Sindrom izbytochnogo rosta metanogennoy‌‌ flory u patsientov s sindromom razdrazhennogo kishechnika

Full Text

В патогенезе синдрома раздраженного кишечника (СРК) взаимодействие кишечной флоры со сли- зистой оболочкой занимает одну из ключевых ролей. Начиная с рождения организм человека облада- ет способностью регулировать состав микробных эко- систем продукцией антимикробных пептидов [1]. С другой стороны, микроорганизмы, оказывая влияние на разные сигнальные пути человека, способны вме- шиваться в функционирование органа - среды обита- ния более благоприятным для себя образом, и правиль- ное созревание и эффективность иммунной системы человека во многом опосредованы влиянием представителей его микрофлоры [2]. К настоящему моменту стало известно, что пробио- тические бактерии способны взаимодействовать с клетками организма-хозяина вмешательством в работу межклеточных путей передачи сигналов [3]. Секрети- руемые бактериальные продукты (пептиды, короткоце- почечные жирные кислоты, бактериоцины, оксид азо- та) и нежизнеспособные структурные компоненты бак- терий (ДНК, протеины, липополисахариды) могут вы- зывать специфический ответ со стороны организма че- ловека: например, изменяя активность факторов транс- крипции - нуклеарного фактора kB (NF-kB) и активи- рующего белка АР-1, либо через протеинкиназы, акти- вируемые митогенами, либо протеинкиназы С и фос- фатидил-инозитол-3-киназу [3, 4]. Значимое увеличе- ние бактериальной массы в просвете кишки приводит к усилению потока сигналов с рецепторных полей, и фи- зиологическое регуляторное влияние микрофлоры становится патофизиологическим, что может объ- яснить появление симптомов СРК. По данным литературы, синдром избыточного бак- териального роста (СИБР) в тонкой кишке выявляется у 69-84% больных с СРК [5]. К настоящему времени ди- лемма: СРК приводит к СИБР или СИБР вызывает симп- томы СРК - остается нерешенной. Конкретными пато- физиологическими звеньями в случае функциональ- ных заболеваний могут служить нарушения транзита содержимого по кишке, изменения кишечной прони- цаемости, избыточное высвобождение провоспали- тельных цитокинов и транслокация эндотоксинов и липополисахаридов в кровоток [6]. «Золотым стандар- том» диагностики СИБР принято считать культураль- ное исследование аспирата тонкой кишки. Если в нор- ме содержание бактерий в грамме кишечного содер- жимого не превышает 103 КОЕ, то диагностическим порогом СИБР принято считать уровень обсеменения более 105 КОЕ [5]. Однако эта методика имеет серьез- ные ограничения: если учитывать, что миграция бакте- рий толстой кишки начинается от дистальной части к проксимальной, то ранние формы СИБР этим методом не будут диагностированы; также следует принимать во внимание, что значительная часть бактерий кишеч- ника не способна давать рост на искусственных пита- тельных средах и эти микроорганизмы останутся не- учтенными. Водородный дыхательный тест с лактуло- зой - наиболее распространенный в клинической практике метод определения СИБР. Растворенная в воде порция лактулозы при прохождении по тонкой кишке метаболизируется бактериями с выделением во- дорода, метана и т.д. Эти газы из просвета кишки всасы- ваются в кровь, попадают в легкие, где смешиваются с выдыхаемым воздухом и могут быть количественно оценены анализатором прибора. Концентрация водо- рода более 20 ppm в течение первых 120 мин теста считается диагностически значимой для диагностики СИБР. Однако этот тест может дать ложноотрицатель- ный результат в случае, когда доминирующая флора выделяет не водород, а метан. Для расширения возмож- ностей метода в клинической практике появились приборы с возможностью регистрации количества как водорода, так и метана в выдыхаемом воздухе. Наибо- лее типичным представителем метаногенов в микро- флоре человека является Methanobrevibacter smithii, причем 10% прокариот в кишечнике человека принад- лежит этому виду [7]. Исследователи считают, что со- временная западная диета способствует колонизации толстой кишки M. smithii, но продукция метана и его концентрация в выдыхаемом воздухе могут варьиро- вать 10-кратно: около 1/3 взрослой популяции запад- ных стран ежесуточно выделяют с дыханием от 40 мл до 4 л метана [8]. Археи считаются комменсалами, т.