Меню Рубрики

Короткоцепочные жирные кислоты анализ крови

Короткоцепочечные жирные кислоты (сокращённое наименование: КЖК или КЦЖК; англ. short-chain fatty acids (SCFAs) или volatile fatty acids (VFAs)) — обобщённое наименование ряда предельных одноосновных карбоновых кислот, имеющих относительно небольшое количество (не более 6) атомов углерода.

Короткоцепочечные жирные кислоты играют важную роль в физиологии пищеварения.

В различных отраслях знания к короткоцепочечным жирным кислотам относят разный набор карбоновых кислот. В данном Справочнике, исходя из сложившихся в физиологии пищеварения традиций, к короткоцепочечным жирным кислотам относят следующие кислоты (Минушкин О.Н., Малкоч А.В., Бельмер С.В., Ардатская М.Д.):

Наименование и обозначение КЖК Химическая формула Схематическое изображение Производные (соли и сложные эфиры)
Уксусная C2 CH3-COOH ацетаты
Пропионовая С3 CH3-CH2-COOH пропионаты
Масляная С4 CH3-(CH2)2-COOH бутираты
Изомасляная iC4 (CH3)2-CH-COOH изобутираты
Валериановая С5 CH3-(CH2)3-COOH валераты
Изовалериановая iС5 CH3-CH(CH3)-CH2-COOH изовалераты
Капроновая С6 CH3-(CH2)4-COOH гексанаты
Изокапроновая iC6 (CH3)2-CH-CH2-CH2-COOH изогексанаты

Цифра после «С» в обозначении КЖК указывает на число атомов углерода в кислоте.

Изомасляная, изовалериановая и изокапроновая кислоты являются изомерами масляной, валериановой и капроновой кислот, соответственно, и так называемыми «жирными кислотами с разветвлённой углеродной цепью» и с биохимической точки зрения жирными кислотами не являются. Поэтому карбоновые кислоты с «разветвлённой цепью» часто не включают в список КЖК.

Иногда к КЖК относят также муравьиную кислоту (С1), иногда не включают капроновую и изокапроновую кислоты.

Уксусная, пропионовая, масляная, валериановая и капроновая кислоты являются насыщенными жирными кислотами.


Метаболизм короткоцепочечных кислот в кишечнике (М.Д. Ардатская)

Большая часть КЖК, образовавшихся в толстой кишке, всасывается. Обычно, с калом выводится не более 5% от их общего количества. Всасывание КЖК происходит при участии активных транспортных систем колоноцитов и наиболее хорошо изучено в отношении масляной кислоты. Установлено, что масляная кислота поступает в колоноцит в обмен на гидрокарбонатные ионы. Часть всосавшейся масляной кислоты поступает опять в просвет кишки в обмен на ионы хлора, однако значительная часть её остается в колоноците и утилизируется им. Кроме того, всасывание масляной кислоты тесно связано с всасыванием натрия: блокирование всасывания масляной кислоты блокирует всасывание натрия и наоборот. Это взаимодействие имеет особое значение, так как поступление натрия в колоноцит определяет всасывание воды. Кроме того, КЖК определяют всасывание кальция и магния. Таким образом, эффективность всасывания КЖК имеет значение не только для поддержания водно-электролитного равновесия и минерального обмена в организме, но также для регуляции моторики толстой кишки, проявляя свой антидиарейный эффект. Важной функцией микрофлоры в связи с метаболизмом в КЖК является обеспечение колоноцита энергией, которую для энергетических целей не менее, чем на 70% даёт масляная кислота. Доказано, что КЖК являются регуляторами апоптоза и обладают антиканцерогенным эффектом. Поступившие в колоноцит уксусная и пропионовая кислоты на уровне толстой кишки участвуют в регуляции её кровотока, повышая его и тем самым обладают антиишемическим эффектом. Концентрация КЖК (в основном уксусной и пропионовой кислот) в воротной вене составляет в среднем 375±70 ммоль/л, в то время как в оттекающей от печени крови она снижается до 148±42 ммоль/л, а в периферической крови — 79±22 ммоль/л. Таким образом, печень задерживает примерно половину поступивших через колоноцит КЖК, а периферические ткани элиминируют еще одну четверть их. Большая часть уксусной и пропионовой кислот в тканях идёт на синтез глюкозы и небольшая часть (не более 10%) на энергетические нужды. Можно выделить следующие функции КЖК (Акопян А.Н.):

Эффект Метаболиты, ответственные за эффект
Образование нейромедиаторов Пропионовая, масляная и валериановая кислоты
Антибактериальный эффект Пропионовая кислота и её производные (пропионаты)
Активация фагоцитоза Муравьиная кислота и ее производные (формиаты, оксид азота)
Регулировка моторной активности кишечника Уксусная кислота и её производные (ацетаты), пропионовая кислота, масляная кислота и её производные (бутираты), оксид азота
Усиление местного иммунитета, поставка субстратов липогенеза Уксусная кислота и ее производные (ацетаты)
Регуляция пролиферации и дифференцировки эпителия, нейтрализация пищевых канцерогенов Масляная кислота и её производные (бутираты)
Энергообеспечение эпителия и поддержка ионного обмена Масляная кислота и её производные (бутираты)

Нормальные уровни короткоцепочечных жирных кислот у здоровых детей в кале (Наринская Н.М.) и взрослых (Логинов В.А.):

  • уксусная кислота (C2) — 0,634±0,004
  • пропионовая кислота (C3) — 0,189±0,005
  • масляная кислота (C4) — 0,176±0,004
  • изовалериановая кислота (iC5) — 0,004±0,001
  • сумма изокислот (iCn) — 0,059±0,0015

Нормальные уровни короткоцепочечных жирных кислот у здоровых пациентов в дуоденальном содержимом (Логинов В.А.), мг/г:

  • уксусная кислота (C2) — 0,739±0,006
  • пропионовая кислота (C3) — 0,149±0,003
  • масляная кислота (C4) — 0,112±0,002

Нормальные уровни короткоцепочечных жирных кислот в ротовой полости (Богданова В.О.), мг/г:

  • уксусная кислота (C2) — 0,810±0,009
  • пропионовая кислота (C3) — 0,145±0,007
  • масляная кислота (C4) — 0,045±0,002
  • сумма изокислот (iCn) — 0,050±0,004

Бактерии кишечника, продуцирующие короткоцепочечные жирные кислоты (Ардатская М.Д., Минушкин О.Н.):

Бактерии кишечника Основные продуцируемые КЖК Дополнительные КЖК
Bifidobacterium, Lactobacillus, Actinomyces, Ruminococcus уксусная
Veillonella, Propionibacterium, Anaerovibrio (polar flagella) пропионовая уксусная
Acidaminococcus, Bacteroides, Clostridium, Eubacterium, Fusobacterium, Lachnospira, Butyrivibrio (polar flagella), Gemmiger, Coprococcus масляная уксусная
Clostridium difficile уксусная, масляная, изомасляная, валериановая, изовалериановая, изокапроновая
Megasphaera масляная, изомасляная, валериановая, капроновая, изовалериновая, изокапроновая

Публикации, затрагивающие роль короткоцепочечных жирных кислоты в физиологии и заболеваниях пищеварительного тракта человека, предназначенные для профессионалов здравоохранения

У короткоцепочечных жирных кислот имеются противопоказания, побочные действия и особенности применения, при употреблении в целях оздоровления или в составе лекарств или БАДов необходима консультация со специалистом.

источник

Определение содержания в кале некоторых короткоцепочечных жирных кислот, являющихся продуктами метаболизма обитающих в кишечнике микроорганизмов, соотношение которых изменяется при нарушениях качественного и количественного состава микрофлоры кишечника, обусловленных различными функциональными и иммуновоспалительными заболеваниями желудочно-кишечного тракта.

Биохимический анализ кала на дисбактериоз, биохимическое исследование микрофлоры кишечника.

Faecal short-chain fatty acids (SCFA).

Какой биоматериал можно использовать для исследования?

Как правильно подготовиться к исследованию?

