| ![]() |
![]() |
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
Ляпина М.В., Лукашевич А.П., Вахрушев Я.М. Эндотоксемия при метаболическом синдроме и некоторые механизмы ее развития. Экспериментальная и клиническая гастроэнтерология. 2020;181(9):11–17.
Эндотоксемия при метаболическом синдроме и некоторые механизмы ее развитияЛяпина М. В.1, Лукашевич А. П.2, Вахрушев Я. М.2 1 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Тюменский государственный медицинский университет» Министерства здравоохранения Российской Федерации (625023, Тюмень, ул. Одесская, д. 54, Российская Федерация) 2 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Ижевская государственная медицинская академия» Министерства здравоохранения Российской Федерации (426034, Ижевск, ул. Коммунаров, д. 281, Российская Федерация) Endotoxemia in metabolic syndrome and some mechanisms of its developmentM. V. Lyapina1, A. P. Lukashevich2, Ya. M. Vakhrushev2 1 Federal State Budgetary Educational Institution of Higher Education “Tyumen State Medical University” of the Ministry of Health of the Russian Federation (625023, st. Odesskaya, 54, Tyumen, Russia)2 Federal State Budgetary Educational Institution of Higher Education «Izhevsk State Medical Academy» of the Ministry of Health of the Russian Federation(426034, st. Kommunarov, 281, Izhevsk, Russia) Для цитирования: Ляпина М.В., Лукашевич А.П., Вахрушев Я.М. Эндотоксемия при метаболическом синдроме и некоторые механизмы ее развития. Экспериментальная и клиническая гастроэнтерология. 2020;181(9): 11–17. DOI: 10.31146/1682-8658-ecg-181-9-11-17 For citation: Lyapina M.V., Lukashevich A.P., Vakhrushev Ya.M. Endotoxemia in metabolic syndrome and some mechanisms of its development. Experimental and Clinical Gastroenterology. 2020;181(9): 11–17. (In Russ.) DOI: 10.31146/1682-8658-ecg-181-9-11-17 Ляпина Мария Витальевна, к.м.н., доцент кафедры пропедевтической и факультетской терапии Лукашевич Анна Павловна, к.м.н., ассистент кафедры пропедевтики внутренних болезней с курсом сестринского дела Вахрушев Яков Максимович, д.м.н., профессор, заведующий кафедрой пропедевтики внутренних болезней с курсом сестринского дела Mariya V. Lyapina, Candidate of Medical Sciences, Associate Professor of the Department of Propaedeutic and Faculty Therapy; ORCID: 0000–0002–9608–2746 Anna P. Lukashevich, Candidate of Medical Sciences, assistent of the Department of Propaedeutics of Internal Medicine with a nursing course; ORCID: 0000–0001–9424–6316 Yakov M. Vakhrushev, Doctor of Medical Sciences, professor, Head of the Department of Propaedeutics of Internal Medicine with a nursing course; ORCID: 0000–0003–4634–2658 Corresponding author: Лукашевич Анна Павловна (Anna P. Lukashevich) anna.lukashevich.89@ mail.ru РезюмеЦель работы. Оценка сопряженности возникновения эндотоксемии с нарушением резорбционной функции тонкой кишки (ТК), аритмией моторики желудка и кишечника и избыточным бактериальным ростом при метаболическом синдроме (МС).Материалы и методы. Обследовано 62 пациента c МС. Средний возраст составил 48,62+3,75 лет. Двигательную функцию желудочно-кишечного тракта изучали с помощью периферической электрогастроэнтероколографии. Для оценки процессов всасывания в тонкой кишке применялись нагрузочные пробы с глюкозой и d-ксилозой. Определение уровня эндотоксина крови, количественного и качественного состава пристеночной микробиоты ТК проводили на газовом хроматографе “Agilent” с масс-селективным и пламенно-ионизационным детекторами (“Agilent Technologies”, США). Результаты. У 82,9% обследованных больных с МС отмечены клинические признаки поражения кишечника. Электрическая активность отделов ТК в постпрандиальном периоде у 70% больных была низкая. Электрическая активность толстой кишки натощак была не изменена, а после пищевой нагрузки снижена. Между ТК и толстой кишкой наблюдается дискоординация моторики, усугубляющаяся после пищевой стимуляции. Значительное снижение ритмичности сокращений наблюдается на частотах тощей, подвздошной и толстой кишки как натощак, так и в постпрандиальном периоде, что указывает на ослабление пропульсивных сокращений кишечника у больных с МС. У больных с МС выявлено повышение всасывания глюкозы и d-ксилозы в сравнении с группой здоровых лиц. У больных с МС наблюдается избыточный бактериальный рост в ТК преимущественно за счёт условно-патогенных штаммов микробиоты. По результатам исследования уровня эндотоксина крови у пациентов с МС было выявлено достоверное его повышение в