Данная информация предназначена для специалистов в области здравоохранения и фармацевтики. Пациенты не должны использовать эту информацию в качестве медицинских советов или рекомендаций.
Функциональное состояние и особенности микробиоценоза
кишечника у детей с метаболическим синдромом
Т. А. Бокова, кандидат медицинских наук, доцент
Е. В. Лукина
ГБУЗ МОНИКИ им. М. Ф. Владимирского, Москва
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 С2-С4
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 С2-С4 кислот (табл. 3).
восстановительный потенциал внутрипросветной среды, сместилось в область
нормальных значений (разность показателей АИ до и после лечения составила 0,509
ед).
Выводы
- У детей с МС с высокой частотой регистрируются функциональные нарушения
кишечника, характеризующиеся изменением характера стула и результатов
копрологического и биохимического исследований.
- 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.
- 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
- Ардатская М. Д. Клиническое значение КЖК при патологии
желудочно-кишечного тракта. Автореф. дис. докт. мед. наук. М., 2003, 45 с.
- Бышевский А. Ш., Терсенов О. А. Биохимия для врача. Екатеринбург:
Изд-во «Уральский рабочий», 1994, с. 383
- Готтшалк Г. Метаболизм бактерий. Перевод с англ. М.: МИР, 1982.
- Доскина Е. В. Метаболический синдром — это очень серьезно //
Диабет. Образ жизни. 2007, № 3, с. 57–58.
- Новикова В. П., Комисарова М. Ю. и др. Дислипидемии у детей и
подростков с хроническим гастродуоденитом // Terra medica nova. 2007, № 2, с.
36–39.
- Успенский Ю. П. Метаболический синдром у больных с заболеваниями
органов пищеварения // Клиническое питание. 2004, № 1, с. 23–28.
- Шендеров Б. А. Медицинская микробная экология и функциональное
питание. Т. 2. М.: Грантъ, 1998.
- Язвенная болезнь и метаболический синдром. Учебное пособие. СПб, 2006, 30
с.
- Berge Henegouwen G. P., Werf S. D. J. Effect of lactulose on
billiary lipid composition // J. Hepatology. 1986; 3: 328–332.
- Zimmet P. et al. The metabolic syndrome in children and
adolescents // Lancet. 2007; 369: 2059–2961.
1 К короткоцепочечным жирным кислотам (фракции С2-С6)
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).
Статья опубликована в журнале
Лечащий Врач