Функциональное состояние желудка и протеолитическая активность копрофильтратов у детей с хронической гастродуоденальной патологией

ОРИГИНАЛЬНЫЕ СТАТЬИ

© Коллектив авторов, 2010

Л.Л. Камалова, Э.И. Удачина, О.Д. Зинкевич, Н.А. Сафина

ФУНКЦИОНАЛЬНОЕ СОСТОЯНИЕ ЖЕЛУДКА И ПРОТЕОЛИТИЧЕСКАЯ АКТИВНОСТЬ КОПРОФИЛЬТРАТОВ У ДЕТЕЙ С ХРОНИЧЕСКОЙ ГАСТРОДУОДЕНАЛЬНОЙ ПАТОЛОГИЕЙ

ГОУ ВПО Казанский государственный медицинский университет Росздрава, ГОУ ДПО Казанская государственная медицинская академия Росздрава, РФ

В статье представлены результаты изучения взаимосвязи между функциональным состоянием желудка (пепсиногена I и гастрина 17), антител класса IgG к Helicobacter pylori и иммуноглобулин-расщепляющей активностью микрофлоры кишечника детей с хронической гастродуоденальной патологией. Активность Ig-расщепляющих протеолитических ферментов в фекалиях детей с хронической гастродуоденальной патологией зависит от наличия антител к H. pylori и уровня гастрина 17 в сыворотке крови, что косвенно отражает связь между степенью нарушения микробиоценоза кишечника и кислотным потенциалом желудка, а также инфицированностью H. pylori. Ключевые слова: Ig-расщепляющая активность копрофильтратов, протеолитическая активность фекалий, пепсиноген I, гастрин 17, гастродуоденит, язвенная болезнь двенадцатиперстной кишки, дети, H. pylori.

Authors studied interrelations between functional state of stomach (pepsinogen I and gastrin 17 secretion), serum IgG antibodies to Helicobacter pylori and immunoglobulin-splitting activity of intestinal microflora in children with chronic gastroduodenal pathology. Activity of Ig-splitting proteolythic enzymes in stool of children with chronic gastroduodenal pathology depends of presence of antibodies to H. pylori and on level of serum gastrin 17 and this dependence indirectly reflects correlations between degree of intestinal dysbiosis, acidic potential of stomach and contamination by H. pylori. Key words: Ig-splitting activity of coprofiltrates, proteolythic activity of stool, pepsinogen I, gastrin 17, gastroduodenitis, duodenal ulcer, children, H. pylori.

В течение последних десятилетий отмечается выраженная тенденция к повышению распространенности гастроэнтерологической патологии среди детей, которая занимает второе место в структуре детской заболеваемости [1].

Основным фактором, приводящим к развитию хронической патологии верхних отделов пищеварительного тракта (ВОПТ), является инфекция Helicobacter pylori (Н. pylori). Известно, что при отсутствии лечения длительное персистиро-вание Н. pylori на слизистой оболочке желудка (СОЖ) может привести к атрофии последней [2]. «Золотым стандартом» в диагностике атрофичес-

кого гастрита (АГ) является эзофагогастродуоде-носкопия (ЭГДС) со взятием биоптата из различных отделов СОЖ. Для педиатрической практики актуальным является поиск скрининговых методов предварительной диагностики для выделения группы пациентов, нуждающихся в проведении биопсии. Существует альтернатива данному методу исследования: определение в сыворотке крови уровней пепсиногена I (ПГ I), гастрина 17 (Г 17), антител к Н. ру^п. С помощью определения этих параметров по анализу крови можно оценить функциональное состояние всей СОЖ, предположить наличие АГ. Возможность исполь-

Контактная информация:

Камалова Аэлита Асхатовна - к.м.н., асс. каф. госпитальной педиатрии с курсами

поликлинической педиатрии и последипломного образования ГОУ ВПО Казанский

государственный медицинский университет Росздрава

Адрес: 420012 г. Казань, ул. Бутлерова, 49

Тел.: (843) 238-48-15, E-mail: aelitakamalova@gmail.com

Статья поступила 28.01.10, принята к печати 30.09.10.

