Метаболический профиль крови и слюны при гастродуоденальных заболеваниях у детей

Е.Ю. Егорова, А.П. Беляков, Е.Е. Краснова, В.В. Чемоданов

Изучено состояние гематосаливарного барьера по показателям перекисного окисления липидов, оксида азота, антиоксидантной защиты, макроэлементов, короткоцепочечных жирных кислот у детей с хроническим гастродуоденитом и функциональной диспепсией. Показано, что нарушения в функционировании барьера имеют значение в механизмах повреждения желудка и двенадцатиперстной кишки. Учитывая достоверные изменения метаболического профиля слюны, различные при воспалительных и функциональных заболеваниях гастродуоденальной зоны, предложено использовать его параметры для неинвазивной скрининговой диагностики этой патологии.

The hematosalivary barrier status has been studied using the values of lipid peroxidation, and those of nitric oxide, antioxidant defense, macroelements, on short-chain fatty acids (SCFA) level contents in children with chronic gastroduode-nitis and functional dyspepsia. The disturbances of the barrier’s functioning have been shown to be important in the mechanisms of stomach and duodenum lesions.

Taking into account significant changes in a metabolic profile of the sputum, which are different in inflammatory and functional diseases of the gastroduodenal zone we have suggested to use its parameters for noninvasive screening diagnostics of this pathology.

Одной из наиболее актуальных проблем в детской гастроэнтерологии является патология гастродуоденальной зоны, что обусловлено ее широким распространением, формированием в периоды наиболее интенсивного роста и развития детей [2]. Изучение механизмов реализации и хронизации патологических процессов в желудке и двенадцатиперстной кишке возможно с позиции оценки состояния гематосаливарного барьера (ГСБ), который, являясь одним из видов гистогематических барьеров, принимает участие в гомеостазировании внутренней среды организма в норме и при различных заболеваниях [3, 5]. Свою гомеостатическую функцию ГСБ осуществляет за счет изменений проницаемости различных метаболитов из крови в слюну, что не всегда объясняется физико-химическими законами. Имеет значение лишь физиологическая роль процесса для организма. В настоящее время характеристика ГСБ довольно полно представлена при язвенной болезни [5]. Однако сведений о комплексном изучении его состояния у детей с хроническим гастродуоденитом и функциональной диспепсией мы не встретили.   Цель исследования: установить особенности количественных изменений показателей гематосаливарного барьера в различных фазах хронического гастродуоденита и функциональной диспепсии с тем, чтобы предложить критерии их диагностики и методы коррекции.

Материалы и методы исследования

Обследовано 140 детей в возрасте от 7 до 15 лет. Основную группу составили 72 ребенка с хроническим гастродуоденитом (ХГД), группу сравнения — 53 ребенка с функциональной диспепсией (ФД), контрольную — 15 здоровых детей. Распределение больных по группам осуществляли с учётом данных клинического обследования, ЭГДС и морфологической оценки биоптатов слизистой оболочки желудка (СОЖ), взятых из антрального отдела. Инфицированность Helicobacter pylori (Нр) выявляли бактериоскопическим методом и уреазным тестом. Функциональное состояние желудка оценивали при краткосрочной внутрижелудочной рН-метрии с использованием программно-аппаратного комплекса "Гастроскан-5".
Метаболический профиль плазмы крови и слюны изучали по ряду показателей, отражающих изменение гомеостаза организма. В обоих биологических субстратах оценивали процессы перекисного окисления липидов (ПОЛ) по концентрациям диеновых конъюгатов (ДК) и малонового диальдегида (МДА), а также состояние антиоксидантной защиты (АОЗ) по уровню восстановленного глутатиона (ВГ). Об интенсивности синтеза оксида азота (NО) судили по содержанию стабильных продуктов его окисления нитрат-ионов (NО3), которые определяли потенциометрическим методом. С помощью тонкослойной ионообменной хроматографии исследовали содержание предшественника оксида азота — L-аргинина и липидных фракций (холестерин, фосфолипиды). Ионный состав плазмы и слюны (Na+, K+, Ca2+, Mg2+) определяли методом атомно-абсорбционной спектрофотометрии. Количественное определение метаболитов кишечной микрофлоры — уксусной (С2), пропионовой (С3), масляной (С4), изомасляной (i-С4) кислот — проводили на газовом хроматографе с пламенно-ионизационным детектором в соответствии с газохроматографической методикой [12], модифицированной в ИГМА [1]. Для каждого метаболита рассчитывали коэффициент распределения (КР), представляющий собой соотношение параметров в крови и слюне. Значение КР для каждого метаболита, выраженное в абсолютных единицах, сравнивали с таковым в контрольной группе. Его увеличение свидетельствовало о повышении активности ГСБ и о снижении проницаемости метаболита в слюну, а уменьшение — об избыточном поступлении вещества в слюну из крови. Статистический анализ полученных данных проводили с использованием пакетов прикладных программ для персонального компьютера. Достоверность различий показателей определяли по t-критерию Стьюдента.