е. существуют совместно с другим организмом, не при- нося ему ни пользы, ни вреда. Выявление когорты па- циентов с избыточным ростом метаногенной флоры важно ввиду того, что продукция метана ассоциирова- на с изменением тонуса нижнего пищеводного сфинк- тера [9], увеличением времени транзита содержимого по кишке, увеличением водородного показателя рН просвета кишки [10] и, таким образом, может влиять на выраженность имеющихся у пациента симптомов. На- стоящим исследованием проведена попытка сопоста- вить клиническую картину СРК и ответ на лечение у па- циентов с СИБР водородпродуцирующей и метанпро- дуцирующей флорой. Пациенты и методы Для сопоставления клинических проявлений разных вариантов СИБР обследованы 82 пациента с СРК (диаг- ноз выставлялся согласно Римским критериям III), средний возраст больных составил 41,5±16,5 года (от 18 до 68 лет). Среди пациентов, включенных в исследо- вание, 45% страдали вариантом СРК с диареей (СРКд) и 55% страдали вариантом СРК с запорами (СРКз). У включенных больных отсутствовали симптомы, сви- детельствовавшие в пользу органической патологии (ректальное кровотечение, лихорадка, анемия, сниже- ние массы тела). Помимо этого для исключения при- сутствия органической патологии всем больным при поступлении проводилась колоноскопия или ирриго- скопия. Критерием исключения из исследования явля- лось применение антибиотиков/пробиотиков и ки- шечных антисептиков в течение 2 мес, предшествую- щих исследованию. Исследование проводилось в ут- ренние часы после 12-часового голода, в ужин накану- не исключался прием кисломолочных напитков и кон- дитерских изделий. После получения исходных значе- Таблица 1. Распределение пациентов по группам согласно результатам дыхательного теста Параметры/группы Избыточный рост не выявлен Избыток по Н2 (более 20 ppm) Избыток по СН4 (более 12 ppm) Избыток как по Н2, так и по СН4 n=10 n=40 n=24 n=9 Мужчины/женщины 3/7 20/20 8/16 3/6 СРКз/СРКд 4/6 16/24 24/0 5/4 ИМТ, кг/м2 25,2±4,0 25,3±4,8 24,5±8,9 24,8±5,2 Анамнез, лет 3,8±2,5 7,5±6,5 6,6±6,0 4,3±4,1 IBSQoL/BEST 47,7/42,8 60,7*/46,4 72,2*/40,1 73,5/35,7 *p=0,05. Таблица 2. Данные фактического питания в полученных группах Параметры/группы Избыточный рост не выявлен Избыток по Н2 (более 20 ppm) Избыток по СН4 (более 12 ppm) Избыток как по Н2, так и по СН4 n=10 n=40 n=24 n=9 Кратность приемов пищи, раз в сутки 3,0±1,4 4,0±1,4 5,0±1,4 4,5±0,7 Белок, г 91,7±7,2 80,1±29,6* 112,3±6,4* 101,2±14,4 Жиры, г 98,2±43,3 93,7±33,4 73,3±13,2 114,7±46,7 Моно-/дисахариды, г 81,3±45,8 111,0±71,8 108,5±84,3 102,3±69,7 Углеводы, г 241,1±2,0 252,9±121,3 214,1±142,7 234,3±127,7 Пищевые волокна, г 6,9±5,6 15,5±8,4* 24,8±13,1* 13,0±2,5 Калорийность, ккал/сут 2222,0±369,0 2231,9±721,5 1973,0±664,0 2375,0±997,0 *p=0,05; **p=0,01. ний содержания газов в выдыхаемом воздухе пациент выпивает 15 мл лактулозы, растворенной в 100 мл во- ды, после чего в течение 3 ч анализируется газовый со- став выдыхаемого воздуха каждые 15 мин. Анализ газо- вого состава осуществлялся аппаратом Gastro Check Gastrolyser фирмы Bedford (UK). Избыточный рост ме- таногенной флоры диагностировался при превыше- нии уровня метана 12 ppm, водородпродуцирующей флоры - при превышении уровня водорода 20 ppm. Оценка фактического питания осуществлялась мето- дом частотного анализа дневников питания. У всех па- циентов ежедневно оценивался уровень выраженно- сти жалоб (абдоминальной боли, вздутия живота, тяже- сти в желудке, чувства неполного опорожнения кишеч- ника, тошноты, изжоги, эмоционального дискомфор- та) по 5-балльной шкале Лайкерта, каждое опорожне- ние кишечника регистрировалось, консистенция кало- вых масс оценивалась Бристольской шкалой, для оцен- ки качества жизни использовались 36-позиционный вопросник IBSQoL (Irritable Bowel Syndrome Quality of Life) и инструмент оценки тяжести СРК BEST. Для статистической компьютерной обработки дан- ных использовался пакет программ SPSS 13.0 for Win- dows (SPSS Inc., USA). С его помощью проводилась оценка показателей выборки методами дескриптив- ной статистики; для сравнения зависимых выборок ис- пользовался непараметрический тест Вилкоксона; для сравнения результатов между группами использовался метод Манна-Уитни. Достоверность результатов уста- навливалась при значениях p≤0,05. Результаты и обсуждение В рамках исследования методом водородно-метанового дыхательного теста с лактулозой были обследова- ны 83 пациента с СРК. Распределение по результатам представлено