Disaccharidase deficiency and functional bowel diseases

Full Text

ИРБ — избыточный рост бактерий НПВП — нестероидные противовоспалительные препараты ОКИ — острые кишечные инфекции СОТК — слизистая оболочка тонкой кишки СРК — синдром раздраженного кишечника СРКд — СРК с преобладанием диареи СРКз — СРК с преобладанием запоров СРКст — СРК смешанного типа ТК — тонкая кишка УЗИ — ультразвуковое исследование ФД — функциональная диарея ФЗ — функциональный запор ФЗК — функциональные заболевания кишечника ЭГДС — эзофагогастродуоденоскопия Функциональные заболевания кишечника — ФЗК (синдром раздраженного кишечника — СРК, функциональная диарея — ФД и функциональный запор — ФЗ) встречаются, по данным многочисленных исследований, выполненных в разные годы, у 15—20% населения экономически развитых стран. В недавно опубликованных материалах Римского консенсуса IV (2016 г.) подтверждено положение, что ФЗК возникают в результате сложных влияний центральной нервной системы, измененной кишечной микрофлоры и иммунной системы на висцеральную чувствительность и двигательную функцию кишечника [1]. Согласно консенсусу клинический симптомокомплекс ФЗК включает нарушения частоты и консистенции стула в сочетании (или без) с болью в животе, связанной с дефекацией [2]. Среди других жалоб, которые предъявляют пациенты с ФЗК, преобладают повышенное газообразование, урчание и вздутие живота. Однако эти же клинические симптомы наблюдаются и при нарушениях кишечного пищеварения, обусловленных дефицитом ферментов в слизистой оболочке тонкой кишки (СОТК) [3]. Поэтому целью нашего исследования явилось выяснение роли кишечных карбогидраз (лактазы, глюкоамилазы, мальтазы, сахаразы) в этиологии и патогенезе ФЗК. Материалы и методы Обследовали 74 больных (36 и мужчин и 38 женщин) возраст 18—50 лет. Критериями включения служили симптомы ФЗК, соответствующие Римскому консенсусу IV 2016 г. В зависимости от особенностей клинической картины у 21 обследованного установлен СРК с преобладанием диареи (СРКд), у 33 — функциональная диарея (ФД), у 6 — СРК с преобладанием запоров (СРКз), у 4 — функциональный запор (ФЗ) и у 10 — СРК смешанного типа (СРКст). Критериями исключения служили «тревожные симптомы» (кровотечения из прямой кишки, резкое снижение массы тела, анемия, лихорадка, ночная симптоматика, начало болезни в возрасте старше 50 лет) и симптомы первичной (врожденной) патологии пищеварения и всасывания. Продолжительность заболевания у 11 (14,9%) составила от 6 мес до 1 года, у 35 (47,3%) — от 1 года до 5 лет, у 12 (16,2%) — от 5 до 10 лет и у 16 (21,6%) — от 10 до 23 лет. Таким образом, у 58 (78,4%) из 74 больных длительность болезни не превышала 10 лет. Из возможных факторов риска развития заболевания 18 (24,3%) больных отметили связь с перенесенными кишечными инфекциями, 9 (12,1%) — с грубыми нарушениями режима и характера питания, 5 (6,7%) — с приемом нестероидных противовоспалительных препаратов (НПВП) или антибиотиков. Связь со стрессовыми ситуациями заметили 28 (37,9%) пациентов. В то же время 14 (19%) не смогли связать появление симптомов с какими-либо факторами. Клиническая характеристика больных представлена в табл. 1. В 1-ю группу мы включили 54 пациента с диареей (СРКд + ФД), во 2-ю группу — 10 пациентов с запорами (СРКз + ФЗ) и в 3-ю группу — 10 пациентов с СРКст. Таблица 1. Клиническая характеристика обследованных больных Примечание. Здесь и в табл. 2, 4, 5: данные представлены в виде абсолютного числа больных, в скобках процент. При сборе анамнеза особое внимание уделяли переносимости пищевых продуктов, их влиянию на формирование желудочно-кишечных симптомов. Лабораторные и инструментальные исследования проводили в объеме стандартов и алгоритмов диагностики ФЗК. Инструментальные исследования, помимо рентгеноскопии тонкой кишки (ТК), колоноскопии, ультразвукового исследования (УЗИ) органов брюшной полости, включали также эзофагогастродуоденоскопию (ЭГДС) с биопсией (3—5 фрагментов) СОТК, полученной из залуковичного отдела двенадцатиперстной кишки. Выполняли биохимическое исследование активности кишечных (мембранных) карбогидраз и гистологическую оценку слизистой оболочки двенадцатиперстной кишки. В гистологических препаратах оценивали