  • Исключить прием слабительных препаратов, введение ректальных свечей, масел, ограничить (по согласованию с врачом) прием медикаментов, влияющих на перистальтику кишечника (белладонна, пилокарпин и др.), и препаратов, влияющих на окраску кала (железо, висмут, сернокислый барий), в течение 72 часов до сбора кала.

Общая информация об исследовании

В различных частях тела человека обитает огромное количество микроорганизмов, более половины из них заселяет различные отделы желудочно-кишечного тракта. Около 90% микробиоты кишечника составляют постоянно обитающие виды бактерий, чуть менее 10% — добавочные, или факультативные, микроорганизмы, и менее 1% приходится на транзиторные — случайно попавшие в кишечник виды. Одним из основных аспектов «взаимовыгодного» сосуществования человека и обитающих в его кишечнике бактерий является их участие в процессах пищеварения. В частности, в процессе переработки сахаросодержащих соединений отдельные виды населяющих толстый кишечник бактерий способны производить так называемые короткоцепочечные жирные кислоты. Это обобщенное название органических соединений, содержащих относительно небольшое количество атомов углерода и считающихся биохимическими маркерами симбиоза человеческого организма и населяющей кишечник микрофлоры. Большая часть образовавшихся в кишечнике короткоцепочечных жирных кислот всасывается, с калом выводится около 5% от их общего количества.

В данном исследовании определяется содержание к фекалиях короткоцепочечных жирных кислот, продуцируемых в основном анаэробной микрофлорой, к которым относятся:

уксусная – С2 (обозначение указывает, что в молекуле кислоты содержится два атома углерода);

пропионовая – С3;

масляная – С4;

изомасляная – iС4 (изомеры характеризуются одинаковым атомным составом, но различаются пространственной структурой и, как следствие, некоторыми физическими и химическими свойствами);

изовалериановая — iC5;

изокапроновая — iC6.

А также расчетные показатели:

изоCn/Cn– отношение суммарного содержания кислот с разветвленной цепью (изомеров) к кислотам с неразветвленной цепью;

АИ – анаэробный индекс – отношение суммы пропионовой и масляной кислот к уксусной кислоте.

По результатам многочисленных исследований подтверждено, что посредством участия продуктов метаболизма кишечной микрофлоры, в частности короткоцепочечных жирных кислот, в различных биологических процессах организма человека она выполняет ряд важнейших функций, в том числе обмен веществ и энергии, стимуляция иммунной системы и блокирование активации патогенной флоры, регуляция моторной активности кишечника.

Различные виды микроорганизмов обладают способностью к преимущественному синтезу той или иной короткоцепочечной жирной кислоты. Патологические изменения, происходящие в желудочно-кишечном тракте, а по результатам некоторых наблюдений, даже не связанная с ЖКТ патология, приводят к изменению качественного и количественного состава кишечной микрофлоры, что проявляется в том числе изменением концентрации тех или иных кислот. Вместе с тем возникающие нарушения в микробиоте кишечника способствуют дальнейшему сохранению и прогрессированию патологических изменений.

В последнее время в диагностическую практику все больше включают косвенное исследование состава кишечной микрофлоры путём определения содержания в кале различных короткоцепочечных жирных кислот. На основании многочисленных клинических наблюдений предложены типы изменений состава КЖК, являющиеся параметрами выбора средств фармакологической коррекции. Данная методика позволила индивидуализировать подход к лечению и, как следствие, повысить его эффективность. Кроме того, на основании динамики изменений состава КЖК проводится мониторинг эффективности проводимой терапии – при эффективном лечении происходит нормализация количественного и качественного состава короткоцепочечных жирных кислот.

Для чего используется исследование?

Для оценки состояния микрофлоры кишечника;

скрининг и дифференциальная диагностика заболеваний кишечника, в том числе в качестве уточняющего теста при функциональных расстройствах ЖКТ;

диагностика активности и распространенности патологического процесса при воспалительных заболеваниях кишечника;

выбор индивидуального лечения для пациентов с патологией ЖКТ и последующая оценка его эффективности;

диагностика недостаточности внешнесекреторной функции поджелудочной железы при хроническом панкреатите.

Когда назначается исследование?

  • При симптомах функциональных расстройств желудочно-кишечного тракта, а также проявлениях воспалительных заболеваний кишечника (например, обострения неспецифического язвенного колита): диарея, запоры, боли в животе, метеоризм и т.д.

Абсолютное содержание уксусной кислоты (C2)

Относительное содержание уксусной кислоты (C2)

Абсолютное содержание пропионовой кислоты (C3)

Относительное содержание пропионовой кислоты (C3)

Абсолютное содержание масляной кислоты (C4)

Относительное содержание масляной кислоты (C4)

Абсолютное содержание ИзоCn (изоС4 + изоС5 + изоС6)

Относительное содержание ИзоCn (изоС4 + изоС5 + изоС6)

Соотношение уровней различных КЖК отражает преобладание в составе микрофлоры кишечника тех или иных видов бактерий. Анаэробные микроорганизмы, продуцирующие КЖК:

уксусная — Bifidobacterium, Lactobacillus, Actinomyces, Ruminococcus;

пропионовая — Veillonella, Propionibacterium, Anaerovibrio;

масляная — Acidaminococcus, Bacteroides, Clostridium, Eubacterium, Fusobacterium, Lachnospira, Butyrivibrio, Gemmiger, Coprococcus;

изокислоты — Bacteroides, Megasphaera.

Общее содержание КЖК используется для оценки метаболической активности кишечной микрофлоры. Низкое общее содержание КЖК свидетельствует о понижении метаболической активности нормальной микрофлоры, возможном снижении моторики толстой кишки, а также о дефиците пищевых субстратов. Повышение общего уровня КЖК может отмечаться при избыточной колонизации толстой кишки отдельными представителями анаэробной микрофлоры, усилении ее метаболической активности, а также при ферментативной недостаточности и нарушениях всасывания.

Анаэробный индекс – отражает отношение строгих анаэробов к аэробам и факультативным анаэробам. Его повышение связано с угнетением популяции строгой анаэробной микрофлоры.

Согласно данным некоторых исследовательских работ, выявлены следующие закономерности изменения состава КЖК при различной патологии кишечника:

для синдрома раздраженного кишечника с преобладанием запоров характерно повышение содержания уксусной кислоты, увеличение отношения суммарного содержания изокислот к кислотам с неразветвленной цепью и смещение анаэробного индекса в сторону слабоотрицательных значений;

при СРК с диареей и неспецифическом язвенном колите отмечается повышение концентрации пропионовой и масляной кислот (однако повышение масляной кислоты при НЯК выражено больше), анаэробный индекс смещен в сторону резко отрицательных значений; кроме того, при СРК с запорами снижено отношение ИзоCn/Cn;

также выявлены закономерности изменения содержания КЖК в зависимости от локализации процесса при неспецифическом язвенном колите: при дистальном поражении уровни пропионовой и масляной кислот изменяются в одном направлении, при левостороннем и тотальном поражении их изменения разнонаправлены, при левостороннем возрастает уровень масляной кислоты, а при тотальном – пропионовой.

Что может влиять на результат?

  • Предшествующая терапия противомикробными лекарственными препаратами изменяет состав микрофлоры ЖКТ, поэтому исследование желательно проводить спустя как минимум 14 дней после окончания лечения антибиотиками. В данном случае желательно проконсультироваться с врачом о целесообразности и оптимальных сроках проведения данного исследования.



  • В данном тесте определяются в основном короткоцепочечные жирные кислоты, являющиеся продуктами обмена веществ анаэробных микроорганизмов (живущих в условиях отсутствия кислорода), которые чаще всего не определяются при рутинном микробиологическом исследовании ввиду сложной технологии культивирования.
  • Нецелесообразно проведение данного исследования для диагностики инфекционных поражений ЖКТ.
  • Копрограмма
  • Дисбактериоз кишечника
  • Посев кала на условно-патогенную флору с определением чувствительности к антибиотикам
  • Посев кала на патогенную флору (диз. группа и тифопаратифозная группа) с определением чувствительности к антибиотикам.
  • Определение токсина А Clostridium difficile
  • Комбинированное обследование при воспалительных заболеваниях кишечника
  • Кальпротектин в кале

Кто назначает исследование?

