Функциональное состояние и особенности микробиоценоза кишечника у детей с метаболическим синдромом

Изучены функциональное состояние и особенности микробиоценоза кишечника у детей с метаболическим синдромом. Показано, что у таких больных часто регистрируются функциональные нарушения кишечника. Комплексное лечение с использованием препарата лактулозы улу




Functional states and characteristics of intestine microbiocenose in children with metabolic syndrome

Functional states and characteristics of intestine microbiocenose in children with metabolic syndrome were studied. Such patients are stated to have frequent functional intestine disorders. Complex therapy with use of lactulose medication improves state of intestine microbiocenose.

РЕКЛАМА

Ожирение является одной из наиболее актуальных медицинских и социальных проблем современного здравоохранения. Увеличение количества детей с избыточной массой тела происходит одновременно с процессами децелерации, дефицитом макро- и микронутриентов, ростом патологии органов пищеварения, дыхания и костно-мышечной системы. Одной из главных причин распространения ожирения в детской популяции является снижение физической активности, неадекватная учебная нагрузка, использование компьютерных технологий в различных сферах деятельности. Важнейшее значение имеет алиментарный фактор. Современные дети употребляют много жиров, легкоусваиваемых белков и углеводов, при недостаточном количестве растительной клетчатки, богатой макро- и микро­элементами и пищевыми волокнами.

По данным эпидемиологических исследований, проведенных в шести федеральных округах нашей страны, около 12% подростков в возрасте от 12 до 17 лет имеют избыточный вес, из них 2,3% — ожирение, при этом у каждого третьего подростка с ожирением выявляются признаки метаболического синдрома (МС) [4].

Как известно, с увеличением частоты ожирения связан рост заболеваемости ишемической болезнью сердца (ИБС), артериальной гипертензией (АГ), сахарным диабетом (СД), желчнокаменной болезнью (ЖКБ), злокачественными новообразованиями. Больные ожирением III–IV степени живут в среднем на 15 лет меньше. При этом формирование МС начинается задолго до клинической манифестации заболеваний и долгое время протекает бессимптомно.

МС — это не заболевание и не диагноз, а комплекс метаболических, гормональных и клинических нарушений, тесно ассоциированных с СД 2-го типа и являющихся факторами риска развития сердечно-сосудистых заболеваний (ССЗ), в основе которого лежит инсулинорезистентность (ИР) и компенсаторная гиперинсулинемия (ГИ).

Согласно классификации ВОЗ (1999) к главным или «большим» признакам МС относятся: СД 2-го типа и другие нарушения обмена глюкозы и/или ИР с относительной ГИ. Малыми признаками являются АГ, висцеральное ожирение, снижение фибринолитической активности крови, атерогенная дислипидемия, микроальбуминурия, гиперур­икемия, гиперандрогения у женщин, гипоандрогения у мужчин и пр.

Международная Федерация диабета (International Diabetes Federation, IDF, 2007) разработала новое определение МС для подростков 10–16 лет [10]. МС в этой возрастной группе диагностируется при наличии абдоминального ожирения (окружность талии более 90 перцентили) в сочетании с двумя и более из приведенных ниже критериев:

  • уровень триглицеридов не ниже 1,7 ммоль/л;
  • уровень липопротеидов высокой плотности менее 1,03 ммоль/л;
  • артериальное давление не ниже 130/85 мм рт. ст.;
  • уровень глюкозы венозной плазмы натощак не ниже 5,6 ммоль/л или выявленный СД 2-го типа.

В последние годы установлена четкая взаимосвязь нарушений липидного и углеводного обмена с гастроэнтерологическими заболеваниями [5, 6, 8]. Дисфункция гипоталамуса и, в частности, вегетативной нервной системы способствует нарушению перистальтики и тонуса гладкой мускулатуры пищеварительного тракта, гиперпродукции гастрина и соляной кислоты. Гиперсекреция катехоламинов, глюкагона, кортизола приводит к прогрессированию этих нарушений, что проявляется снижением резистентности слизистой оболочки желудка и кишечника, повреждением паренхимы поджелудочной железы и печени.

Кроме того, нарушение обмена веществ в организме сопровождается и/или поддерживается недостаточной гомеостатической функцией индигенной микрофлоры в результате формирования дисбиотических нарушений в ЖКТ.

