чревато возникновением локальной ишемии кишки, повреждением ткани и запуском воспалительного ответа. Было показано, что LGG индуцирует продукцию NO в эпителиальных клетках кишечника под действием TNF-a, IL-1B и IFN-y посредством стимуляции продукции iNOS с помощью NFkB.

4. Влияние пробиотиков на чрезмерный воспалительный ответ

Как уже было отмечено ранее, для недоношенных детей характерен чрезмерный воспалительный ответ, который связан с повышенной активностью NFkB. Исследования модели ЯНЭК на крысах продемонстрировали повышение связывающей активности NFkB в тонкой кишке животных через 0-3 час после начала манифестации ЯНЭК. Эти данные позволяют высказать гипотезу, что активация NFkB является ранней стадией поражения кишечника при ЯНЭК.

Также можно предположить, что из-за этого механизма бактерии могут стимулировать воспалительный ответ без формирования привычной септической реакции при данной патологии. Было показано, что комбинация пробиотиков, получившая название VSL#3 и состоящая из смеси Streptococcus spp., Lactobacillus spp. и Bifidobacterium spp., способна снизить активность NFkB путем ингибирования протеасом, что предупреждает деградацию IкВ.

Консервация IкВ может иметь особое значение, поскольку является ключевой точкой разделения энтероцитов на незрелые и зрелые в процессе их дифференцировки. Незрелые энтероциты имеют более низкую базовую экспрессию 1кВ. Более того, было установлено, что VSL#3 снижает базальную и ЛПС-стимулированную секрецию TNF-a в подвздошной кишке лишенных IL-10 мышей, что предрасполагает к воспалительным процессам в кишечнике. Подвздошная кишка является классическим местом поражения при язвенном некротизирующем энтероколите (ЯНЭК).

5. Влияние пробиотиков на цитопротекцию

Пробиотики могут усиливать механизмы цитопротекции, в частности стимулируя активацию белков теплового шока. Было показано, что VSL#3 может стимулировать выработку как hsp25, так и hsp72 в эпителиальных клетках кишечника, обеспечивая потенциальный защитный эффект. Интересно, что подобный эффект можно получить при использовании кондиционированной среды, возникающей при росте микроорганизмов в бульоне с последующим отфильтровыванием бактерий. Это позволяет считать секретируемый фактор активным компонентом.

Наконец, следует учитывать, что пробиотики могут выступать в качестве инструмента для синтеза специфических молекул. Основное доказательство этому было продемонстрировано в экспериментах, в которых изучали способность Lactococcus lactis продуцировать IL-10 в кишечнике, что приводило к улучшению течения воспалительных заболеваний кишечника. Возможно, подобным образом могут быть синтезированы и другие молекулы, например TGF-b, эритропоэтин или ацетилгидролаза фактора активации тромбоцитов.

Как было выявлено, последняя уменьшает воспаление в незрелых энтероцитах и может снизить частоту возникновения язвенного некротизирующего энтероколита (ЯНЭК).