Гастроэнтеролог, терапевт, врач общей практики, педиатр.

  • Per G. Farup, Knut Rudi and Knut Hestad. Faecal short-chain fatty acids — a diagnostic biomarker for irritable bowel syndrome? / BMC Gastroenterology (2016) 16:51.
  • Alexandra L. McOrist, Guy C. J. Abell, Caroline Cooke and Kerry Nyland. Bacterial population dynamics and faecal short-chain fatty acid (SCFA) concentrations in healthy humans. British Journal of Nutrition (2008), 100, 138–146.
  • Ардатская М. Д., Минушкин О. Н. Современные принципы диагностики и фармакологической коррекции / Гастроэнтерология, приложение к журналу Consilium Medicum. – 2006. — Т. 8. – №2.
  • Ардатская М. Д. Клиническое значение короткоцепочечных жирных кислот при патологии желудочно-кишечного тракта. Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора медицинских наук. Москва, 2003 год.
Читайте также:  Увеличение plt в анализе крови

источник

В современном понимании процессов в организме человека микрофлора уже выделена как важнейшая адаптационная система. Основным пищевым субстратом для нормофлоры кишечника являются пищевые волокна, расщепленные (ферментированные) сахаролитической микрофлорой до простых углеводов. Именно при гидролизе нерастворимых дисахаридов, особенно лактитола, полезными лакто— и бифидобактериями и синтезируются КЦЖК – короткоцепочечные жирные кислоты. И вся история с полезной микрофлорой, помимо их способности образовывать биопленки, во многом сводится к роли этих жизненно важных для человека метаболитов полезных бактерий – КЦЖК.

В верхних отделах толстого кишечника происходит ферментация пищевого химуса и всасывание аминокислот и витаминов, синтезируемых бактериями, а также электролитов и до 95% воды. В дистальных отделах всасывание частично и это больше накопительный орган.

Пищевые компоненты расщепляются разнообразными бактериальными ферментами – протеазой и пептидазой, полисахаридазой и гликозидазой до олигомеров (глюкозы и аминокислот), которые, далее, ферментируются до органических кислот, водорода, углекислого газа, метана, воды и короткоцепочных жирных кислот. При расщеплении гликопротеинов и полисахаридов бактериальными ферментами — гликозидазами, образуются моносахара: глюкоза, галактоза, окисление которых способствует выделению в окружающую среду тепла в виде 60% их свободной энергии.

Анаэробные полезные бактерии гидролизуют простые углеводы с образованием короткоцепочечных жирных кислот – уксусной, пропионовой и масляной – ацетата, пропионата, бутирата.

КЖК быстро всасываются в кровь и являются основным источником энергии для клеток слизистой толстого кишечника. Они стимулируют рост и обновление клеток слизистой, образование слизи, кровоток в слизистой, увеличивают всасывание воды и солей, регулируют кислотно-щелочной баланс, поддерживают микробное равновесие. КЖК – главный источник дыхательного субстрата и ацетил-коэнзима А, необходимых для метаболизма в клетках слизистой, для синтеза липидов и строительства клеточных мембран, для сохранения целостности клеток слизистой и регенерации клеток тканей.

Основные функции КЖК (влияние на слизистую кишечника):

  1. Главный источник энергии для слизистой кишечника
  2. Стимуляция пролиферации и дифференциации клеток слизистой
  3. Стимуляция кровотока в слизистой
  4. Стимуляция образования слизи
  5. Стимуляция всасывания хлорида натрия, калия, магния и воды
  6. Снижение рН в толстой кишке
  7. Поддержание целостности слизистой.

Ацетат – уксусная кислота, является метаболитом всех полезных бактерий кишечника – повышает поглощение кислорода, кровообращение в слизистой, он, проходя через печень, снова поступает в кровь, становится энергетическим субстратом для клеток тканей и органов: мышечной ткани, сердца, почек, головного мозга и других. Уксусная и молочная кислота регулируют уровень РН, моторную и секреторную активность кишечника, обладают послабляющим и антимикробным эффектами.

Пропионовая кислота – пропионат, транспортируется в печень и включается в процесс глюконеогенеза и синтеза биогенных аминов, улучшает микроциркуляцию в слизистой кишечника и поддерживает в ней метаболические процессы, блокирует прикрепление к колоноцитам условно-патогенной микрофлоры. Пропионовая и масляная кислоты участвуют в синтезе гормонов, нейромедиаторов (серотонина, эндорфинов).

Бутират – масляная кислота, стимулирует обновление клеток слизистой кишечника – рост и пролиферацию энтероцитов, крипт, влияет на кровоток в слизистой, и является основным энергетическим субстратом для клеток кишечника, обеспечивая до 70% потребности в энергии. Кроме того, масляная кислота участвует в регуляции многихметаболических и сигнальных процессов в кишечнике. Основными поставщиками бутирата являются пептококки, фузобактерии, эубактерии, клостридии.

Секретированные в просвет кишечника эти жирные кислоты регулируют рН (создают слабокислую среду) и тем обеспечивают колонизационную резистентность. Тормозится рост и размножение патогенных штаммов бактерий, которые в большинстве питаются белковыми субстратами – обладают протеолитическим метаболизмом. Это способствует подавлению гнилостных процессов и уменьшению образования аммиака, сульфидов, эндогенных канцерогенов, ароматических аминов. Очень важный механизм – участие КЖК в регуляции кишечной моторики, поддержание активной перистальтики, что способствует и осуществлению дезинтоксикационной функции – выведению продуктов метаболизма белков, токсинов, канцерогенов. Кишечник обладает собственной лимфоидной тканью, доказана роль КЖК в активации местного и системного иммунитета.

Выраженным антимикробным эффектом обладают молочная, уксусная, масляная, пропионовая кислоты в отношении: клебсиелл, протеев, псевдоманад, грамотрицательных энтеробактерий, других патогенных микроорганизмов.

В последнее годы наиболее информативным и достоверным методом диагностики дисбиоза кишечника (90-95% достоверности) является газово-жидкостная хроматография. Метод основан на разделении и анализе различных компонентов кишечного содержимого, прежде всего соотношения различных короткоцепочных жирных кислот: уксусной, пропионовой, масляной и валериановой, капроновой, изомасляной и других. Изменение их количества и соотношения от нормы характеризует состояние кишечной микрофлоры, преобладание нормофлоры или патогенных микрорганизмов и их взаимосвязи внутри нее.

Одним из наиболее вероятных пусковых механизмов развития различных нарушений в органах и тканях считают нарушение колонизационной резистентности. Ведь именно при участии нормофлоры и её КЖК происходит переваривание (ферментация) поступивших веществ, всасывание их через биопленку микроколоний полезных бактерий. Моноформы веществ поступают в кровь и в печень, где вступают в белковый, жировой, углеводный, витаминный и минеральный обмены. Кишечная микрофлора и печень являются главными системами, при взаимодействии которых происходят процессы метаболизма и детоксикации, очищения организма. При изменении в составе микрофлоры кишечника или функции печени нарушаются процессы гепатоэнтеральной регуляции. Это приводит к нарушению метаболических процессов, накапливаются токсины и метаболические шлаки, снижается питание и поступление энергии в клетки. Что приводит к повреждению клеток тканей, ухудшению их функции и структуры, и как следствие снижения их защиты, к развитию воспалительного процесса. Но и разорвать этот порочный замкнутый круг нарушений в системе кишечник-печень можно – восстанавливая микрофлору кишечника и улучшая функцию клеток печени.

Рациональное или диетическое питание, включающее растительную пищу, богатую пищевыми волокнами, антиоксидантами, витаминами и минералами или прием добавок к пище с лактитолом, пищевыми волокнами, живыми бактериями – будут способствовать поступлению в кишечник всех нужных полезной микрофлоре пищевых субстанций. Бактерии переработают и ферментируют свою пищу, выделят свои продукты жизнедеятельности – КЖК и тогда нашему организму будут не страшны вредные микроорганизмы и их токсины. Давайте любить и питать нашу полезную микрофлору, так как она заботится о нашем здоровье и хорошем настроении!

