Спектр короткоцепочечных жирных кислот при хроническом панкреатите

Таблица 1. Клиническая характеристика больных хроническим панкреатитом

Таблица 2. Основные показатели нутритивного статуса больных хроническим панкреатитом

Таблица 3. Концентрация (мг/г) и спектр КЖК в копрофильтрате у больных хроническим панкреатитом и здоровых добровольцев, М ± m

Соотношение основных метаболитов КЖК в копрофильтрате у пациентов с ХП и здоровых добровольцев

Таблица 4. Коэффициент корреляции между показателями выраженности диареи и концентрации пропионовой кислоты в копрофильтрате больных ХП

Введение

Хронический панкреатит (ХП) занимает ведущее место среди болезней внутренних органов, приводящих к недостаточности полостного пищеварения. Структурно-функциональные нарушения поджелудочной железы (ПЖ) при данной патологии, как правило, снижают синтез ферментов, что влечет за собой изменение антибактериальных свойств панкреатического сока, дефекты пищеварения в тонкой кишке и микробного переваривания в толстой кишке [1].

Неусвоенные нутриенты способствуют усиленному размножению микрофлоры кишечника, вследствие чего они подвергаются частичному гидролизу, усиливая перистальтику тонкой и толстой кишки, ускоряя пассаж химуса и уменьшая время контакта панкреатических ферментов с ним.

Эти процессы могут приводить как к развитию избыточного бактериального роста в тонкой кишке, так и к изменению микробного пищеварения в толстой кишке, появлению симптомов мальнутриции [2, 3].

Данные процессы имеют неспецифические клинические проявления: боли и дискомфорт в области живота, вздутие в животе, диарею, признаки нарушения всасывания витаминов и микроэлементов.

Диагностика избыточного бактериального роста в тонкой кишке [3, 4] базируется на результатах лабораторных методов (посев аспирата из тонкой кишки на питательные среды) [5], дыхательных тестов с углеродсодержащими субстратами, с учетом отдельных маркеров спектра короткоцепочечных жирных кислот (КЖК) [2, 6]. В связи с этим определение КЖК в копрофильтрате может являться дополнительным критерием избыточного бактериального роста в тонкой кишке и активности толстокишечной микробиоты [7].

Водородные дыхательные тесты являются простыми в исполнении, доступными, но ориентировочными, отражают только наличие бактериального обсеменения тонкой кишки [8].

КЖК являются конечным продуктом ферментации непереваренных углеводов и пищевых волокон, расщепленных сахаролитической микрофлорой, с длиной цепи от двух до четырех атомов углерода и конечного обмена белков, расщепленных протеолитической микрофлорой, с цепью из пяти-шести атомов углерода и их изомерами. К основным метаболитам толстокишечной микробиоты относят уксусную, пропионовую и масляную кислоты, на долю которых приходится около 95% всех КЖК [9]. Концентрация КЖК варьируется от слепой кишки до прямой кишки. После всасывания КЖК утилизируются в колоноцитах или транспортируются в систему кровообращения и другие органы.

Каждая КЖК образуется при ферментации субстрата бактериями определенного вида, что позволяет судить об активности представителей микрофлоры и служит важным параметром гомеостаза кишечного биотопа. Так, например, пропионовую кислоту (С3) продуцируют Veillonella, Propionibacterium, Bacteroides, Fusobacterium, Clostridium, Gaffkya из сахара, крахмалов (гликанов), пектинов (легко гидролизуемые гликаны).

Было показано, что, имитируя «эндокринные» сигнальные молекулы, КЖК регулируют аппетит, расход энергии и ожирение через центральные механизмы, улучшая метаболизм углеводов и липидов хозяина. КЖК, по-видимому, непосредственно способствуют пролиферации, выживанию и функционированию β-клеток ПЖ [10].

Метод газожидкостного хроматографического анализа для определения КЖК (разработанный и внедренный профессором М.Д. Ардатской) является недорогим, неинвазивным, уточняющим активность толстокишечной микробиоты, что косвенно может свидетельствовать и о развитии избыточного бактериального роста в тонкой кишке в условиях измененной функции ПЖ.

Развитие избыточного бактериального роста в тонкой кишке может влиять на эффективность заместительной ферментной терапии (ЗФТ) при внешнесекреторной недостаточности поджелудочной железы (ВНПЖ), что требует в некоторых случаях дополнительной медикаментозной коррекции [11].