зования данных маркеров является результатом десятилетних фундаментальных медицинских исследований, проведенных в Финляндии [3].

С целью оптимизации схем лечения не менее важным является вопрос выявления степени нарушений микроэкологии кишечника, возникающих вследствие патологии ВОПТ, неоднократно проводимых эрадикаций H. pylori, частого приема антацидных и антисекреторных препаратов. По данным литературы, дисбактериоз кишечника выявляется у 75-90% больных острыми и хроническими гастроэнтерологическими заболеваниями [4]. Важную роль в поддержании нормального микробиоценоза в кишечнике играет функциональное состояние желудка, а именно его кислотный и пептический потенциал [5]. Известно, что снижение кислотопродукции в желудке и, как следствие, уменьшение или исчезновение бактерицидных свойств желудочного сока может приводить к проникновению представителей условно-патогенной микрофлоры полости рта в нижележащие отделы пищеварительного тракта.

Имеются данные, что АГ часто сочетается с дисбактериозом кишечника [6]. Поэтому выявление взаимосвязи функционального состояния желудка и нарушений микрофлоры кишечника представляется важной проблемой, так как может позволить установить патогенетические механизмы формирования дисбактериоза, выделить детей с высоким риском его развития, своевременно провести профилактику и коррекцию нарушений. Своевременная диагностика инфекции Н. pylori также необходима, так как эрадикация позволяет не только не допустить хронизацию патологии желудочно-кишечного тракта (ЖКТ), но и предотвратить развитие АГ, который с течением времени может развиться у больных с хеликобак-териозом.

Традиционно для выявления микроэкологических нарушений кишечника в нашей стране используется посев кала на дисбактериоз. К сожалению, общепринятое бактериологическое исследование кала отражает микробный состав полостной флоры лишь дистальных отделов кишечника. Данный метод не дает качественной характеристики микробиоценоза. Также в последнее время в литературе появляются сообщения, подтверждающие низкую диагностическую ценность исследования кала на дисбактериоз [7]. В настоящее время разработаны и апробированы скрининговые биохимические методы оценки состояния микробиоценоза кишечника по уровню протеолитической, иммуноглобулин (^-расщепляющей активности фекалий [8, 9]. Возможность использования данных методов основана на том, что ряд исследований показал главенствующую роль бактерий в осуществлении протеолиза в толстой кишке [10], несмотря на то, что вклад в про-теолитическую активность дистальных отделов

кишечника вносят также ферменты эндогенного происхождения [11].

По нашему мнению, в плане диагностики дис-биоза кишечника изучение Ig-расщепляющей активности микрофлоры представляется перспективным направлением, так как способность продуцировать данные ферменты считается фактором патогенности и может служить качественной характеристикой кишечной микробиоты [12, 13].

Целью нашего исследования явилось изучение зависимости Ig-расщепляющей активности микрофлоры кишечника от функционального состояния СОЖ и наличия инфекции Н. pylori у детей с хронической гастродуоденальной патологией.

Материалы и методы исследования

Под нашим наблюдением находились 56 детей с хронической гастродуоденальной патологией в возрасте от 7 до 17 лет, из них мальчиков - 19 (34%), девочек - 37 (66%). Диагноз устанавливали на основании клинико-анамнестических данных и результатов ЭГДС. Детей с неэрозивными гастродуоденитами (ГД) было 44 (78,6%), с эрозивными ГД - 7 (12,5%), с язвенной болезнью двенадцатиперстной кишки (ЯБДПК) - 5 (8,9%).

