ISSN 2412-4036 (print)
ISSN 2713-1823 (online)

Study of colon microbiological culture in patients considering themselves to be healthy

Krylova I.A., Lyamin A.V.

Samara State Medical University of the Ministry of Healthcare of Russia
Abstract. Detection of chronic non-infectious diseases (CNIDs) as early as possible is one of the priority tasks of the world healthcare services. A factorial prevention strategy is considered to be the basis, at which the general conditions for chronic CNIDs development are determined. Influence of quantitative and qualitative composition of the intestinal microbiota at occurrence and supporting of chronic diseases has been proven, but its influence is not taken into account in modern programs for prevention and prophylactic medical examination service.
The aim: to determine the species diversity of colonic luminal microbiotic culture in outpatients who consider themselves to be healthy.
Material and methods. Survey, examination, anthropometry assessment, collection of clinical and laboratory data of outpatients (n=114) aged from 18 to 72 years were carried out. Species composition of the luminal intestinal microbiota was analyzed with the identification of all grown microorganisms using MALDI-ToF mass spectrometry methodic.
Results. About 50% of patients who considered themselves healthy and did not apply to a doctor had elevated body mass index values. The composition of the luminal intestinal microbiota showed a tendency towards a decrease in bacterization in general and a decrease in the content of bifidobacteria with increasing of patients’ age. Normal body weight of patients was found in case of the presence of bacteroids and lactobacilli in luminalis microbiota. The dependence of patient’s well-being on the species diversity of the present luminal microbiota was found.
Conclusion. Basing on the results of the study, it could be assumed that the determination of the colonal luminal microbiota as a part of prevention and clinical examination programs can provide additional important information about the risk factors for CNIDs presence in patients.

Keywords

intestinal microbiota
chronic non-infectious diseases
early detection of diseases

ВВЕДЕНИЕ

В настоящее время наиболее частой причиной смертности трудоспособного населения являются хронические неинфекционные заболевания (ХНИЗ) [1]. Как можно более раннее выявление ХНИЗ стало одной из приоритетных задач здравоохранения в мире [1, 2].

На сегодняшний день установлены общие предпосылки развития основных ХНИЗ – факторы риска [1–5]. Для эффективного обнаружения ХНИЗ на ранних стадиях разработана и внедрена факторная стратегия профилактики [3–5]. Важно, что при наличии отдельных факторов риска ХНИЗ пациент может чувствовать себя здоровым и не предъявлять жалоб, что затрудняет раннюю диагностику таких заболеваний.

Современные зарубежные и отечественные исследования доказали влияние полиморфизма микробиоты на поддержание оптимального состояния здоровья и на возникновение и поддержание хронического течения заболеваний [6–11]. Однако современными программами профилактики и диспансеризации не предусматривается проведение исследований кишечной микробиоты [12].

Сочетание отдельных факторов риска ХНИЗ может создавать кумулятивный эффект, ухудшающий состояние здоровья, что доказывает необходимость глубокого изучения таких сочетаний. Цель исследования – определить видовое разнообразие просветного культурома толстой кишки у амбулаторных пациентов, считающих себя здоровыми.

МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ

В исследовании приняли участие 114 амбулаторных пациентов в возрасте от 18 до 72 лет, давших добровольное информированное согласие на медицинское исследование.

Критерии включения в исследование: лица, считающие себя здоровыми и/или не обращавшиеся к врачу в течение последних 3 мес, пришедшие в поликлинику по любой причине и/или приглашенные целенаправленно лечащим врачом общей практики.

Критерии исключения: лица, имеющие жалобы и считающие себя нездоровыми, обращавшиеся к врачу в течение последних 3 мес, больные, находящиеся в состоянии острого заболевания или обострения хронического заболевания, пациенты с декомпенсированными состояниями при наличии ХНИЗ, с наличием инфекционного или онкологического заболевания.

