Роль кишечной микробиоты в формировании пула свободного гистамина у детей с атопическим дерматитом

В ПОМОШЬ ПРАКТИЧЕСКОМУ ВРАЧУ

Роль кишечной микробиоты в формировании пула свободного гистамина у детей с атопическим дерматитом

С. Ю. Носырева, Л. А. Литяева

ГБОУ ВПО Оренбургский государственный медицинский университет Минздрава РФ

Цель исследования — определить особенности становления кишечной микробиоты и ее роль в формировании пула свободного гистамина у детей с атопическим дерматитом. Проведено клинико-микробиологическое обследование 56 детей с атопическим дерматитом и 54 — здоровых с определением гистидиндекарбоксилазной активности 395 штаммов, изолированных из кишечника детей обеих групп. Гистидиндекарбоксилазная активность установлена у 78 (1 9,7%) штаммов аэробных грамотрицатель-ных и грамположительных бактерий кишечного происхождения детей с атопическим дерматитом и здоровых со значительным превышением интенсивности у детей с атопическим дерматитом и ее корреляция с выраженностью микроэкологических нарушений и тяжестью течения заболевания.

Ключевые слова: кишечная микробиота, атопический дерматит, гистидиндекарбоксилазная активность, дети

Histamin Release from Intestinal Microbiota in Children with Atopic Dermatitis

S. Yu. Nosyreva, L. A. Lityaeva

Orenburg State Medical University, Russian Federation

The purpose of the study is to determine the features of the formation of the intestinal microbiota, its role of histamin release in children with atopic dermatitis. 1 1 0 children are surveyed: 56 — with atopic dermatitis and 54 — the healthy children. Studied the ability from intestinal microbiota to histamin release. The results of the study — the severity of disorder of the intestinal microbiota correlated with the severity of atopic dermatitis and with unfavorable factor prenatal development. The intense of histamin release from intestinal microbiota in children with atopic dermatitis is more pronounced than in healthy children and correlated with severity of disorder of the intestinal microbiota and with severity and stage of the disease. Keywords: atopic dermatitis, intestinal microbiota, histamine release, children

Контактные данные: Носырева Светлана Юрьевна — аспирант кафедры эпидемиологии и инфекционных болезней «ОрГМУ» МЗ РФ; 460035, г. Оренбург, ул. Комсомольская, 1 80; +7(912) 849-51-82; swetl 212@yandex.ru

Nosyreva Svetlana — postgraduate, department of epidemiology and infectious diseases, Orenburg State Medical University, Russian Federation; +7(91 2) 849-51-82; swet1 212@yandex.ru

УДК 616.34-056.3

На современном этапе серьезную озабоченность вызывает атопический дерматит (АтД), в связи с ростом заболеваемости у детей первых месяцев жизни — периоде становления кишечной микробиоты и иммунной системы, когда закладываются основы физиологии желудочно-кишечного тракта (ЖКТ) и метаболизма, во многом определяющие здоровье детей в дальнейшем [1—3].

Кишечная микробиота начинает свое формирование еще до рождения ребенка и максимальные изменения в ее составе происходят в первые два года жизни, когда под влиянием расширения рациона питания за счет введения продуктов прикорма микробиота претерпевает существенные изменения, приближаясь к составу взрослого человека [4, 5]. В это же время кишечная микробиота, являясь главным источником антигенной стимуляции лимфоидной ткани, прерывает сложившуюся внутриутробно дифференцировку Т-хел-перов в сторону ТЬ2-клеток, обеспечивая гармоничное соотношение ТЫ и ТЬ2 (1:2) [6, 7].

Гистамин — 2-(4-имидазолил) этиламин является составным компонентом большинства органов и тканей. Главным источником его служит аминокислота L-гисти-дин, подвергающаяся декарбоксилированию тканевыми и микробными ферментами. В физиологических условиях гистамин находится преимущественно в неактивном состоянии, главным депо которого является

ЖКТ, содержащий 80% этого вещества. Помимо этого в естественных условиях постоянно образуется свободный гистамин в небольших количествах, необходимый для выполнения ряда биологических функций и резкое увеличение которого приводит к аллергическим заболеваниям [8, 9]. Важно отметить, что количество свободного гистамина в биологических жидкостях, экскретах, тканях организма в значительной степени определяет микробный фактор. Способность образовывать гистамин обнаружена у ряда аэробных грамотрицательных и грамположительных бактерий, клостридий и др., изолированных с кожи и слизистых здоровых и больных людей различными аллергическими заболеваниями [10—12].

Клиническими исследованиями последних лет детей с бронхиальной астмой в период обострения и здоровых были установлены существенные различия в микробиоте верхних дыхательных путей. При этом количество гистаминпродуцирующих микроорганизмов у больных было больше, чем у здоровых детей [13]. В тоже время данные о способности представителей кишечной микробиоты к гистаминообразованию и степени ее выраженности у бактерий, колонизирующих кишечник детей с АтД отсутствуют, не выяснены роль каждого из них в развитии и течении болезни.

Цель исследования — определить особенности становления кишечной микробиоты и ее роль в фор-

мировании пула свободного гистамина у детей с атопическим дерматитом.

Материалы и методы исследования

Проведено клинико-микробиологическое обследование 110 детей первых двух лет жизни: 56 — с АтД (основная группа) и 54 — клинически здоровых (группа сравнения).

Клиническая характеристика детей включала оценку аллергологического, медико-биологического анамнеза, степени нарушения моторной, эвакуатор-ной и пищеварительной функции ЖКТ.

Диагноз АтД ставился в соответствии с диагностическими критериями, предложенными в Согласительном документе Ассоциации детских аллергологов и иммунологов России, Москва, 2004. Оценивались фаза заболевания и тяжесть кожного поражения (по модифицированному индексу SCORAD-TIS), основанная на объективных (интенсивность и распространенность кожных поражений) критериях.

Микробиологическое исследование фекалий проводилось в соответствии с методическими рекомендациями «Микробиологическая диагностика дисбакте-риозов кишечника» (Минздрав РФ, 1997).

Проведена идентификация 395 штаммов, изолированных от детей обеих групп. Продукцию гистамина оценивали качественным методом на среде Moel-ler с 1% L-гистидином через 24, 48, 72 и 96 часов инкубации при 37°С, интенсивность реакции — по степени изменения цвета индикатора по 4-х бальной шкале с расчетом среднего балла.

Статистическая обработка проводилась на основании общепринятых методов вариационной статистики с использованием стандартных пакетов Microsoft Excel 2000, Statistica 6,0. При нормальном распределении достоверность различий оценивалась с помощью t-критерия Стьюдента. Достоверными считались результаты при p < 0,05. Для оценки влияния отдельных факторов на заболеваемость использованы показатели отношения шансов (ОШ). Вычислялся 95% доверительный интервал для ОШ. Для выявления взаимосвязи между признаками использовался анализ ранговой корреляции по Spearman.

Результаты и их обсуждение

У большинства детей (73%) клинические проявления АтД были отмечены уже в первом полугодии жизни: до 3-х месяцев жизни — 35%, 3—6 месяцев — 38%,у одной трети (23%) — во втором полугодии и только у части (4%) — на втором году жизни.

У более половины из них (63%) регистрировалась эритематозно-сквамозная форма болезни (гиперемия, инфильтрация и шелушение), у одной трети (37%) — с экссудативным компонентом (на фоне гиперемии и отека кожи выявлялись микровезикулы с серозным содержимым, серозно-кровянистые корочки). Уже в первые дни жизни даже при соответствующем

уходе у этих детей наблюдались эритема кожи, упорные опрелости в естественных складках кожи, гнейс на волосистой части головы, молочный струп, сухость кожного покрова, аллергическая папулезная сыпь.

Патологический кожный процесс преимущественно был локализованным (73%) — чаще в области лица в виде мокнущих участков кожи, отечной яркой эритемы с серозными корками, распространенным (22%) — на разгибательной поверхности конечностей, шее, паховых, подмышечных областях, ягодицах, в единичных случаях (5%) — диффузным. Интенсивность и распространенность кожного процесса (по системе SCO-RAD-TIS) была легкой (до 20 баллов) — 68%, средне-тяжелой (от 20 до 40 баллов) — 27% и тяжелой (выше 40 баллов) — 5%.

Почти у всех детей с АтД (92%) регистрировались проявления дисфункции кишечника по гипокинетическому — 35%, гиперкинетическому — 54% и смешанному типам — 11%, которые у большинства из них (73%) предшествовали появлению симптомов АтД и отмечались уже в первые месяцы жизни в виде обильных срыгиваний (24%), нарушений моторики кишечника (89%), метеоризма (48%), болей в животе (56%).

Следует отметить аллергическую наследственность в семье (поллиноз, атопический дерматит, бронхиальная астма, аллергический ринит, конъюнктивит, пищевая, лекарственная аллергия) у обоих родителей (52%), только по линии матери (37%) с обострениями аллергических заболеваний во время беременности — у 16% из них, по линии отца — у 11%.