Результаты и обсуждение

Анализ композиционных изменений в деятельности ГСБ при обострении ХГД выявил процесс интенсификации ПОЛ, о чем свидетельствует достоверное, по сравнению с контрольной группой, повышение в крови и слюне уровней МДА, ДК, холестерина. Одновременно с усилением ПОЛ происходит и активация синтеза оксида азота, на что указывает повышение в обоих биологических субстратах концентраций L-аргинина и NО3. Поскольку увеличение концентраций указанных метаболитов более выражено в слюне, чем в крови, величины КР этих веществ у больных ХГД были ниже, чем в контроле. Между тем уменьшение КР всегда свидетельствует о повышении проницаемости метаболитов из крови в слюну и означает снижение активности ГСБ по задержке метаболитов в крови [5]. Повышенная проницаемость продуктов ПОЛ в слюну усиливает агрессивные воздействия на СОЖ, поскольку слюна непосредственно контактирует с ней. В отношении же целостного организма этот процесс может играть защитную роль, так как направлен на снижение уровня продуктов липопероксидации в крови.
Мы установили, что чем меньше срок давности заболевания, тем выше коррелирующие между собой показатели ДК, МДА, NО3 в плазме и слюне. Это подтверждает положение о неразрывной связи активности синтеза оксида азота и оксидативного стресса в организме. Мы полагаем, что умеренное повышение продукции NО3 не только отражает наличие воспаления в СОЖ, но и играет защитную роль, обусловленную способностью оксида азота опосредовать вагусную дилатацию сосудов желудка, инициировать слизеобразование и таким образом защищать СОЖ от обратной диффузии ионов водорода.   Уровень фосфолипидов (ФЛ) в плазме и слюне у больных ХГД оказался значительно ниже, чем в контроле, что, по-видимому, было следствием активного включения этих соединений в реакции свободнорадикального окисления. В свою очередь, уменьшение их количества, обусловливая дефицит пластического материала клеточных мембран, может привести к снижению структурного антиоксидантного эффекта и замыкать порочный круг.   Закономерным результатом повреждения клеточных мембран в процессе активации ПОЛ при обострении ХГД является нарушение трансмембранных механизмов, приводящее к дисбалансу макроэлементов. У больных этой группы повышается содержание Ca2+, Mg2+ и Na+ в крови при одновременном существенном повышении их концентрации в слюне и снижении КР. Между тем известно, что Ca2+ участвует в регуляции моторики желудка, продукции соляной кислоты, синтезе NO, активации апоптоза, дегрануляции тучных клеток и ряде других функций, имеющих значение в развитии воспаления в СОЖ, а Na+ способствует усилению кислотной активности желудочного сока. Кроме того, отмечено снижение транспорта в слюну К+, обладающего протективными свойствами [5], при нормальном содержании его в крови. Как видим, ГСБ при ХГД, выполняя гомеостатическую функцию в отношении крови, способствует повышению повреждающих свойств слюны.
  В состоянии АОЗ при обострении ХГД в плазме и слюне наблюдаются разнонаправленные изменения. Отмечаются уменьшение уровня ВГ в плазме и достоверное повышение его в слюне, что, на наш взгляд, является отражением включения компенсаторных механизмов, направленных на защиту пораженного органа — желудка.
  При анализе метаболического профиля у больных ХГД отмечено, что при увеличении давности заболевания его обострение не всегда сопровождается интенсификацией ПОЛ и усилением синтеза оксида азота, что согласуется с данными других авторов [4]. Так, у 23 % детей с длительностью ХГД более трех лет установлено одновременное снижение активности ПОЛ, синтеза NО, уровня ВГ по сравнению с контролем. Например, у этих детей уровень ДК в крови был в 1,9 раза, а МДА — в 1,8 раза меньше, чем у детей с непродолжительным течением заболевания. Известно, что подавление ПОЛ приводит к преобладанию процессов пролиферации над дифференцировкой клеток, что влечет за собой снижение резистентности слизистой оболочки желудка [5]. Действительно, у этих больных чаще встречается неблагоприятное течение заболевания, клинически выражающееся частыми рецидивами, длительным болевым синдромом, трудно поддающимся купированию. Сниженное содержание NО3 в плазме крови и в слюне у этих больных имеет обратную корреляционную зависимость от степени обсеменения слизистой оболочки НР. С одной стороны, это объясняется тем, что оксид азота обладает антимикробным эффектом и при его недостатке отмечается избыточное размножение бактерий [4, 6]. С другой стороны, известно, что некоторые штаммы НР выделяют аргиназу, способную ингибировать синтез NО в СОЖ, и, следовательно, при высокой степени контаминации слизистой активно подавляют его продукцию [7].