В ходе исследования выполнялись клиническое обследование участников с детализированным активным сбором жалоб и анамнеза, общая самооценка ими здоровья по шкале «Градусник», оценка мотивационной направленности по шкале мотивации успеха и боязни неудачи, осмотр, антропометрическое исследование (расчет индекса массы тела, измерение окружности талии, окружности бедер и их соотношения, оценка степени ожирения при его наличии по критериям Всемирной организации здравоохранения, 1997 г.), дополнительные и лабораторные методы исследования по клиническим показаниям. У всех пациентов был определен видовой состав (культуром) просветной микробиоты толстой кишки. Посевы биоматериала проводились на расширенный перечень питательных сред: 5% кровяной агар (HiMedia, Индия), висмут-сульфитный агар (HiMedia, Индия), SS-агар (HiMedia, Индия), селективную среду для выделения облигатно анаэробных микроорганизмов (HiMedia, Индия), универсальную хромогенную среду (HiMedia, Индия), маннитоловый агар (HiMedia, Индия), среды для селективного выделения клостридий (HiMedia, Индия), лактобактерий (HiMedia, Индия), бифидобактерий (HiMedia, Индия), среду Сабуро (HiMedia, Индия). Анаэробные условия были созданы с использованием газогенерирующих пакетов («Анаэрогаз», Россия). Идентификация всех выросших колоний микроорганизмов осуществлялась методом MALDI-ToF масс-спектрометрии на приборе Microflex LT (Bruker, Германия).

Повторное исследование пациентов и определение спектра просветной микрофлоры кишечника было проведено после дифференцированного врачебного вмешательства.

Исследование было одобрено Комитетом по биоэтике при ФГБОУ «Самарский государственный медицинский университет» Минздрава России (протокол от 22.05.2019 № 200).

Статистический анализ выполнялся с помощью программы Microsoft Excel 2010 и пакета статистических и прикладных программ IBM SPSS Statistics 26.0 с оценкой на нормальность распределения и теста хи-квадрат. Различия между группами определялись с помощью непараметрического анализа и считались достоверными при уровне значимости p <0,05.

РЕЗУЛЬТАТЫ

Общая характеристика участников исследования представлена в таблице 1. Значительная доля пациентов (n=53; 46,5%), считающих себя здоровыми, имела повышенные значения индекса массы тела (ИМТ), причем чаще это наблюдалось у женщин, чем у мужчин: 39 (34,1%) против 14 (12,3%) человек.

70-1.jpg (94 KB)

Видовое разнообразие просветного культурома толстой кишки определяли по количеству всех видов микроорганизмов, выросших на всех питательных средах, которые применялись в исследовании, с последующей идентификацией всех колоний методом MALDI-ToF масс-спектрометрии. После видовой идентификации микроорганизмы были сгруппированы по родам. Отдельная группировка была сделана для микроорганизмов, чей основной локус обитания в организме человека – полость рта, рото- и носоглотка (орофарингеальная микрофлора): к ней были отнесены стрептококки, нейссерии, коринебактерии, моракселлы и др. Полученные данные представлены в таблице 2. Как видно из нее, наличие только бифидобактерий было обнаружено у пациентов в возрасте 37±14,85 лет, только лактобактерий – 44,97±14,42 лет. Отсутствие всех групп микрофлоры было выявлено у исследуемых в возрасте 46,25±13,88 лет. Таким образом, с возрастом возможна тенденция к уменьшению обсемененности в целом и снижение содержания бифидобактерий в просветной микрофлоре.

71-1.jpg (125 KB)

Наименьшие показатели самочувствия (общей самооценки здоровья по шкале «Градусник») были получены в группах пациентов с наличием только бифидобактерий (57,5±3,54 баллов), наибольшие – у пациентов с наличием всех представителей нормальной микрофлоры кишечника (83,5±13,75 баллов). На основании этих данных можно предположить зависимость самочувствия пациента от полиморфизма представленной просветной микрофлоры.

Наиболее значимое повышение ИМТ отмечалось у участников исследования с наличием только бифидобактерий (27,83±5,41 кг/м2), наименьшие – у пациентов с наличием бактероидов и лактобактерий (22,9±3,44 кг/м2). Следовательно, нормализация массы тела, вероятно, зависит от присутствия в просветной микрофлоре бактероидов и лактобактерий.

