Особливості дисбіотичних змін товстого кишечнику та показників коротколанцюгових жирних кислот у пацієнтів із хронічними запальними захворюваннями кишечнику залежно від нутритивного статусу

Резюме. Мета: визначення глибини дисбіотичних порушень кількісного та якісного складу мікрофлори товстого кишечнику, а також рівнів коротколанцюгових жирних кислот (КЖК) у пацієнтів із хронічними запальними захворюваннями кишечнику (ХЗЗК) залежно від нозології та ступеня нутритивної недостатності. Об’єкт і методи дослідження. Обстежено 100 пацієнтів із ХЗЗК віком 19–79 років (середній вік 42,54±1,5 року), у тому числі 70 хворих на неспецифічний виразковий коліт (НВК), 30 — на хворобу Крона (ХК). За ступенем нутритивної недостатності усі хворі поділені на 3 групи: I — без ознак нутритивної недостатності, II — з легким та III — з середнім ступенем нутритивної недостатності. Усім хворим проведено загальноклінічне обстеження, антропометричні вимірювання, бактеріологічне дослідження калу та хроматографію КЖК у копрофільтраті. Результати. Мікробіологічні дослідження виявили наявність глибоких змін якісного та кількісного складу мікрофлори товстого кишечнику у 100,0% хворих на ХЗЗК з переважанням дисбіозу ІІI ступеня (38,0%). Основні зміни стосувалися вірогідного (р<0,001) зменшення кількості основних симбіонтів мікробіоценозу товстого кишечнику, а саме зниження рівня біфідобактерій у 89,0% та лактобактерій — у 92,0% пацієнтів у загальній групі ХЗЗК. У хворих на ХК та НВК виявлено вірогідне зниження рівня біфідобактерій (86,7 та 90,0% відповідно) відносно здорових осіб (р<0,001). Кількість лактобактерій зменшена в усіх хворих на ХК та 88,6% групи НВК (р<0,001). Виявлено залежність дисбіотичних змін у досліджених хворих від наявності або ступеня нутритивної недостатності. Декомпенсовану форму дисбіозу частіше відмічали у хворих ІІІ групи (50,0%) на відміну від І групи, де її частота становила лише 26,5%. Зниження концентрації біфідобактерій у вмісті товстого кишечнику у хворих ІІІ групи виявляли найчастіше — у 79,3%, тоді як дефіцит лактобактерій найчастіше відмічали у хворих І групи (94,7%). Крім того, у ІІІ групі вищою була частота виділення дріжджоподібних грибів роду Candida (55,2%). При аналізі відносного вмісту КЖК у копрофільтраті спостерігали зміни, як сумарного загального вмісту, так і показників окремих КЖК відносно здорових осіб, що свідчило про пригнічення метаболічної активності нормальної мікрофлори. Виявлено, що рівень оцтової кислоти (С2) у 100,0% пацієнтів усіх трьох груп (з наявністю або без нутритивної недостатності) з ХЗЗК був зниженим відносно групи контролю (р<0,001). У пацієнтів із НВК відмічали вірогідне підвищення рівнів пропіо­нової кислоти (С3) у 4,4 раза (р<0,05) у II та III групах, а також виявлено тенденцію до значного зниження показників масляної кислоти (С4), переважно у хворих III групи. Висновки. Глибокі зміни якісного та кількісного складу мікрофлори у товстому кишечнику притаманні усім хворим на ХЗЗК. Вираженість дисбіотичних змін збільшується з посиленням тяжкості нутритивної недостатності, тож можливо розглядати тяжкий дисбіоз як прогностичний маркер порушень нутритивного статусу. Різноспрямовані відхилення від контролю основних метаболітів мікробіоти товстого кишечнику можуть служити біохімічними маркерами структурних і функціональних порушень кишкового мікробіоценозу. Враховуючи вищенаведене, визначення показників вмісту КЖК може мати діагностичне і прогностичне значення.

УДК 612.36+579.8
DOI: 10.32471/umj.1680-3051.144.213766

Вступ

Хронічні запальні захворювання кишечнику (ХЗЗК), до яких належать неспецифічний виразковий коліт (НВК) та хвороба Крона (ХК), характеризуються хронічним та рецидивуючим запаленням у шлунково-кишковому тракті. Такі симптоми, як діарея, спазми в животі, зменшення маси тіла, втома, анемія та позакишкові прояви (артрит, афтозний стоматит, ураження очей та ін.), чинять значний вплив на якість життя цих хворих. НВК та ХК часто мають схожу клінічну картину, однак впливають на окремі частини травного тракту з різним ступенем запалення слизової оболонки кишечнику [1, 2]. За останні 50 років захворюваність та поширеність НВК та ХК підвищилися в усьому світі, особливо у країнах, що розвиваються [3, 4].