сравнении с контрольной группой. Корреляционный анализ показал умеренную отрицательную связь между уровнем эндотоксина и электрической активностью ТК, между уровнем эндотоксина и коэффициентом соотношения толстой к подвздошной кишке. Умеренная положительная связь установлена между степенью повышения эндотоксемии и всасыванием глюкозы в ТК. Заключение. Исследование уровня эндотоксина и показателей избыточного бактериального роста, моторно-эвакуаторной и резорбционной функций ТК позволило выявить важные патогенетические закономерности, касающиеся способствующей роли последних в развитии эндотоксемии у больных с МС. Ключевые слова: метаболический синдром, эндотоксемия, избыточный бактериальный рост, моторно-эвакуаторная и резорбционная функции тонкой кишки SummaryThe aim. Assessment of the relationship between the occurrence of endotoxemia and impaired resorption function of the small intestine, arrhythmia of the motility of the stomach and intestines, and excessive bacterial growth in the metabolic syndrome (MS).Materials and methods. 62 patients with MS were examined. The average age was 48.62+3.75 years. The motor function of the gastrointestinal tract was studied using peripheral electrogastroenterocolography. To assess the absorption processes in the small intestine, stress tests with glucose and d-xylose were used. Blood endotoxin level, quantitative and qualitative composition of parietal microbiota of small intestine were determined using an Agilent gas chromatograph with mass-selective and flame-ionization detectors (Agilent Technologies, USA). Results. 82.9% of the examined patients with MS showed clinical signs of intestinal damage. The electrical activity of the small intestine departments in the postprandial period was low in 70% of patients. The electrical activity of the colon on an empty stomach was not changed, and after a food load was reduced. Discoordination of motility is observed between small intestine and the colon, aggravated after food stimulation. A signifi cant decrease in the rhythm of contractions is observed at the frequencies of the jejunum, ileum, and colon both on an empty stomach and in the postprandial period, which indicates a weakening of propulsive bowel contractions in patients with MS. In patients with MS, an increase in the absorption of glucose and d-xylose was revealed in comparison with the group of healthy individuals. In patients with MS, excessive bacterial growth in small intestine is observed mainly due to conditionally pathogenic microbiota strains. According to the results of the study of blood endotoxin level in patients with MS, a signifi cant increase was revealed in comparison with the control group. Correlation analysis showed a moderate negative relationship between the level of endotoxin and electrical activity of small intestine, between the level of endotoxin and the ratio of the ratio of the colon to the ileum. A moderate positive relationship was established between the degree of endotoxemia increase and glucose absorption in small intestine. Conclusion. A study of the level of endotoxin and indicators of excessive bacterial growth, motor evacuation and resorption functions of small intestine revealed important pathogenetic patterns regarding the contributing role of the latter in the development of endotoxemia in patients with MS. Keywords: metabolic syndrome, endotoxemia, excessive bacterial growth, motor-evacuation and resorption functions of the small intestine Метаболический синдром (МС) является актуальной медико-социальной проблемой, при этом тонкая кишка (ТК) нередко имеет пусковое значение в развитии многих его компонентов, в том числе эндотоксемии [1, 2]. Одним из эндотоксинов является бактериальный липополисахарид (ЛПС), входящий в состав внешней мембраны клеточной стенки грамотрицательных бактерий. У здоровых людей из кишечника в кровоток проникает лишь незначительное количество ЛПС. В развитии повышенной эндотоксемии важное значение придается нарушению функции физиологических барьеров на пути токсина из кишечника в кровь. Хроническая эндотоксемия способствует развитию метаболических нарушений, в том числе ожирения, инсулинорезистентности, сахарного диабета, неалкогольной жировой болезни печени [3, 4, 5]. Повышенному поступлению эндотоксина в кровоток может способствовать и ишемия кишечной стенки, возникающая из-за микроциркуляторного расстройства при атеросклеротическом поражении мезентериальных сосудов [6, 7]. При этом механизмы повышенного образования эндотоксинов и проникновения их в кровь остаются недостаточно изученными. Цель нашей работы – изучение сопряженности возникновения эндотоксемии с нарушением резорбционной функции ТК, аритмией моторики желудка и кишечника и избыточным бактериальным ростом при МС. Материалы и методы исследованияОбследовано 62 пациента c МС. Средний возраст составил 48,62+3,75 лет. МС подтверждался с помощью критериев диагностики, предложенных Всероссийским научным обществом кардиологов в клинических рекомендациях по ведению больных с метаболическим синдромом от 2013 года [8].