При расчете теста Тьюки (множественные апостериорные сравнения между группами) было обнаружено статистически значимое различие средних результатов массы тела в группах пациентов, где отсутствовала орофарингеальная микрофлора и где были выделены ее представители (р=0,014; 95% доверительный интервал: 1,375–16,922). Не было найдено статистически значимой разницы в показателях массы тела между группами с отсутствием орофарингеальной флоры и группами, где были идентифицированы только стрептококки или только коринебактерии (табл. 3). Статистически значимой разницы видового состава кишечной микрофлоры в группах, отличавшихся по другим антропометрическим показателям, возрасту, самочувствию и мотивации, установлено не было.

72-1.jpg (107 KB)

При сравнении непараметрическим методом Манна–Уитни групп участников с наличием орофарингеальной флоры и групп, где в посеве были выделены только стрептококки (табл. 4), мы установили различия между этими пациентами по их мотивационной направленности (мотивация на успех или боязнь неудачи; U=627,5; z=-2,389; р ≤0,05). По другим показателям (возрасту и самочувствию) статистически значимых отличий обнаружено не было. Основываясь на этих результатах, можно предполагать наличие взаимосвязи между наличием орофарингеальных стрептококков в посеве просветной кишечной микрофлоры и направленностью мотивации пациента.

ОБСУЖДЕНИЕ

Избыточная масса тела и ожирение выступают важнейшими модифицируемыми факторами риска атеросклероза, артериальной гипертензии, сахарного диабета, психических заболеваний, патологии опорно-двигательного аппарата, мочеполовой системы, злокачественных новообразований, репродуктивных нарушений и психовегетативных расстройств, при которых общая смертность возрастает в 3 раза [1, 3, 5, 6]. Наибольшую опасность представляет абдоминальное ожирение [3, 5]. В российской популяции избыточную массу тела имеют до 64% жителей, каждый третий страдает ожирением, у 2/3 населения наблюдается абдоминальное ожирение [4, 5].

В нашем исследовании около 50% пациентов, считающих себя здоровыми и вследствие этого не обращающихся к врачу, имели повышенные значения ИМТ. При более раннем выявлении этого фактора риска у этой категории больных можно существенно улучшить их состояние здоровья и прогноз развития ХНИЗ.

При анализе культурома толстой кишки обнаружена тенденция к уменьшению обсемененности в целом и снижению содержания бифидобактерий в просветной микрофлоре при повышении возраста пациентов, к нормализации массы тела при наличии в просветной микрофлоре бактероидов и лактобактерий, зависимость самочувствия пациента от видового разнообразия представителей просветной микрофлоры. Обнаружена взаимосвязь массы тела и направленности мотивации пациента с наличием орофарингеальной флоры в посеве. Таким образом, определение просветной микрофлоры в рамках программ профилактики и диспансеризации может дать дополнительные важные сведения о присутствующих факторах риска ХНИЗ у пациента.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Несмотря на активно применяемые в настоящее время меры профилактики и диспансеризации, преждевременная смертность и заболеваемость трудоспособного населения от ХНИЗ все еще остаются высокими [2, 4]. Поиск эффективных и надежных методик выявления нарушений здоровья на максимально ранних стадиях заболевания, учитывающих особенности работы в амбулаторных условиях (т.е. дешевых, простых в исполнении и требующих минимума временных затрат), является одной из актуальнейших задач науки и практики здравоохранения. Важными мероприятиями могут оказаться усилия по привлечению к раннему посещению врача пациентов, считающих себя здоровыми, и определение состава просветной микрофлоры кишечника в рамках программ профилактики и диспансеризации.

References

1. Budreviciute A., Damiati S., Sabir D.K. et al. Management and prevention strategies for non-communicable diseases (NCDs) and their risk factors. Front Public Health. 2020; 8: 574111. https://dx.doi.org/10.3389/fpubh.2020.574111.

2. Приказ Минздрава России (Министерство здравоохранения РФ) от 27 апреля 2021 г. № 404н «Об утверждении Порядка проведения профилактического медицинского осмотра и диспансеризации определенных групп взрослого населения». Доступ: https://www.garant.ru/products/ipo/prime/doc/401314440/ (дата обращения – 01.12.2023). [Order of the Ministry of Healthcare of Russia (Ministry of Healthcare of the Russian Federation) dated April 27, 2021 No. 404n «On approval of the Procedure for conducting a preventive medical examination and medical examination of certain groups of the adult population». URL:https://www.garant.ru/products/ipo/prime/doc/401314440/ (date of access – 01.12.2023) (In Russ.)].