Известно, что взаимоотношения в системе «макроорганизм–микрофлора» реализуются путем дистанционных и контактных взаимодействий. Основной вклад в поддержание этих взаимоотношений вносит обмен низкомолекулярными метаболитами, к которым относятся короткоцепочечные жирные кислоты (КЖК) и их соли. Они выполняют в организме ряд важных функций, в числе которых энергообеспечение различных тканей, в первую очередь эпителиальных, участие в поставке субстратов липо- и глюконео­генеза, влияние на уровень некоторых гормонов гипофиза, регуляция детоксикационной функции печени, участие в энтерогепатической циркуляции желчных кислот и многое другое [1, 3]. Отдельные кислоты продуцируются различными родами сахаролитической микрофлоры толстой кишки (бифидо-, лактобактериями, бактероидами, фузобактериями, пептострептококками, клостридиями и др.) в процессе микробного пищеварения. Кислоты с разветвленной цепью (изокислоты), образуются при метаболизации белков микроорганизмами.

Цель исследования: изучить функциональное состояние и особенности микробиоценоза кишечника у детей с МС.

Материалы и методы. Обследовано 20 детей с МС (IDF, 2007) в возрасте от 11 до 16 лет. Всем детям проводился комплекс клинических, лабораторных и инструментальных методов обследования по стандартным методикам. Состояние микробиоценоза кишечника оценивалось по результатам исследования качественного и количественного состава КЖК1 в кале методом газожидкостной хроматографии (Ардатская М. Д., лаборатория Учебно-научного центра МЦ УДП РФ). Определялись профили КЖК с числом углеродных атомов С2-С4 (т. е. относительное содержание отдельной кислоты в пуле С24 кислот: рСn = Cn/Σ(C2 + C3 + C4)), вносящих основной вклад в общий пул кислот.

Результаты исследования. Установ­лено, что абсолютное большинство детей имели наследственную отягощенность по ожирению, СД 2-го типа и АГ. У каждого третьего ребенка родственники страдали заболеваниями печени и желчного пузыря, поджелудочной железы, органов ЖКТ.

У большинства детей (13, 65%) отмечалось повышение артериального давления. Они предъявляли жалобы на головную боль, утомляемость, эмоциональную лабильность.

Особенности липидного спектра крови в наблюдаемой группе характеризовались повышением уровня общего холестерина (7, 35%), липопротеидов низкой плотности (ЛПНП) (3, 15%) и триглицеридов (6, 30%), снижением уровня липопротеидов высокой плотности (ЛПВП) (5, 25%).

Изменения углеводного обмена проявлялись в виде повышения уровня глюкозы натощак (3, 15%), нарушения толерантности к глюкозе (2, 10%). Все дети имели ИР в виде повышения индекса НОМА-IR, треть из них (6, 30%) — компенсаторную ГИ.

Периодические боли в животе различной локализации в анамнезе имелись у трети (6, 30%) обследованных детей, практически половина из них (9, 45%) жаловались на отрыжку после еды, каждый четвертый (5, 25%) — на изжогу, у каждого второго ребенка (10, 50%) отмечался метеоризм. Треть детей (6, 30%) предъявляли жалобы на запоры, у каждого четвертого (5, 25%) отмечался неустойчивый характер стула, у одного ребенка (5%) отмечался энкопрез.

Патология верхнего отдела пищеварительного тракта выявлена у большинства детей с МС. У 16 (80%) детей регистрировались морфофункциональные изменения желудка и 12-перстной кишки. Наиболее часто при эндоскопическом исследовании выявлялись гастродуодениты (8, 40%); среди моторно-эвакуаторных нарушений преобладали недостаточность кардии (6, 30%) и дуоденогастральный рефлюкс (5, 25%). У абсолютного большинства диагностированы реактивные изменения поджелудочной железы (19, 95%), у 2/3 детей (13, 65%) имелись признаки неалкогольной жировой болезни печени, у половины (10, 50%) — нарушения функции билиарного тракта. Синдром раздраженного кишечника регистрировался у 4 (20%) детей.