ХЗЗК є результатом складної взаємодії між генетичними, імунологічними, мікробними та екологічними факторами, що робить створення специфічного лікування складним завданням. Протягом останніх двох десятиліть виявлена ключова роль мікробіоти кишечнику у встановленні та підтримці здоров’я, а також у патогенезі захворювання на ХЗЗК, оскільки на даний час найбільш прийнятна гіпотеза патогенезу ХЗЗК — аномальна імунна реакція, яка спровокована чинниками навколишнього середовища до зміненої мікробіоти кишечнику або патогенних мікроорганізмів у генетично схильної клітини-хазяїна [5–7].

У кишечнику людини міститься різноманітна та складна агрегація мікроорганізмів, що включає >1000 штамів, які разом називаються мікробіотою. Кишковий мікробіом здорової людини — це збалансована спільнота різних мікроорганізмів, включаючи бактерії, бактеріофаги, віруси, археї та гриби. Мікробіота кишечнику має фізіологічні функції, пов’язані з харчуванням, сприяє регуляції імунної відповіді клітини-хазяїна та гомеостазу, а також бере участь у нутрієнтному та енергетичному обміні [8].

Кишковий мікробіом привертає все більшу увагу як фактор, який контролює гомеостаз кишечнику у здорових людей. Різні фактори способу життя та навколишнього середовища, такі як гігієна та застосування антибіотиків, а також споживання «західної дієти» з низьким вмістом клітковини та високим вмістом жиру та цукру, пов’язують з порушенням мікробіоти кишечнику або дисбактеріозом, що може призвести до хронічного запалення та порушення обміну речовин. Порушення мікробіоти, змінивши кишковий гомеостаз, може створити запальне середовище в шлунково-кишковому тракті, яке притаманне ХЗЗК [9–11].

Кишкові бактерії містять ферменти, яких не вистачає клітині-хазяїну для розщеплення вуглеводів, та перетворюють їх на корисні метаболіти. Останніми роками найбільшу увагу привернули коротколанцюгові жирні кислоти (КЖК), фенольні кислоти, триптофан та жовчні кислоти. Зазвичай неперетравлені харчові волокна, а також білки та пептиди, можуть бути ферментовані у сліпій кишці та товстому кишечнику (ТК) бактеріями кишечнику. Основ­ними продуктами цих ферментативних реакцій є КЖК, які визначаються як групи жирних кислот з менше ніж 6 вуглецевими зв’язками, включаючи мурашину (C1), оцтову (ацетат, C2), пропіонову (пропіонат, C3), масляну (бутират, C4) та валеріанову кислоту (С5). Основними КЖК в кишечнику є C2, C3 та C4, які становлять >95% всіх КЖК. Бактероїди (грамнегативні) та фірмікути (грампозитивні) є найбільш поширеними філами бактерій у кишечнику, причому представники бактеріоїдів переважно виробляють ацетат та пропіонат, тоді як фірмікути переважно виробляють бутират у кишечнику людини [12]. КЖК можуть впливати на клітину-хазяїна, модулюючи експресію генів, проліферацію клітин та імунну відповідь [13, 14]. Крім того, бутират сприяє захисту від запалення слизової оболонки ТК, посилюючи антибактеріальну активність макрофагів [15]. За даними ряду досліджень, нормалізація рівнів КЖК асоціювалася зі зниженням ризику різних захворювань, включаючи ХЗЗК, а дисбактеріоз у пацієнтів із ХЗЗК був пов’язаний зі зміною ферментативних шляхів КЖК [16]. У випорожненнях пацієнтів із ХЗЗК часто відмічають зниження бутиратпродукуючих бактерій і, як наслідок, бутирату, що важливо для модуляції імунної системи, захисних та репаративних процесів у кишечнику [11].

Тож дослідження змін мікробіоти та її метаболітів викликає дедалі більшу зацікавленість науковців, адже модуляція їх складу надасть можливість керувати імунними та запальними процесами при ХЗЗК. Це, в свою чергу, полегшить перебіг основного захворювання та поліпшить його прогноз.