3. Глобальные факторы риска для здоровья. ВОЗ. Женева. 2015; 70 с. Доступ: https://apps.who.int/iris/bitstream/handle/10665/44203/9789244563878_rus.pdf;jsessi (дата обращения – 01.12.2023). [Global health risk factors. WHO. Geneva. 2015; 70 pp. URL: https://apps.who.int/iris/bitstream/handle/10665/44203/9789244563878_rus.pdf;jsessi (date of access – 01.12.2023) (In Russ.)].

4. Баланова Ю.А., Имаева А.Э., Концевая А.В. с соавт. Эпидемиологический мониторинг факторов риска хронических неинфекционных заболеваний в практическом здравоохранении на региональном уровне. Методические рекомендации под редакцией С.А. Бойцова. М. 2016; 111 с. Доступ: https://gnicpm.ru/wp-content/uploads/2020/01/metod_rek_epidmonitoring.pdf (дата обращения – 01.12.2023). [Balanova Yu.A., Imaeva A.E., Kontsevaya A.V. et al. Epidemiological monitoring of risk factors for chronic non-communicable diseases in practical healthcare at the regional level. Guidelines edited by S.A. Boytsov. Moscow. 2016; 111 pp. URL: https://gnicpm.ru/wp-content/uploads/2020/01/metod_rek_epidmonitoring.pdf (date of access – 01.12.2023) (In Russ.)].

5. Задворная О.Л., Борисов К.Н. Факторы риска неинфекционных заболеваний. Учебное пособие. М.: ФГБОУ ДПО РМАНПО. 2017; 65 с. [Zadvornaya O.L., Borisov K.N. Risk factors for non-communicable diseases. Textbook. Moscow: Russian Medical Academy of Continuous Professional Education. 2017; 65 pp. (In Russ.)]. ISBN: 978-5-7249-2739-0.

6. Nicoletti A., Ponziani F.R., Biolato M. et al. Intestinal permeability in the pathogenesis of liver damage: From non-alcoholic fatty liver disease to liver transplantation. World J Gastroenterol. 2019; 25(33): 4814–34. https://dx.doi.org/10.3748/wjg.v25.i33.4814.

7. Ulluwishewa D., Anderson R., McNabb W. Regulashion of tight junction permeability by intestinal bacteria and dietary components.J Nutr. 2011; 141(5): 769–76. https://dx.doi.org/10.3945/jn.110.135657.

8. Zou Y., Lin X., Xue W. et al. Characterization and description of Faecalibacterium butyricigenerans sp. nov. and F. longum sp. nov., isolated from human faeces. Sci Rep. 2021; 11(1): 11340. https://dx.doi.org/10.1038/s41598-021-90786-3.

9. Buffie C.G., Bucci V., Stein R.R. et al. Precision microbiome reconstitution restores bile acid mediated resistance to Clostridium difficile. Nature. 2015; 517(7533): 205–8. https://dx.doi.org/10.1038/ nature13828.

10. Assimakopoulos S.F., Triantos C., Maroulis I., Gogos C. The role of the gut barrier function in health and disease. Gastroenterology Res. 2018; 11(4): 261–63. https://dx.doi.org/10.14740/gr1053w.

11. Alvarez J., Real J.M.F., Guarner F. et al. Gut microbes and health. Gastroenterol Hepatol. 2021; 44(7): 519–35.https://dx.doi.org/10.1016/j.gastre.2021.01.002.

About the Authors

Irina A. Krylova, PhD in Medical Sciences, associate professor, associate professor of the Department of family medicine with a course in telemedicine technologies, Samara State Medical University of the Ministry of Healthcare of Russia. Address: 443099, Samara, 45 Leningradskaya St.
E-mail: raznoe.2009@list.ru
ORCID: https://orcid.org/0000-0003-1757-0774
Artem V. Lyamin, MD, professor, professor of the Department of general and clinical microbiology, immunology and allergology, director of the Scientific and Educational Professional Center for Genetic and Laboratory Technologies, Samara State Medical University of the Ministry of Healthcare of Russia. Address: 443079, Samara, 18 Gagarina St.
E-mail:avlyamin@mail.ru
ORCID: https://orcid.org/0000-0002-5905-1895

Similar Articles