источник

Повышение эффективности терапии пациентов с заболеваниями печени на фоне дисбиоза кишечника короткоцепочечными жирными кислотами

Пребиотик, содержащий масляную кислоту и инулин, проявил себя как средство с многогранной клинической эффективностью. В составе комплексной терапии способствует улучшению результатов лечения заболеваний органов пищеварения, в том числе печени, и коррекции

В настоящее время известно, что на состояние микробиоценоза кишечника влияют различные факторы, среди которых заболевания желудочно-кишечного тракта, в том числе хронические заболевания печени (ХЗП) [4, 8, 9, 12].

Самым представительным и сложным в организме человека является кишечный микробиоценоз. В его состав входят представители 17 семейств, 45 родов и свыше 1500 видов микроорганизмов, а некоторые исследователи сообщают о 150 000 видов. Бактерии содержатся в количестве 10 12 КОЕ на 1 г содержимого толстой кишки. При этом общее количество микробных тел достигает 10 14 –10 15 . Важно, что число анаэробных микроорганизмов в 100–1000 раз превышает число аэробных. Анаэробные микроорганизмы в процессе своего метаболизма образуют большое количество разнообразных органических кислот, в первую очередь, короткоцепочные жирные кислоты (КЦЖК) или летучие жирные кислоты (ЛЖК) [3, 8, 9, 12].

Эти ЛЖК (уксусная, пропионовая, масляная) являются важнейшими регуляторами водного, электролитного и кислотно-щелочного балансов. КЦЖК — монокарбоновые кислоты с длиной цепи до 8 атомов углерода образуются в результате анаэробной деятельности микроорганизмов толстой кишки, а также углеводного, липидного метаболизма в печени и других тканях (рис. 1, 2). В присутствии этих кислот тормозится развитие условно-патогенных штаммов, которые в большинстве своем обладают протеолитическим типом метаболизма. Подавление протеолитических штаммов сопровождается угнетением гнилостных процессов и подавлением образования аммиака, ароматических аминов, сульфидов, эндогенных канцерогенов [16]. Пропионовая кислота транспортируется в печень и включается в процесс гликонеогенеза, а уксусная поступает в ткани в качестве энергетического субстрата. Основная функция масляной кислоты — снабжение энергией клеток слизистой оболочки толстой кишки и поддержание их основных функций. Существуют два физиологических пути поставки энергетических субстратов для колоноцита: 30% энергетических нужд обеспечивается через системную циркуляцию глюкозы, 70% энергетической потребности удовлетворяется КЦЖК, главным образом бутиратом. На сегодняшний день доказано, что роль масляной кислоты не исчерпывается ее ролью как энергетического источника для колоноцитов, а заключается в регуляции многих других метаболических и сигнальных процессов в кишечнике [1]. Благодаря выработке жирных кислот происходит регуляция рН внутрикишечного содержимого и обеспечивается колонизационная резистентность. Кроме того, КЦЖК принимают участие в регуляции кишечной моторики, осуществляют дезинтоксикационную функцию за счет выведения продуктов метаболизма белков [18]. Доказана их роль в энергообеспечении эпителиальных тканей, в процессах роста и дифференцировки колоноцитов, поставки субстратов гликонеогенеза, поддержании ионного и газового обменов, активации местного и системного иммунитета и многом другом [5]. Выполнение перечисленных и многих других метаболических функций возможно лишь в том случае, если нормальная микрофлора в полной мере обеспечена необходимыми для ее роста и развития нутриентами.

В макроорганизме КЦЖК находятся как в адгезированном к поверхностям состоянии, так и в виде свободных кислот. Исследование антагонизма в отношении кишечных бактерий показало, что рост 14 из 15 исследованных видов микроорганизмов ингибировался исключительно за счет эффекта ЛЖК. Для проявления антимикробного действия этих кислот определяющим моментом являлось рН смеси, поскольку при нейтральной реакции происходила диссоциация кислот и снятие их антимикробного действия, в то время как в присутствии масляной кислоты при рН 6,0 происходила быстрая гибель сальмонелл. Помимо масляной антимикробным действием в отношении аэробных бактерий обладают также пропионовая, уксусная, молочная и другие органические кислоты, образующиеся в процессе анаэробного метаболизма. Антимикробный эффект ЛЖК более выражен в отношении псевдомонад, чем грамотрицательных энтеробактерий; отмечена четкая корреляция концентрации ЛЖК в кишечном содержимом с численностью популяций клебсиелл, протеев и других потенциально патогенных энтеробактерий [9, 10, 12].

Микрофлора желудочно-кишечного тракта выполняет ряд метаболических функций, среди которых особая роль отводится поддержанию колонизационной резистентности. Нарушение колонизационной резистентности можно считать одним из наиболее вероятных пусковых факторов различных заболеваний, в первую очередь печени, так как после всасывания в кишечнике всего ферментированного многообразия антигенов, гаптенов, питательных и биологически активных веществ поступает именно в печень. При манифестации патологии какого-либо органа трудно выделить снижение колонизационной резистентности кишечника в самостоятельное патогенетическое звено, так как различные метаболические нарушения объединяются в единый дисметаболический процесс [14, 15].

Кратковременные изменения соотношения нормальной микрофлоры пищеварительного тракта называют дисбактериальными реакциями, а стойкие — дисбиозом или дисбактериозом, хотя более правильно (и это согласуется с мировой практикой зарубежных исследователей) такие изменения эндоэкологии человека называть нарушениями микробиоценозов слизистых желудочно-кишечного тракта с клиническими или другими симптомами проявлений или без них.

У больных хроническими заболеваниями печени нарушения состава нормальной кишечной микрофлоры выявляются практически в 100% случаев, причем тяжесть клинических проявлений заболевания нередко прямо связывают с выраженностью изменений микроэкологии кишечника [2, 4, 12, 19]. Кишечная микрофлора и печень являются основными системами, при взаимодействии которых осуществляются процессы детоксикации организма. Микробиота в составе биопленки первой вступает в контакт со всеми субстанциями, поступающими в организм с пищей, водой или воздухом атмосферы [6, 7]. Она трансформирует химические вещества в нетоксические конечные продукты либо в промежуточные соединения, легко разрушаемые в печени и удаляемые из организма. Нарушение взаимодействия печени и кишечника приводит к взаимным функциональным и структурным изменениям в них самих и в организме в целом. Вследствие этого гепатоэнтеральную регуляцию различных органических и неорганических соединений можно без преувеличения причислить к кардинальным гомеостатическим механизмам. Сниженная детоксикационная функция микрофлоры при дисбиозе кишечника увеличивает нагрузку на ферментативные системы печени, что способствует возникновению в ней метаболических и структурных изменений. Обсемененность кишечника условно-патогенной и патогенной флорой у больных хроническими заболеваниями печени ускоряет нарушение пристеночного пищеварения, тормозит синтез витаминов группы В, нарушает гепатоэнтеральную циркуляцию с образованием токсичных веществ, повышает проницаемость эпителия стенок кишечника для бактерий, токсических продуктов, микро- и макромолекул. Иными словами, возникает порочный круг, который поддерживает взаимоотягощающее поражение как кишечника, так и печени. В то же время нарушения процессов синтеза и экскреции компонентов желчи при заболеваниях печени могут привести к нарушению качественного и количественного состава микробиоты кишечника и в конечном итоге к нарушениям функционирования внутренних органов и развитию поливалентных клинических проявлений развития внутренней микробной дисгармонии.

Сложность патогенеза, этапное включение отдельных патологических факторов при развитии того или иного клинико-лабораторного синдрома заболевания, разнонаправленные изменения со стороны углеводного, липидного, белкового обмена организма человека, роли иммунной системы существенно затрудняют диагностику и адекватную фармакологическую коррекцию ХЗП. Несмотря на достижения в изучении этиологии и патогенеза ХЗП, вопросы их лечения на современном этапе окончательно не решены. При этом клинические проявления дисбиоза кишечника выявляются у большинства больных с патологией гепатобилиарной системы, причем тяжесть течения ХЗП не всегда коррелирует с выраженностью нарушений микроэкологии кишечника [8, 9, 12].