высоту кишечных ворсин, глубину крипт и их соотношение. В препаратах, окрашенных PAS-реакцией, оценивали состояние щеточной каймы энтероцитов. Обращали внимание на присутствие в эпителии бокаловидных клеток и межэпителиальных лимфоцитов, а также панетовских клеток в глубине крипт. Методика определения карбогидраз. Активность карбогидраз, расщепляющих лактозу, крахмал и солод, определяли по методу А. Далквиста [4]. Исследование проводили в два этапа, на первом этапе осуществляли гидролиз субстрата. Освободившуюся глюкозу определяли по методу Триндера с помощью спектрофотометра [5]. Биоптаты помещали в изотонический раствор натрия хлорида, гомогенизировали и выполняли три последовательные ферментативные реакции. Первая из них заключалась в гидролизе дисахаридов, вторая — в окислении образующейся глюкозы при участии глюкозооксидазы до образования глюконовой кислоты и перекиси водорода. В третьей реакции атомарный кислород, освобождающийся из перекиси водорода под действием пероксидазы, реагируя с фенолом и 4-аминоантипирином, образует хинонимин (реакция Триндера), окрашивая раствор в красный цвет. Об активности дисахаридаз судили по интенсивности окраски, которую измеряли на спектрофотометре длиной волны 495 нм. Активность ферментов выражали в нанограммах освобожденной глюкозы на 1 мг ткани в минуту (нг глюкозы/мг ткани·мин). В контрольную группу включили 20 практически здоровых лиц в возрасте 23—47 лет, обследовавшихся в порядке углубленной диспансеризации. Условием включения в эту группу служило отсутствие у них симптомов непереносимости пищевых продуктов и заболеваний органов пищеварения. Статистическую обработку данных проводили с использованием компьютерной программы Statistica 6.0. Для определения статистической значимости различий между средними величинами при нормальном распределении совокупностей применяли критерий t Стьюдента. Различия считали статистически значимыми при р<0,05. Для оценки данных, не отвечающих нормальному распределению, использовали непараметрические методы с применением критерия Манна—Уитни, Крускала—Уоллиса и χ2. Результаты При сборе анамнеза и жалоб установлено, что кишечные симптомы у большинства больных связаны с употреблением в пищу продуктов, содержащих углеводы. В табл. 2 отражена частота развития клинических симптомов, связанных с непереносимостью продуктов, которые содержат крахмал, сахар, молоко. Таблица 2. Клинические симптомы непереносимости углеводов и частота их развития у больных ФЗК Наиболее часто метеоризм, диарея и боли в животе появлялись после употребления продуктов, содержащих молоко (48,6%) и картофельный крахмал (47,3%) реже — сахар (27%). Рентгенологические и эндоскопические исследования подтвердили отсутствие патологических изменений кишечника и других органов пищеварения у больных, что соответствует критериям ФЗК. Гистологическое исследование биоптатов СОТК проведено всем обследованным. У большинства больных соотношение высоты ворсин и глубины крипт оказалось больше 3:1, а число межэпителиальных лимфоцитов не превышало 20 на 100 энтероцитов. Контуры щеточной каймы были четкими, а в глубине крипт выявлялось много панетовских клеток. Инфильтрация собственной пластинки лимфоцитами и плазмоцитами была слабо или умеренно выражена. Все это позволяло исключить патогистологические признаки болезней ТК, хотя и давало основание в ряде случаев интерпретировать эти изменения как слабовыраженный неактивный дуоденит. Результаты исследования карбогидраз представлены в табл. 3. Таблица 3. Активность карбогидраз в СОТК у больных ФЗК и лиц контрольной группы Примечание. Различия статистически значимы * — p<0,01 — при сравнении с контрольной группой; ** — p<0,05 — при сравнении с контрольной группой (статистическая обработка данных проводилась с использованием непараметрического критерия Манна—Уитни). У лиц контрольной группы активность лактазы в среднем составила 57,6±27,7 нг глюкозы/мг ткани·мин и изменялась в пределах от 17 до 148 нг глюкозы/мг ткани·мин; активность глюкоамилазы в среднем составила 618,5±315,7 нг глюкозы/мг ткани·мин и изменялась в пределах от 100 до 1571 нг глюкозы/мг ткани·мин. Активность мальтазы находилась в пределах от 558 до 1323 нг/глюкозы/мг