  При длительном течении ХГД более значительно снижается уровень ВГ в обоих биологических субстратах. Увеличение КР указывает на утрату слюной компенсаторной функции, наблюдаемую у детей с менее продолжительным сроком болезни.
  У детей с функциональной диспепсией отмечается небольшая активация ПОЛ при нормальном содержании холестерина, ФЛ, NO3, L-аргинина в плазме и слюне. Активность ГСБ при этом не отличается от контроля, что говорит об отсутствии изменений его функционирования. Достоверно увеличивается содержание ВГ в слюне на фоне нормальных его показателей в плазме. Мы полагаем, что легкая активация ПОЛ при ФД является реакцией адаптации, возникающей в условиях нарушенной регуляции функций желудка, поскольку известно, что система ПОЛ играет ключевую роль не только в повреждении клеточных мембран, но и в сложном комплексе механизмов формирования адаптации и обеспечении устойчивости клеток к действию повреждающих факторов. Вышеуказанное распределение антиоксиданта между кровью и слюной при ФД мы также рассматриваем как проявление включения адаптационных реакций организма. Подтверждением сказанному могут служить данные об отсутствии выраженных мембранных нарушений. Дисбаланс макроэлементов при ФД проявляется лишь в небольшом повышении уровня Ca2+ в крови и слюне, что соответствует умеренному повышению кислотной продукции.
  Метаболическими маркерами кишечной микрофлоры, изменяющей свой состав при различных патологических состояниях гастродуоденальной зоны, являются летучие жирные кислоты (ЛЖК). Уксусная, пропионовая, масляная и изомасляная кислоты — это продукты брожения факультативных и облигатных анаэробов, в том числе патогенных и условно-патогенных. В норме ЛЖК наряду с самими микроорганизмами участвуют в обеспечении локальных и системных функций макроорганизма. Доказано, что в высоких концентрациях они обладают токсическим действием на органы. При обострении ХГД происходит повышение уровней ЛЖК в крови и особенно в слюне (С2 в 238 раз, С3 в 100 раз, С4 в 19 и iC4 в 14 раз по сравнению с контролем). Активность ГСБ для ЛЖК снижается, а проницаемость их в слюну повышается. Участие ГСБ в гомеостазировании крови и в данном случае направлено в пользу целостного организма, а СОЖ подвергается агрессивным воздействиям. Значительное увеличение концентраций С2, С3 и С4 указывает на усиление сахаролитического брожения в кишечнике, поскольку эти ЛЖК образуются в результате ферментации углеводов. Высокий уровень изомера С4 можно рассматривать в качестве маркера повышения системной микробной протеолитической активности, так как он образуется в результате метаболизма белков животного и растительного происхождения.
  При ФД отмечен менее выраженный спектр нарушений (достоверное повышение уровней С2 и С3 в слюне и С2 в плазме). КР для данных метаболитов также снижается, но в меньшей степени, чем при воспалении в слизистой оболочке. Достоверные отличия количественных показателей ЛЖК в крови и слюне при воспалительных и функциональных заболеваниях свидетельствуют о разном уровне патологического процесса и, следовательно, могут быть одними из критериев нозологической принадлежности, и использоваться при их дифференциальной диагностике этих состояний. При стихании обострения ХГД на фоне традиционной терапии отмечается лишь тенденция к нормализации концентраций метаболитов, что сопровождается ослаблением силы корреляционных взаимосвязей между морфологическими данными, показателями внутрижелудочной рН-метрии и метаболическим профилем ГСБ. Для более эффективной коррекции выявленных нарушений в комплекс лечебных мероприятий 20 детям с ХГД, наряду с традиционным лечением, был проведен курс иглорефлексотерапии (ИРТ) в виде сочетанной (корпоральной и аурикулярной) акупунктуры, состоящей из 10 сеансов. Включение ИРТ было обосновано и тем, что при проведении вегетативного теста ЦИТО у большинства больных ХГД установлен вегетативный дисбаланс в точках проекции органов желудочно-кишечного тракта. На фоне комплексного лечения с использованием ИРТ у детей быстрее исчезают спонтанный болевой синдром, болезненность в эпигастральной зоне при пальпации, диспепсические расстройства, что коррелирует со снижением выраженности воспалительного процесса в гастродуоденальной зоне. Кроме того, на 22 % интенсивнее снижается уровень МДА в слюне и на 7 % в плазме, а уровень ДК — на 15 % и 12 % соответственно. И наоборот, показатели ВГ в плазме повышаются интенсивнее на 24 %, в слюне — на 15 %. На фоне ИРТ выявляется и более отчетливая тенденция к нормализации концентраций макроэлементов. Таким образом, включение ИРТ в комплексное лечение больных с ХГД способствует гармоничному выравниванию показателей метаболического профиля крови и слюны.