Читайте также:  Сдать анализ крови в гемотест

В многочисленных клинических исследованиях показано, что метаболические нарушения в печени, нередко ассоциированные с нарушениями микробиоценозов кишечника, включают в себя как печеночные, так и кишечные звенья патогенеза. В формировании стеатоза и стеатогепатита выделяют экзогенные факторы риска — избыточное поступление в гепатоцит из кишечника продуктов гидролиза липидов (жирных кислот), глюкозы, фруктозы, галактозы, алкоголя, и эндогенные — повышение концентрации и нарушение окисления жирных кислот в гепатоците, образующихся при липолизе периферического жира, который усиливается при дефиците или снижении тканевой чувствительности к инсулину, накопление в гепатоцитах триглицеридов, относительный или абсолютный дефицит апопротеинов В, компонентов комплемента С1–С3. Трансформация стеатоза в стеатогепатит обусловлена: повышением продукции провоспалительного цитокина ФНО-альфа жировой тканью, увеличением концентрации свободных жирных кислот, которые оказывают прямой повреждающий эффект на мембраны гепатоцитов и активирует цитохром Р450–2Е1 с повышением перекисного окисления липидов, накоплением реактивных форм кислорода (оксидативный стресс) и образованием избыточного количества высокотоксичных ксенобиотиков. Существенное значение в трансформации стеатоза в стеатогепатит играет наличие избыточного бактериального роста в кишечнике [10, 12, 13]. Так, по результатам водородного дыхательного теста у 50–75% таких больных выявляют избыточную бактериальную пролиферацию в тонкой кишке. Максимальная выраженность роста бактерий отмечается у больных неалкогольным стеатогепатитом с исходом в цирроз печени.

Изменение микрофлоры кишечника при хронических заболеваниях печени сопровождается нарушением процессов ферментации КЦЖК, что приводит к изменению их состава и концентрации в просвете. В частности, недостаток масляной кислоты приводит к структурным и функциональным изменениям на уровне колоноцита и организма в целом. В связи с этим разработан ряд лечебных мероприятий по коррекции дефицита жирных кислот с короткой цепью: назначение препаратов пробиотической группы или применение препаратов пребиотической группы.

Пробиотики в своем составе содержат микроорганизмы, участвующие в синтезе КЦЖК. Монотерапия пробиотиками в лечебной практике имеет ряд недостатков. Пробиотики не всегда могут быстро обеспечить восстановление и поддержание оптимального состояния кишечного микробиоценоза; инактивируются под действием желудочного сока, желчи, ферментов; могут воздействовать лишь на отдельные микробиоценозы; часто имеют невысокую исходную концентрацию микроорганизмов в назначаемых препаратах из-за нарушения условий их хранения. Наряду с пробиотиками и для потенцирования их активности используются для коррекции дефицита КЦЖК и пребиотики. Пребиотики способны при правильном назначении селективно стимулировать рост и/или размножение, а также метаболическую активность одного вида или определенной группы микроорганизмов собственной микрофлоры хозяина.

Пребиотическим эффектом обладают: пищевые волокна (Мукофальк); полисахариды (инулин, пектины, декстрин); олигосахариды (лактитол, лактулоза, фруктоолигосахариды, галактоолигосахариды); моносахариды (ксилит, рафиноза); растительные и микробные экстракты (дрожжевой, морковный, картофельный, кукурузный, рисовый, тыквенный, чесночный); аминокислоты (валин, аргинин, глутаминовая кислота); антиоксиданты (витамины А, С, Е, каротиноиды, соли селена); ненасыщенные жирные кислоты (эйкозапентаеновая кислота); экстракты различных водорослей и пребиотические комплексы (Флоролакт).

Механизм действия пребиотиков обусловлен тем, что они являются пищей для сахаролитической флоры, к которой относят облигатные штаммы бифидо- и лактобактерий и молочнокислых стрептококков. В толстой кишке пребиотики служат дополнительным «топливом» для интенсификации естественных процессов ферментации, которые были нарушены в результате заболевания. Образовавшиеся в результате этого летучие жирные кислоты: масляная, уксусная и пропионовая оказывают положительные клинические эффекты, которые описаны выше. Пребиотики, в отличие от пробиотиков, не изменяют свою активность при воздействии агрессивных сред пищеварительной системы, селективно стимулируют рост собственной эндогенной микрофлоры и являются лечебным энергетическим субстратом для нарушенной заболеванием собственной микрофлоры хозяина [11].

Пребиотики по лечебным воздействиям обеспечивают более стойкий клинико-бактериологический эффект. Иными словами, про- и пребиотики как лечебные препараты не до конца компенсируют нарушенные патологией звенья ферментативных процессов синтеза КЦЖК, а значит, и их терапевтические эффекты.

В России с 2011 года зарегистрирован и широко применяется для лечения ряда заболеваний ЖКТ препарат Закофальк. В его состав входит масляная кислота и инулин в дозе по 250 мг, которые помещены в полимерную мультиматриксную капсулу NMX.

Масляная кислота в норме образуется в толстой кишке в результате расщепления нормальной микрофлорой кишки неперевариваемых углеводов, поступающих вместе с пищей. Основная функция масляной кислоты — снабжение энергией клеток слизистой оболочки толстой кишки и поддержание их в здоровом функциональном состоянии.

Инулин является растворимым пищевым волокном, которое создает питательную среду для микрофлоры кишечника, тем самым стимулирует рост полезных бактерий (пребиотическое действие). Также в результате метаболизма инулина бактериями кишки образуется эндогенная масляная кислота.

Нами на кафедре внутренних болезней и нефрологии СЗГМУ им. И. И. Мечникова было проведено исследование Закофалька. Обследовано 32 пациента, средний возраст которых составил 58,24 ± 10,8 года. Основную группу (ОГ) составили 22 пациента, дополнительно получающие Закофальк с целью коррекции микрофлоры кишечника. Группу сравнения (ГС) составили 10 пациентов с ХЗП. Группы были сопоставимы по полу, возрасту, этиологической структуре, тяжести и степени активности патологического процесса. Распределение больных в зависимости от нозологии: 16 пациентов с неалкогольной жировой болезнью печени (НАЖБП) на стадии стеатогепатита (50%), с перекрестным синдромом (ПС) (первичный билиарный цирроз/аутоиммунный гепатит) 4 пациента (12,5%), с хроническим вирусным гепатитом В (ХВГВ) — 4 пациента (12,5%), хроническим вирусным гепатитом С (ХВГС) — 6 пациентов (18,8%), криптогенным гепатитом (КГ) — 2 пациента (6,2%).

Пациентам обеих групп назначался двухнедельный курс инфузионной терапии, включающей глюкозу 5% раствор, — ежедневно внутривенно капельно — 500,0, тиамина бромид (витамин В1) 3% раствор — ежедневно внутримышечно — 2,0, пиридоксина гидро­хлорид (витамин В6) 5% раствор — ежедневно внутримышечно — 2,0, аскорбиновую кислоту (витамин С) 5% раствор — ежедневно внутривенно струйно — 5,0. Внутрь назначался гепатопротектор, по стандартной схеме в течение 4 недель.

Пациенты основной группы помимо традиционной терапии дополнительно получали Закофальк по 1 капсуле 2 раза в день во время еды в течение 1 месяца.

Для оценки эффективности изучалась динамика жалоб, объективного статуса пациентов, биохимических и клинических анализов крови, уровень нарушенного сознания (тест связи чисел (ТСЧ)), качество жизни, исследования кишечного микробиоценоза, уровень фекального кальпротектина.

До лечения все пациенты (100%) предъявляли жалобы на астеновегетативный синдром, нарушение стула, боли в животе, в области пупка или по ходу толстой кишки, которые имели тянущий, ноющий характер, реже — схваткообразный или колющий. Из них у 19 пациентов (59,3%) до лечения отмечалась склонность к запорам — стул 4–5 раз в неделю; у 8 пациентов (25%) — отмечались эпизоды непоследовательной диареи — стул 1–2 раза в сутки. У 5 пациентов (16,7%) отмечалось чередование поносов и запоров. Практически все пациенты (97,7%) отмечали вздутие живота, метеоризм, урчание.

