Неспорообразующие анаэробы¶

Неспорообразующие анаэробы — это обширная группа бактерий, которые не способны образовывать споры и метаболизируют в условиях отсутствия кислорода (анаэробных условиях). В отличие от клостридий, которые являются спорообразующими анаэробами, представители этой группы не формируют устойчивых покоящихся форм, что делает их менее устойчивыми к неблагоприятным факторам внешней среды, но при этом они являются важной частью нормальной микрофлоры человека и животных, а также возбудителями ряда инфекционных заболеваний.

¶Классификация и таксономия

Неспорообразующие анаэробы не являются единой таксономической группой. Они относятся к разным филам и классам бактерий, объединённых общим признаком — анаэробным метаболизмом и отсутствием спорообразования. Основные таксономические группы включают:

• Грамотрицательные палочки: Роды Bacteroides, Prevotella, Porphyromonas, Fusobacterium, Veillonella (кокки).
• Грамположительные палочки: Роды Actinomyces, Propionibacterium, Eubacterium, Lactobacillus, Bifidobacterium.
• Грамположительные кокки: Роды Peptostreptococcus, Peptococcus, Ruminococcus.
• Грамотрицательные кокки: Род Veillonella.

Наиболее клинически значимыми являются представители рода Bacteroides, особенно Bacteroides fragilis, которые составляют большинство анаэробной микрофлоры кишечника и часто выделяются при инфекциях.

¶Физиология и метаболизм

Неспорообразующие анаэробы получают энергию путём брожения (ферментации) различных субстратов — углеводов, белков, аминокислот. В отличие от аэробов, они не используют кислород в качестве конечного акцептора электронов в дыхательной цепи. Для них характерны следующие особенности:

• Чувствительность к кислороду: Большинство неспорообразующих анаэробов являются облигатными анаэробами, то есть погибают в присутствии кислорода. Однако степень чувствительности варьирует: некоторые виды (например, Bacteroides fragilis) могут выживать в микроаэрофильных условиях (с низким содержанием кислорода), в то время как другие (например, Fusobacterium) строго анаэробны.
• Ферментативная активность: Они обладают набором ферментов, позволяющих расщеплять сложные органические молекулы. Например, Bacteroides активно ферментируют полисахариды, в том числе растительные, что важно для пищеварения у травоядных и человека.
• Продукты метаболизма: В результате брожения образуются различные органические кислоты (уксусная, пропионовая, масляная, янтарная), спирты, газы (CO₂, H₂) и другие соединения. Эти продукты могут влиять на pH среды и служить сигнальными молекулами.

¶Экология и роль в норме

Неспорообразующие анаэробы являются доминирующей частью нормальной микрофлоры человека и животных.

• Желудочно-кишечный тракт: В толстой кишке человека они составляют до 99% всей микробной биомассы. Роды Bacteroides, Bifidobacterium, Lactobacillus, Eubacterium и Peptostreptococcus играют ключевую роль в:
• Пищеварении: Ферментация неперевариваемых пищевых волокон (клетчатки), синтез витаминов (K, группы B).
• Иммунной регуляции: Стимуляция развития лимфоидной ткани, модуляция воспалительных реакций, конкуренция с патогенами.
• Метаболизме: Участие в обмене желчных кислот, стероидов, ксенобиотиков.
• Ротовая полость: Prevotella, Porphyromonas, Fusobacterium, Actinomyces — основные компоненты зубного налёта и слюны. Они участвуют в переработке остатков пищи и формировании биоплёнок.
• Кожа и слизистые оболочки: Propionibacterium acnes (обитает на коже, участвует в метаболизме кожного сала), Lactobacillus (влагалище, поддерживает кислую среду).
• Окружающая среда: Встречаются в почве, воде, донных отложениях, где участвуют в разложении органики.

¶Патогенность и инфекции

Несмотря на свою роль в норме, неспорообразующие анаэробы являются частыми возбудителями оппортунистических инфекций, особенно при нарушении целостности слизистых оболочек или иммунодефиците. Они вызывают полимикробные инфекции, часто в ассоциации с аэробами.

¶Основные заболевания

• Интраабдоминальные инфекции: Абсцессы печени, перитонит, аппендицит, послеоперационные инфекции. Основные возбудители — Bacteroides fragilis (наиболее частый), Prevotella, Peptostreptococcus.
• Гинекологические инфекции: Эндометрит, сальпингит, абсцессы яичников, бактериальный вагиноз (связан с нарушением баланса Lactobacillus и ростом Gardnerella vaginalis и анаэробов).
• Инфекции кожи и мягких тканей: Абсцессы, флегмона, некротизирующий фасциит, диабетическая стопа. Часто выделяются Peptostreptococcus, Bacteroides, Prevotella.
• Инфекции ротовой полости: Периодонтит, абсцессы челюстно-лицевой области, одонтогенные синуситы. Возбудители — Porphyromonas gingivalis, Prevotella intermedia, Fusobacterium nucleatum.
• Инфекции центральной нервной системы: Абсцессы мозга (часто как осложнение синусита или отита), менингит (редко). Основной возбудитель — Bacteroides fragilis.
• Бактеремия и сепсис: Чаще всего вызывается Bacteroides fragilis.