По результатам копрологического исследования у 6 (30%) детей кал имел плотную консистенцию, у 3 (15%) отмечался «овечий» кал. В 30% случаев обнаруживался нейтральный жир, в 15% — жирные кислоты, а в 20% — соли жирных кислот в большом количестве.

Был проанализирован профиль КЖК, который не зависит ни от количества продуцирующих и утилизирующих метаболиты микроорганизмов, ни от числа клеток (эпителиоцитов) всасывающей поверхности, ни от характера моторных расстройств.

Выявлены характерные изменения относительного содержания отдельных кислот, что свидетельствует об изменении в родовом составе микрофлоры, продуцирующей различные короткоцепочечные кислоты (табл. 1).

Установлено, что у детей имеет место снижение доли уксусной кислоты (С2) на фоне повышения долей пропионовой (С3) и масляной кислот (С4).

Как известно, уксусная кислота является одним из основных продуктов жизнедеятельности индигенной микрофлоры и ее уменьшение может указывать на снижение метаболической активности бифидо- и лактобактерий.

Выявленное повышение уровня пропионовой (С3) и масляной кислот (С4) может объясняться активизацией строгих анаэробов (бактероидов, фузобактерий, эубактерий, клостридий и т. д.). Об этом свидетельствует и значение анаэробного индекса (АИ)2, смещенного в область резко отрицательных значений, при котором, как известно, активизируются анаэробные штаммы. Именно эти анаэробные микроорганизмы вышеуказанных родов не только принимают участие в энтерогепатической циркуляции желчных кислот, осуществляя 7-альфа-дегидроксилирование желчных кислот, но и также участвуют в холестериновом обмене.

Отмечено повышение суммарного содержания изокислот у детей с МС, которое может быть связано с активацией процессов протеолиза за счет повышенного времени транзита, приводящего к длительной экспозиции кишечного содержимого с микрофлорой, а также длительного контакта последней еще с одним источником пептидов — пристеночной слизью.

Таким образом, полученные результаты исследования свидетельствуют не только о высокой частоте функциональных нарушений кишечника, сопровождающихся замедлением пассажа кала, но и о выраженных нарушениях метаболитного статуса у детей с МС, обусловленных снижением численности и метаболической активности индигенной микрофлоры и изменением активности анаэробных микроорганизмов.

С целью коррекции выявленных нарушений все дети помимо диетотерапии, препаратов с гепатопротективным и холеретическим действием (Урсофальк, Хофитол) получали Дюфалак по 5 мл — 2 раза в день в течение 1 месяца. Использование данного препарата в комплексной терапии обусловлено тем, что действующим веществом Дюфалака является лактулоза, которая не только улучшает консистенцию кала и его пассаж по кишечнику, но и обладает пребиотическими свойствами, являясь источником энергии и питательным субстратом, главным образом для бифидо- и лактобактерий.

На фоне проведенного курса лечения была отмечена тенденция к нормализации показателей липидного и углеводного обмена: снизился уровень инсулина и ИР (индекс HOMA-IR), уменьшились показатели липидного спектра сыворотки крови, а также общего уровня желчных кислот (табл. 2).

Возможно, снижение уровня плазменных липидов и желчных кислот обусловлено не только восстановлением функции гепатоцитов под действием гепатотропных препаратов, но и нормализацией интестинального цикла метаболизма холестерина на фоне приема лактулозы.

Известно, что микроорганизмы ЖКТ вмешиваются в холестериновый метаболизм, непосредственно воздействуя на ферментные системы клеток хозяина, синтезирующие эндогенный холестерин. Бифидобактерии, ингибируя активность ГМГ-КоА-редуктазы, уменьшают выход эндогенного холестерина из гепатоцитов. Лактулоза, обладающая бифидогенными свойствами, способствует повышению их активности.

Кроме того, одним из механизмов действия лактулозы является торможение активности рН-зависимой 7-альфа-дегидроксилазы, что изменяет численность и метаболическую активность микроорганизмов, принимающих участие во вторичном обмене желчных кислот. Опосредованно изменяется количество желчных кислот и холестерина в толстой кишке и их всасывание [9]. Снижение уровня общих желчных кислот в сыворотке крови приводит к активации их синтеза печенью. Это способствует возрастанию поверхностных рецепторов ЛПНП, повышению скорости удаления ЛПНП из плазмы и в конечном итоге к уменьшению уровня холестерина в крови [2].