Установлено, что через 5–7 дней от начала приема Закофалька отмечалась положительная клиническая динамика: уменьшение астенического синдрома и диспепсического синдрома, купирование либо смягчение метеоризма, нормализация частоты и регулярности стула отмечена у 13 (72%) больных. Однако у 3 пациентов отмечалась медленная нормализация нарушения стула, в связи с чем нами было рекомендовано увеличение дозы Закофалька до 4–6 таблеток в сутки. В результате чего у всех больных основной группы через 2 недели от начала терапии отмечалось улучшение процесса дефекации — появление более мягкого стула, уменьшение натуживания при дефекации у лиц со склонностью к констипации и уменьшение частоты эпизодов диареи у пациентов со склонностью к послаблениям. Боли в животе регрессировали у 19 пациентов (59%), у остальных значительно уменьшилась их интенсивность и частота. Ощущение вздутия полностью прошло у 15 (47%) больных, у 7 (22%) пациентов интенсивность вздутия уменьшилась (рис. 3).

В группе сравнения в процессе лечения интенсивность болей в животе уменьшалась у 7 пациентов (22%), вздутие живота сохранялось у 4 (12,5%), нормализация стула отмечалась у 1 пациента (3,1%).

1. Динамика показателей крови у пациентов с хроническими заболеваниями печени с дисбиозом толстой кишки на фоне приема Закофалька

Через 1 месяц на фоне приема Закофалька у больных ХЗП отмечалось более выраженное снижение активности ферментов аланинаминотрансферазы (АЛТ), аспартатаминотрансферазы (АСТ), щелочной фосфатазы (ЩФ) и содержания билирубина и холестерина, по сравнению с контрольной группой. Тогда как выраженных изменений уровня общего белка при приеме Закофалька не наблюдалось. В группе контроля достоверных различий не было получено практически ни по одному показателю (табл.).

2. Динамика количественных и качественных изменений состава микрофлоры у пациентов с хроническими заболеваниями печени до и после проведения терапии Закофальком

Бактериологическое исследование испражнений на дисбиоз проводилось до лечения и повторно всем пациентам на 31-й день лечения.

Было установлено, что нарушения кишечного микробиоценоза (КМ) выявлялись у всех обследованных. При этом дисбиоз 1-й степени — у 9 человек (28%), 2-й степени — у 14 человек (43,8%), 3-й степени — у 8 человек (25%), 4-й степени — у 1 человека (3,2%) (рис. 4).

До лечения у пациентов основной группы отмечалось снижение количества представителей нормальной микрофлоры кишечника (Bifidobacterium, Lactobacillus, Bacteroides, E. coli с нормальной ферментативной активностью) и рост представителей условно-патогенной флоры (Klebsiella oxytoca, Citrobacter freundii, стафилококки, грибы рода Candida), после проведенного лечения это соотношение изменилось — отмечалась положительная динамика. Наблюдалось снижение степени дисбиоза у 20 человек (62,5%), повышение количества бифидо-, лактобактерий и общего количества кишечной палочки, снижение лактозонегативной кишечной палочки у всех пациентов основной группы. Также отмечалась тенденция к уменьшению количества условно-патогенных штаммов (Klebsiella oxytoca, Citrobacter freundii, Klebsiella pneumonia, Enterobacter cloacae, Citrobacter diversus). Рост стафилококка и грибов рода Candida отсутствовал (рис. 5).

У пациентов группы сравнения картина была несколько иной — как и в основной группе до лечения, отмечалось снижение представителей нормальной микрофлоры толстой кишки и рост условно-патогенной, но после проведенного лечения уровень показателей количественного и качественного состава микрофлоры толстой кишки практически не изменился. Отмечалась тенденция к увеличению количества условно-патогенных штаммов.

3. Динамика иммунологических показателей у пациентов с хроническими заболеваниями печени с дисбиозом толстой кишки на фоне приема Закофалька

Выявлено положительное влияние на состояние иммунного статуса у 82% больных, получавших Закофальк в течение 1 месяца. Отмечена тенденция к снижению содержания в сыворотке провоспалительных цитокинов IL-1-бета, IL-8 и незначительное увеличение противовоспалительного цитокина IL-4, IL-10 (рис. 6).

Кроме того, отмечается снижение показателей IL-1-альфа, IL-6, IL-8, ФНО-альфа в спонтанной, индуцированной продукции и содержание в сыворотке (рис. 7).

4. Динамика печеночной энцефалопатии у пациентов с хроническими заболеваниями печени с дисбиозом толстой кишки на фоне приема Закофалька

На фоне приема Закофалька у больных ХЗП отмечалось более выраженное снижение проявлений печеночной энцефалопатии (ПЭ). Так, время, необходимое для выполнения теста связи чисел на цифровую последовательность у всех больных основной группы (ОГ) уменьшился: ТСЧ от 51 ± 4 сек до 37 ± 2 сек (р 0,05) ТСЧ с 57 ± 4 сек до 47 ± 3 сек. При этом у пациентов в ОГ отмечалась достоверная корреляция ТСЧ и количества лактозонегативной кишечной палочки и грибов рода Cand >

5. Динамика показателей качества жизни на фоне приема Закофалька

До лечения у 100% пациентов отмечалось снижение показателей, характеризующих физический и психологический компоненты здоровья. Анализ данных представлен на рис. 9 и показал улучшение показателей, характеризующих физический компонент здоровья: повышение уровня физического функционирования (PF), снижение интенсивности болевого синдрома (BP), за счет изменения которых отмечено повышение уровня ролевого функционирования, обусловленного физическим состоянием (RP), и, соответственно, повышение уровня общего состояния здоровья (GH).

6. Динамика уровня фекального кальпротектина на фоне приема Закофалька

Фекальный кальпротектин является одним из биомаркеров «фекального воспаления», поскольку он наиболее стабилен и медленно разлагается протеазами микроорганизмов, что позволяет исследовать его концентрацию в кале. Кальпротектин — продукт нейтрофильных гранулоцитов, обладающий противомикробными и антипролиферативными свойствами. При желудочно-кишечном иммунном ответе с участием нейтрофилов, кальпротектин высвобождается и затем выводится с калом в концентрации в 6 раз выше, чем в крови [17]. В результате прямое обнаружение кальпротектина в фекалиях отражает степень воспалительного иммунного ответа в желудочно-кишечном тракте, а его концентрация позволяет дифференцировать функциональную или органическую причины поражения кишечника. В норме концентрация фекального кальпротектина менее 50 мкг/г стула. Средний уровень фекального кальпротектина в начале исследования не имел достоверных различий у пациентов обеих групп и составил в первой группе 142,1 ± 21,3 мг/л, во второй — 146,3 ± 27,3 мг/л. Через 1 месяц средний уровень фекального кальпротектина в группе, получавшей Закофальк, достоверно снизился и составил 43,6 ± 17,5 мг/л, в контрольной группе снизился незначительно (р > 0,05) и достиг 141,1 ± 32,4 мг/л, различия между показателями групп достоверны (р

Е. А. Чихачева*
П. В. Селиверстов*,
кандидат медицинских наук
Н. П. Ерофеев**, доктор медицинских наук, профессор
В. П. Добрица*, доктор медицинских наук, профессор
В. Г. Радченко*, доктор медицинских наук, профессор

*ГБОУ ВПО СЗГМУ им. И. И. Мечникова МЗ РФ,
**ГБОУ ВПО СПбГУ,
Санкт-Петербург

источник

Автореферат и диссертация по медицине (14.00.05) на тему: Короткоцепочечные жирные кислоты толстокишечной микрофлоры у больных неспецифическим язвенным колитом, их значение в формировании клиники и диагностике

Автореферат диссертации по медицине на тему Короткоцепочечные жирные кислоты толстокишечной микрофлоры у больных неспецифическим язвенным колитом, их значение в формировании клиники и диагностике