Мета: визначення глибини дисбіотичних порушень кількісного та якісного складу мікрофлори ТК, а також рівнів КЖК у хворих на ХЗЗК залежно від нозології та ступеня нутритивної недостатності.

Об’єкт і методи дослідження

Обстежено 100 пацієнтів із ХЗЗК віком 19–79 років (середній вік 42,54±1,5 років), у тому числі 70 хворих на НВК, 30 — на ХК. Усім хворим проведено загальноклінічне обстеження та дослідження антропометричних параметрів для визначення ступеня нутритивної недостатності.

Індекс маси тіла (ІМТ) розраховували за формулою:

де m— маса тіла у кілограмах, h — ріст у метрах.

Товщину шкірно-жирової складки над трицепсом (ТШЖС) вимірювали в міліметрах за допомогою штангенциркуля. Окружність плеча (ОП) вимірювали в сантиметрах на рівні середньої ⅓ (посередині між кінчиком акроміального відростка лопатки і ліктьовим відростком ліктьової кістки) неробочої ненапруженої руки. Окружність м’язів плеча (ОМП) обчислювали за формулою:

ОМП = ОП–3,14×ТШЖС.

За ступенем нутритивної недостатності усі хворі поділені на 3 групи: I — 64 пацієнти без нутритивної недостатності, II — 24 — з легким, III — 12 із середнім ступенем нутритивної недостатності.

Групу контролю становили 20 практично здорових осіб без ознак нутритивної недостатності.

Дослідження видового та кількісного складу мікрофлори вмісту ТК проводили методом посіву 10-кратних розведень (10–1–10–9) на стандартний набір елективних та диференційно-діагностичних поживних середовищ для виділення аеробних та анаеробних мікроорганізмів. Градацію відхилень у складі кишкової мікрофлори здійснювали за трьома ступенями: I — компенсований (легкий), II — субкомпенсований (середній), III — декомпенсований (тяжкий) дисбактеріоз.

Хроматографію КЖК у копрофільтраті пацієнтів проводили на хроматографі «Крістал-5000» за методикою G. Zhao (2006). Контрольні значення вмісту КЖК в калі: оцтова кислота (С2) — 0,013–0,028 мкл/мл, пропіонова кислота (С3) — 0,0043–0,0057 мкл/мл, масляна кислота (С4) — 0,068–0,08 мкл/мл.

Обробку результатів здійснювали у пакеті «Statistica 6.0». Оскільки більшість даних мала нормальний розподіл, використовували показники параметричної статистики. Вірогідність різниці між вибірками оцінювали за t-критерієм Стьюдента, розбіжності вважали вірогідними при р<0,05. Усі кількісні показники наведені у вигляді M±m, де М — середнє арифметичне, m — похибка середнього арифметичного. Кореляційний аналіз проводили за допомогою коефіцієнта кореляції Пірсона.

Усі засоби вимірювальної техніки, які використовували при виконанні роботи, пройшли метрологічну повірку в установленому порядку.

Результати та їх обговорення

За результатами проведених мікробіологічних досліджень, у 100,0% пацієнтів із ХЗЗК відмічали порушення мікробіоценозу ТК. Порівняльний аналіз показав, що у загальній групі хворих на ХЗЗК переважали пацієнти з декомпенсованою формою дисбіозу (38%) (рис. 1).

Рисунок 1. Розподіл хворих на ХЗЗК за ступенем дисбіозу

У хворих на НВК домінував дисбіоз ІІ ступеня, що становило 40,0% хворих, тоді як у хворих на ХК переважав ІІІ ступінь дисбіозу (43,4%) (рис. 2).

Рисунок 2. Розподіл частоти дисбіотичних порушень за нозологією

Аналіз досліджених показників за нозологіями виявив різницю у вираженості дисбіотичних порушень між хворими на НВК та ХК (табл. 1).