Дети до 14 лет составили большинство больных - 44 (78,6%), среди них: 38 пациентов с неэрозивным ГД, 6 - с эрозивным ГД, 2 - с ЯБДПК. Среди больных старше 14 лет (всего 10 пациентов) у 6 диагностирован неэрозивный ГД, у одного -эрозивный ГД, у 3 - ЯБДПК.

Определение уровней пепсиногена I (ПГ1), пост-прандиального гастрина 17 (ППГ17) и антител (АТ) класса IgG к H. pylori в сыворотке крови проводили иммуноферментным методом с использованием набора реагентов «GastroPanel» по протоколу производителя (Biohit, Финляндия).

Для определения показателей ПГГ кровь у детей брали натощак (5 мл), для определения ППГ17 - через 20 мин после приема напитка, содержащего 10 г белка. За 2 недели до исследования дети не получали антацид-ные, антисекреторные препараты. Алгоритм диагностики и нормы для детей старше 14 лет рекомендованы фирмой производителем [14], нормы для детей младше 14 лет предоставлены сотрудниками факультета повышения квалификации и профессиональной переподготовки специалистов Санкт-Петербургской государственной медицинской академии [15].

Для суждения об отклонении показателей мы использовали следующие нормы: ПГ1 у детей до 14 лет -55-115 мкг/л, старше 14 лет - 50-150 мкг/л, ППГ17 до 14 лет - 2,8-8,4 пмоль/л, старше 14 лет - 6-45 пмоль/л. Уровень АТ IgG к Н. pylori ниже 38 ИФЕ говорил об отсутствии инфекции, выше или равный 38 ИФЕ - о наличии хеликобактериоза. Снижение функции главных клеток фундальных желез тела желудка мы предполагали при показателях ПГ1 ниже нормы, снижение функции желез в антральном отделе - при низких значениях (стимулированного) ППГ17 и при наличии

Таблица 1

Активность Ig-расщепляющих ферментов в фекалиях детей в зависимости от уровня ПГ1 в сыворотке крови

Класс определяемых ферментов Больные с ПГ1 i Больные с ПГ1 N и Т * р

1-я группа 2-я группа

Общие, мг ^/ч/г кала 9,414 (0,8331)** 9,103 (3,178-11,662)*** 0,137

Металлозависимые, мг ^/ч/г кала 1,11 (0-2,19) 0 (0-9,6) 0,832

Сериновые, мг ^/ч/г кала 0 (0-4,296) 1,14 (0-7,53) 0,059

Тиоловые, мг ^/ч/г кала 7,301 (2,306) 6,13 (0-10,09) 0,062

*В группу вошли 3 ребенка с ПГ1 выше нормы; здесь и в табл. 2 и 3: ** среднее (стандартное отклонение); ***медиана (минимум-максимум).

хеликобактериоза. Уровень ППГ17>0,1 пмоль/л считали нормальным при отрицательных титрах АТ IgG к H. pylori.

Для оценки состояния микробиоценоза кишечника использовали способ определения Ig-расщепляющей активности копрофильтратов на основе твердофазного иммуноферментного анализа [9]. Определяли общую активность и активность ферментов по классам активных центров (сериновые, тиоловые и металлозависи-мые). Кал для исследования собирали при поступлении в стационар до начала терапии.

Статистическую обработку результатов исследования проводили с помощью программы BIOSTATISTICA (S.A. Glantz, McGraw Hill), табличного редактора Microsoft Excel 2003. Данные, подчиняющиеся закону нормального распределения, представляли в виде среднего значения и стандартного отклонения. Данные, не подчиняющиеся закону нормального распределения, представляли в виде медианы (медиана - значение, разделяющее распределение совокупности пополам, половина значений больше медианы, половина меньше или не больше) и крайних значений вариационного ряда. При сравнении количественных признаков двух совокупностей использовали критерий Манна-Уитни. Для оценки связи между признаками применяли коэффициент ранговой корреляции Спирмена.