СЕМЕНОВА ЭЛЬЖБЕТА ЭДУАРДОВНА

Читайте также:  Общий анализ крови при хроническом панкреатите

КОРОТКОЦЕПОЧЕЧНЫЕ ЖИРНЫЕ КИСЛОТЫ ТОЛСТОКИШЕЧНОЙ МИКРОФЛОРЫ У БОЛЬНЫХ НЕСПЕЦИФИЧЕСКИМ ЯЗВЕННЫМ КОЛИТОМ, ИХ ЗНАЧЕНИЕ В ФОРМИРОВАНИИ КЛИНИКИ И ДИАГНОСТИКЕ

диссертации на соискание ученой степени кандидата медицинских наук

СЕМЕНОВА ЭЛЬЖБЕТА ЭДУАРДОВНА

КОРОТКОЦЕПОЧЕЧНЫЕ ЖИРНЫЕ КИСЛОТЫ ТОЛСТОКИШЕЧНОЙ МИКРОФЛОРЫ У БОЛЬНЫХ НЕСПЕЦИФИЧЕСКИМ ЯЗВЕННЫМ КОЛИТОМ, ИХ ЗНАЧЕНИЕ В ФОРМИРОВАНИИ КЛИНИКИ И ДИАГНОСТИКЕ

14.00.05 — внутренние болезни

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата медицинских наук

Работа выполнена на кафедре гастроэнтерологии Учебно-научного центра Медицинского центра Управления Делами Президента Российской Федерации.

Научный руководитель: доктор медицинских наук,

доктор медицинских наук, профессор М.А.Виноградова доктор медицинских наук, профессор А.А.Шептулин

Ведущее учреждение: Российский Государственный

Защита состоится « -/У» ULfaQJ-fJL- 2002 г. в /У ч. на заседании диссертационного совета Д 121.001.01. в Учебно-научном центре Медицинского центра Управления Делами Президента РФ по адресу: 103009, Москва, ул. Воздвиженка, д. 6.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Учебно-научного центра Медицинского центра Управления Делами Президента РФ.

Автореферат разослан « » 2002 г.

Ученый секретарь доктор медицинских наук

диссертационного совета Н.К.Розова

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. Неспецифический язвенный колит (НЯК) относится к группе хронических воспалительных заболеваний кишечника (ВЗК), которые являются одной из наиболее серьезных проблем современной гастроэнтерологии, что связано с ежегодным увеличением заболеваемости ВЗК во всем мире (Mendeloff А.1.,1993, Binder V., 1996), трудностями диагностики и лечения.

Современная диагностика ВЗК базируется на совокупности клинических, рентгено-эндоскопических и гистологических данных. Эндоскопические и морфологические данные являются достоверными критериями активности патологического процесса при НЯК и тестами для оценки эффективности проводимого лечения. Однако, получение этих данных в нужное время и в необходимом объеме не всегда возможно вследствие инвазивности используемых методов, сложности как подготовки больных, так и проведения исследования. Поэтому в настоящее время идет активный поиск простых, легко воспроизводимых и достаточно информативных тестов для получения требуемых данных.

Одним из них может являться определение короткоцепочечных жирных кислот (КЖК)микрофлоры толстой кишки. Метод имеет определенные преимущества: простота воспроизведения, возможность работать в реальном масштабе времени, что позволяет вносить своевременные коррективы в терапию (Дубинин A.B., Ардатская М.Д., Бабин В.Н.,1996).

Ранее были предприняты попытки изучения количества ЮКК у больных с НЯК (Roedigeer W.E.W.,1980, Breuer R.Y. et ah, 1991, Ерошкина Т.Д. и др., 1995). Однако, данные исследования не были систематизированными и их результаты имели неоднозначную оценку. По-разному интерпретируется и прогностическая ценность определения исходного уровня ЮКК. Одни исследователи подчеркивают, что положительный эффект терапии с высокой вероятностью можно прогнозировать у больных с НЯК с исходно низкими значениями КЖК в фекалиях, другие не обнаружили признаков, на основании которых можно прогнозировать хороший лечебный эффект.

В связи с вышеизложенным, исследование состава и спектра низкомолекулярных метаболитов сахаролитической микрофлоры толстой кишки у больных с НЯК представляет интерес для определения их диагностического и тактического значения.

Цель исследования: изучить содержание КЖК у больных с неспецифическим язвенным колитом в кишечном содержимом и периферической крови методом ГЖХ-анализа; оценить их диагностическое и тактическое значение. Задачи исследования:

1. Изучить содержание и профиль КЖК у больных с неспецифическим язвенным колитом в кишечном содержимом и сыворотке крови.

2. Оценить взаимосвязь между изучаемыми показателями и тяжестью течения заболевания, степенью распространенности и активности патологического процесса.

3. Изучить динамику содержания КЖК у больных с НЯК под влиянием лекарственных препаратов и оценить возможность их использования как теста лечебной коррекции НЯК. Научная новизна: впервые продемонстрирована возможность

использования метода ГЖХ-анализа для систематического изучения количественного и качественного содержания КЖК в кишечном содержимом и в крови при неспецифическом язвенном колите. Показана возможность внедрения данного метода в комплексной диагностике НЯК.

Установлена связь между содержанием КЖК и различной распространенностью и степенью активности патологического процесса при НЯК. Выявлены особенности в качественном составе КЖК у больных с различной протяженностью и активностью НЯК.

Впервые показана возможность использования данного метода в качестве тест-контроля эффективности лечения, а также продемонстрирована возможность прогнозирования эффективности проводимого лечения у больных НЯК. Найдены критерии индивидуального подбора того или иного вида комплексной терапии для больных НЯК на основе определения КЖК.

Практическая значимость работы: на основе полученных данных показана возможность использования исследования КЖК в комплексном обследовании больных НЯК, что ускорит и упростит диагностику ВЗК. Предложенное исследование дает возможность своевременно и индивидуально подобрать терапию для больных НЯК и объективно оценить ее эффективность в процессе лечения без использования инвазивных методов.

Основные положения, выносимые на защиту: 1. Определяемые КЖК в фекалиях и сыворотке крови, а также профиль кислот С2-С4, значения анаэробного индекса, отношение

изокислот к кислотам с неразветвленной цепью при НЯК четко соотносятся с клинической и эндоскопической симптоматикой, отличаются от таковых у здоровых лиц и у больных СРК.

2. Изменения качественного состава КЖК, особенно С2-С4, следует рассматривать в совокупности. Данные показатели четко соотносятся с распространенностью и активностью НЯК, что позволяет использовать их в качестве опорных критериев для суждения о распространенности и активности воспалительного процесса при НЯК.

3. Количественный и качественный состав КЖК, профили кислот С2-С4, значения анаэробного индекса и отношение изокислот к кислотам с неразветвленной цепью соотносятся с клиническими и эндоскопическими данными как исходно, так и на фоне лечения и могут быть использованы в качестве теста для оценки эффективности проводимого лечения, а также для индивидуального подбора’ фармакологического средства при лечении больных НЯК.

Апробация работы проведена на заседании кафедры гастроэнтерологии УНЦ Медицинского центра Управления делами Президента РФ.

Отдельные материалы диссертации доложены и представлены на XXVII Ежегодной научной сессии Центрального НИИ Гастроэнтерологии «Гастроэнтерология на рубеже XXI века» (Москва, 2000г.), на 28 конференции «Перспективные направления в изучении патогенеза, новые технологии диагностики и лечения в гастроэнтерологии» (Смоленск, 2000г.), на Falk Workshop «Update in inflammatory bowel diseases» (Ljubljana, Slovenia, 2001 г.), на симпозиуме «Воспалительные заболевания толстой кишки (Левитановские чтения)» (Министерство здравоохранения РФ, ГНЦК, Ассоциация колопроктологов России, Москва, 2001г.).

Публикации: по материалам диссертации опубликовано 14 печатных работ.

Структура и объем работы: диссертация изложена на 151 страницах печатного текста и состоит из введения, обзора литературы, 4 глав и выводов. Список литературы содержит 140 отечественных и зарубежных источников. Материалы диссертации представлены в 72 таблицах, иллюстрированы 8 графиками и 5 рисунками.