¶Факторы патогенности

• Капсула: У Bacteroides fragilis капсула подавляет фагоцитоз и стимулирует образование абсцесса.
• Адгезины: Белки, обеспечивающие прикрепление к клеткам хозяина.
• Ферменты: Гиалуронидаза, коллагеназа, нейраминидаза, лецитиназа — разрушают ткани и способствуют распространению инфекции.
• Эндотоксин: У грамотрицательных форм (липополисахарид) обладает слабой токсичностью, но может вызывать воспаление.
• Бета-лактамазы: Многие штаммы Bacteroides и Prevotella продуцируют бета-лактамазы, что делает их устойчивыми к пенициллинам.

¶Диагностика

Диагностика инфекций, вызванных неспорообразующими анаэробами, затруднена из-за их медленного роста, требовательности к условиям культивирования и частого присутствия в ассоциациях с аэробами.

• Микробиологический метод: Посев клинического материала (гной, аспират, биоптат) на анаэробные питательные среды (например, кровяной агар с добавлением гемина и витамина К) в анаэростате или в атмосфере с 5-10% CO₂, 80-90% N₂ и 0-5% H₂. Инкубация длится 48-72 часа и более.
• Молекулярно-генетические методы: ПЦР-диагностика (в реальном времени) для выявления ДНК возбудителей, особенно для Bacteroides fragilis и Fusobacterium nucleatum.
• Масс-спектрометрия (MALDI-TOF): Позволяет быстро идентифицировать вид бактерий по белковому профилю.
• Газовая хроматография: Анализ продуктов метаболизма (короткоцепочечных жирных кислот) в клиническом образце может указывать на присутствие анаэробов.

¶Лечение

Лечение инфекций, вызванных неспорообразующими анаэробами, требует комплексного подхода:

• Хирургическое вмешательство: Дренирование абсцессов, удаление некротизированных тканей, санация очага инфекции.
• Антибиотикотерапия: Выбор препарата зависит от вида возбудителя и его чувствительности. Основные группы:
• Метронидазол: Препарат выбора для большинства анаэробов, включая Bacteroides (активен против грамотрицательных форм).
• Карбапенемы (имипенем, меропенем): Широкий спектр, активны против большинства анаэробов.
• Комбинации пенициллинов с ингибиторами бета-лактамаз (амоксициллин/клавуланат, пиперациллин/тазобактам): Активны против многих штаммов, продуцирующих бета-лактамазы.
• Клиндамицин: Активен против грамположительных анаэробов и многих Bacteroides, но растёт устойчивость.
• Цефокситин, цефотетан: Цефалоспорины второго поколения с анаэробной активностью.
• Моксифлоксацин: Фторхинолон с антианаэробной активностью, но применяется ограниченно из-за риска побочных эффектов.
• Проблема резистентности: Распространение штаммов Bacteroides fragilis, устойчивых к метронидазолу и карбапенемам, является серьёзной клинической проблемой.

¶Интересные факты

• Bacteroides thetaiotaomicron — один из наиболее изученных видов, используется как модель для изучения симбиоза бактерий с хозяином.
• Fusobacterium nucleatum ассоциирован с развитием колоректального рака: он может способствовать росту опухоли и метастазированию.
• Propionibacterium acnes (в настоящее время переименован в Cutibacterium acnes) участвует в развитии акне, но также может вызывать инфекции после имплантации суставов.
• Неспорообразующие анаэробы являются основной причиной послеоперационных инфекций в абдоминальной хирургии.

¶Источники

• Левченко С. А., Макаров О. В. «Медицинская микробиология, вирусология и иммунология». — М.: ГЭОТАР-Медиа, 2020.
• Покровский В. И., Поздеев О. К. «Инфекционные болезни и эпидемиология». — М.: ГЭОТАР-Медиа, 2018.
• Murray P. R., Rosenthal K. S., Pfaller M. A. «Medical Microbiology». — 9th ed. — Elsevier, 2020.
• Jousimies-Somer H. R. et al. «Wadsworth-KTL Anaerobic Bacteriology Manual». — 6th ed. — Star Publishing, 2002.
• Brook I. «Anaerobic Infections: Diagnosis and Management». — Informa Healthcare, 2007.
• Finegold S. M. «Anaerobic Infections in Humans». — Academic Press, 1989.
• Национальное руководство по клинической микробиологии. Под ред. В. В. Зверева, И. А. Бойченко. — М.: ГЭОТАР-Медиа, 2021.