в табл. 1. Как следует из таблицы, поло- вые различия между группами незначительны, но од- нородный состав группы метанпродуцентов в отноше- нии задержки стула можно объяснить угнетающим действием метана на моторику кишечника. Среди па- циентов всех групп не выявлено различий по величине индекса массы тела (ИМТ). Показатели качества жизни были ниже в группе с избыточным ростом водород- продуцирующей флоры. Различия между группами в продолжительности анамнеза заболевания оказались недостоверными, хотя наибольшая продолжитель- ность заболевания отмечалась в группе с избыточным ростом по водороду, что сочетается с большей выра- женностью в этой группе снижения качества жизни. Результаты исходного уровня питания пациентов, полученные методом частотного воспроизведения, представлены в табл. 2. Ввиду неравной численности групп оценить досто- верность различий диетологического анамнеза между группами удалось лишь в отношении групп с избыточ- ным ростом по водороду и ростом по метану. Так, в группе с повышенной активностью метаногенной флоры отмечено достоверно более высокое потребле- ние белка и пищевых волокон в рационе. Однако по- требление углеводов в этой группе достоверно ниже за счет более низкого поступления крахмалов (так как уровень моно-/дисахаридов в этих группах сопоста- вим). Избыток волокон в рационе можно объяснить однородным составом группы метанопродуцентов в отношении задержки стула, которую в домашних условиях пациенты пытаются преодолеть диетологи- чески - насыщая свой рацион продуктами с высоким содержанием пищевых волокон. Однако пищевые во- локна известны способностью снижать концентра- цию желчных кислот в толстой кишке, с другой сторо- ны - известно, что желчные кислоты способны угне- тать метаногенез [10]. Увеличенное количество пище- вых волокон в рационе может способствовать метано- генезу, снижая концентрацию желчных кислот. Более интересными представляются выраженные достовер- ные различия в потреблении белка, которые могут быть ответственными за преобладание водород- или метанпродуцирующей флоры в кишечнике - избыток белка в рационе из-за относительной недостаточно- сти кишечной стенки по его утилизации может спо- собствовать поступлению нерасщепленных и/или не- всосавшихся пептидных остатков в толстую кишку, где они могут послужить факторами роста протеолитиче- ских микроорганизмов. Более низкий уровень по- требления крахмала в этой группе может способство- вать снижению конкурентной активности со стороны сахаролитических микроорганизмов. При сопоставлении исходной клинической картины в полученных группах были выявлены следующие особен- ности жалоб, выраженных шкалой Лайкерта (табл. 3). Таблица 3. Выраженность исходных жалоб в группах Жалобы/группы Избыток по Н2 (более 20 ppm) Избыток по СН4 (более 12 ppm) Избыток как по Н2, так и по СН4 n=40 n=24 n=9 Изжога 1,4±0,7 1,3±0,4 1,0±0 Боли в животе 1,9±0,7 2,3±1,1 3,5±0,7 Вздутие живота 2,2±0,9* 2,9±0,5* 4,3±0,4 Тяжесть в желудке 2,3±1,1 2,5±0,8 2,3±0,4 Неполное опорожнение 2,3±1,2 2,5±1,2 2,0±1,4 Тошнота 1,3±0,6 1,2±0,4 2,0±1,4 *p=0,05. Таблица 4. Объективные параметры стула Параметр/группы Избыток по Н2 (более 20 ppm) Избыток по СН4 (более 12 ppm) n=16 n=24 Частота стула, раз в сутки 0,8±0,6* 0,5±0,3* Индекс Бристольской шкалы 2,7±1,7 2,2±1,4 *p=0,05. Можно заключить, что наличие избытка метаноген- ной флоры способствует достоверно более выражен- ному вздутию живота, тенденции к большей выражен- ности абдоминальной боли, тяжести в желудке и не- полному опорожнению кишечника у пациентов этой группы. В группе избыточного роста как по метану, так и по водороду также имеется тенденция к большей ин- тенсивности этих жалоб, однако из-за малой числен- ности группы мы не смогли получить статистическое подтверждение этого факта. Для сопоставления параметров стула ввиду отсут- ствия пациентов с диареей в группе метанопродуцен- тов мы сравнивали их с водородпродуцирующими па- циентами с СРКз (16 человек). Частота стула пациентов с избытком метаногенной флоры была достоверно ни- же, чем в группе водородпродуцентов (табл. 4). Для лечения СИБР в тонкой кишке нами обычно при- менялась трехступенчатая схема: 1) пробиотик Энте- рол по 1 капсуле 3 раза - в течение 2 нед, далее 2) ки- шечный антисептик Интетрикс по 2 капсулы 2 раза - в течение 10 дней и 3) антибиотик Альфа нормикс 200 мг по 