Материалы и методы исследования

Для решения поставленных задач было обследовано 85 больных с НЯК в фазе обострения, проходивших обследование и лечение на

кафедре гастроэнтерологии УНЦ МЦ УДП РФ на базе 51 ГКБ. Диагноз НЯК был верифицирован эндоскопически и морфологически: у 20 человек (24%) имелось тотальное поражение, у 30 человек (35%) — левостороннее и у 35 человек (41%) дистальное поражение в форме проктосигмоидита. Эндоскопическая активность была определена как минимальная у 27 больных (32%), умеренная у 48 больных (56%) и резко выраженная у 10 больных (12%) (по Тгие1оуе Б.С., 1981). У всех больных на основании клинических данных был диагностирован НЯК легкой (38 человека — 45%), средней (43 человек- 51%) и тяжелой (4 человека — 4%) степени тяжести.

Группу сравнения составили 65 больных СРК, отобранные согласно Римским критериям II (1999). Диагноз СРК поставлен методом исключения с использованием современных лабораторно-инструментальных методов исследования. По характеру нарушения стула эти больные были разделены на 2 подгруппы: у 30 человек СРК протекал с преобладанием диареи (СРК-Д), у 35 человек — с преобладанием запора (СРК-3).

Группу нормы составили 30 практически здоровых лиц, у которых в результате полного клинического обследования не было выявлено патологии.

Все группы были сопоставимы по полу и возрасту (таблица 1).

Характеристика изучения больных по нозологии, полу и __возрасту.__

Группа Количество больных Средний возраст, лет

НЯК 85 41 44 1 : 1,1 43,5±27,5

СРК-3 35 16 19 1 : 1,3 39,5+9,6

СРК-Д 30 13 17 1 : 1,2 34,8+7,4

Группа нормы 30 16 14 1 : 0,9 38,8±5,75

Обследование больных включало: оценку динамики клинических симптомов; клинический анализ крови, мочи; биохимическое исследование крови с определением общего белка и белковых фракций, сахара, холестерина, триглицеридов, общего билирубина и его фракций, AJIT, ACT, ЩФ, мочевины, креатинина, сывороточного железа, электролитов; ультразвуковое исследование органов брюшной полости; рентгенологическое исследование (выборочно); эндоскопическое исследование (ЭГДС, колоноскопия);

морфологическое исследование биоптатов СОТК; бактериологическое исследование кала; определение времени транзита 4 таблеток активированного угля по кишечнику («карболеиовая проба»); определение КЖК в кале и сыворотке крови до лечения, в процессе лечения и после лечения.

Методика определения короткоцепочечиых жирных кислот (С2-С6) методом ГЖХ-анализа.

Методика определения КЖК (С2-Сб) в кале и сыворотке крови складывается из двух этапов: процесса пробоподготовки и непосредственно ГЖХ-анализа.

Анализ образца методом ГЖХ проводится на хроматографе с детектором ионизации в пламени, используя кварцевую капиллярную колонку длинной 30 м, внутренним диаметром 0,25 мм, с неподвижной фазой типа РРАР толщиной пленки 0,25 мкм. Режим работы — изотермический с температурой термостата 140С°, температурой испарителя и детектора 23ОС0. Газ-носитель — азот, с давлением на входе в колонку 1,8 атм. Расход газа-носителя 2 мл/ мин, водорода 25 мл/ мин, воздуха 300 мл/ мин. Соотношение потоков газа-носителя на сброс и в колонку — 50:1. Время анализа- 10 мин.

Процесс пробоподготовки фекальных образцов включает: отбор образца в стерильную пробирку, его взвешивание (вес образца около 2г), гомогенизацию в 3 мл дистиллированной воды и 2 мл «внутреннего стандарта» (а,а-диметилмасляной кислоты). Одна часть получаемого гомогенизата после центрифугирования (7000 об/мин в течение 10 мин.) используется для ГЖХ анализа (определение несвязанных КЖК). Во вторую часть вышеуказанного гомогенизата добавляют 2 мл 1 N раствора соляной кислоты (для определения суммарного количества кислот), перемешивают и центрифугируют (7000 об/мин в течение 10 мин). Микрошприцем вводят пробы надосадочной жидкости объемом 1 мкл в испаритель хроматографа.

Из полученных хроматограмм содержание отдельной кислоты в мг/г образца, определяли по формуле: Рп = Р’ Бп Кп / Б’ Ро, где Р’- вес «внутреннего стандарта» в анализируемом образце, мг, 8п- площадь пика анализируемой кислоты, Б’- площадь пика «внутреннего стандарта», Ро- вес анализируемого образца, мг, Кп- весовые поправочные коэффициенты: К2 /уксусная кислота/=2,54 (±0,01); КЗ /пропионовая кислота/=1,55 (±0,01); К4 /масляная и изомасляная/= 1,19 (±0,01); К5 / валериановая и изовалериановая/=1,08 (±0,01).

Определение содержания КЖК в сыворотке крови: образец сыворотки крови объемом 2мл помещают в центрифужную пробирку, добавляют 1мл стандартного раствора, подкисляют 6N соляной кислотой и центрифугируют при 7000 об/мин в течение 10 мин. Надосадочную жидкость объемом 1мкл микрошприцем вводят в испаритель хроматографа. Содержание КЖК для каждой кислоты отдельно в мг/ мл пробы определяли по формуле: Pn = Р’ Sn Kn / S’ Vo , где Vo-объем пробы, мл, Кп- весовые поправочные коэффициенты. Достоверность методики подтверждена в контрольных опытах на модельных смесях кислот. Ошибка не превышала 2-4%. Чувствительность методики 96±2%. Воспроизводимость результатов 98±2%.

Статистическая обработка результатов проводилась с использованием интегрированной системы статистической обработки и графической визуализации данных «Статграфик» и Microsoft Excel для вероятности 95%.

РЕЗУЛЬТАТЫ СОБСТВЕННЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

А. Изучение содержания КЖК в кале и сыворотке крови у исследуемых групп пациентов.

Результаты изучения абсолютного содержания КЖК в кале у больных исследуемых групп и в норме показали, что суммарная концентрация КЖК в группе СРК-3 значительно снижена по сравнению с нормой, при НЯК и СРК-Д отмечается повышение суммарного количества кислот (таблица 2).

Абсолютные концентрации КЖК могут быть выражены следующим рядом: СРК-3>Норма>НЯК>СРК-Д. Вышеуказанные изменения могут быть связаны как с количественным и качественным изменением состава микроорганизмов, так и с изменением среды их обитания (истончение и «уничтожение» гликокаликса, изменение моторики) и уменьшением количества функционирующих колоноцитов.

Для объективизации полученных данных нами были рассчитаны профили уксусной — С2, пропионовой — СЗ и масляной — С4 — кислот, вносящих основной вклад в общий пул кислот (т.е. относительное содержание отдельных кислот в общем пуле, в норме не зависящее ни от количества продуцирующих и утилизирующих метаболиты микроорганизмов, ни от числа эпителиоцитов) (таблица 3).

Абсолютное содержание КЖК в фекалиях у больных исследуемых ,_групп и практически здоровых лиц (мг/г).__

Кислоты Норма п=30 СРК-3 п=35 СРК-Д п=30 НЯК п=85

с2 5,88±1,22 3,48±1,12 10,95± 1,42 5,35±1,23

С3 1,79±0,55 0,95±0,13 4,17±1,12 2,34±0,95

¡С4 0,25±0,11 0,19±0,11 0,40+0,13 0,25±0,11

С4 1,72±0,55 0,84±0,12 2,89±0,63 2,72±0,63

«С5 0,40±0,15 0,34±0,П 0,69±0,11 0,51 ±0.16

С5 0,34±0,12 0,17±0,11 0,69±0,20 0,33±0,12

«Q 0,01±0,01 0,02±0,01 0,03±0,01 0,02±0,01

С6 0,14±0,06 0,001+0,001 0,05±0,02 0,12±0,04

Сумма 10,51±2,50 6,18+1,12 19,87±3,61 11,64±2,65

источник