Пищевые волокна в коррекции микроэкологических нарушений у детей

А. И. Хавкин, доктор медицинских наук, профессор,
С. В. Бельмер, доктор медицинских наук, профессор, Н. С. Жихарева

Согласно современным представлениям, дисбактериоз кишечника — это симптомокомплекс, формирующийся в результате качественных и количественных изменений нормальной микробной флоры, влекущих за собой выраженные клинические реакции макроорганизма или являющихся следствием каких-либо патологических процессов в организме. Это не диагноз, а состояние экосистемы, при котором нарушается функционирование всех ее составных частей — организма человека, его микрофлоры и окружающей среды, а также механизмов их взаимодействия, что ведет к возникновению заболевания [10]. Дефицит аутохтонной микрофлоры кишечника приводит к утрате их витаминсинтезирующей, иммуномодулирующей, барьерной функций, к нарушению обмена веществ, компенсаторных механизмов, повреждению слизистой оболочки кишечной стенки и т. п.

Общепризнана ведущая роль анаэробной микрофлоры (бифидо- и лактобактерий) в поддержании здоровья человека. Этому вопросу посвящена обширная научная литература [2, 3, 6, 17, 18].

Так, симбионтная микрофлора активно участвует в витаминсинтезирующих процессах (синтезирует в физиологически значимых количествах тиамин, рибофлавин, пиридоксин, витамины В12 и К), стимулирует синтез биологически активных веществ (аланина, 5-аминовалериановой и аминомасляной кислот, медиаторов, влияющих на функцию ЖКТ, печени, сердечно-сосудистой системы и т. д.). Микрофлора кишечника обладает выраженными иммуномодулирующими свойствами (микрофлора кишечника оказывает постоянное антигенное стимулирующее воздействие на иммунную систему человека, поддерживает высокий уровень лизоцима, секреторных иммуноглобулинов, интерферона, цитокинов, пропердина и комплемента) [10]. Симбиотики участвуют в метаболизме холестерина и желчных кислот (способствуют превращению холестерина в копростанол; 5-20% желчных кислот выделяются с фекалиями в виде бактериальных метаболитов, их наличие в содержимом толстой кишки тормозит всасывание воды, препятствуя излишней дегидратации кала) [9].

Также симбиотики обеспечивают колонизационную резистентность организма (препятствуют росту и размножению патогенной и условно-патогенной микрофлоры), нормализуют морфокинетическое функционирование кишечника.

Здесь важно отметить, что все эти положительные факторы являются результатом метаболической деятельности симбиотической флоры толстого кишечника, точнее, воздействия конечных продуктов метаболизма — конститутивных и индуцирующих ферментов: гликозидазы, уреазы, декарбоксилазы, азоредуктазы, нитроредуктазы и деаминозы. Фактически кишечная микрофлора имеет более высокую ферментативную активность, чем печень, поэтому она иногда рассматривается как своего рода анаэробный орган «хозяина», его «вторая печень».

Многие заболевания и патологические состояния приводят к нарушениям в составе микрофлоры кишечника. Это и инфекционные заболевания, и органические изменения ЖКТ, и функциональные нарушения пищеварительного тракта, и аллергические заболевания, и длительный прием лекарственных препаратов, оказывающих влияние на секрецию пищеварительных желез, моторику ЖКТ, антибиотиков, а также многие другие заболевания.

Из вышесказанного ясно, что нормализация микрофлоры кишечника очень важна. Этого можно добиться двумя способами:

методом заселения кишечника недостающими микроорганизмами. На этом подходе строится терапия с применением разного рода живых бактериальных культур (бифидумбактерина, лактобактерина и т. д.); методом, основанным на введении веществ, способствующих активизации роста и жизнедеятельности собственной полезной микрофлоры - пребиотиков. Пребиотики - это частично или полностью неперевариваемые ингредиенты пищи, которые способствуют улучшению здоровья за счет избирательной стимуляции роста и/или метаболической активности одной или нескольких групп бактерий, обитающих в толстой кишке.

В последнее время многие врачи отмечают неэффективность первого метода, а также нестабильность результатов лечения дисбактериозов.

Это связано с тем, что заселение толстого кишечника недостающими микроорганизмами сопряжено с рядом проблем. Во-первых, это защитная кислая среда желудка и щелочная среда двенадцатиперстной кишки. Во-вторых, конкурентная борьба с местной микрофлорой толстого кишечника. И, что немаловажно, сложность получения этих препаратов. Микроорганизмы должны выживать в процессе производства и хранения подобных препаратов.

Второй же метод, то есть применение пребиотиков, имеет ряд преимуществ. Наблюдаются активизация жизнедеятельности симбиотической микрофлоры и подавление вредных бактерий, происходит подавление токсичных метаболитов (аммиака, скатола, индола и др.), а также вредных ферментов (b-глюкуронидазы, нитроредуктазы, азоредуктазы), пребиотики способствуют абсорбции кальция и укреплению костей. Ряд пребиотиков под действием бифидобактерий кишечника разлагаются до короткоцепочечных жирных кислот, которые снижают рН кишечника, стимулируют перистальтику, повышают влажность фекалий и их осмотическое давление [1]. Проведенные исследования показали наличие антиканцерогенного эффекта от употребления лактулозы (пребиотика). Данный эффект связан с активизацией иммунной системы клетками бифидобактерий, компонентами клеточных стенок и межклеточными компонентами [12, 13].

Какие же вещества являются пребиотиками?

Олигосахариды (фруктозоолигосахариды и галактоолигосахариды) Инулин (топинамбур) Лактулоза Лактиол

Остановимся подробнее на каждом из них.

Олигосахариды — N-ацетилглюкозамин, глюкоза, галактоза, олигомеры фруктозы и другие гликопротеины. Эти вещества в значительной пропорции составляют грудное молоко. Галактоолигосахарид (ГОС) состоит из 2 молекул галактозы и 1 молекулы глюкозы и представляет собой линейную структуру, содержащую 2-7 молекул вышеозначенных сахаров. ГОС входит в состав грудного молока и является естественным компонентом диеты человека. Фруктоолигосахарид (ФОС) состоит из 1 молекулы галактозы и 7 молекул глюкозы и представляет собой линейную структуру, содержащую от 5 до 60 молекул вышеозначенных сахаров.

Он содержится в артишоках, цикории, луке-порее и является естественным компонентом диеты человека. Пребиотические свойства ГОС и ФОС обусловлены тем, что они не перевариваются под воздействием пищеварительных ферментов и достигают толстого кишечника неизмененными. В нижнем отделе толстого кишечника ГОС и ФОС подвергаются ферментации собственными бифидобактериями организма, что приводит к увеличению бактериальной массы и объема каловых масс. В процессе ферментации вырабатываются органические кислоты (в частности, молочная и уксусная), повышающие перистальтику кишечника. Поэтому микрофлора толстого кишечника детей, находящихся на грудном вскармливании, отличается от микрофлоры у детей, вскармливаемых искусственно. С этим связаны нарушения в здоровье ребенка. В настоящее время появились детские смеси, содержащие эти олигосахара, а значит, обладающие, как и грудное материнское молоко, пребиотическим свойством. Это смеси Нутрилон-Омнео с содержанием ГОС и ФОС, и Мамекс, в ней содержатся ГОС.

Инулин — полисахарид, содержащийся в клубнях и корнях артишоков и одуванчиков. При его гидролизе образуется фруктоза. Показано, что инулин помимо стимуляции роста и активности бифидо- и лактобактерий повышает всасывание кальция в толстом кишечнике, то есть снижает риск остеопороза, влияет на метаболизм липидов, уменьшая риск атеросклеротических изменений в сердечно-сосудистой системе. Фирма «Колинска — Словения» выпускает кукурузную кашу с инулином.

Лактулоза — синтетический дисахарид, не встречающийся в природе, в котором каждая молекула галактозы связана с молекулой фруктозы. Лактулоза попадает в толстый кишечник в неизмененном виде (лишь около 0,25-2% всасывается в тонкой кишке) и служит отличным питательным субстратом для сахаролитических бактерий. В процессе бактериального разложения лактулозы на короткоцепочечные жирные кислоты (молочную, уксусную, масляную) снижается рН содержимого толстой кишки. За счет этого повышается осмотическое давление, что ведет к задержке жидкости в просвете кишки и усилению ее перистальтики.

Действие лактулозы сопровождается активной утилизацией аммиака и азота (вредных продуктов разложения аминокислот). Лактулоза уже давно используется в педиатрической практике, в настоящее время она входит в состав следующих препаратов: дюфалака (содержание лактулозы в этом препарате составляет 67%, на сегодняшний день это самый высокий процент лактулозы в лекарственном препарате на российском рынке), лактофильтрума (комбинированного препарата, содержащего лактулозу и лигнин). Надо отметить, что лактулоза запрещена в ЕЭС в качестве пищевой добавки и используется только в составе препаратов. Исключение составляет Швеция, где фирма «Semper» выпускает детскую смесь Сэмпер-Бифидус, содержащую лактулозу.

Говоря про пребиотики, нельзя не остановиться на пищевых волокнах — сумме полисахаридов и лигнина, которые не перевариваются эндогенными секретами желудочно-кишечного тракта человека. Пищевые волокна делятся на три группы:

ферментируемые бактериями: пектин (овощи, фрукты); камеди - водорастворимые клейкие полисахариды, состоящие из глюкозы, галактозы, маннозы, арабинозы, рамнозы и их уроновых кислот (используются в пищевой промышленности для придачи растворам вязкости, создания суспензий, эмульсий и гелей); слизи (полисахариды из семян льна и морских водорослей); гемицеллюлоза (злаковые, кукуруза); частично ферментируемые: целлюлоза (злаковые, кукуруза); гемицеллюлоза; неферментируемые: лигнин.

Целлюлоза представляет собой неразветвленный полимер глюкозы, образованный 1-4 связями между мономерами. Молекула состоит из десятков тысяч мономеров, целлюлоза различных растений может различаться по длине цепи и по химическим и физическим свойствам. Гемицеллюлоза является полимером глюкозы, арабинозы, глюкуроновой кислоты и ее метилового эфира. Так же как и целлюлоза, разные варианты гемицеллюлозы неднородны по своими физико-химическим свойствам. Камеди являются разветвленными полимерами глюкуроновой и галактуроновой кислот, к которым присоединены остатки арабинозы, маннозы, ксилозы, а также соли магния и кальция.

Слизи представляют собой разветвленные сульфатированные арабиноксиланы. Пектины — это полимеры галактуроновой и гиалуроновой кислот. Пектиновые вещества входят в состав клеточных стенок и межуточного вещества высших растений. Лигнин является полимерным остатком древесины после ее перколяционного гидролиза, который проводится в целях выделения целлюлозы и гемицеллюлозы. Альгинаты — соли альгиновых кислот, в большом количестве содержащихся в бурых водорослях, молекула которых представлена полимером полиуроновых кислот.

Содержание пищевых волокон в разных продуктах различно. В средних количествах (1-1,9 г/100 г продукта) они содержатся в моркови, сладком перце, петрушке (как в корне, так и в зелени), редьке, репе, тыкве, дыне, черносливе, апельсине, лимоне, бруснике, фасоли, гречневой и перловой крупе, «Геркулесе», ржаном хлебе. Более высокое их содержание (2-3 г/100 г продукта) в чесноке, клюкве, красной и черной смородине, черноплодной рябине, ежевике, овсяной крупе, хлебе из белково-отрубной муки. Наконец, в наибольших количествах (более 3 г/100 г продукта) пищевые волокна содержатся в укропе, кураге, клубнике, малине, чае (4,5 г/100 г), овсяной муке (7,7 г/100 г), пшеничных отрубях (8,2 г/100 г), сушеном шиповнике (10 г/100 г), жареном кофе в зернах (12,8 г/100 г), овсяных отрубях (14 г/100 г). Примером рафинированного продукта может служить растворимый кофе, в котором в отличие от исходного продукта пищевые волокна не содержатся вообще.

Пищевые волокна обладают многочисленными физиологическими эффектами, что определяет их значение для нормального функционирования организма.

Пищевые волокна удерживают воду, влияя тем самым на осмотическое давление в просвете желудочно-кишечного тракта, электролитный состав кишечного содержимого и массу фекалий, увеличивая их объем и вес, стимулируя в конечном итоге моторику желудочно-кишечного тракта. Пищевые волокна обладают высокой адсорбционной способностью, чем объясняется их детоксицирующее действие.

Наконец, пищевые волокна являются важными регуляторами состава кишечной микрофлоры. Переваривание ферментируемых и частично ферментируемых пищевых волокон, поступающих в кишечник, реализуется микрофлорой толстой кишки, которая получает таким образом энергетический и пластический материал. С другой стороны, короткоцепочечные жирные кислоты, образующиеся в результате активности микрофлоры, необходимы для нормального функционирования эпителия толстой кишки. Нормальный состав микрофлоры и нормальное функционирование колоноцитов обеспечивают физиологические процессы в толстой кишке и ее нормальную моторику.

Точная суточная потребность человека в пищевых волокнах не установлена. Предполагается, что взрослый человек должен за сутки съедать 20-35 г пищевых волокон, в то время как в среднем европеец потребляет около 13 г пищевых волокон в сутки.

Отсутствие пищевых волокон в диете может привести к ряду патологических состояний, многие из которых так или иначе связаны с нарушением состава микрофлоры кишечника. Наиболее очевидна связь недостатка пищевых волокон в питании с развитием запоров. С дефицитом пищевых волокон в пище связывают развитие ряда заболеваний и состояний, таких, как рак толстой кишки, синдром раздраженного кишечника, запоры, желчно-каменная болезнь, сахарный диабет, ожирение, атеросклероз, ишемическая болезнь сердца, варикозное расширение и тромбоз вен нижних конечностей и многие другие. Однако в большинстве случаев эта связь остается недоказанной.

Таким образом, пищевые волокна не являются лишь «балластными веществами», как считалось ранее, и должны присутствовать в рационе как взрослого человека, так и ребенка.

В современных условиях человек, живущий в более-менее развитых странах, из-за особенностей диеты и наличия большого количества высокорафинированных продуктов испытывает определенный дефицит пищевых волокон, с которым отчасти связывают более высокую частоту перечисленных выше заболеваний и состояний, наблюдающуюся в странах Европы, США и Канаде. Болезнью цивилизации в этой связи называют синдром раздраженного кишечника, в частности функциональные запоры.

Соответствующая коррекция диеты является первым шагом как в профилактике, так и в лечении этих болезней. В рационе ребенка и взрослого обязательно должны присутствовать овощи и фрукты, введение которых уже на первом году в виде пюре способствует профилактике запоров.

Для лечения детей первого года жизни разработаны смеси, содержащие пищевые волокна. Такими смесями являются, например, Хумана ЛП и Хумана ЛП+СЦТ — низколактозные безглютеновые смеси для детей с расстройствами желудочно-кишечного тракта. Наряду с фрукто-олигосахаридами они содержат пищевые волокна в виде лигнина, целлюлозы, гемицеллюлозы и клетчатки банана в количестве 224 мг/100 мл продукта. В Хумане ЛП+СЦТ в отличие от первой смеси липиды на 55% представлены среднецепочечными триглицеридами, всасывание которых в тонкой кишке облегчено по сравнению с длинноцепочечными. Введение пищевых волокон обеспечивает эффективное восстановление пищеварительных процессов, микрофлоры и моторики кишечника.

Другой пример лечебного использования пищевых волокон — препараты фильтрум и лактофильтрум. Оба препарата содержат компонент из группы пищевых волокон полифан (медицинский лигнин) — полимер растительного происхождения, продукт переработки древесины, обладающий высокой сорбционной способностью. В связи с этим препарат связывает и выводит из организма токсины, патогенные микроорганизмы и продукты их жизнедеятельности. Вместе с тем пищевые волокна полифам, как и другие волокна, способствуют восстановлению микрофлоры и нормализации моторики кишечника. Лактофильтрум помимо полифана содержит лактулозу, которая усиливает пробиотический и слабительный эффекты препарата.

Таким образом, пищевые волокна являются необходимыми компонентами питания человека на протяжении всей его жизни. Дефицит пищевых волокон приводит к ряду патологических состояний, одним из которых являются запоры. Для коррекции этих состояний следует соответствующим образом составить диету пациента, а при необходимости дополнить ее препаратами пищевых волокон. Профилактика заключается в организации рационального питания ребенка и взрослого.

В заключение хотелось бы отметить, что пребиотики — это не панацея. Они занимают определенную нишу в терапии и профилактике дисбиотических нарушений. В то же время несвоевременное применение данных препаратов может привести к серьезным нарушениям в состоянии человека.

Статья опубликована в журналеЛечащий Врач