Двигательную функцию желудочно-кишечного тракта изучали с помощью периферической электрогастроэнтероколографии (ПЭГЭКГ) с использованием прибора «Гастроскан-ГЭМ» (ЗАО НПП «Исток-Система»). Данный прибор позволяет определить электрическую активность и моторно-эвакуаторную функцию желудка, двенадцатиперстной, тощей, подвздошной и толстой кишки. Исследование проводили в два этапа: I – натощак в течение 40 минут; II – после пищевой стимуляции (200 мл чая, 4 г сахара, 100 г белого хлеба) в течение 40 минут. Оценивали показатели, характеризующие энергию (суммарную (Pi) и по частотным спектрам (Ps)), процентный вклад каждого отдела желудочно-кишечного тракта в суммарную мощность (Pi/Ps)),ритмичность сокращений отделов пищеварительного тракта (Kritm) и коэффициент соотношения (Pi/P(i+1)) – отношение электрической активности вышележащего отдела к нижележащему, характеризующего эвакуаторную функцию. При стимуляции адекватным по силе считается увеличение электрической активности органов ЖКТ в 1,5–2 раза, по отношению к тощаковому исследованию. Для оценки процессов всасывания применялись вещества, не подвергающиеся гидролизу в тонкой кишке: глюкоза и d-ксилоза. Содержание глюкозы в капиллярной крови определяли натощак, затем оценивали прирост гликемии после углеводной нагрузки через 30, 60 и 120 минут. Уровень глюкозы определялся на анализаторе «ЭКСКАН-Г» МГ-1. Уровень d-ксилозы определяли в пятичасовой порции мочи после перорального её приёма в количестве 5 г. Определение уровня эндотоксина крови, количественного и качественного состава пристеночной микробиоты тонкой кишки проводили на газовом хроматографе «Agilent» с масс-селективным и пламенно-ионизационным детекторами («AgilentTechnologies», США). Метод газовой хроматографии масс-спектрометрии микробных маркеров (ГХ–МС) позволяет получить уникальную информацию о составе особых мономерных химических компонентов микробной клетки, поступающих в плазму крови, характерных для тех или иных таксонов [9]. Контрольную группу (КГ) составили 30 практически здоровых лиц в возрасте от 18 до 62 лет. Статистическая обработка полученных результатов проводилась с помощью программы Statistica 6.1. Для описания количественных признаков (при нормальном распределении исходных данных) использовались: средняя арифметическая (М), ошибка репрезентативности (стандартная ошибка) средней арифметической (m). При отклонении от нормального распределения – медиана (Ме) и квартили (Q). Межгрупповые различия считались статистически достоверными при уровне значимости р < 0,05. Определение зависимости между изучаемыми количественными признаками проводилось с помощью коэффициента корреляции Пирсона (r). Результаты исследованияУ большинства обследованных больных с МС (82,9%) отмечены клинические признаки поражения кишечника. Так, констатированы следующие проявления местного энтерального синдрома: поносы – у 33,3% больных, полифекалия – у 47,6%, урчание в животе – у 82,9%, метеоризм – у 82,9%, боли в околопупочной области – у 66,7%. При описании своих жалоб 63% пациентов отмечали чередование поносов и запоров, сопровождающихся чувством тяжести и распирания в животе, быстрой насыщаемостью. У больных были отмечены общие симптомы энтерального поражения: расстройства трофики (ломкость ногтей, выпадение волос, сухость кожи) – у 88% больных, глоссит и ангулярный стоматит – у 20%, кровоточивость дёсен – у 34,8%, расстройство сумеречного зрения – у 11,9%.Как следует из таблицы 1, у большинства больных с МС (70%) электрическая активность желудка в I фазу исследования не нарушена, но во II фазу у 60% больных в ответ на пищевую стимуляцию она была снижена. Электрическая активность ДПК, тощей и подвздошной кишки натощак была повышена по сравнению с контрольной группой. В пищевую фазу электрическая активность тощей и подвздошной кишки сопоставима с контролем. Электрическая активность ДПК в постпрандиальном периоде у 70% больных была низкая, что свидетельствует о недостаточном ответе ДПК на пищевую стимуляцию при МС. Электрическая активность толстой кишки у больных с МС натощак была не изменена, а после пищевой нагрузки снижена (рис. 1). Таблица 1. Показатели миоэлектрической активности различных отделов ЖКТ