Результаты и их обсуждение

Исследования протеолитической активности фекалий по типам активных центров (метал-лозависимых, сериновых, тиоловых) у детей с гастродуоденальной патологией показали, что активность тиоловых ферментов у детей с поражением желудка и двенадцатиперстной кишки выше, чем в контрольной группе (p<0,05). Так, у детей с неэрозивными, эрозивными ГД и ЯБДПК активность тиоловых протеиназ составила 9,37 (0-17,48), 11,65 (0-21,05) и 12,28 (1,17-28,58) мг^/ч/г кала, а в контрольной группе - 5,018 мг^/ч/г кала (Ме=2,798). К тому же активность тиоловых протеиназ возрастала по мере утяжеле-

ния патологии и статистически значимо отличалась у детей с неэрозивными ГД и ЯБДПК. Таким образом, нарушения кишечного микробиоценоза у гастроэнтерологических больных связаны с изменением активности именно тиоловых протеиназ.

В связи с поставленной целью мы оценили активность Ig-расщепляющих ферментов у детей со сниженными значениями ПГ1 (1-я группа) и показателями ПГ1 в пределах или выше нормы (2-я группа). Низкий уровень ПГ1 расценивали как показатель снижения функциональной активности главных клеток.

Статистически значимых различий в протео-литической активности фекалий у детей в зависимости от уровня ПГ1 в сыворотке крови не выявлено (табл. 1).

При сравнении Ig-расщепляющей активности ферментов у детей с уровнем ППГ17 в пределах и ниже нормы (1-я группа) и уровнями ППГ17 выше нормы (2-я группа) обнаружены более высокие уровни сериновых и низкие уровни тиоловых ферментов у детей с ППГ17 выше нормы (табл. 2).

Известно, что персистенция H.ру1сп способствует развитию выраженных изменений в микробиоценозе кишечника. Для ответа на вопрос, существует ли взаимосвязь инфицирования хели-кобактером с активностью Ig-расщепляющих ферментов в фекалиях обследуемых пациентов, мы сравнили протеолитическую активность у детей, инфицированных H. pylori (1-я группа) и неинфи-цированных (2-я группа). У детей, инфицированных хеликобактером, выявлены статистически значимо более высокие показатели активности тиоловых ферментов (табл. 3).

Оценка связи между Ig-расщепляющей активностью фекалий и маркерами функционального состояния желудка обнаружила умеренную отрицательную корреляционную связь между уровнем ППГ17 и активностью тиоловых ферментов (г=-0,532; р<0,001), умеренную положительную корреляционную связь между уровнями ППГ17

Таблица 2

Активность ^-расщепляющих ферментов в фекалиях детей в зависимости от уровня ППГ17 в сыворотке крови

Класс определяемых ферментов Больные с ППГ17 в N и 1* Больные с ППГ17 Т р

1-я группа 2-я группа

Общие, мг ]^/ч/г кала 9,36 (5,363-10,603) 7,791 (2,497) 0,157

Металлозависимые, мг ]^/ч/г кала 0 (0-9,6) 0,4 (0-2,579) 0,057

Сериновые, мг ]^/ч/г кала 0,01 (0-7,53) 1,941 (1,554) 0,034

Тиоловые, мг ]^/ч/г кала 8,31 (0-10,09) 5,067 (3,005) 0,016

*В группу вошли 4 ребенка с ППГ17 ниже нормы.

Таблица 3

Активность Ig-расщепляющих ферментов в фекалиях детей в зависимости

от уровня IgG к H. pylori

Класс определяемых IgG к H. pylori« + » IgG к H.pylori «-» р

ферментов 1-я группа 2-я группа

Общие, 9,104 9,103 0,248

мг ]^/ч/г кала

Металлозависимые, 0 0 0,658

мг ]^/ч/г кала

Сериновые, мг ]^/ч/г кала 0,0105 (0-4,275) 1,085 (0-7,53) 0,221

Тиоловые, 7,79 6,214 0,048

мг ]^/ч/г кала

и активностью сериновых, а также металлозави-симых протеиназ (г=0,411; р=0,002 и г=0,418; р=0,001 соответственно).

По нашему мнению, низкая активность тио-ловых ферментов при высоком уровне ППГ17 и обнаруженная обратная корреляционная связь между уровнем гастрина и тиоловыми протеиназа-ми косвенно отражают зависимость степени нарушений микробиоценоза кишечника от кислотного потенциала желудка, поскольку гастрин является одним из самых мощных стимуляторов секреции соляной кислоты, а последняя, как известно, играет важную роль в поддержании нормального состояния микробиоценоза нижележащих отделов ЖКТ. Гастрин, секретируемый антральной частью желудка, более чем на 90% состоит из гастрина 17, и его стимулирующий эффект на секрецию HCl в 6 раз выше его других форм. К тому же в литературе имеются данные о том, что повышение гастрина в крови сочетается с желудочной гиперацидностью [16].

В свою очередь повышение активности сери-новых протеиназ у детей с высоким уровнем ППГ17, положительные умеренные корреляционные связи ППГ17 и сериновых, металлозависимых ферментов можно объяснить тем, что гастрин обладает слабым холецистокининоподобным дейст-

вием на секреторную функцию поджелудочной железы [17] и, избыточно секретируемые ферменты поджелудочной железы (трипсин, химотрип-син, карбоксипептидаза) на фоне дисбактериоза могут проходить до нижних отделов кишечника в активной форме. Таким образом, изменение активности этих ферментов мы связываем с физиологией гастрина, а не с дисбиозом кишечника.

Нами выявлена умеренная положительная корреляционная связь между инфицированнос-тью Н. pylori и общей Ig-расщепляющей активностью (г=0,336; р=0,012), показателями активности тиоловых и металлозависимых ферментов (г=0,42; р=0,001 и г=0,282; р=0,03 соответственно). Повышение общей и тиоловой активности при хеликобактериозе, по всей видимости, отражает более выраженные изменения микробиоценоза кишечника у этих больных. Наши данные подтверждают ранее проведенные исследования, где показано, что при гастродуоденальной патологии, особенно у детей с хеликобактер-ассоциированны-ми гастритами и ЯБДПК, выявляется системный дефицит лактобацилл, рост E. coli с измененными ферментативными свойствами, бактерий рода Clostridium и других условно-патогенных микроорганизмов [2, 18]. У детей с длительнотекущим хеликобактериозом при проведении антибакте-

риальной терапии наблюдается угнетение бифи-дофлоры с нарастающим ростом условно-патогенных бактерий [18]. Возрастание активности металлозависимых ферментов у детей с хелико-бактериозом, возможно, связано с влиянием микроорганизма на функцию поджелудочной железы. В литературе имеются данные, что у лиц, инфицированных Н. pylori, отмечается более высокая секреция ферментов поджелудочной железы [17]. Кроме того, при хеликобактериозе у детей нарушаются барьерные функции слизистых оболочек ЖКТ, снижается концентрация sIgA в биологических материалах, что может способствовать бактериальной инвазии слизистых оболочек желудка и кишечника [18].

Таким образом, возникает «порочный круг»: хеликобактериоз приводит к нарушению микроэкологии кишечника, приводя к нарушению синтеза sIgA и его усиленному разрушению бактериальными протеазами вследствие дефицита

нормальной и роста условно-патогенной флоры, а снижение sIgA, в свою очередь, может способствовать инфицированию H. pylori.

Мы не установили корреляционной связи между уровнями ПГ1 и показателями Ig-протеоли-тической активности фекалий. Отсутствие связи между активностью протеолитических ферментов с уровнем ПГ1, возможно, говорит о главенствующей роли именно соляной кислоты желудка в поддержании нормального микробиоценоза.

Заключение

Таким образом, активность Ig-расщепляющих протеолитических ферментов в фекалиях детей с хронической гастродуоденальной патологией зависит от наличия H.pylori и уровня ППГ17 в сыворотке крови, что косвенно отражает связь между степенью нарушения микробиоценоза кишечника и кислотным потенциалом желудка, а также инфицированностью H. pylori.

ЛИТЕРАТУРА

1. Педиатрия: учебник для мед. ВУЗов. 4-е изд. Под ред. Н.П. Шабалова. СПб.: СпецЛит, 2007.

2. Корсунский АА, Щербаков П.Л., Исаков ВА Хелико-бактериоз и болезни органов пищеварения у детей. М.: Медпрактика, 2002.

3. Суовониеми О. Использование тестовой панели «GastroPanel» при скрининге, диагностике и профилактике ряда заболеваний [электронный ресурс]. Электрон. текстовые дан. Режим доступа: http://www.biohit.ru/pj_files/gastropanel.

4. Барановский АЮ, Кондрашина ЭА. Дисбактериоз кишечника. СПб.: Питер, 2008.

5. Ильченко АА, Коршунов В.М., Аруин Л.И. и др. Микрофлора кишечника и кислотообразующая функция желудка у больных язвенной болезнью с пилорическим хели-кобактериозом. Ж. микробиологии, 1991; 10: 17-19.

6. Гаян Л.В. Микроэкологические нарушения в патогенезе заболеваний верхних отделов пищеварительного тракта: Автореф. дисс. ... канд. мед. наук. Новосибирск, 2000.

7. Барсук А.Л., Сумина А.В., Кузин В.Б., Козлов Р.С. Практическое обоснование низкой диагностической ценности микробиологического исследования кала на дисбактериоз. Вопр. диагностики в педиатрии, 2009; 2: 7-11.

8. Горская Е.М., Бондаренко В.М., Шогенова Ю.С. и др. Протеолитическая активность содержимого толстой кишки в норме и при микроэкологических нарушениях. Ж. микробиологии, 1995; 3: 116-120.

9. Зинкевич О.Д., Бондаренко В.М., Тюрин ЮА. и др. Клинико-диагностическое значение оценки активности Ig-протеаз у детей с дисбактериозом кишечника. Микробиология, 2004, 3: 73.

10. Gibson SA, McFarlan C, Hay S, MacFarlane GT. Significance of microflora in proteolysis in the colon. Appl. Environ. Microbiol., 1989; 55 (3): 679-683.

11. Borgstrom A, Genell S, Ohlsson K. Elevated fecal levels of endogenous pancreatic endopeptidases after antibiotic treatment. Scand. J. Gastroenterol., 1977; 12 (5): 525-529.

12. Kilian M, Reinholdt J, Lomholt H, et al. Biological significance of IgA1 proteases in bacterial colonization and pathogenesis: critical evaluation of experimental evidence. APMIS, 1996; 104: 321-338.

13. Mistry D, Stockley RA. IgA1 protease. Int. J. Biochem. Cell Biol., 2006; 38 (8): 1244-1248.

14. Di Mario F, Franze A, Cavallaro LG. Non-invasive diagnosis for gastric diseases. OGM, Milano, 2004.

15. Игуменова Е.Л. Особенности гастродуоденальной патологии, ассоциированной с инфекцией НР у детей с отягощенной наследственностью: Автореф. дисс. ... канд. мед. наук. С.Пб., 2006.

16. Кислотозависимые состояния у детей. Под ред. В.А. Та-болина. М.: Российская гастроэнтерологическая ассоциация, 1999.

17. Маев И.В. Современные представления о заболеваниях желудочно-кишечного тракта, ассоциированных с Helicobacter pylori. Тер. архив, 2006; 2: 10-15.

18. Лыкова ЕА. Клинико-иммунологическая характеристика нарушения микробиоценоза пищеварительной системы у детей с хронической гастроинтестинальной патологией и возможности их коррекции: Автореф. дисс. ... канд. мед. наук. М., 1995.