Выводы

Гастродуоденальные заболевания у детей сопровождаются композиционными изменениями метаболитов в крови и слюне, выраженность которых зависит от формы заболевания и его длительности. Обострение ХГД характеризуется повышением параметров, отражающих активацию ПОЛ (МДА, ДК, холестерин), синтез оксида азота (NO3, L-аргинин), уровней Na+ и Ca2+, участвующих в повышении кислотно-пептической активности, на фоне снижения АОЗ, уровня ФЛ и К+. Увеличение длительности ХГД сопровождается одновременным снижением процессов ПОЛ, продукции NO, активности АОЗ. Функциональная диспепсия характеризуется меньшим спектром и выраженностью изменений параметров — умеренной активацией ПОЛ на фоне активации АОЗ. Воспалительные и функциональные заболевания гастродуоденальной зоны характеризуются повышением концентраций ЛЖК в крови и слюне, что отражает развитие дисбиоза в желудочно-кишечном тракте, а спектр и уровень изменений летучих жирных кислот зависят от формы заболевания. Функциональная активность ГСБ, отражающая проницаемость метаболитов из крови в слюну, имеет различия в зависимости от формы заболевания. При ХГД изменение барьерной функции направлено в сторону ее ослабления и накопления МДА, ДК, холестерина, NO, Na+, Ca2+, ЛЖК преимущественно в слюне, что снижает протекторные свойства последней в отношении слизистой оболочки желудка и двенадцатиперстной кишки, но является компенсаторным механизмом по отношению к целостному организму. Активность ГСБ при ФД для большинства метаболитов не отличается от таковой у здоровых детей, а повышение концентрации ВГ в слюне носит адаптационный характер, в условиях умеренной активации ПОЛ. Включение иглорефлексотерапии в комплекс терапевтических мероприятий у детей с ХГД способствует коррекции нарушений метаболического профиля крови и слюны и функциональной активности ГСБ, более быстрой обратной динамике клинической симптоматики, повышая эффективность лечебно-реабилитационных воздействий.

Библиографический список

Акайзин Э.С., Булыгина В.В. Новые возможности экспресс-диагностики возбудителей гнойной инфекции и быстрой оценки эффективности лечения // Клин. лаб. диагностика. 1999. № 6. С. 45—47. Баранов А.А. Научные и организационные приоритеты в детской гастроэнтерологии // Вопр. соврем. педиатрии. 2002. Т. 1. № 2. С. 9—13. Булатов В.П., Зайнетдинова М.Ш., Рылова Н.В. и др. Ранняя диагностика и оптимизация терапии гастродуоденальной патологии у детей // Детская больница. 2003. № 4 (14). С. 34—36. Видманова Т.А. Особенности изменения уровня производных оксида азота при различных вариантах течения язвенной болезни двенадцатиперстной кишки у детей // Детское здравоохранение России: стратегия развития: Материалы IХ съезда педиатров России. М., 2001. С. 118. Ипатов Ю.П., Комарова Л.Г., Переслегина И.А., Шабунина Е.И. Ключи к проблеме гастроэнтерологических заболеваний / Под ред. А.И. Волкова. Н. Новгород, 1997. 217 с. Рязанцева Н.В., Новицкий В.В. Невротические расстройства: клинико-биохимические параллели // Клин. лаб. диагностика. 2003. № 5. С. 5—7. Gobert A. H., McGee D. J., Akhtar M. et al. Helicobacter pylori arginase inhibits nitric oxide production by eukaryotic cells: a strategy for bacterial survival // Proc. Natl. Acad. Sci USA. 2001. Vol. 98 (24). P. 13844—13849.

Статья опубликована на сайте http://www.gastroscan.ru