ткани·мин и в среднем составила 852,3±248,5 нг глюкозы/мг ткани·мин, сахаразы — от 91 до 348 нг/глюкозы/мг ткани·мин и в среднем составила 176,2±77,1 нг глюкозы/мг ткани·мин. Эти показатели приняты нами за норму. Активность ферментов у больных варьировала в значительных пределах, но в среднем во всех группах оказалась значительно ниже нормы. Следует отметить, что наиболее выраженное снижение активности глюкоамилазы, сахаразы и лактазы выявлено у больных с диареей. Активность сахаразы имела бóльшую тенденцию к нормальным показателям по сравнению с другими ферментами. В группе больных с запорами у 6 активность карбогидраз была нормальной, у 4 — сниженной. У 2 из них диагноз СРКст подтверждался появлением метеоризма при употреблении продуктов, содержащих углеводы, а у 2 больных с глюкоамилазной и лактазной недостаточностью — появлением боли в животе и жидким стулом. У одного пациента с недостаточностью всех исследованных ферментов наблюдалось снижение массы тела на протяжении 5 лет на 15 кг. В то же время у всех больных независимо от показателей активности ферментов отмечались боли либо дискомфорт в животе разной степени интенсивности. В табл. 4 приведены сведения о частоте снижения ферментативной активности у обследованных больных. Таблица 4. Частота снижения активности карбогидраз в группах больных ФЗК Примечание. * — p>0,05, при сравнении между тремя группами (статистическая обработка данных проводилась с использованием непараметрического критерия Крускала—Уоллиса). Наиболее часто у больных ФЗК снижалась активность лактазы (87,8%) и глюкоамилазы (85,1%). Активность мальтазы и сахаразы снижалась реже, примерно с одинаковой частотой во всех 3 группах. Снижение активности всех исследованных карбогидраз отмечено у 31,1% больных ФЗК, а нормальная активность всех типов карбогидраз — лишь у 4 (5,4%). Мы провели корреляционный анализ зависимости активности ферментов от длительности клинических проявлений заболевания в наиболее многочисленной 1-й группе больных ФЗК с диареей. Обнаружена умеренная положительная корреляция между активностью мальтазы и длительностью болезни: r=0,3172; p=0,019 (рис. 1, а). Взаимосвязи c другими ферментами выявить не удалось: для глюкоамилазы r=–0,05737; p=0,67 (см. рис. 1, б), для сахаразы r=0,00855; p=0,95 (см. рис. 1, в), для лактазы r=–0,18078 p=0,190 (см. рис. 1, г). Следовательно, можно предположить, что у длительно болеющих пациентов не происходит восстановления активности карбогидраз, исключение составляет мальтаза, которая является наиболее стабильной и со временем быстрее всех восстанавливает свою активность. Рис. 1. Корреляция активности мальтазы (а), глюкоамилазы (б), сахаразы (в) и лактазы (г) и длительности заболевания. Рис. 1. Корреляция активности мальтазы (а), глюкоамилазы (б), сахаразы (в) и лактазы (г) и длительности заболевания. (окончание) Во 2-й и 3-й группах больных (СРКст и ФЗ) определить корреляции не представлялось возможным из-за малочисленности групп и значительного разнообразия показателей активности ферментов. Таким образом, у 70 из 74 больных ФЗК установлено нарушение мембранного пищеварения в ТК в форме дисахаридазной недостаточности. Недостаточность лактазы (гиполактазия) выявлена у 87,8% больных, недостаточность мальтазы — у 48,6%, сахаразы — у 51,3%, глюкоамилазы — у 85,1%. У 23 (31,1%), больных оказалась сниженной активность всех карбогидраз. С учетом полученных данных основу лечения больных составило лечебное питание. Из рациона по возможности исключались углеводы, для гидролиза которых требовались соответствующие дисахаридазы. При недостаточности сахаразы ограничивали сахар, больным с недостаточностью глюкоамилазы и мальтазы рекомендовали уменьшить употребление продуктов, содержащих крахмал, а больным с гиполактазией — молоко и кисломолочные продукты. Медикаментозное лечение включало ферментные препараты (панкреатин, креон, мезим, микразим, фестал и др.), улучшающие полостное пищеварение. Одновременно назначали метронидазол, эрсефурил, интетрикс или другие кишечные антисептики для подавления избыточного роста бактерий (ИРБ) в ТК, свойственного больным с нарушенным мембранным пищеварением [3]. После антибактериальной терапии рекомендовали пробиотики (линекс, бифиформ, бифидумбактерин) с целью активного восстановления кишечной микробиоты. При диарее одновременно назначали вяжущие, антисептические, обволакивающие, адсорбирующие и нейтрализующие органические кислоты препараты (смекта, дерматол, белая глина и др.). Больным с запорами назначали дюфалак, экспортал, мукофальк и другие средства, стимулирующие дефекацию. Результаты лечения оценивали через 14 дней. К концу пребывания в клинике у всех больных отмечена тенденция к нормализации стула, уменьшению жалоб на боли в животе, урчание и вздутие живота (табл. 5). Таблица 5. Динамика клинических симптомов у больных ФЗК к концу лечения В заключение приводим одно из клинических наблюдений. Больной К., 29 лет, поступил в отделение патологии кишечника в октябре 2015 г. с жалобами на жидкий и кашицеобразный стул 1—2 раза в день, без патологических примесей, вздутия живота, повышенное газообразование, уменьшающиеся после дефекации, снижение массы тела на 6 кг. Болен около 8 лет. Появление симптомов связывает с употреблением молока, овощей или фруктов. Данные осмотра: правильного сложения, удовлетворительного питания, индекс массы тела 20,5 кг/м2. Язык умеренно обложен беловатым налетом, живот немного вздут, при пальпации появляется «шум плеска» в области слепой кишки. Лабораторные исследования крови, результаты УЗИ органов брюшной полости, колоноскопии и ЭГДС в пределах нормы. При гистологическом исследовании СОТК нормального строения (см. рис. 2). Рис. 2. СОТК больного К. Окраска гематоксилином и эозином, ув. 200. Объяснение в тексте. Активность карбогидраз оказалась существенно ниже нормы (рис. 3). Активность глюкоамилазы составила 139, мальтазы — 96, сахаразы — 16, лактазы — 4 нг глюкозы/мг ткани·мин. Рис. 3. Активность дисахаридаз у больного К. Объяснение в тексте. Больному назначены смекта, эрсефурил и постоянное соблюдение диеты с пониженным содержанием молока и молочных продуктов, сахара и крахмала. Постепенно наступила ремиссия: вздутия живота и поносы прекратились. Таким образом, у пациента с клинической картиной ФД обнаружена недостаточность мембранных ферментов, ответственных за переваривание лактозы, мальтозы, крахмала и сахара. Это послужило основанием для установления диагноза «дисахаридазная недостаточность» и назначения элиминационной диеты, соответствующей дефициту карбогидраз. Обсуждение Согласно современной теории пищеварения, созданной А.М. Уголевым в 60-х годах прошлого века, окончательный гидролиз олигосахаридов осуществляется лактазой, мальтазой, сахаразой, глюкоамилазой и трегалазой. Эти ферменты синтезируются эпителиоцитами СОТК, располагаются на мембране щеточной каймы и непосредственно связаны с переносчиками продуктов гидролиза — моносахаридов. Такой «пищеварительно-транспортный ансамбль» (по выражению А.М. Уголева) осуществляет заключительные стадии ассимиляции пищевых веществ в Т.К. Снижение активности ферментов ведет к накоплению в просвете ТК олиго- и мономеров, которые, являясь питательной средой для микроорганизмов, способствуют ИРБ в просвете Т.К. Подавление ферментативной активности вызывают острые кишечные инфекции (ОКИ), НПВП, антибиотики и другие агенты, повреждающие эпителиальный слой ТК, в котором синтезируются ферменты, обеспечивающие мембранный этап пищеварения. Особенно отчетливо отмечается связь между степенью ферментопатии и структурой СОТК у больных целиакией, у которых, как показано нами ранее, ферментативная активность восстанавливается по мере уменьшения атрофии ворсинок СОТК [6]. У больных ФЗК структура СОТК по данным обычной световой микроскопии не нарушена или ограничивается изменениями в пределах слабо выраженного неактивного дуоденита. Тем не менее можно предполагать, что повреждение эпителиоцитов происходит на ультраструктурном уровне, недоступном световой микроскопии. Работы, посвященные изучению кишечных ферментов при СРК, в основном касаются лактазной недостаточности. P. Farup и соавт. [7] сообщили о высокой частоте дефицита лактазы в СОТК больных СРК и отметили положительный эффект от соблюдения элиминационных диет. К. Pawłowska и соавт. [8] отметили, что гиполактазия выявляется у 20% взрослых и 65% детей, болеющих СРК с диареей. Снижение активности лактазы часто сочетается с синдромом ИРБ в ТК [9]. Н.