Сложный комплекс экологических факторов высокогорья (гипоксия, резкие перепады суточных и сезонных температур, высокие уровни ультрафиолетового излучения, повышенный радиационный фон и социальный дискомфорт) вызывает в организме, и особенно у беременных женщин и новорожденных глубокие энергетические, метаболические и морфофункциональные сдвиги и это, естественно, сказывается на реактивности их систем и, как следствие на состоянии здоровья и продолжительности жизни, производительности и эффективности труда, со всеми вытекающими отсюда социально-экономическими последствиями [1,2]. Длительное нахождение человека, особенно беременных женщин и детей, в условиях высокогорной гипоксии, охлаждения и большой физической нагрузки может вызвать значительные функциональные сдвиги со стороны физиологических, иммунологических и других систем организма и повлиять на здоровье будущего ребенка [3].
Цель исследования. Установить роль экологических факторов и микроэкологических систем матери роженицы в формировании биоценоза у новорожденного для определения механизмов и путей передачи инфекции ребенку.
Задачи исследования. Изучить особенности формирования биоценоза кишечника у новорожденных в зависимости от микробиологического профиля рожениц и экологических условий низкогорья, в среднегорье и высокогорья.
Как известно, видовой состав микрофлоры тела человека постоянно изменяется, и стабильность ее является относительной. По изменению нормальной микрофлоры тела любой полости человеческого организма можно судить об общей реактивности организма. Нарушение количественного и качественного состава нормальной микрофлоры – дисбиоз трудно поддается лечению и усугубляет течение других заболеваний, в том числе экстрагенитальных заболеваний женщин [4-6].
Материалы методы исследования
Наши исследования проведены, в отличающихся друг от друга экологических условиях, на различных высотах в южном регионе Кыргызстана: контрольная группа – Куршаб, 1012 м над ур. моря; Жалпак-Таш, 2000-2500 м над ур. моря; Сары-Таш, 3325 м над ур. моря.
В основу работы положено обследование 133 рожениц в возрасте от 17 до 43 лет и 133 новорожденных (2010-2011 г) (всего изучено 1519 проб).
Для проведения микробиологического исследования брали утреннюю порцию кала 5-10 г в специально приготовленный флакон.
Для оценки состояния микробиоценоза кишечника исследовали фекалии. Определялось общее количество кишечной палочки, выраженность ее ферментативных свойств, отношения к лактозе, гемолизирующие свойства, определялись кокковые формы в общей сумме микробов, процент гемолизирующего стафилококка по отношению ко всем кокковым формам, бифидобактерии, микробы рода протея, грибы рода кандида, энтерококки, патогенные микробы семейства энтеробактерии и синегнойная палочка.
Об уровне колонизационной резистентности желудочно-кишечного тракта у обследованных судили по максимальному разведению фекалий, в котором был обнаружен рост бифидум – бактерий. Для этого исследования использовали разведение 103 до 1011 до полного исчезновения бифидобактерий (Бактериологические исследования проведены в баклаборатории Института медицинских проблем ЮО НАН КР).
Полученный фактический материал подвергли компьютерной обработке с помощью пакета прикладных программ Microsoft Excel с расчетом критерия Стьюдента.
Результаты исследования и их обсуждение
Нормальная микрофлора желудочно-кишечного тракта, по существу, является первичной мишенью приложения любого попадающего с пищей или водой соединения, тем метаболическим органом, который первым вовлекается в трансформацию естественных и чужеродных субстанций, той структурой, на которой происходит первичная абсорбция и через: которую транслоцируются полезные и потенциально вредные агенты. В тех случаях, когда воздействующие на макроорганизм неблагоприятные факторы и агенты, прямо или косвенно влияющие на формирование и функционирование биопленки, выстилающей слизистые желудочно-кишечного тракта и содержащей многочисленные ассоциации симбиотических микроорганизмов, по своей интенсивности превышают компенсаторные возможности экологической системы «макроорганизм – его нормальная микрофлора», возникающие микроэкологические (дисбиотические) нарушения нередко служат пусковым механизмом развития, а в последующем – и поддержания различных патологических процессов и состояний. Дисбиотические проявления в пищеварительном тракте выражаются в изменении абсолютного числа анаэробных и аэробных бактерий, их видового и штаммового состава, ареала обитания микроорганизмов, нарушении дрейфа микробных генов между особями и микробными популяциями, спектра и количества образуемых у метаболитов (Приказ МЗ КР №4 от 11.01.2010).