![]() Рисунок 1 (слева). Периферическая электрогастроэнтероколография: спектр, Pi/Ps,%. Исследование натощак (А) – электрическая активность желудка снижена, двенадцатиперстной и тощей кишки – повышена; исследование после пищевой стимуляции (Б) – двигательная активность желудка повышается, двенадцатиперстной и тощей кишки – снижена, электрическая активность подвздошной кишки повышена. Рисунок 2 (справа). Периферическая электрогастроэнтероколография: спектр, Pi/P(i+1). Исследование натощак (А) – коэффициент соотношения двенадцатиперстная кишка/тощая кишка понижен; исследование после пищевой стимуляции (Б) – коэффициенты соотношения желудок/двенадцатиперстная кишка, двенадцатиперстная кишка/тощая кишка снижены, дискоординация моторики подвздошной и толстой кишки. Дискоординация моторики между желудком и ДПК усугубляется в постпрандиальном периоде (табл. 2), при этом у 40% больных появляется дуодено-гастральный рефлюкс (ДГР), который не наблюдался в тощаковую фазу исследования. Несмотря на то, что коэффициент соотношения ДПК/тощая кишка натощак у большинства больных (70%) не изменён, в пищевую фазу у 60% имеет низкие значения, что указывает на снижение эвакуации из ДПК в тощую кишку в постпрандиальном периоде (рис. 2). Между подвздошной и толстой кишками наблюдается дискоординация моторики, усугубляющаяся после пищевой стимуляции. Таблица 2. Коэффициент соотношения различных отделов ЖКТ
У 60% больных ритмичность сокращений желудка натощак была снижена, но после пищевой стимуляции у 70% сопоставима с контролем (табл. 3). Коэффициент ритмичности ДПК у 40% больных был снижен в обе фазы исследования, у 50% – не изменён и лишь в 10% случаев повышен. Значительное снижение ритмичности сокращений наблюдается на частотах тощей, подвздошной и толстой кишки как натощак, так и в постпрандиальном периоде, что указывает на ослабление пропульсивных сокращений кишечника у больных с МС (табл. 3). Таблица 3. Коэффициент ритмичности сокращений различных отделов ЖКТ
При изучении всасывания глюкозы в тонкой кишке в течение 30 минут после нагрузки прирост гликемии был сопоставим с контролем (2,72±0,13 ммоль/л и 2,74±0,18 ммоль/л, р>0,05), а через 60 мин был более выраженным, чем в группе контроля (3,12±0,17 ммоль/л и 2,77±0,43 ммоль/л, р>0,05). Аналогичные нарушения резорбции в тонкой кишке отмечены при проведении пробы с d-ксилозой. У больных с метаболическим синдромом выявлено повышение всасывания d-ксилозы в сравнении с группой здоровых лиц – 2,15±0,07 г/л и 1,72±0,06 г/л соответственно, р<0,05. Методом ГХ–МС микробных маркеров крови оценено количественное содержание микроорганизмов в пристеночном мукозном слое тонкой кишки больных с МС и лиц КГ. При проведении описательной статистики выявлены существенные отклонения показателей микроорганизмов от нормальности, в связи с чем в работе в качестве средних величин использованы показатели медианы. Объединенные показатели микробиоты мукозного слоя тонкой кишки больных МС, представлены в таблице 4. По данным таблицы, в слизистой оболочке ТК здоровых лиц резидентная полезная микрофлора примерно в 2 раза превышает условно-патогенную, а количество бактерий-анаэробов существенно превалирует по отношению к аэробам. У больных с МС наблюдается избыточный бактериальный рост (ИБР) в тонкой кишке преимущественно за счёт условно-патогенных штаммов микробиоты и в сравнении с КГ имеет место значительное увеличение роста аэробов, микроскопических грибов и вирусов. Таблица 4. Объединённые показатели пристеночной микробиоты тонкой кишки
При исследовании корреляции выявлена умеренная положительная связь между степенью общей бактериальной нагрузки (ОБН) и приростом гликемии через 30 мин после нагрузки глюкозой, характеризующей всасывательную функцию ТК (r=0,41, p<0,05). В то же время выявлена умеренная отрицательная связь (r= –0,68, p<0,05) между ОБН и коэффициентом соотношения (Pi/P(i+1)) подвздошной кишки к толстой кишке, умеренная отрицательная связь (r= –0,57, p<0,05) между коэффициентом ритмичности (Kritm) подвздошной кишки и ОБН, то есть чем более выражено нарушение пропульсивной моторики кишечника, тем активнее ИБР в ТК. По результатам исследования уровня эндотоксина крови методом ГХ–МС у пациентов