А. Фадеева и соавт. [10] обнаружили обратную корреляцию между концентрацией водорода в выдыхаемом воздухе и степенью дефицита лактазы в биоптатах СОТК, а также восстановление ее активности под влиянием пробиотической терапии у больных СРК с гиполактазией. Недостаточность сахаразы изучали главным образом педиатры, отмечавшие ее связь как с наследственной предрасположенностью, так и с повреждением СОТК при различных заболеваниях, психологических стрессах, употреблении некоторых лекарственных препаратов [11, 12]. Исходя из теоретических предпосылок, становится понятным положительный клинический эффект от снижения нагрузки на ферментные системы ТК посредством элиминационной диеты. Тем не менее вопреки ожиданиям T. Parker и соавт. [13] не заметили существенного улучшения у 27% больных СРК с лактазной недостаточностью, соблюдавших безлактозную диету. Е. Fritz и соавт. [14] также не заметили улучшения от элиминационной диеты у больных СРК с мальабсорбцией фруктозы. Однако с учетом проведенного нами исследования отсутствие терапевтического эффекта можно объяснить неполным спектром исследованных карбогидраз. В этих случаях гиполактазия или мальабсорбция фруктозы могли быть лишь «вершиной айсберга» недостаточности дисахаридаз. Диета с ограничением рафинированных углеводов в лечении заболеваний кишечника имеет давнюю историю и применяется в системе лечения больных с патологией кишечника на основе лечебных столов Певзнера № 4—4 В. В последнее время это направление получило новый виток развития: предложена диета с низким содержанием углеводов FODMAP (the low fermentable, oligosaccharides, disaccharides, monosaccharides and polyols diet) [15]. В рационе ограничивают олигосахариды — углеводы, состоящие из 2 (дисахариды) и более (до 10) остатков моносахаридов, связанных между собой гликозидными связями. Подобная диета оказалась эффективной и у больных СРКд. Положительное влияние связывают с тем, что у больных с повышенной висцеральной чувствительностью отсутствие в рационе большого количества углеводов приводит к уменьшению бродильных процессов и газообразования [15—17]. Не умаляя значения этого патогенетического фактора в механизме формирования кишечных симптомов, заметим, что причиной положительного клинического эффекта FODMAP диеты, как показало наше исследование, является уменьшение нагрузки на ферментативно-транспортные комплексы, обеспечивающие работу «пищеварительно-транспортного конвейера» (по А.М. Уголеву) в условиях дефицита дисахаридаз. На основании имеющихся сведений пока невозможно сделать окончательный вывод о долговременной пользе низкоуглеводных диет. Для этого следует продолжить исследования, направленные на достижение соответствия пищевых компонентов гидролитическим возможностям мембранных ферментов Т.К. Представляется также перспективным применение препаратов, улучшающих пищеварение и всасывание в Т.К. Одним из таких направлений может быть исследование возможностей современных гастро- и энтеропротекторов, например ребамипида. Ребамипид относится к производным хинолинов. Химическое наименование — N-(4-хлорбензоил)-3-(2-оксо-1,2-ди-гидрохинолин-4-ил) аланин. Брутто-формула ребамипида C19H15ClN2O4. Это вещество индуцирует синтез эндогенных простагландинов Е2 и GI2 и улучшает тем самым кровоток в слизистой оболочке желудка и кишечника. По данным метаанализа ряда рандомизированных исследований, ребамипид оказался высокоэффективным в профилактике и лечении индуцированных НПВП повреждений желудка и ТК [18, 19]. Поэтому имеются основания для исследования его влияния на пищеварительную функцию СОТК. Заключение Проведенное исследование дает основание связать причину кишечной симптоматики у наблюдаемых нами больных с уменьшением активности мембранных ферментов СОТК. Следовательно, синдромный диагноз в подобных случаях целесообразно изменить на диагноз дисахаридазной недостаточности, ассоциированной с ОКИ, антибиотиками, НПВП или иным повреждающим фактором. Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

About the authors

A I Parfenov

O V Akhmadullina

E A Sabelnikova

N I Belostotsky

M V Kirova

S G Khomeriki

S V Bykova

References

Supplementary files