Стерильность плода исчезает при прохождении родового канала. При первом контакте с окружающей средой, новорожденный сталкивается с множеством бактерий. Кишечная микрофлора младенца имеет ряд особенностей, которые определяются своеобразием вскармливания. Лактоза, которой богато молоко, особенно активно метаболизируется лактобациллами и бифидобактериями. Кроме того, женское молоко содежит N-ацетилглюкозамин, стимулирующий рост бифидобактерий; его нет в коровьем молоке. Это способствует опережающему размножению бифидобактерий и их повышенному содержанию в кишечнике новорожденных на естественном вскармливании. Количество других бактерий ниже, чем у взрослых и у новорожденных, лишенных грудного молока. Это объясняется неблагоприятным для многих бактерий закислением среды активно растущими бифидобактериями (результат сбраживания лактозы). Впрочем, уже в этом периоде микрофлора содержит практически все зачатки будущего микробиоценоза и с завершением грудного кормления быстро обретает «взрослые» характеристики [8].
У рожениц и новорожденных в условиях низкогорья в каловом содержимом были изучены семь видов микроорганизмов и 2 вида кандидозной инфекции.
Установлено, что S.epidermidis у женщин в кишечном содержимом в условиях низкогорья высевается в 25,4 % случаев, КОЕ составило 35,6±5,0 с числом микробных клеток 1808,3±265,9 (рис. 1.). S.aureus высевался в кишечном содержимом реже и число рожениц – носительниц этого вида микробов составило 18,1 %, 26,6±3,9 КОЕ, число микробных клеток – 1400,1±199,0. Кишечная палочка высевалась в 13,0 % случаев, 37,6±4,2 КОЕ, число микробных клеток – 1910,0±257,6. Также высевалась Klebsiella с частотой 11,1 %, 28,1±3,9 КОЕ, с числом микробных тел – 1593,7±204,0. Лактобактерии регистрировались у 12,5 % женщин в условиях низкогорья, 46,5±3,9 КОЕ. Pr. Mirabilis высевалось в 6,9 % случаев, Pr. Vulgaris – в 2,7 %, Pr. Ritgeri – в 2,7 %.
В кале женщин, проживающих в низкогорье, встречались и С.albicans – 18 %, C.crusei – 22,2 %. КОЕ С.albicans составило 40,0±7,2, C. crusei – 20,3±3,5, число микробных клеток 1963,0±363,5 и 1021,1±175,3 соответственно (рис. 2.).
Предварительно можно отметить, что данные литературы свидетельствуют: основными проявлениями дисбиоза микробной флоры толстого отдела кишечника беременных женщин является значительное (на 5 порядков) увеличение количества бактероидов, что учитывая их роль в организме, можно расценивать, как компенсаторное явление, характерное для микробиоценоза кишечника. На фоне происходящих изменений в анаэробном звене отмечается повышение частоты обнаружения грибов рода Кандида в 4 раза. Описанные явления позволяют рассматривать их как региональные особенности, происходящие в микробиоценозе толстого отдела кишечника у женщин в период гестации [9].
Особенности строения слизистой оболочки ЖКТ, его секреторной и защитной функций, наличие «физиологического» дисбиоза кишечника способствуют большей уязвимости ЖКТ у новорожденных детей по отношению к любой условно-патогенной инфекции и грибковой, в частности [10]. При исследовании кала у новорожденных установлено, что S.epidermidis высеивался в 19,4 % случаев, КОЕ составило 34,0±6,1 и число микробных клеток – 1728,5±312,4. S.aureusс высевался в кале у новорожденных в условиях низкогорья в 11,1 %, 32,5±2,8 КОЕ, число микробных клеток – 1625,5±141,3.