с МС было выявлено достоверное его повышение, более чем в 6 раз, в сравнении с контрольной группой (2,73±0,69 нмоль/мл и 0,42±0,03 нмоль/мл, соответственно, р<0,05). Проведённый корреляционный анализ показал умеренную отрицательную связь между уровнем эндотоксина и электрической активностью (Pi/Ps) тощей и подвздошной кишки, между уровнем эндотоксина и коэффициентом соотношения (Pi/P(i+1)) толстой к подвздошной кишке (r= –0,59, r= –0,45, соответственно), характеризующие замедление эвакуации химуса из ТК и возникновению цеко-илеального рефлюкса. При корреляционном исследовании установлена умеренная положительная связь между степенью повышения эндотоксемии и всасыванием глюкозы в ТК (r=0,42). ОбсуждениеПолученные нами данные, согласующиеся с ранее проведенными исследованиями, показали, что тонкая кишка выполняет не только пищеварительную и всасывательную функции, но и эндокринную, иммунную, метаболическую и механическую барьерную, целостность которых является обязательным для сохранения гомеостаза внутренней среды организма. Угнетение одной из них способствует избыточному бактериальному росту в кишечнике, транслокации микробиоты и развитию эндотоксемии [10, 11].Нами показано, что у больных с МС на фоне нарушений пропульсивной моторики кишечника наблюдается избыточный бактериальный рост в тонкой кишке, сопровождающийся характерными клиническими симптомами интестинального поражения. При гипокинезии тонкой кишки в постпрандиальном периоде происходит более длительная экспозиция нутриентов в энтеральной среде, что способствует прогрессированию бактериальной транслокации. В формировании ИБР определенную роль играет дислокация толстокишечной микрофлоры в ТК вследствие цекоилеального рефлюкса [12, 13, 14]. При ретроградной колонизации толстокишечной микрофлоры в ТК некоторые микроогранизмы (кишечные палочки, бактероиды и клостридии) могут приобретать свойства условно-патогенной флоры [13]. В последующем это способствует повышению энтеральной бактериальной нагрузки, что является источником увеличенного образования токсинов. Выявленный нами новый факт при МС об увеличении всасывательной способности на фоне гипомоторики ТК при ИБР является важным условием в повышенной резорбции эндотоксинов в кровь. С другой стороны, в замедлении двигательной способности ТК у больных МС существенная роль принадлежит эндотоксинам. Так, при экспериментальной эндотоксемии, вызванной внутривенным введением ЛПС E. сoli наблюдаются существенные нарушения электрической активности ТК. В работе J. J. Cullen и соавт. [15] показано, что введение ЛПС E. сoli (0,2 мг/кг, в/в) приводило к исчезновению мигрирующих моторных комплексов в течение двух суток. В настоящее время накоплено достаточное количество фактов, свидетельствующих о том, что в механизмах нарушения моторики ТК при эндотоксемии принимают участие NO-зависимые процессы: NO – как ключевой фактор в генерации воспалительного ответа и NO – как основной тормозной нейротрансмиттер в кишечнике. Внутривенное введение ЛПС вызывает усиление генерации NO активированными макрофагами в мышечной оболочке кишечника, что приводит к подавлению сократительной активности гладких мышц [16, 17]. Таким образом, в настоящее время определяются точки терапевтического приложения «ИБР – гипомоторика ТК – резорбционный процесс» в профилактике эндотоксемии при МС. ЗаключениеУ больных с МС выявлены клинические симптомы энтерального поражения, которые находятся в тесной зависимости от характера нарушений двигательной функции тонкой кишки. Полученные с помощью периферической ЭГЭКГ данные свидетельствуют о том, что на фоне гипомоторной дискинезии тонкой кишки в постпрандиальном периоде создаются условия для более длительной экспозиции питательных веществ и избыточному бактериальному росту. Исследование уровня ЛПС с одной стороны и показателей моторно-эвакуаторной и резорбционной функций ТК с другой позволило выявить важные патогенетические закономерности, касающиеся роли последних в развитии эндотоксемии у больных с МС. Можно полагать, что изменения функционального состояния кишечника, выявленные при МС, занимают важное место в механизме развития эндотоксемии при метаболическом синдроме.Литература | References
Назад в раздел Популярно о болезнях ЖКТ читайте в разделе "Пациентам"
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
Информация на сайте www.gastroscan.ru предназначена для образовательных и научных целей. Условия использования.
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
![]() | ![]() |