Тем не менее ЗФТ направлена на облегчение симптомов, связанных с экзокринной недостаточностью ПЖ, переваривание жиров и поддержание нутритивного статуса больных. В исследовании H. Nishiyama и соавт. выявлено изменение состава микробиоты в пользу Akkermansia muciniphila и Lactobacillus reuteri у мышей, получавших ЗФТ, подтверждающее гипотезу о том, что ЗФТ облегчает симптомы, связанные с ВНПЖ [12].

Цель – оценить метаболическую активность толстокишечной микробиоты у пациентов с ХП как маркера изменений функционального состояния ПЖ.

Материал и методы

Проведено комплексное обследование 40 больных хроническим панкреатитом. Средняя длительность заболевания составила 8,6 ± 6,0 лет. В исследование были включены 20 женщин и 20 мужчин. Средний возраст больных составил 50,6 ± 9,4 года, что социально значимо ввиду того, что это работоспособный период жизни.

В исследование не были включены больные с декомпенсацией сахарного диабета, тяжелой сердечной недостаточностью, хронической болезнью почек, а также пациенты, получавшие антибактериальную терапию, про- и пребиотики, ингибиторы протонной помпы в течение месяца до момента госпитализации.

Изучали признаки мальнутриции: снижение массы тела, индекс массы тела (ИМТ), уровень гемоглобина крови, абсолютное число лимфоцитов, электролитные нарушения [13].

Диагностическими критериями хронического панкреатита являлись: клинические данные (жалобы, анамнез) [14]; результаты методов визуализации (ультразвуковое исследование, мультиспиральная компьютерная томография органов брюшной полости с внутривенным контрастированием) – кальцинаты в структуре ПЖ; изменения протоковой системы; наличие псевдокист [1, 15, 16].

Для оценки ВНПЖ использовали иммуноферментный тест на фекальную эластазу-1. Снижение ее активности в кале ниже 200 мкг/г свидетельствует о развитии ВНПЖ [1, 17]. Больные ХП с ВНПЖ получали ЗФТ.

Концентрацию и спектр КЖК (уксусной, пропионовой, масляной, капроновой, а также изокислоты) определяли с помощью газожидкостного хроматографического анализа на хроматографе «Кристалл 2000 М» (Хроматек, Россия), включающего автоматизированную программу обработки данных.

Результаты и обсуждение

В проведенном нами исследовании все больные были разделены на две группы в зависимости от наличия ВНПЖ.

Первую группу составили 26 больных (средний возраст 48 ± 8,2 года, из них 13 мужчин, 13 женщин) с ВНПЖ тяжелой степени по данным иммуноферментного анализа (эластаза кала менее 100 мкг/г). Сюда же были включены больные, которым проведено оперативное лечение по поводу хронического кальцифицирующего панкреатита в объеме операции Фрея или Бегера. Больные этой группы получали ЗФТ в соответствии с международными и российскими рекомендациями.

Вторая группа состояла из 14 больных с сохраненной внешнесекреторной функцией ПЖ по результатам иммуноферментного анализа (эластаза кала более 200 мкг/г), средний возраст больных составил 55,5 ± 9,4 года, из них семеро мужчин и семь женщин. Больные этой группы ЗФТ не получали.

Для сравнения спектра и профиля КЖК в копрофильтрате изучены образцы кала 22 здоровых добровольцев, средний возраст которых составил 43,4 ± 6,2 года, из них 13 женщин и девять мужчин. Больные были сопоставимы по возрасту и полу.

У пациентов ХП обеих групп изучали частоту выявления неспецифических клинических проявлений, наблюдаемых и при развитии избыточного бактериального роста в тонкой кишке, и/или активности толстокишечной микробиоты в условиях измененной функции ПЖ (табл. 1).

При анализе данных (табл. 1) выявлены достоверные различия у больных ХП. Так, в первой группе пациентов (с ВНПЖ) вздутие живота отмечалось достоверно чаще (р = 0,049), а запор – достоверно реже (р = 0,0001) в отличие от больных второй группы (без ВНПЖ).

Частота выявления диареи и болевого синдрома достоверно не различалась, что можно объяснить не только структурными изменениями ПЖ, но и возможными нарушениями в составе кишечной микробиоты, усилением двигательной активности кишечника, изменениями в продукции КЖК, влияющими на всасывание воды и электролитов.