В этой группе E.coli встречалось в 13,8 % случаев, 29,4±6,0 КОЕ, число микробных тел – 1415,3±295,3. Klebsiella высевалась с частотой 2,7 %, 36,6±4,3 КОЕ, число микробных клеток – 1800,0±200,0).
Особое внимание следует уделить формированию у детей бифидофлоры кишечника, с присутствием которой здесь, во многом связывают невосприимчивость детского организма к инфекциям. К моменту выписки детей из родильного дома частота выделения бифидобактерий в исследованиях других авторов достигала 100 %, однако, интенсивность составляла всего лишь 4,8 lg КОЕ/г испражнений, что является недостаточным для обеспечения адекватной колонизационной резистентности. Задержка в становлении анаэробного звена в кишечнике, по-видимому, связана с тем, что необходимые условия для их приживления здесь еще не сформированы [9].
Лактобактерии в наших исследованиях были обнаружены у 16,6 % новорожденных, 48,6±4,3 КОЕ. Pr. Mirabilis высевались у 15,2 % новорожденных, Pr. Vulgaris и Pr. Ritgeri – 11,1 %, С.albicans – 13 %, C.crusei – 31 %.
Таким образом, в низкогорье кишечная микрофлора представлена S.epidermidis, далее, кишечной микрофлорой. У новорожденных другие формы кишечной микрофлоры высевались реже, чем у рожениц, за исключением кишечной палочки.
Грибковая инфекция в большей степени представлена C.crusei у новорожденных, но число детей, перенявших эту инфекцию от рожениц, было меньше, чем число рожениц – носительниц C.crusei.
Проживание женщин в условиях среднегорья показало, что S.epidermidis в кишечном содержимом высевается в 20,3 % случаев, с КОЕ – 20,4±8,5 и числом микробных тел – 1175,7±413,4. S.aureusс регистрировался в 26 % случаев, 25,3±3,0 КОЕ, число микробных тел – 1268,7±161,8. Кишечная палочка у рожениц высевалась в 23 % случаев, КОЕ – 32,6±4,3, число микробных тел – 16100,9±234,4. Klebsiella высевалась в 10 % случаях, КОЕ – 32,5±2,3, число микробных клеток – 1633,4±96,3. Лактобактерии регистрировались у рожениц среднегорья в 26,6 % случаев, КОЕ – 51,1±8,0. Pr. Mirabilis в 16,6 % случаев, а Pr. Vulgaris и Pr. Ritgeri – в 10 % случаев. В кишечной микрофлоре рожениц среднегорья определялись С.albicans и C.crusei – в 10 % случаев, КОЕ – 48,1±13,0 и 18,4±5,3, число микробных тел – 2416,0±682,3 и 916,6±217,4 соответственно.
Таким образом, у женщин-рожениц среднегорья в отличие от женщин низкогорья из экосистемы кишечника наиболее часто высевается S.aureus, затем – Е.coli, но грибковая инфекция высевается в два раза реже, чем у женщин низкогорья.
Установлено, что у новорожденных в условиях среднегорья S.epidermidis встречается в 16,6 % случаев, 73,4±5,4 КОЕ, число микробных клеток – 3670±273, что значительно выше, чем в предыдущей группе. Превышая диагностический минимум S.aureus регистрировался у новорожденных в 13,3 % случаев, 29,7±4,0 КОЕ, число микробных клеток – 1487,5±206,5. Кишечная палочка встречалась в 13,3 %, – 25 3,8, число микробных клеток – 1250,2±190,0. Klebsiella – 10 % случаев, 21,0±4,5 КОЕ, число микробных тел – 1050,8±225,3. Лактобактерии у новорожденных в условиях среднегорья выявлены в 20 % случаев, 34,5±5,0 КОЕ. В 10 % случаев у новорожденных среднегорья высевались Pr.Vulgaris и Pr.Ritgeri, в 16,6 % случаев – Pr.Mirabilis. Кандидозная инфекция в кале, в частности C.сrusei – в 30 % с 16,2±9,5 КОЕ число грибов – 1811,1 476, а С.albicans – 16,6 %, – 38,6 9,8 КОЕ, число грибов – 1930,0± 492,2.
