Состояние микробного метаболизма в толстой кишке после холецистэктомии

Рис. 1. Средние значения суточной экскреции ЖК с калом у больных первой и второй групп

Рис. 2. Суммарное значение КЖК

Структура основных метаболитов сахаролитической микрофлоры (%) в группах пациентов после холецистэктомии и группе контроля (М ± SD)

Рис. 3. Суммарное количество КЖК в зависимости от концентрации ЖК у больных первой группы

Рис. 4. Зависимость концентрации бутирата от уровня ЖК у пациентов первой группы

Рис. 5. Зависимость доли бутирата от уровня ЖК у больных первой группы

Желчнокаменная болезнь (ЖКБ) встречается у 10–15% взрослого населения европейских стран [1]. Это объясняется изменением характера питания, образа жизни, а также внедрением современных диагностических методик.

В настоящее время лапароскопическая холецистэктомия является золотым стандартом при ЖКБ. Возросшая оперативная активность способствовала увеличению количества больных с различными вариантами течения постхолецистэктомического синдрома. Несмотря на большое количество клинических наблюдений и публикаций, вопросы о наличии данного синдрома и его классификации остаются дискутабельными.

По данным многих авторов, у 15–40% пациентов после холецистэктомии сохраняются клинические симптомы и различные патологические изменения в органах пищеварения [2, 3]. M. Fisher и соавт. описали диарею, связанную с избыточным поступлением желчных кислот (ЖК) в толстую кишку у 17% больных после лапароскопической холецистэктомии [4]. А.И. Парфенов рассмотрел хологенную диарею как вариант секреторной формы [5, 6].

В исследовании W. Wang и соавт., результаты которого были опубликованы в 2018 г., изучалась связь между изменением состава кишечной микробиоты после холецистэктомии и развитием колоректального рака [7]. Авторы предположили, что усиление бактериальной деконъюгации и дегидроксилирования ЖК приводит к увеличению доли вторичных ЖК, образующихся в толстой кишке под влиянием кишечной микрофлоры. Вторичные ЖК оказывают повреждающее воздействие на эпителий толстой кишки и тем самым повышают риск развития колоректального рака.

Изменение микробиоценоза кишечника выявляется у 79–89% пациентов с ЖКБ. После холецистэктомии снижается уровень облигатных симбионтов лакто- и бифидобактерий [8–11]. В процессе метаболизма кишечные микробы высвобождают короткоцепочечные жирные кислоты (КЖК), играющие важную роль в поддержании здоровья человека. Ключевыми из них являются бутират, пропионат и ацетат, образующиеся при микробном брожении непереваренных остатков пищи. Скорость и количество продукции КЖК зависят от вида и количества микрофлоры, присутствующей в толстой кишке, источника субстрата и времени транзита содержимого кишечника. Концентрация КЖК изменяется вдоль оси толстой кишки: самые высокие уровни в проксимальном отделе, самые низкие – в дистальном [12]. КЖК снижают рН толстой кишки. Повышение значений рН в толстой кишке приводит к увеличению активности ферментов, приводящих к избыточному образованию дезоксихолевой кислоты и, как следствие, усилению диареи [11].

Один из основных метаболитов – бутират участвует в поддержании нормального функционирования толстой кишки, обеспечивая колоноциты примерно 70% энергии. Как показывают результаты исследований, КЖК обладают противовоспалительным и антиканцерогенным действием, играют важную роль в поддержании метаболического гомеостаза в колоноцитах и защищают их от внешнего воздействия [13–19].

Таким образом, с помощью исследования метаболитов КЖК у пациентов после холецистэктомии можно оценить микробиоценоз кишечника и его влияние на энтерогепатическую циркуляцию.

Цель данного исследования – выявить взаимосвязь между содержанием КЖК (продуктов бактериального метаболизма в толстой кишке) и уровнем экскреции ЖК с калом после холецистэктомии.

Материал и методы

Обследовано 40 пациентов, перенесших холецистэктомию по поводу ЖКБ в срок от года до десяти лет.

Все больные были разделены на две группы. В первую вошли 20 пациентов (двое мужчин и 18 женщин, средний возраст – 59,1 ± 9,1 года) с синдромом хронической диареи, во вторую – 20 пациентов без диареи (трое мужчин и 17 женщин, средний возраст – 58,3 ± 8,6 года).

Для исключения онкологических, воспалительных и эндокринных заболеваний всем пациентам проведены следующие обследования: сбор жалоб и анамнеза, объективный осмотр, лабораторные исследования (общий и биохимический анализы крови, копрологическое исследование, посев кала на дисбактериоз), инструментальные исследования (ультразвуковое исследование органов брюшной полости, эзофагогастродуоденоскопия, ректороманоскопия и колоноскопия).

Контрольную группу составили 10 пациентов, сопоставимых по полу и возрасту с пациентами групп исследования, без заболеваний желудочно-кишечного тракта.

В копрофильтратах методом газожидкостной хроматографии определяли содержание КЖК: уксусной (С2), пропионовой (С3), масляной (С4), валериановой, капроновой и изоформ этих кислот.

Суточную экскрецию ЖК с калом оценивали спектрофотометрическим ферментным методом.

Статистическая обработка результатов выполнена с помощью пакетов программы Microsoft Excel 2010. Для параметрических переменных определяли среднее значение показателя по группе пациентов (М), стандартное отклонение (SD). Различие средних величин считалось достоверным при уровне значимости p < 0,05.