Таблиця 1. Стан мікрофлори ТК у хворих на ХЗЗК

Мікроорганізми Показники концентрації ХЗЗК (n=100) НВК (n=70) ХК (n=30)
Bifidobacterium ≥ℓg 8,0 КУО/г (норма) 11 (11,0%) 7 (10,0%) 4 (13,3%)
<ℓg 8,0 КУО/г (нижче норми) 89 (89,0%) 63 (90,0%) 26 (86,7%)
Lactobacillus ≥ℓg 6,0 КУО/г (норма) 8 (8,0%) 8 (11,4%) 0 (0%)
<ℓg 6,0 КУО/г (нижче норми) 92 (92,0%) 62 (88,6%) 30 (100,0%)
Ентерококи <ℓg 6,0 КУО/г (нижче норми) 24 (24,0%) 14 (20,0%) 10 (33,3%)
Escherichia coli з нормальною ферментативною активністю ≥ℓg 6,0 КУО/г (норма) 64 (64,0%) 46 (65,7%) 18 (60,0%)
<ℓg 6,0 КУО/г (нижче норми) 36 (36,0%) 24 (34,3%) 12 (40,0%)
Escherichia coli лактазонегативні >104 КУО/г (вище норми) 5 (5,0%) 5 (7,1%) 0 (0%)
Escherichia coli гемолітичні >104 КУО/г (вище норми) 24 (24,0%) 15 (21,4%) 9 (30,0%)
Гриби роду Candida ≥ℓg 4,0 КУО/г (вище норми) 36 (36,0%) 25 (35,7%) 11 (36,6%)
Непатогенний стафілокок >104 КУО/г (вище норми) 13 (13,0%) 2 (2,9%) 11 (36,6%)
Staphylococcus aureus ≥ℓg 4,0 КУО/г (вище норми) 9 (9,0%) 9 (12,9%) 0 (0%)
УПЕ ≥ℓg 5,0 КУО/г (вище норми) 39 (39,0%) 26 (37,1%) 13 (43,3%)
Патогенні ентеробактерії Не виявлені Не виявлені не виявленні

Як при НВК, так і при ХК виявлено зниження основних симбіонтів мікробіоценозу ТК. Так, зниження рівня біфідобактерій відмічено у 26 (86,7%) хворих на ХК проти 63 (90,0%) пацієнтів із НВК, знижена концентрація лактобактерій зафіксована у всіх хворих на ХК проти 62 (88,6%) — на НВК.

У процесі дослідження виділені умовно-патогенні ентеробактерії (УПЕ) родів Klebsiella (16,1% хворих на НВК та 26,7% хворих на ХК), Citrobacter (6,5% хворих на НВК та 6,7% хворих на ХК). Крім того, у пацієнтів із ХЗЗК з однаковою частотою (6,5% хворих на НВК та у 6,7% хворих на ХК) виділено Proteus, концентрація яких сягала ℓg 7,5–ℓg 8,9 КУО/г. Слід відмітити, що УПЕ роду Enterobacter виділені тільки у хворих на НВК (10,9%). Також у 12,9% хворих на НВК визначено патогенний стафілокок.

У 35,7% обстежених хворих на НВК та у 36,6% хворих на ХК відмічено підвищений рівень дріжджоподібних грибів роду Candida (≥ℓg 4,0 КУО/г). У 21,4% хворих на НВК та у 30,0% хворих на ХК висівали гемолітичні біовари Escherichia coli.

Кількісні зміни виявлених відхилень у мікробіоценозі ТК у хворих на ХЗЗК представлені в табл. 2.

Таблиця 2. Стан мікробіоценозу ТК у пацієнтів із ХЗЗК

Мікроорганізми(показники концентрації) Частота виявлених порушень, % Середні показники концентрації (М±m) (КУО/г)
У хворих на ХЗЗК Контроль
Bifidobacterium (<ℓg 8,0 КУО/г) 89,0 6,23±0,21* 9,56±0,57
Lactobacillus (<ℓg 6,0 КУО/г) 92,0 2,57±0,15* 6,91±0,27
Candida (≥ℓg 4,0 КУО/г) 36,0 1,83±0,21 3,30±0,30
УПЕ (≥ℓg 5,0 КУО/г) 39,0 1,82±0,30 4,20±0,30

*р<0,001 порівняно з контролем.

Так, вірогідне зниження рівня біфідобактерій виявлено у 89,0% пацієнтів із ХЗЗК (р<0,001), знижена концентрація лактобактерій — у 92,0% пацієнтів (р<0,001). Ступінь дисбіозу зворотно корелював з рівнем біфідобактерій (r=−0,37; р<0,001) та позитивно — з наявністю УПЕ (r=0,45; р<0,001). У процесі дослідження у загальній групі виділені УПЕ родів Enterobacter (10,9%), Serratia (1,8%), Klebsiella (28,1%), Citrobacter (2,2%), Proteus (11,7%). Майже у ⅓ хворих їх концентрація сягала ℓg 7,5–ℓg 8,9 КУО/г. У 36,0% обстежених зафіксовано підвищений рівень дріжджоподібних грибів роду Candida (≥ℓg 4,0 КУО/г). Встановлено позитивний кореляційний зв’язок рівня дріжджоподібних грибів роду Candida з кількістю паличкоядерних лейкоцитів (r=0,25; р<0,001), сегментоядерних лейкоцитів (r=0,29; р<0,001) та негативний кореляційний зв’язок з кількістю еозинофілів (r=−0,26; р<0,05) та лімфоцитів (r=−0,26; р<0,001). Крім того, у 24% хворих висівали гемолітичні біовари Escherichia coli, яких в нормі не повинно бути у вмісті ТК, при цьому у половині випадків відмічали їх домінування над Escherichia coli з нормальною ферментативною активністю.

Аналіз показників мікрофлори ТК у групах хворих з різним нутритивним статусом показав суттєві зміни стану мікрофлори ТК в досліджених групах та виявив різницю в розподілі хворих за глибиною дисбіотичних порушень (табл. 3).

Таблиця 3. Стан мікробіоценозу ТК у пацієнтів із ХЗЗК залежно від ступеня нутритивної недостатності

Група Кількість хворих з дисбіозом
Усього I ступеня II ступеня III ступеня
n % n % n % n %
І 64 100,0 26 40,6 21 32,8 17 26,5
ІІ 24 100,0 5 20,8 10 41,6 9 37,5
ІІІ 12 100,0 4 40,0 3 30,0 5 50,0

Як видно з табл. 3, серед хворих досліджених груп субкомпенсована форма дисбіозу переважала у пацієнтів ІІ групи (41,6%), компенсована — мала майже однакову частоту у І і ІІІ групах (40,6 та 40% відповідно). Декомпенсовану форму дисбіозу частіше відмічали у хворих ІІІ групи (50,0%), на відміну від І групи, де її частота становила лише 26,5%.

Середні показники кількості мікроорганізмів у вмісті ТК та частота виявлених змін їх концентрації залежно від нутритивного статусу наведені у табл. 4.

Таблиця 4. Характеристика мікробіоценозу ТК у хворих залежно від ступеня нутритивної недостатності

Мікроорганізми (показники концентрації) Середні показники концентрації (М±m), КУО/г/кількість хворих зі змінами у складі мікрофлори, %
І група ІІ група ІІІ група Контроль
Bifidobacterium (<ℓg 8,0 КУО/г) 6,89±0,45*/63,2 6,07±0,29*/71,4 6,07±0,37*/79,3 9,58±0,57
Lactobacillus (<ℓg 6,0 КУО/г) 2,57±0,38*/94,7 2,55±0,22*/92,0 2,69±0,32*/90,0 6,93±0,29
Candida (≥ℓg 4,0 КУО/г) 1,23±0,50/26,3 1,86±0,29/41,3 2,22±0,39/55,2 3,2±0,30
УПЕ (≥ℓg 7,0 КУО/г) 1,89±0,75/26,3 1,87±0,4/27,0 1,66±0,56/24,1 4,3±0,30

*р<0,001 порівняно з контролем.

За даними аналізу, суттєві відмінності у складі нормофлори вмісту ТК зафіксовані у хворих в усіх групах. Зниження концентрації біфідобактерій у вмісті ТК у пацієнтів ІІІ групи виявляли найчастіше — у 79,3% випадків, тоді як у хворих І та ІІ групи цей показник становив відповідно 63,2 та 71,4%. Дефіцит лактобактерій найчастіше відмічали у пацієнтів І групи (94,7%).

Крім того, у ІІІ групі вищою була частота виділення дріжджоподібних грибів роду Candida: на 28,9% вище, ніж у І групі, та на 13,9%, ніж у ІІ групі. Частота виявлення УПЕ була майже однаковою у всіх трьох групах: 26,3; 27 та 24,1% відповідно.

Для більш детального вивчення порушень в мікробіоценозі кишечнику у 76 пацієнтів з ХЗЗК досліджували вміст КЖК С2-С4 у калі.

Метод газової хроматографії з визначення абсолютного та відносного вмісту КЖК у копрофільтраті дозволяє в досить короткі строки оцінити структурні зміни та метаболічну активність мікрофлори кишечнику. Так, рівень оцтової кислоти (С2) у 100,0% пацієнтів усіх трьох груп (з/без нутритивної недостатності) з ХЗЗК був зниженим відносно контролю (р<0,001), такі самі зміни виявлені й у пацієнтів з НВК та ХК. Так, у пацієнтів із НВК відмічали вірогідне зниження рівня оцтової кислоти у 3,3 раза (р<0,001) відносно контролю у II групі та майже у 10 разів у III групі. Це вказувало на виражене пригнічення продуцентів цього метаболіту, що підтверджувалося мікробіологічним дослідженням — у пацієнтів із ХЗЗК висівали гемолітичні біовари Escherichia coli, спостерігали їх домінування над Escherichia coli з нормальною ферментативною активністю. Кількісні показники рівнів КЖК залежно від нозології та ступеня нутритивної недостатності відображені у табл. 5–7.

Таблиця 5. Вміст КЖК в копрофільтраті пацієнтів із ХЗЗК без нутритивної недостатності, мкл/мл

Показник Контроль (n=7), М±m ХЗЗК (n=55),М±m НВК (n=44),М±m ХК (n=11),М±m
Оцтова кислота (С2) 0,20±0,003 0,035±0,050** 0,029±0,039** 0,058±0,081**
Пропіонова кислота (С3) 0,0045±0,0002 0,02±0,026 0,017±0,004 0,03±0,026*
Масляна кислота (С4) 0,08±0,001 0,03±0,04 0,03±0,036 0,04±0,0009

*р<0,05 — вірогідність змін порівняно з групою контролю; **р<0,001 — вірогідність змін порівняно з групою контролю.

У пацієнтів із НВК виявлено вірогідне підвищення рівнів пропіонової кислоти (С3) у 4,4 рази (р<0,05)у II та III групах. Це вказує на посилення процесів пропіонового бродіння у хворих на НВК з нутритивною недостатністю.

Тенденція до підвищення вмісту нерозгалужених КЖК, які утворюються при анаеробному бродінні вуглеводів у цих хворих, дає можливість припустити участь кишкової мікрофлори у розвитку та прогресуванні ХЗЗК, тож можливо використовувати показники КЖК у копрофільтраті у якості маркерів цих змін.

Таблиця 6. Вміст КЖК у копрофільтраті пацієнтів із ХЗЗК з легким ступенем нутритивної недостатності, мкг/мкл

Показник Контроль (n=7), М±m ХЗЗК (n=17),М±m НВК (n=11),М±m ХК (n=6),М±m
Оцтова кислота (С2) 0,20±0,003 0,045±0,067** 0,061±0,079** 0,014±0,013**
Пропіонова кислота (С3) 0,0045±0,0002 0,016±0,017 0,02±0,019* 0,008±0,007
Масляна кислота (С4) 0,08±0,001 0,02±0,02 0,03±0,02 0,032±0,028*

*р<0,05 — вірогідність змін порівняно з групою контролю; **р<0,001 вірогідність змін порівняно з групою контролю.

Таблиця 7. Вміст КЖК в копрофільтраті пацієнтів із ХЗЗК з середнім ступенем нутритивної недостатності, мкг/мкл

Показник Контроль (n=7), М±m ХЗЗК (n=4),М±m НВК (n=3),М±m ХК (n=1),М±m
Оцтова кислота (С2) 0,20±0,003 0,014±0,013** 0,019±0,01** 0,0±0,0**
Пропіонова кислота (С3) 0,0045±0,0002 0,017±0,015* 0,02±0,015* 0,003
Масляна кислота (С4) 0,08±0,001 0,02±0,02 0,01±0,014 0,0 ±0,0

*р<0,05 — вірогідність змін порівняно з групою контролю; **р<0,001 вірогідність змін порівняно з групою контролю.

Також виявлено тенденцію до значного зниження показників масляної кислоти (С4), особливо у хворих на НВК у III групі (майже у 8 разів), однак слід зазначити, що зниження було значущим, проте невірогідним. Ця тенденція прямо вказує на зниження продуцентів масляної кислоти, яка є енергетичним субстратом для епітеліоцитів ТК. Це, в свою чергу, уповільнює та перешкоджає процесам загоєння та відновлення слизової оболонки при патологічному стані, що ускладнює перебіг і посилює тяжкість основного захворювання та неминуче веде до погіршення нутритивного статусу. Тож можна розглянути можливість використання цього показника як предиктора посилення тяжкості, а отже і погіршення нутритивного статусу.

Висновки

Проведені мікробіологічні дослідження свідчать про наявність глибоких змін якісного та кількісного складу мікрофлори ТК у 100,0% пацієнтів із ХЗЗК з переважанням дисбіозу ІІI ступеня (38%). Основні зміни стосувалися вірогідного (р<0,001) зменшення кількості основних симбіонтів мікробіоценозу ТК, а саме зниження рівня біфідобактерій у 89% та лактобактерій — у 92% пацієнтів у загальній групі ХЗЗК.

У хворих на ХК та НВК виявлено вірогідне зниження рівня біфідобактерій (86,7 та 90%) (р<0,001). Рівень лактобактерій знижений в усіх хворих на ХК та 88,6% в групі НВК (р<0,001).

Виявлено залежність дисбіотичних змін у досліджених хворих залежно від наявності або ступеня нутритивної недостатності. Декомпенсовану форму дисбіозу частіше відмічали у хворих ІІІ групи (50%), на відміну від І групи, де її частота становила лише 26,5%. Зниження концентрації біфідобактерій у вмісті ТК у хворих ІІІ групи виявляли найчастіше — у 79,3%, тоді як дефіцит лактобактерій найчастіше відмічали у хворих І групи (94,7%). Крім того, у ІІІ групі вищою була частота виділення дріжджоподібних грибів роду Candida.

При аналізі відносного вмісту КЖК у копрофільтраті виявлено, що рівень оцтової кислоти (С2) у 100% пацієнтів усіх трьох груп (з наявністю або без нутритивної недостатності) з ХЗЗК був зниженим відносно контролю (р<0,001), що вказувало на виражене пригнічення продуцентів цього метаболіту (Escherichia coli з нормальною ферментативною активністю) і підтверджувалося мікробіологічним дослідженням.

У пацієнтів з НВК відмічали вірогідне підвищення рівнів пропіонової кислоти (С3) у 4,4 раза (р<0,05) у II та III групах. Тенденція до підвищення вмісту нерозгалужених КЖК, які утворюються при анаеробному бродінні вуглеводів у цих хворих, дає можливість припустити участь кишкової мікрофлори у розвитку та прогресуванні ХЗЗК, тож можливо використовувати показники КЖК у копрофільтраті у якості маркерів цих змін.

Виявлено тенденцію до значного зниження показників масляної кислоти (С4), особливо у хворих на НВК у III групі. Враховуючи наслідки недостатності цього метаболіту у просвіті ТК, можливе використання цього показника як предиктора посилення тяжкості, а отже і погіршення нутритивного статусу.

Отже, різноспрямовані відхилення від контролю цих метаболітів можуть служити біохімічними маркерами структурних і функціональних порушень кишкового мікробіоценозу. Враховуючи вищенаведене, визначення показників вмісту КЖК може мати діагностичне і прогностичне значення.

Список використаної літератури:

  • 1. Nishida A., Inoue R., Inatomi O. et al. (2018) Gut microbiota in the pathogenesis of inflammatory bowel disease. Clin. J. Gastroenterol., 11(1): 1–10. doi:10.1007/s12328-017-0813-5.
  • 2. Younis N., Zarif R., Mahfouz R. (2020) Inflammatory bowel disease: between genetics and microbiota. Mol. Biol. Rep., 47(4): 3053–3063. doi:10.1007/s11033-020-05318-5.
  • 3. Kaplan G.G., Ng S.C. (2017) Understanding and Preventing the Global Increase of Inflammatory Bowel Disease. Gastroenterology, 152(2): 313–321. doi:10.1053/j.gastro.2016.10.020.
  • 4. Kaplan G.G. (2015) The global burden of IBD: from 2015 to 2025. Nat. Rev. Gastroenterol. Hepatol., 12(12): 720–727. doi:10.1038/nrgastro.2015.150.
  • 5. Lavelle A., Sokol H. (2020) Gut microbiota-derived metabolites as key actors in inflammatory bowel disease. Nat. Rev. Gastroenterol. Hepatol., 17(4): 223–237. doi:10.1038/s41575-019-0258-z.
  • 6. Zhu R., He P., Liu Z. et al. (2021) Editorial: Microbiome in IBD: From Composition to Therapy. Front. Pharmacol., 12: 721992. doi:10.3389/fphar.2021.721992.
  • 7. Glassner K.L., Abraham B.P., Quigley E.M.M. (2020) The microbiome and inflammatory bowel disease. J. Allergy Clin. Immunol., 145(1): 16–27. doi:10.1016/j.jaci.2019.11.003.
  • 8. Rooks M.G., Garrett W.S. (2016) Gut microbiota, metabolites and host immunity. Nat. Rev. Immunol., 16(6): 341–352. doi:10.1038/nri.2016.42.
  • 9. Agus A., Denizot J., Thévenot J. et al. (2016) Western diet induces a shift in microbiota composition enhancing susceptibility to Adherent-Invasive E. coli infection and intestinal inflammation. Sci. Rep., 6: 19032. doi:10.1038/srep19032.
  • 10. Scott N.A., Andrusaite A., Andersen P. et al. (2018) Antibiotics induce sustained dysregulation of intestinal T cell immunity by perturbing macrophage homeostasis. Sci. Transl. Med., 10(464): eaao4755. doi:10.1126/scitranslmed.aao4755.
  • 11. Pascal V., Pozuelo M., Borruel N. et al. (2017) A microbial signature for Crohn’s disease. Gut, 66(5): 813–822. doi:10.1136/gutjnl-2016-313235.
  • 12. Louis P., Flint H.J. (2017) Formation of propionate and butyrate by the human colonic microbiota. Environ Microbiol., 19(1): 29–41. doi:10.1111/1462-2920.13589.
  • 13. Corrêa-Oliveira R., Fachi J.L., Vieira A. et al. (2016) Regulation of immune cell function by short-chain fatty acids. Clin. Transl. Immunol., 5(4): e73. doi: 10.1038/cti.2016.17.
  • 14. Parada Venegas D., De la Fuente M.K., Landskron G. et al. (2019) Short Chain Fatty Acids (SCFAs)-Mediated Gut Epithelial and Immune Regulation and Its Relevance for Inflammatory Bowel Diseases. Front. Immunol., 10: 277. doi:10.3389/fimmu.2019.00277.
  • 15. Fernando M.R., Saxena A., Reyes J.L., McKay D.M. (2016) Butyrate enhances antibacterial effects while suppressing other features of alternative activation in IL-4-induced macrophages. Am. J. Physiol. Gastrointest. Liver Physiol., 310(10): G822–G831. doi:10.1152/ajpgi.00440.2015.
  • 16. Sun M., Wu W., Liu Z., Cong Y. (2017) Microbiota metabolite short chain fatty acids, GPCR, and inflammatory bowel diseases. J. Gastroenterol., 52(1): 1–8. doi:10.1007/s00535-016-1242-9.
  • 17. Franzosa E.A., Sirota-Madi A., Avila-Pacheco J. et al. (2019) Gut microbiome structure and metabolic activity in inflammatory bowel disease. Nat .Microbiol., 4(2): 293–305. doi:10.1038/s41564-018-0306-4.
Відомості про авторів:

Степанов Юрій Миронович — доктор медичних наук, професор, директор ДУ «Інститут гастроентерології НАМН України», Дніпро, Україна.

Тітова Марина Вікторівна — аспірант, лікар-гастроентеролог II категорії, відділення і науковий відділ захворювань кишечнику ДУ «Інститут гастроентерології НАМН України», Дніпро, Україна.

Адреса для кореспонденції:

Тітова Марина Вікторівна
49074, Дніпро, просп. Слобожанський, 96
E-mail: titovamarichka@gmail.com

Information about the authors:

Stepanov Yuriy M. — Doctor of Medical Sciences, Professor, Director of the SI «Institute of Gastroenterology of the National Academy of Medical Sciences of Ukraine», Dnipro, Ukraine.

Titova Marina V. — graduate student, gastroenterologist of the II category, Department and scientific department of intestinal diseases of the SI «Institute of Gastroenterology of the National Academy of Medical Sciences of Ukraine», Dnipro, Ukraine.

Address for correspondence:

Marina Titova
49074, Dnipro, Slobozhansky аve., 96
E-mail: titovamarichka@gmail.com

Надійшла до редакції/Received: 10.08.2021
Прийнято до друку/Accepted: 18.08.2021

Вам так же будет интересно

Оставьте комментарий

Ваш email не будет опубликован

Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте, как обрабатываются ваши данные комментариев.