Таким образом, установлено, что кокковая флора экосистемы кишечника по основным параметрам у новорожденных в условиях среднегорья не отличалась от низкогорной группы, в то же время новорожденные имели более высокую частоту заражения грибковой инфекцией С.albicans и, особенно C.crusei, где число новорожденных с кандидозной инфекцией в 3 раза выше числа рожениц, что свидетельствует о возможном заражении из других источников, помимо матери-роженицы.
Проживание в условиях высокогорья накладывает определенный отпечаток на функционирование ЖКТ. Недостаток кислорода снижает обменные процессы в организме, уменьшается выделение пищеварительного секрета из печени и поджелудочной железы, замедляя процесс пищеварения, что может усиливать бродильные процессы и способствовать развитию патогенной микрофлоры.
Так, у женщин-рожениц в условиях высокогорья S.epidermidis встречался в 19,3 % случаев, 31,8±86,5 КОЕ, число микробных тел – 1175,0±394,4. С такой же частотой у рожениц регистрируется S.aureus (19,3 %, 40,0±4,3 КОЕ, число микробных тел – 2141,3±359,5). Кишечная палочка отмечалась в 32 % случаев 32,1±7,3 КОЕ, число микробных тел – 1605,0±368,1. Klebsiella регистрировалась у рожениц в 10 % случаев, 20,4±3,0 КОЕ число микробных тел – 1500,0±53,0. Лактобактерии выявлялись в 20 % случаев, 32,1±1,3 КОЕ. Pr.Mirabilis выявлялись в 13,9 %, а Pr. Vulgaris и Pr. Ritgeri – в 6,4 % случаев.
Рис. 1. Микробиологический профиль экосистемы кишечника у женщин-рожениц и новорожденных в условиях низко-, средне- и высокогорья: * – Р<0,05 достоверно к низкогорной группе; + – достоверно по отношению к роженицам
Рис. 2. Частота случаев высевания кандидозной инфекции из экосистемы кишечника у рожениц и новорожденных в условиях низко- средне- и высокогорья: * – Р<0,05 достоверно к низкогорной группе; + – достоверно по отношению к роженицам
С. albicans у рожениц регистрировалось – в 22 % случаев C.crusei – в 25 %, 33,7±8,9 КОЕ и 30,0±5,5, число микробных тел составило 1685,0±446,4 и 1605,0±370,3 соответственно.
У новорожденных в условиях высокогорья в кале S.epidermidis встречался в 12,9 % случаев, 25,7±2,4 КОЕ, число микробных тел – 1287,0±49,1. S.aureus был отмечен в 16,1 %, 35,0±6,1 КОЕ, число микробных тел – 1890,5±387,3. Кишечная микрофлора у новорожденных высокогорья выявлялась в 19,3 % случаев, 30,1±6,8 КОЕ, число микробных тел – 1558,4±522,1. Klebsiella в кале новорожденных в условиях высокогорья – не высевалась. Лактобактерии выявлялись в 16,1 % случаев, 41,1±3,9 КОЕ. Protei в условиях высокогорья у новорожденных не высевался. Кандидозная инфекция регистрировалась в 19,3 % – С.albicans и 29,0 % – C.crusei – 25 %, 25,8±7,0 КОЕ и 22,0±4,2, число грибов 1691,3±447,3 и 1222,0±286,1 соответственно.
Таким образом, установлено, что в условиях высокогорья кокковая флора в экосистеме кишечника у рожениц и новорожденных встречается одинаково часто, как и в условиях низкогорья и среднегорья, за исключением Е.cоli, которая у рожениц в 3 раза встречаются чаще, чем в контрольной группе, выше она и у новорожденных.