С учетом влияния ВНПЖ на нутритивный статус пациентов изучали его наиболее доступные параметры: ИМТ, лабораторные показатели (общий белок, альбумин, гемоглобин, абсолютное число лимфоцитов, уровни калия, натрия) (табл. 2).

Анализ основных (скрининговых) показателей нутритивного статуса больных ХП выявил, что в обеих группах преобладали больные с нормальной или избыточной массой тела, однако во второй группе (без ВНПЖ) достоверно чаще (р = 0,008) пациенты имели ИМТ более 25 кг/м² (гипертрофию). В первой группе больных (с ВНПЖ) у 11,5% выявлен дефицит массы тела, что может свидетельствовать о скрытом энергодефиците. Однако при анализе соответствующих лабораторных показателей у больных ХП обеих групп не было выявлено достоверных различий и отклонений от референсных значений, что свидетельствует в пользу адекватного всасывания основных нутриентов в просвете кишечника.

С целью исключения патологии верхних отделов пищеварительного тракта проводили эзофагогастродуоденоскопию с осмотром большого дуоденального сосочка. По данным исследования, у больных обеих групп не было выявлено эрозивно-язвенных поражений пищевода, желудка, двенадцатиперстной кишки, которые могли повлиять на клиническую картину заболевания.

Следующим этапом определяли концентрацию КЖК в копрофильтрате пациентов с ХП и здоровых добровольцев (табл. 3).

Анализ результатов исследования табл. 3 показал, что в обеих группах пациентов с ХП не было выявлено достоверных различий в концентрации и спектре КЖК, что косвенно может отражать эффективность ЗФТ у больных первой группы (с ВНПЖ) на процессы усвоения нутриентов, а значит, и на метаболическую активность кишечной микробиоты и соответственно приближать ее к спектру второй группы (без ВНПЖ) и здоровых добровольцев.

Однако при сравнении второй группы больных (без ВНПЖ) с группой здоровых добровольцев выявлено достоверное снижение уровня пропионовой кислоты (2,03 ± 0,8 vs 4,48 ± 0,46 мг/г; р = 0,007), что может быть обусловлено уменьшением активности продуцентов пропионовой кислоты или недостаточным поступлением субстратов (сахара, крахмала, гликанов) либо изменением состава секрета ПЖ, что в свою очередь требует дальнейшего изучения.

При изучении соотношения основных метаболитов КЖК у больных ХП первой и второй групп, а также здоровых добровольцев достоверных различий не выявлено, что нами расценено как стабильность состава кишечной микробиоты, ее синтетических свойств (рисунок). Однако достоверное снижение концентрации пропионовой кислоты у пациентов второй группы могло влиять на двигательную активность, степень выраженности диареи, в связи с чем нами был проведен корреляционный анализ в обеих группах больных ХП (табл. 4).

При анализе данных табл. 4 выявлены различные связи: в первой группе больных (с ВНПЖ) получена отрицательная слабая корреляционная связь: чем выраженнее диарея, тем меньше продукция С3, а во второй группе (без ВНПЖ), наоборот, – положительная умеренная связь: чем выраженнее диарея, тем больше продукция С3, что указывает на разные механизмы диареи.

Проведенное нами исследование позволяет понять, что в патогенезе хронического панкреатита существуют отдельные, не до конца изученные моменты, в частности сложности в дифференциальной диагностике между проявлениями ВНПЖ и избыточного бактериального роста при ХП [18]. Тем не менее приоритетной задачей врачей при терапии ВНПЖ является компенсация недостатка ферментов, вырабатываемых железой, в виде назначения ЗФТ. Правильно подобранная ЗФТ способствует стабилизации метаболической активности кишечной флоры, продуцирующие свойства которой вносят свой вклад в энергообеспечение организма, предотвращают дефицит белков и способствуют поддержанию нутритивного статуса.

Заключение

Таким образом, контроль КЖК копрофильтрата у больных ХП, в том числе на фоне ЗФТ, косвенно доказывает адекватность и эффективность этой терапии. Показатели концентрации и спектра КЖК могут служить дополнительными инструментами для выявления изменений метаболической активности толстокишечной микробиоты как маркера функционального состояния ПЖ при ХП.