• Паразиты и микрофлора кишечника человека (часть 1)

    Введение. Взаимодействие кишечной микрофлоры, иммунной системы хозяина и патогенных микроорганизмов позволяет рассматривать кишечник человека как сложную экосистему, где все компоненты играют определённую роль в модуляции друг друга и в поддержании гомеостаза, что имеет решающее значение для поддержания здоровья организма хозяина. Кишечные паразиты, как простейшие, так и гельминты, взаимодействуют с микрофлорой, изменяя баланс в сторону условно-патогенных микроорганизмов. Условно-патогенная микрофлора участвует в необходимых для выживания многих паразитарных инфекций процессах, например, в производстве питательных макромолекул. С этой позиции, пробиотики могут играть важную роль в снижении патогенности многих паразитов. 

    Всё это сыграло на возрастании интереса к изучению взаимодействия микрофлоры кишечника, кишечных паразитов, иммунного ответа и воспалительных процессов человеческого организма.

    Кишечная микрофлора человека.

    Кишечник человека представляет собой сложную экосистему находящегося во взаимосвязи с человеческим организмом большого микробного сообщества. У каждого человека уникальная, меняющаяся на протяжении жизни, видовая коллекция бактерий, обуславливающая вариабельность индивидуального видового состава. В развитии микрофлоры кишечника важную роль играют факторы окружающей среды и генетические особенности. Кишечная микрофлора человека способствует регуляции усвоения жира, стимулирует обновление кишечного эпителия и влияет на созревание иммунной системы. Кроме того, условно-патогенная микрофлора способствует «барьерному эффекту» кишечного эпителия, играющего первостепенную роль в защите организма хозяина от инвазии патогенных микроорганизмов.

    В рамках этого сложного сценария кишечные паразиты взаимодействуют с микрофлорой кишечника, нарушая сбалансированную жизнедеятельность организма и кишечной микрофлоры. Продукты кишечных бактерий могут влиять на физиологические процессы и выживаемость многих паразитов и, следовательно, на исход паразитарных инфекций. С другой стороны, кишечные паразиты, как простейшие, так и гельминты, постоянно секретируют молекулы, которые приводят к изменению среды, соответственно, состава кишечной микрофлоры. Часть энергии, которая извлекается бактериям из питательных веществ, используется не только хозяином, но и паразитическими организмами. 

    Простейшие

    В желудочно-кишечном тракте встречается довольно широкий спектр простейших. Это, отнюдь, не однородная группа, и их физиология и биохимия в значительной степени ориентирована на паразитизм. Эти микроорганизмы демонстрируют различные механизмы инвазии, некоторые из них внутриклеточные (Cryptosporidium SPP.), некоторые строго специализированы к одному хозяину (Entamoeba histolytica), а многие адаптированы к нескольким хозяевам (Giardia duodenalis). Какие-то виды способны нанести серьёзный ущерб организму, но большинство приводит к не очень специфической симптоматике, обычно, диарее за счёт повреждения стенки кишки.

    Для исследования механизмов взаимодействия с кишечной микрофлорой моделью среди простейших стал один из наиболее распространенных патогенных желудочно-кишечных жгутиковых паразитов человека и многих животных - G. Duodenalis. Спектр клинических проявлений варьирует от лёгких саморазрешающихся форм заболевания, до острого или хронического поноса с потерей веса, а синдром мальабсорбции может длиться несколько месяцев. Кроме того, у инфицированных людей могут вообще отсутствовать какие-либо клинические проявления. Причины, определяющие изменчивость клинической картины, всё ещё ​​плохо изучены.

    Многочисленные исследования показали, что патогенность простейшего определяется веществами, выделяемыми паразитом, такими как нарушающие эпителиальный барьер протеиназы, а также воспалительными и иммунологическими реакциями организма хозяина. Распознавание простейшего, паразитирующего на поверхности слизистых оболочек, скорее всего, связано с врожденным иммунитетом, например, с Толл-подобными рецепторами (TLR). Кроме того, Т-клетки, в частности CD8+, макрофаги, нейтрофилы и антитела IgM, IgG, IgA, осуществляют приобретённый иммунный ответ, необходимый для разрешения многих протозойных инфекций, например, лямблиоза.

    Протозойная инфекция и кишечная микрофлора

    На основе мышиной модели было показано, что нормальная кишечная флора уменьшает восприимчивость к инфицированию Cryptosporidium parvum. Также было выявлено, что нормальная кишечная микрофлора улучшает распознавание и элиминацию кишечных простейших, таких как E. histolytica, Blastocystis hominis и различных видов Eimeria.

    Были выдвинуты различные гипотезы для объяснения механизмов, реализующих взаимодействие простейших с бактериями. 

    Некоторые учёные связывают это с изменениями, наблюдаемыми у культивированных в стерильной среде простейших. При добавлении в среду внутриклеточных бактериальных симбионтов на мембране простейшего происходит изменение поверхностных гликопротеидных лигандов, что, вероятно, снижает их адгезивные и инвазивные способности.  

    Кроме того, при исследовании в мышиной модели лямблий, выявили эндосимбиотических микробов, которые могут влиять на патогенность трофозоита, его обменные процессы, площадь инфицирования, характеристику поверхностных антигенов и видоспецифичность. Совсем недавно было продемонстрировано, что наличие бактериальных эндосимбионтов в трофозоитах лямблий влияет на их восприимчивость к иммунной реакции. В эксперименте было обнаружено, что в непосредственной близости от активированных клеток Панета трофозоиты с эндосимбионтами лизировались. Это подтверждает защитную роль бактериальных эндосимбионтов хозяина и поддерживает идею, что микрофлора кишечника может прямо или косвенно вмешиваться в патогенез лямблиоза.

    Не менее интересным фактом стало то, что некоторые представители кишечной микрофлоры могут повышать вирулентность простейших паразитов. Проведенные с E. histolytica эксперименты свидетельствуют, что взаимодействие низкой патогенности амёб с различными грамотрицательными бактериями, в основном энтеропатогенными штаммами кишечной палочки, увеличивает вирулентность амёб. In vitro цитопатический эффект энтамёбы увеличивает фагоцитоз E.coli или Shigella dysenteriae.

    (Продолжение следует)

    Federica Berrilli,David Di Cave, Serena Cavallero and Stefano D'Amelio. Interactions between parasites and microbial communities in the human gut. Frontiers in Cellular and Infection Microbiology. 2012 November 16

    Материал подготовил Ильич Антон Владимирович