1 таблетке 3 раза - 7 дней с контролем эф- фекта дыхательным тестом с лактулозой между ступе- нями. Ниже представлены результаты лечения пациен- тов обеих групп избыточного роста препаратом пер- вой ступени. На рис. 1 и 2 отражена динамика основ- ных жалоб пациентов с СРК после назначения пробио- тика, в группе избытка метана выраженность абдоми- нальной боли и вздутия живота за период наблюдения достоверно не изменилась, в то время как в группе па- циентов с избытком водорода интенсивность этих жа- лоб достоверно уменьшилась к 14-му дню наблюдения. В обеих группах пациентов с СРКз отмечалась тен- денция к увеличению частоты стула, однако в группе с избыточным ростом водородпродуцирующих микро- организмов частота стула приблизилась к нормальной величине через 1 нед лечения, а в группе метанопроду- центов даже на 14-й день большая часть пациентов жа- ловалась на недостаточную частоту опорожнения ки- шечника (рис. 3), что выраженно снижало их привер- женность лечению и может свидетельствовать о недо- статочной эффективности пробиотических препара- тов в лечении этой группы пациентов. Можно предпо- ложить, что пациентам с выявленным избыточным ро- стом метаногенных микроорганизмов терапию избы- точного роста следует начинать с назначения кишеч- ных антисептиков, которые обеспечат более быстрый ответ на терапию. Некоторая разнородность данных внутри групп мо- жет объясняться следующими причинами. Продукция метана находится в зависимости от доступности суль- фатов в кишечном содержимом - сульфатредуцирую- щие бактерии конкурируют с метаногенами за водо- род как исходный продукт своих синтетических про- цессов [10]. Пищей с высоким содержанием серы яв- ляются капуста, соя, некоторые виды хлеба, сухофрук- ты, некоторые сорта пива и вина. Сульфаты добавляют- ся в еду пищевой промышленностью как консерванты, Рис. 1. Динамика выраженности абдоминальной боли. Рис. 2. Динамика выраженности вздутия живота. *p=0,05 *p=0,05 Рис. 3. Динамика частоты стула.‌‌ регуляторы рН, для контроля ферментации. Эндоген- ными источниками сульфатов являются высокосуль- фатированные полисахариды (хондроитинсульфат) и муцин. По сравнению с метаном, который относитель- но безвреден, сероводород потенциально токсичен для колоноцитов и может иметь определенное патоге- нетическое значение. К сожалению, в нашем исследо- вании мы не могли как учитывать поступление сульфа- тов с пищей, так и оценивать содержание сульфатов в кишечном содержимом. Стоит отметить, что метан становится детектируе- мым в выдыхаемом воздухе при концентрации M. smit- hii более 108/г сухого веса содержимого кишки. Следо- вательно, часть пациентов - с отрицательным тестом на метан - могут быть в пограничном статусе по числу метаногенных бактерий в толстой кишке, и стойкое увеличение ими потребления пищевых волокон может способствовать конверсии их в группу метанопроду- центов. В некоторых работах зарубежных авторов вы- сказывалось предположение, что продукция метана независима от поступления с пищей белка, жира, угле- водов и пищевых волокон [10], однако относительно короткий период нагрузки (около 10 дней) нутриента- ми может быть недостаточным для адаптации бактери- альной массы толстой кишки к увеличенному поступ- лению нутриентов и выявлению изменений метано- генного статуса. Таким образом, внедрение в клиническую практику диагностических методик выявления СИБР у пациен- тов с СРК с определением метана и водорода позволяет выделить группу пациентов с возможно плохим субъективным и объективным ответом на лечение СИБР пробиотиками, требующим назначения более эффек- тивных антибактериальных препаратов, например ки- шечных антисептиков. Для подтверждения данного предположения требуется проведение дополнитель- ных исследований со специально разработанным ди- зайном. Наличие характерных отклонений в пищевом стату- се (избыточное потребление белка и пищевых воло- кон, низкое потребление сложных углеводов) у этих пациентов может способствовать формированию из- быточной метаногенной флоры и возобновлению жа- лоб после лечения антибактериальными препаратами. Для достижения стойкого эффекта лечения такие больные нуждаются в диетологической консультации для разработки и применения на постоянной основе более сбалансированного рациона питания.

About the authors

V. I Pilipenko

V. A Isakov

References

Supplementary files