У абсолютного большинства детей на фоне лечения отмечена положительная динамика со стороны частоты и характера стула. Оформленный стул, мягкой консистенции стал регистрироваться у 85% наблюдаемых детей; у 80% — улучшились показатели копрограммы (реакция кала, количество нейтрального жира, жирных кислот и их солей).

После лечения отмечается тенденция к изменению показателей в сторону формирования нормального профиля С24 кислот (табл. 3).

восстановительный потенциал внутрипросветной среды, сместилось в область нормальных значений (разность показателей АИ до и после лечения составила 0,509 ед).

Показатели уровня КЖК в кале у детей с МС

Выводы

  1. У детей с МС с высокой частотой регистрируются функциональные нарушения кишечника, характеризующиеся изменением характера стула и результатов копрологического и биохимического исследований.
  2. У детей с МС имеются выраженные дисбиотические нарушения в виде снижения численности и метаболической активности индигенной микрофлоры, изменения активности анаэробных микроорганизмов, что проявляется характерными изменениями качественного и количественного состава КЖК в кале и сыворотки крови.
  3. На фоне комплексного лечения с использованием препарата на основе лактулозы (Дюфалак) отмечается достоверное изменение изучаемых параметров КЖК, свидетельствующее о тенденции к восстановлению (в ряде случаев о восстановлении) кишечного микробиоценоза, которое заключалось в повышении активности облигатных микроорганизмов (в т. ч. представителей молочнокислой флоры: бифидо- и лактобактерий), снижении активности анаэробных штаммов, а также а- и анаэробных микроорганизмов, обладающих протеолитической активностью (за счет восстановления кишечного транзита).

Литература

  1. Ардатская М. Д. Клиническое значение КЖК при патологии желудочно-кишечного тракта. Автореф. дис. докт. мед. наук. М., 2003, 45 с.
  2. Бышевский А. Ш., Терсенов О. А. Биохимия для врача. Екатеринбург: Изд-во «Уральский рабочий», 1994, с. 383
  3. Готтшалк Г. Метаболизм бактерий. Перевод с англ. М.: МИР, 1982.
  4. Доскина Е. В. Метаболический синдром — это очень серьезно // Диабет. Образ жизни. 2007, № 3, с. 57–58.
  5. Новикова В. П., Комисарова М. Ю. и др. Дислипидемии у детей и подростков с хроническим гастродуоденитом // Terra medica nova. 2007, № 2, с. 36–39.
  6. Успенский Ю. П. Метаболический синдром у больных с заболеваниями органов пищеварения // Клиническое питание. 2004, № 1, с. 23–28.
  7. Шендеров Б. А. Медицинская микробная экология и функциональное питание. Т. 2. М.: Грантъ, 1998.
  8. Язвенная болезнь и метаболический синдром. Учебное пособие. СПб, 2006, 30 с.
  9. Berge Henegouwen G. P., Werf S. D. J. Effect of lactulose on billiary lipid composition // J. Hepatology. 1986; 3: 328–332.
  10. Zimmet P. et al. The metabolic syndrome in children and adolescents // Lancet. 2007; 369: 2059–2961.

Т. А. Бокова, кандидат медицинских наук, доцент
Е. В. Лукина

ГБУЗ МОНИКИ им. М. Ф. Владимирского, Москва

Контактная информация об авторах для переписки: bta2304@mail.ru


1 К короткоцепочечным жирным кислотам (фракции С26) с изомерами относят уксусную (С2), пропионовую (С3), изомасляную (изоС4), масляную (С4), изовалериановую (изоС5), валериановую (С5), изокапроновую (изоС6) и капроновую (С6) кислоты.

2 АИ — это отношение суммы концентраций (С) восстановленных кислот к менее восстановленным: (Спропионовая + Смасляная)/Суксусная (Гунзалус И., Стайнер Р., 1963).

Купить номер с этой статьей в pdf




Все новости и обзоры - в нашем канале на «Яндекс.Дзене». Подписывайтесь

Актуальные проблемы

Специализации




Календарь событий: