The importance of the bacterial overgrowth syndrome in the development of disorders metabolic functions of the liver in non-alcoholic fatty liver disease

Full Text

АЛТ – аланинаминотрансфераза
АСТ – аспартатаминотрансфераза
ГГТП – γ-глутамилтранспептидаза
ЖКТ – желудочно-кишечный тракт
НАЖБП – неалкогольная жировая болезнь печени
ПТИ – протромбиновый индекс
СИБР – синдром избыточного бактериального роста
ТГ – триглицериды
ХС – холестерин
ЩФ – щелочная фосфатаза

Неалкогольная жировая болезнь печени (НАЖБП) является одним из самых распространенных хронических диффузных заболеваний печени [1–3]. При НАЖБП имеют место нарушения метаболических процессов, в частности липидного и углеводного обмена, что является как причиной, так и следствием НАЖБП; при стеатозе печени страдает белковый обмен [4]. Выявляемые метаболические нарушения при НАЖБП многие исследователи связывают с инсулинорезистентностью, липотоксичностью, оксидативным стрессом [5]. Вместе с тем не у всех пациентов, страдающих НАЖБП, обязательно отмечается инсулинорезистентность, как, например, у лиц, в генотипе которых присутствуют мутации генов PNPLA3, TM6SF2, что подтверждает генетическую предрасположенность к развитию данного заболевания [6, 7].

В последнее время большой интерес вызывает изучение роли тонкой кишки в нарушении метаболических процессов, так как тонкая кишка является одним из центральных органов в регуляции обмена веществ [8, 9]. Здесь происходят гидролиз и резорбция пищевых веществ, находящиеся в определенной зависимости от кишечной микробиоты [10–12]. Однако эти вопросы, имеющие теоретическое и практическое значение, остаются недостаточно изученными.

Цель исследования – изучение основных метаболических функций печени у пациентов с НАЖБП и оценка сопряженности этих нарушений с полостным избыточным бактериальным ростом.

Материалы и методы

Верификация НАЖБП осуществлялась по результатам ультразвукового исследования гепатобилиарной системы на аппарате SONIX OP (Канада). Исключение фиброза печени проводилось с помощью теста FibroMax (FM) и эластографии печени на анализаторе AIXPLORER (Франция). Все пациенты подписывали добровольное информированное согласие на участие в исследовании.

Критерии исключения из исследования: поражения печени другой этиологии (вирусной, алкогольной, аутоиммунной, лекарственной), гепатит, фиброз и цирроз печени, беременность и лактация, эндокринные заболевания, наличие опухолей любой локализации, психических расстройств, хронических заболеваний внутренних органов в стадии декомпенсации.

Липидный обмен у пациентов оценивали по содержанию общего холестерина (ХС) и триглицеридов (ТГ) в сыворотке крови на анализаторе FP-901(М) компании Labsystems (Финляндия). Углеводный обмен изучали по концентрации глюкозы в сыворотке крови на анализаторе Huma Star 600 (Германия) и результатам глюкозотолерантного теста. Глюкозотолерантный тест проводили следующим образом: сначала натощак оценивали уровень глюкозы в капиллярной крови, затем пациенты принимали внутрь 75 г глюкозы, растворенной в 200 мл воды, далее гликемия определялась повторно через 30, 60 и 120 мин. Для определения глюкозы в капиллярной крови использовали глюкометр Accu-Chek Актив и тест-полоски. Белковый обмен оценивали по концентрации общего белка и альбуминов в сыворотке крови, используя стандартный набор реагентов на анализаторе FP-901(М) компании Labsystems (Финляндия). Протромбиновый индекс (ПТИ) и фибриноген исследовали с помощью прибора-коагулометра Cormay KG-4 (Польша). Содержание билирубина в сыворотке крови изучали, используя анализатор Huma Star 600 (Германия). Минеральный обмен включал определение натрия, калия, кальция в сыворотке крови с помощью анализатора Isoline. Уровень ферментов (аланинаминотрансфераза – АЛТ, аспартатаминотрансфераза – АСТ, щелочная фосфатаза – ЩФ, γ-глутамилтранспептидаза – ГГТП) исследовали на анализаторе компании Labsystems (Финляндия).

Состояние кишечной микробиоты оценивали по результатам водородного дыхательного теста с лактулозой, выполненного с помощью анализатора «ЛактофаН2» компании «Ассоциация медицины и аналитики» (Россия). Дыхательный тест проводили следующим образом: сначала натощак исследовали уровень водорода в выдыхаемом воздухе, затем пациенты принимали внутрь 20 г лактулозы, растворенной в 200 мл воды, далее концентрация водорода определялась повторно через каждые 20 мин в течение 100 мин. Степень тяжести синдрома избыточного бактериального роста (СИБР) устанавливалась по приросту концентрации водорода ранее 60-й минуты исследования по отношению к исходному значению: 1-я степень – от 10 до 50 ppm, 2-я степень – от 50 до 100 ppm, 3-я степень – более 100 ppm [1].

Полученные результаты сравнивали с показателями контрольной группы, которая состояла из 55 человек в возрасте от 18 до 60 лет без заболеваний желудочно-кишечного тракта (ЖКТ) в анамнезе.

Статистическая обработка данных проводилась с помощью программного обеспечения StatSoft Statistica версии 10.0.1011. Проверка нормальности распределения проводилась с использованием критериев Колмогорова–Смирнова и Шапиро–Уилка, распределение отличалось от нормального. В связи с отсутствием нормального распределения для подсчетов выбраны непараметрические методы. Данные исследования представлены в виде медианы (Median) и межквартильного размаха (25–75-й перцентиль), минимальных и максимальных значений (min и max). Статистическая значимость различий (p) количественных величин между независимыми группами оценивалась с помощью критерия Манна–Уитни, между зависимыми группами – с применением критерия Вилкоксона. Корреляционный анализ проводился с использованием коэффициента ранговой корреляции Спирмена. Различия между группами считались статистически значимыми при вероятности справедливости нулевой гипотезы об отсутствии различия между группами (p)<0,05.

Результаты

Обследованы 50 пациентов с НАЖБП на стадии стеатоза печени в возрасте от 18 до 60 лет, медиана возраста составила 50 лет (45; 55). Среди обследованных мужчин – 14 (28%), женщин – 36 (72%).

Результаты исследований метаболических показателей у пациентов с НАЖБП представлены в табл. 1. При исследовании липидного обмена выявлено значимое увеличение общего ХС и ТГ в сыворотке крови у пациентов с НАЖБП по сравнению с контрольной группой. У пациентов с НАЖБП отмечено увеличение базального уровня глюкозы сыворотки крови по сравнению с контрольной группой. По результатам глюкозотолерантного теста выявлены усиление всасывания глюкозы по сравнению с контрольной группой у 18 (36%) пациентов, нарушение толерантности к углеводам – у 30 (60%).

Таблица 1. Метаболические показатели у пациентов с НАЖБП

Показатели	Медиана		Min		Max		25–75-й перцентиль		p
	пациенты с НАЖБП	контрольная группа	пациенты с НАЖБП	контрольная группа	пациенты с НАЖБП	контрольная группа	пациенты с НАЖБП	контрольная группа
ХС, ммоль/л	5,9	5,0	3,9	3,4	8,7	6,2	5,0–6,9	4,5–5,3	0,000013
ТГ, г/л	1,35	0,9	0,52	0,75	4,29	1,8	0,9–1,66	0,85–0,92	0,014
Глюкоза, ммоль/л	5,65	5,1	3,42	3,63	6,4	6,0	5,19–6,29	4,9–5,2	0,000001
Общий белок, г/л	72,0	65,4	63	62,4	87	79	70,0–77,0	65,3–67,3	0,000001
Альбумины, %	42,7	46,5	32,4	36,6	52	56,8	39,3–47,3	42,7–48,6	0,1
ПТИ, %	103,0	98	89	96	108	103	97,0–106,0	96,0–103,0	0,44
Фибриноген, г/л	3,0	2,5	1,8	2,25	4,25	3,25	2,7–3,5	2,25–3,0	0,25
Билирубин, мкмоль/л	10,7	9,85	4,4	6,93	33,17	17,6	8,5–13,25	9,4–10,4	0,18
Калий	4,3	4,15	3,4	3,9	5,2	4,7	4,1–4,7	4,05–4,45	0,38
Натрий	144,0	139	139,0	137,0	147,0	141,0	141,0–145	138,0–140,0	0,00025
Кальций	2,24	2,03	2,0	1,98	3,2	2,22	2,08–2,37	2,0–2,18	0,027