Результаты и их обсуждение

В первой группе суточная экскреция ЖК с калом составила 788,3 ± 482,3 мг/сут (р < 0,05), что значительно превысило результат конт­рольной группы – 198,6 ± 64,3 мг/сут. Избыточное количество ЖК, поступающих в толстую кишку через медиатор циклического аденозинмонофосфата, приводит к ингибированию всасывания и усилению секреции воды и электролитов, вызывая секреторную хологенную диарею.

У больных второй группы без диареи средний уровень суточной экскреции составил 189,2 ± 56,0 мг/сут, что не отличалось от показателей пациентов контрольной группы.

При сравнении средних значений суточной экскреции ЖК обеих групп выявлены достоверные отличия (рис. 1).

Суммарный уровень КЖК в копрофильтрате оказался сниженным в обеих группах. Однако снижение в первой группе было значительно больше, чем во второй. Это свидетельствовало об уменьшении метаболической активности микрофлоры толстой кишки у больных с хологенной диареей.

Средние значения суммарной концентрации КЖК в первой группе составили 4,8 ± 1,5 мг/г, что значительно отличалось от показателей контрольной группы – 10,6 ± 2,5 мг/г (p < 0,005). Во второй группе суммарные концентрации КЖК оказались несколько выше – 7,6 ± 3,6 мг/г, но также не достигли значений конт­рольной группы (10,6 ± 2,5 мг/г; p < 0,02) (рис. 2).

При оценке вклада ЖК в нарушение микробной экологии у пациентов с избыточной экскрецией ЖК с калом (первая группа) был проведен корреляционный анализ: выявлена достоверная обратная взаимосвязь между суммарным количеством КЖК и суточной экскрецией ЖК (r = -0,4333; p = 0,005) (рис. 3).

Полученные результаты подтвердили, что повышенное содержание ЖК влияет на уровень метаболической активности кишечной микробиоты, значительно снижая ее количество.

При сравнении структуры КЖК в двух группах (таблица) внимание привлек факт снижения концентрации бутирата и его доли (C4, %) в суммарной величине концентраций метаболитов в группе с хологенной диареей. При анализе полученных данных обнаружено, что среднее значение доли бутирата достигло 11,7 ± 4,6% (в группе конт­роля – 16,1 ± 5,1%).

Установлена достоверная обратная корреляционная связь между концентрацией бутирата и концентрацией ЖК (r = -0,3998; p = 0,05) (рис. 4) и между его долей и концентрацией ЖК (рис. 5) у пациентов первой группы (r = -0,5311; p = 0,02).

В отличие от первой во второй группе корреляционной зависимости между абсолютной и относительной концентрацией бутирата и суточной экскрецией ЖК не выявлено. Установлено увеличение доли изокислот – метаболитов условно патогенных протео­литических бактерий (изомасляной, изовалериановой, изокапроновой) в обеих группах пациентов по сравнению с контрольной группой: у пациентов с диареей (первая группа) суммарная доля этих метаболитов составила 13,3 ± 7,5%, у пациентов без диареи (вторая группа) – 12,3 ± 5,9%, что достоверно выше, чем в конт­рольной группе – 5,9 ± 1,1% (р=0,002). Это  подтверждает  развитие   дисбио­тических  изменений  у  пациентов,  перенесших  холецистэктомию.

По нашим данным, у части пациентов после холецистэктомии развивается диарейный синдром, обусловленный избыточным поступлением ЖК в толстую кишку. Кроме того, у таких пациентов имеют место количественные и качественные изменения состава КЖК в копрофильтрате, более выраженные в отношении масляной кислоты – важного фактора регуляции пролиферации и дифференцировки эпителия толстой кишки.

В исследовании И.Д. Лоранской и соавт. у большинства больных после холецистэктомии в разные сроки после операции отмечались клинические симптомы поражения толстой кишки (болевой синдром – 86,7% случаев, нарушение стула – 91,7%), а также дисбиотические нарушения кишечной микрофлоры (100% случаев) в отличие от больных ЖКБ и пациентов контрольной группы без патологии желчевыводящей системы. При гистологическом исследовании биоптатов толстой кишки в исследуемых группах наблюдались атрофия слизистой оболочки (66,7% случаев), очаги дисплазии эпителия (8,3%) с преобладанием поражения проксимальных отделов толстой кишки [11].

Сказанное позволяет предположить, что после холецистэктомии пациенты нуждаются в диспансерном наблюдении и обследовании с учетом имеющихся сведений о развитии у такой категории больных колоректального рака [20, 21].

В настоящее время опубликовано много работ, подтверждающих положительный эффект пищевых волокон. Применение пищевых волокон способствует увеличению производства КЖК, характеризующихся провоспалительными и противо­опухолевами свойствами, путем их бактериальной ферментации в толстой кишке [22–24].

Результаты исследования КЖК позволяют с новых позиций рассмотреть взаимосвязь между микробиоценозом кишечника и изменением пула ЖК после холецистэктомии.

Выводы

У пациентов после холецистэктомии увеличивается концентрация ЖК в кале, что способствует развитию хологенной диареи.

У больных хологенной диареей количественное и качественное изменение состава КЖК свидетельствует о дисбиотических изменениях.

Наиболее  значимые изменения КЖК у пациентов  с  хологенной диареей связаны с уменьшением  содержания  бутирата  в просвете  толстой кишки, что увеличивает  риск развития дистрофических  изменений в эпителиальном слое  слизистой оболочки  толстой кишки вследствие недостаточности  энергообеспечения колоноцитов.