Патогенез
Патогенез лямблиоза является многофакторным и включает в себя множество механизмов, а также иммунных и неимунных процессов в слизистой оболочке (СО) кишечника. Входными воротами инфекции являются верхние отделы тонкой кишки, на одном квадратном сантиметре которой может находиться до 1 млн лямблий. Трофозоиты прилипают к эпителиальным клеткам и размножаются, но, как правило, не проникают в слизистую оболочку кишечника и не вызывают изъязвлений СО. Размножение простейших в кишечнике человека в таких огромных количествах не может быть безразличным для организма, поскольку лямблии конкурируют с организмом хозяина за питательные вещества. Так, например, Giardia не хватает основных ферментов, необходимых для синтеза холестерина, поэтому они должны приобретать необходимые вещества из просвета кишки. Происходит это с помощью вакуолей, располагающихся на дорзальной поверхности, в то время как клейкий вентральный диск прилеплен к эпителиальным клеткам, а жгутики координированными движениями направляют поток богатой нутриентами жидкой среды к вакуолям. Поглощение лямблиями углеводов, витаминов А и В12, железа и цинка может приводить к клинически выраженной мальабсорбции.
Особое внимание исследователей привлекает поглощение лямблиями аргинина, поскольку этот процесс усиливает активность паразита и наносит существенный ущерб хозяину. Stadelmann и его коллеги показали, что изолят Giardia, экспрессирующий аргининдезаминазу, быстро истощает аргинин, что в результате нарушает клеточный цикл эпителиальной клетки. Так как и Giardia с помощью дегидролазного пути, и эпителиальные клетки используют аргинин для роста, этот механизм может объяснить, почему в условиях дефицита аргинина, таких как тяжелая белковая недостаточность, при инфекции Giardia чаще наблюдается укорочение ворсинок. Кроме того, при дефиците аргинина в эпителиальных клетках снижается уровень оксида азота, что может изменить клеточные иммунные реакции.
Особенности обмена аргинина хозяина могут играть существенную роль в устойчивости к инфекции Giardia. Например, клеточный захват аргинина происходит через катионный транспортер, а экспрессия катионного транспортера увеличивается в некоторых типах клеток в присутствии АРО-Е 4/4 аллелотипа. Показано, что APO-E 4/4 аллелотип обеспечивает защиту от диареи у детей и инфекции Cryptosporidium у мышей, а также может ассоциироваться с лучшими когнитивными функциями у детей с лямблиозом.
Предполагается, что симптомы заболевания при лямблиозе являются следствием повреждения ткани хозяина, вызванного непосредственным контактом паразита с ворсинками кишечника. В течение своей жизни Giardia многократно прикрепляются и открепляются от эпителиальных монослоев стенки кишечника, вызывая механическое повреждение, а также за счет цистеиновых протеаз приводят к деградации белков апикального соединения, таких как комплекс-блокатор плотного соединения малой зоны-1, окклюдин, F-актин, актинин, E-кадгерин, клаудин-4. Разрушение плотных соединительных белков лежит в основе нарушения целостности кишечного барьера и парацеллюлярной бактериальной транслокации.
В ряде работ показано, что инвазия Giardia изменяет кишечную микробиоту хозяина на структурном и композиционном уровнях.
Проведенное нами изучение пристеночной микробиоты методом масс-спектрометрии микробных маркеров выявило у детей при лямблиозе снижение, по сравнению с нормой, количества таких микроорганизмов, как Streptococcus sp. (249 кл/г×105 и 72,4±16,1 кл/г×105,
р <0,05), Clostridium propionicum (288 кл/г×105 и 62,6±8,6 кл/г×105, р <0,05), Rhodococcus (423 кл/г×105 и 150,8±7,3 кл/г×105, р <0,05), Actinomadura (110 кл/г×105 и 11,2±2,3 кл/г×105, р <0,05), Enterococcus (290 кл/г×105 и 76,6±9,8 кл/г×105, р <0,05), Streptococcus/Ruminococcus (640 кл/г×105 и 76,6±18,6 кл/г×105, р <0,05) и увеличение, по сравнению с нормой, количества таких микроорганизмов, как Eubacterium lentum (68 кл/г×105 и 510,8±45,7 кл/г×105, р <0,05 ), Bacillus cereus (23 кл/г×105 и 176,4±11,2 кл/г×105, р <0,05), Lactococcus (262 кл/г×105 и 935±55,5 кл/г×105, р <0,05), Streptomyces (62 кл/г×105 и 191,6±14 кл/г×105, р <0,05), Clostridium ramosum (2000 кл/г×105 и 7083±343 кл/г×105, р <0,05), Campylobacter mucosalis (99 кл/г×105 и 1020,8±228 кл/г×105, р <0,05), семейство Enterobacteriaceae (0 кл/г×105 и 325±25 кл/г×105), Staphlococcus (120 кл/г×105 и 287,2±14,6 кл/г×105, р <0,05), Helicobacter pylori, h18 (14 кл/г×105 и 54,2±4,0 кл/г×105, р <0,05), вирусы семейства Herpes (59 кл/г×105 и 610,2±29,7 кл/г×105, р <0,05), цитомегаловирус (166 кл/г×105 и 1242,8±277,8 кл/г×105, р <0,05), микроскопические грибы, ситостерол (384 кл/г×105 и 1822±99 кл/г×105, р <0,05), Butyrivibrio/Cl. Fimetarum (0 кл/г×105 и 598,8±103,9 кл/г×105, р <0,05), Propionibacterium jensenii (0 кл/г×105 и 1401,8±226,9 кл/г×105, р <0,05). Особенностью микрофлоры щеточной каймы при лямблиозе явилось отсутствие значимых изменений в содержании бифидобактерий и лактобацилл при значительном повышении титра условно-патогенных бактерий, вирусов и грибов.