У пациентов с НАЖБП определены увеличение общего белка сыворотки крови по сравнению с контрольной группой и тенденция к снижению альбумина. У больных наблюдается незначительное увеличение ПТИ, фибриногена и общего билирубина в сыворотке крови. При НАЖБП выявлено значимое увеличение натрия и кальция в сыворотке крови и отмечено незначимое повышение калия по сравнению с группой контроля.

Как показано в табл. 2, у пациентов с НАЖБП имеет место значимое увеличение маркеров цитолиза (АЛТ и АСТ) и холестаза (ГГТП) по сравнению с контрольной группой.

Таблица 2. Обмен ферментов у пациентов с НАЖБП

Показатель, ед/л	Медиана		Min		Max		25–75-й перцентиль		p
	пациенты с НАЖБП	контрольная группа	пациенты с НАЖБП	контрольная группа	пациенты с НАЖБП	контрольная группа	пациенты с НАЖБП	контрольная группа
АЛТ	23	16,5	9	9	38	28	17–29	16–18	0,0014
АСТ	23	18	14	15	40	32	20–27	17–21	0,00056
ЩФ	154	164	41	85	336	222	97–207	163–171	0,53
ГГТП	30,5	25	8	5	162	31	20–47	23–27	0,0041

Результаты исследования кишечной микробиоты у пациентов с НАЖБП приведены в табл. 3. По данным критерия Вилкоксона между исследованием на 0 и 20-й минутах выявлен значимый прирост концентрации водорода (Т=3,00; Z=2,82; p=0,0047), критерий Вилкоксона между исследованием на 0 и 40-й минутах (Т=4,5; Z=2,34; p=0,019) также указывает на значимый прирост содержания водорода в выдыхаемом воздухе, что свидетельствует о наличии СИБР у пациентов с НАЖБП. По сравнению с контрольной группой у пациентов с НАЖБП выявлено значимое увеличение концентрации водорода в выдыхаемом воздухе на 40 и 60-й минутах исследования. Среди всех обследованных пациентов СИБР выявлен в 36 (72%) случаях. При этом у 18 (50%) пациентов отмечен непрерывный рост концентрации водорода в выдыхаемом воздухе (имеет место нарушение функции илеоцекального клапана), у 11 (30,6%) – рост с последующим снижением (функция илеоцекального клапана сохранена), у 7 (19,4%) – прироста концентрации водорода не произошло за все время исследования (имеет место дефицит бактерий, расщепляющих лактулозу, либо замедлена моторика ЖКТ). При оценке степени тяжести СИБР 1-й степени установлен у 18 (62,1%), 2-й степени – у 7 (24,1%), 3-й степени – у 4 (13,8%) пациентов соответственно.

Таблица 3. Результаты исследования кишечной микрофлоры по данным концентрации водорода (ppm) в выдыхаемом воздухе у пациентов с НАЖБП

Время исследования, мин	Медиана		Min		Max		25–75-й перцентиль		p
	пациенты с НАЖБП	контрольная группа	пациенты с НАЖБП	контрольная группа	пациенты с НАЖБП	контрольная группа	пациенты с НАЖБП	контрольная группа
0 (натощак)	5	4	1	1	29	8	3–11	2–5	0,52
20	7	4	2	2	31	14	5–12	4–8	0,08
40	19	4	3	2	113	14	5–54	3–9	0,0019
60	35	13	2	3	177	24	11–70	6–18	0,048
80	58	30,5	2	12	182	51	19–96	26–46	0,08
100	69	42,5	2	18	205	70	39–95	37–58	0,051

При проведении корреляционного анализа с использованием коэффициента ранговой корреляции Спирмена выявлены положительные связи между СИБР и глюкозой (r=0,83, p<0,05), СИБР и общим белком (r=0,35, p<0,05), СИБР и кальцием (r=0,5, p<0,05) и сильная отрицательная связь между СИБР и альбумином (r=-0,8, p<0,05) сыворотки крови. При этом выявлены положительные связи между СИБР и всасыванием в тонкой кишке на 30 и 60-й минутах исследования (r=0,27 и 0,39, p<0,05 соответственно).

Обсуждение

По данным настоящего исследования, у большинства больных НАЖБП наблюдается нарушение основных метаболических функций печени. Естественно, ожирение гепатоцитов приводит не только к прогрессированию НАЖБП, но и в последующем к формированию гипер- и дислипидемии. Согласно данным литературы, НАЖБП часто сочетается с нарушениями углеводного обмена [11], что согласуется с результатами наших исследований. Усиление всасывания глюкозы у пациентов с НАЖБП может быть связано с увеличением проницаемости кишечного эпителия, что, возможно, обусловлено воздействием патогенных и условно-патогенных микроорганизмов тонкой кишки на барьерную функцию кишечника [13]. Кроме того, по литературным данным, СИБР может приводить к избирательному увеличению транспорта и других веществ через кишечную стенку [14–16]. С этим фактом можно связать показанное нами повышение уровней натрия и кальция в крови у пациентов с НАЖБП.

Появление диспротеинемии может быть обусловлено снижением синтеза альбуминов из-за воспалительного процесса в печени, подтвержденного нами увеличением АЛТ и АСТ уже на ранней стадии НАЖБП. Изменения белкового метаболизма в печени, возможно, связаны и с СИБР. С помощью корреляционных исследований нами показана сопряженность СИБР и показателей общего белка и альбуминов.

При исследовании кишечной микробиоты у пациентов с НАЖБП СИБР выявлен в 36 (72%) случаях. Наши данные согласуются с ранее проведенными исследованиями, согласно которым у больных стеатогепатитом СИБР встречается чаще, чем в среднем в популяции, и колеблется в пределах от 50 до 77,8% [11, 17, 18].

Причины, приводящие к развитию СИБР при НАЖБП, до конца не известны. В последнее время появилась информация, свидетельствующая о снижении моторики ЖКТ у пациентов, страдающих НАЖБП. Так, отмечено, что скорость ороцекального транзита у пациентов с НАЖБП замедлена в 22% случаев [19]. По нашим данным, при стеатозе печени моторика ЖКТ замедлена в 19,4% случаев. В формировании и прогрессировании СИБР важное значение имеет нарушение функций илеоцекального клапана, поскольку в этом случае фекальная микрофлора ретроградно колонизирует тонкую кишку [20].

Качественные и количественные нарушения состава микробиоты рассматриваются в качестве индуктора стимулированной фактором некроза опухоли α воспалительной реакции в печени [13, 18, 21]. Предполагается несколько механизмов, посредством которых СИБР может способствовать прогрессированию НАЖБП: избыточное поступление в кровоток бактериальных эндотоксинов (липополисахарида, пептидогликанов, липотейхоевой кислоты, бактериального флагеллина, неметильных фрагментов бактериальной ДНК), повышение проницаемости кишечной стенки, а также увеличение выработки эндогенного этанола [11].

Заключение

В представленном исследовании продемонстрированы особенности нарушений липидного, углеводного, белкового и электролитного обмена у пациентов на ранней стадии НАЖБП. У 72% пациентов выявлен СИБР, при этом у 50% он обусловлен нарушением функции илеоцекального клапана, у 19,4% – замедлением моторики ЖКТ или дисбиозом толстой кишки. Показано, что установленные нарушения метаболических функций печени при НАЖБП тесно связаны с СИБР в кишечнике.

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

Поступила 19.03.2020

About the authors

Ya. M. Vakhrushev

Izhevsk State Medical Academy

Email: anna.lukashevich.89@mail.ru
ORCID iD: 0000-0003-4634-2658

д.м.н., проф., зав. каф. пропедевтики внутренних болезней с курсом сестринского дела

Russian Federation, Izhevsk

A. P. Lukashevich

Izhevsk State Medical Academy

Author for correspondence.
Email: anna.lukashevich.89@mail.ru
ORCID iD: 0000-0001-9424-6316

к.м.н., ассистент каф. пропедевтики внутренних болезней с курсом сестринского дела

Russian Federation, Izhevsk

References

Supplementary files