К сожалению, более половины матерей в период беременности не придерживались гипоаллергенной диеты. В их рационе присутствовали продукты с высокой сенсибилизирующей активностью, такие как коровье молоко (52%), куриное мясо и яйца (53%), цитрусовые, киви, красные сезонные ягоды (47%), рыба и морепродукты (42%).

Важно отметить, что у большинства матерей детей основной группы наблюдалось патологическое течение беременности: ранний гестоз, угроза прерывания беременности, хроническая внутриутробная гипоксия плода (ХВГП), нарушение маточно-плацентарного кровотока, гестационный пиелонефрит. У части из них были нарушения соматического здоровья: патология пищеварительного тракта (37%), мочеполовой системы (45%), синдром вегетативной дистонии (36%), анемия (32%), во время беременности часть из них перенесли ОРВИ (36%), принимали лекарственные препараты (антибиотики, противовирусные, НПВС) — 39%.

Анализ уровня значимости выявленных факторов, отягощающих внутриутробное развитие плода и способствующих манифестации АтД в ранние сроки, с использованием расчета риска по отношению шансов и его доверительного интервала, показал, что

Таблица 1. Гистидиндекарбоксилазная активность кишечной микробиоты детей с атопическим дерматитом и клинически здоровых

Дети с атопическим дерматитом Дети клинически здоровые

Микроорганизмы Абс. число/число гистаминоб. штаммов Положительная реакция

275/55 1 2 3 4 120/23 1 2 3 4

Candida spp. 9/2 2 3/1 1

E. coli тип 64/1 38/0

E. eoli гемолиз. 18/5 1 2 7/2 11

E. eoli лн 26/3 2 Н'Н 9/2 1

E. eoli лд 22/2 1 8/2 1 1

Staphylococcus aureus 17/4 Щ 1 2 7/2 1

Staphylococcus epiderm. 15/3 2  8/2 2

K. pneumonia 22/8 1 2 2 3 6/3 2

K. oxytoca 24/6 1 3 2 7/2

P. mirabilis 15/9 2 3 5/3 2

Enterobacter cloacae 13/2 11 8/1

Enterobacter aerogen. 11/2 1 7/1

Citrobacter freundii 8/7 3 4 1/1 1

Enterococcus faecium 11/1 1 6/1 1

наиболее значимыми были: ХВГП в 4 (4,4—3,5), нарушение маточно-плацентарного кровотока в 3 (4,1 — 3,3), гестоз в 2 (2,3—1,7) раза.

У таких детей достоверно чаще регистрировались: функциональные нарушения кишечника (73%), кишечные инфекции (35%), реактивная панкреатопатия (35%), персистирующая инфекция верхних дыхатель-

% 100 90 80 J 70 60 50 40 30 20 10

с АтД  без АтД

h

mill

Рисунок 1. Микробиота кишечника детей с атопическим дерматитом и клинически здоровых — частота обнаружения в %

ных путей (28%), анемия (22%) и патология ЦНС (32%).

Продолжительность грудного вскармливания у половины из них (54%) составила менее 3-х месяцев, у одной трети (32%) — менее 6-и месяцев и только у некоторых (14%) — более полугода и была в 3 раза ниже (p < 0,05) таковой у здоровых детей. Также прослеживалось употребление аллергенных продуктов матерями детей, находящихся на грудном вскармливании.

Микробиологическое исследование содержимого толстой кишки выявило у большинства детей с АтД (86%) выраженные отклонения в составе кишечной микробиоты, характеризующиеся значительным снижением бифидобактерий (78%) и лактобактерий (62%), синдрома атипичных эшерихий (52%) с пролиферацией различных видов аэробных грамположи-тельных и грамотрицательных УПБ (чаще Staphylococcus spp., Enterococcus spp., Candida spp., Enterobacter spp., Proteus spp., Klebsiella spp.) в диагностических концентрациях (82%). У детей группы сравнения изменения микробиоты на протяжении всего срока наблюдения были незначительными, спектр условно-патогенных бактерий (УПБ) был уже и без ассоциативного роста (р < 0,05) (рис. 1).

Следует отметить, что почти у половины детей с АтД (46%) микроэкологические изменения кишечника

0

предшествовали клиническим проявлениям заболевания, а при его манифестации коррелировали с тяжестью процесса и его стадией. Так, у детей со средне-тяжелыми и тяжелыми формами АтД наблюдалось статистически достоверное увеличение компонентности ассоциаций (р < 0,01). При этом частота встречаемости 3-х компонентных ассоциаций у детей со среднетя-желыми формами АтД составила 35%, при легкой форме — 11%. Более того, у 2 из 3 детей с тяжелой формой АтД и 7% со среднетяжелой формой выявлялись 4-х компонентные ассоциации.

Важно отметить, что в период клинической ремиссии АтД полного восстановления состава кишечной микробиоты не происходило, спектр и число УПБ практически не изменялось (р > 0,05).

Установлена прямая корреляционная связь выраженности микроэкологических нарушений с тяжестью течения АтД (г = 0,52, р = 0,005), выраженности микроэкологических нарушений и совокупностью факторов, осложняющих внутриутробное развитие плода (ХВГП r = 0,51, р = 0,005, нарушение маточно-пла-центарного кровотока г = 0,49, р = 0,005, прием лекарственных препаратов г = 0,48, р = 0,005, гестоз г = 0,43, р = 0,005).

Наличие гистидиндекарбоксилазной активности было выявлено у 78 из 395 выделенных штаммов детей обеих групп (19,7%). Однако количество штаммов с высокой выраженностью этого признака (на 3 и 4 балла) у детей с АтД значительно превышало таковое у здоровых — соответственно 65% и 1 3% (p < <0,01) при незначительных различиях в частоте ее встречаемости у детей обеих групп: 20% (55 из 275 штаммов) основной и 19,1% (23 из 120 штаммов) группы сравнения (табл. 1).

Следует отметить, что признак образования гисти-диндекарбоксилазы существенно различался у микроорганизмов различных групп: наибольшая способность утилизировать гистидин обнаруживалась у аэробных грамотрицательных бактерий (АЭГОБ) — Citrobacter freundii, P. mirabilis, K. pneumonia, K. oxy-toca, E. coli с измененными свойствами (54—100%), что позволяет отнести их к группе индикаторных. В то время как у представителей родов стафилококков, микрококков, кандида и стрептококков лишь 12—31% (рис. 2).

Установлена прямая корреляция интенсивности признака гистаминообразования (на 3 и 4 балла) и тяжести течения АтД (r = 0,49, р = 0,005), что позволяет отнести этот признак к дополнительным, прогностически значимым критериям тяжести течения заболевания. Сравнительный анализ частоты обнаружения гистаминпродуцирующих штаммов и тяжести АтД показал, что при легкой форме штаммы с гистидиндекарбоксилазной активностью выявлялись у 36% детей, при средней тяжести — у 77%, при тяжелой форме — в 100% случаев.

4 л Средний балл

3 -

1 -

Рисунок 2. Спектр и интенсивность гистидиндекарбоксилазной активности УПБ кишечника

Выводы

Таким образом, у большинства детей с наследственной отягощенностью по аллергии и клиническими проявлениями АтД в первые 6 месяцев жизни регистрируются выраженные нарушения становления кишечной микробиоты.

Основными факторами риска развития АтД в ранние сроки было нарушение характера питания матерей с аллергической патологией в период беременности и вскармливания младенцев в сочетании с совокупностью факторов, отягощающих внутриутробное развитие плода.

Установлено, что АЭГОБ — цитробактер, клебси-елла, протей, кишечная палочка с измененными свойствами, выделенные из кишечника детей с АтД и клинически здоровых, обладают способностью образования свободного гистамина, интенсивность которой у детей с АтД значительно превышает таковую у клинически здоровых и коррелирует со степенью выраженности микроэкологических нарушений, тяжестью и стадией заболевания.

Литература/References:

1. Намазова-Баранова Л.С. Аллергия у детей: от теории к практике. — М.: Союз педиатров России, 2010. — 608 с. Namazova-Baranova L.S. [Allergy in children: from theory to practice]. 2010. — 608 р.

2. Литяева Л.А., Носырева С.Ю. Особенности формирования кишечной микробиоты у детей с наследственной предрасположенностью к аллергическим заболеваниям // Актуальная ин-фектология. 2016. №2(11). С.151—153.

Lityaeva L.A., Nosyreva S.Y. [Features of formation of the intestinal microbiota in children with hereditary predisposition to allergic diseases] // Current Infectology. 2016. №2

3. Aagaard K., Ma J., Antony K.M. et al. The placenta harbors a unique microbiome // Sci. Transl. Med. 2014. № 6. Р. 237.

4. Текучева Л.В., Мазитова Л.П. Роль условно-патогенной микрофлоры в развитии аллергодерматозов у детей // Вопросы современной педиатрии. 2003. №5(12). С. 80—84.

Tekucheva L.V., Mazitova L.P. [The role of conditionally pathogenic microflora in the development of allergic dermatoses in children] // Issues of Мodern Pediatrics. 2003. №5

2

0