Короткоцепочные жирные кислоты анализ крови

Синтез короткоцепочечных жирных кислот (КЦЖК)

В современном понимании процессов в организме человека микрофлора уже выделена как важнейшая адаптационная система. Основным пищевым субстратом для нормофлоры кишечника являются пищевые волокна, расщепленные (ферментированные) сахаролитической микрофлорой до простых углеводов. Именно при гидролизе нерастворимых дисахаридов, особенно лактитола, полезными лакто– и бифидобактериями и синтезируются КЦЖК – короткоцепочечные жирные кислоты. И вся история с полезной микрофлорой, помимо их способности образовывать биопленки, во многом сводится к роли этих жизненно важных для человека метаболитов полезных бактерий – КЦЖК.

В верхних отделах толстого кишечника происходит ферментация пищевого химуса и всасывание аминокислот и витаминов, синтезируемых бактериями, а также электролитов и до 95% воды. В дистальных отделах всасывание частично и это больше накопительный орган.

Пищевые компоненты расщепляются разнообразными бактериальными ферментами – протеазой и пептидазой, полисахаридазой и гликозидазой до олигомеров (глюкозы и аминокислот), которые, далее, ферментируются до органических кислот, водорода, углекислого газа, метана, воды и короткоцепочных жирных кислот. При расщеплении гликопротеинов и полисахаридов бактериальными ферментами – гликозидазами, образуются моносахара: глюкоза, галактоза, окисление которых способствует выделению в окружающую среду тепла в виде 60% их свободной энергии.

Анаэробные полезные бактерии гидролизуют простые углеводы с образованием короткоцепочечных жирных кислот – уксусной, пропионовой и масляной – ацетата, пропионата, бутирата.

Функции КЖК (короткоцепочечных жирных кислот)

КЖК быстро всасываются в кровь и являются основным источником энергии для клеток слизистой толстого кишечника. Они стимулируют рост и обновление клеток слизистой, образование слизи, кровоток в слизистой, увеличивают всасывание воды и солей, регулируют кислотно-щелочной баланс, поддерживают микробное равновесие. КЖК – главный источник дыхательного субстрата и ацетил-коэнзима А, необходимых для метаболизма в клетках слизистой, для синтеза липидов и строительства клеточных мембран, для сохранения целостности клеток слизистой и регенерации клеток тканей.

Основные функции КЖК (влияние на слизистую кишечника):

1. Главный источник энергии для слизистой кишечника
2. Стимуляция пролиферации и дифференциации клеток слизистой
3. Стимуляция кровотока в слизистой
4. Стимуляция образования слизи
5. Стимуляция всасывания хлорида натрия, калия, магния и воды
6. Снижение рН в толстой кишке
7. Поддержание целостности слизистой.

Виды КЖК

Ацетат – уксусная кислота, является метаболитом всех полезных бактерий кишечника – повышает поглощение кислорода, кровообращение в слизистой, он, проходя через печень, снова поступает в кровь, становится энергетическим субстратом для клеток тканей и органов: мышечной ткани, сердца, почек, головного мозга и других. Уксусная и молочная кислота регулируют уровень РН, моторную и секреторную активность кишечника, обладают послабляющим и антимикробным эффектами.

Пропионовая кислота – пропионат, транспортируется в печень и включается в процесс глюконеогенеза и синтеза биогенных аминов, улучшает микроциркуляцию в слизистой кишечника и поддерживает в ней метаболические процессы, блокирует прикрепление к колоноцитам условно-патогенной микрофлоры. Пропионовая и масляная кислоты участвуют в синтезе гормонов, нейромедиаторов (серотонина, эндорфинов).

Бутират – масляная кислота, стимулирует обновление клеток слизистой кишечника – рост и пролиферацию энтероцитов, крипт, влияет на кровоток в слизистой, и является основным энергетическим субстратом для клеток кишечника, обеспечивая до 70% потребности в энергии. Кроме того, масляная кислота участвует в регуляции многихметаболических и сигнальных процессов в кишечнике. Основными поставщиками бутирата являются пептококки, фузобактерии, эубактерии, клостридии.

Секретированные в просвет кишечника эти жирные кислоты регулируют рН (создают слабокислую среду) и тем обеспечивают колонизационную резистентность. Тормозится рост и размножение патогенных штаммов бактерий, которые в большинстве питаются белковыми субстратами – обладают протеолитическим метаболизмом. Это способствует подавлению гнилостных процессов и уменьшению образования аммиака, сульфидов, эндогенных канцерогенов, ароматических аминов. Очень важный механизм – участие КЖК в регуляции кишечной моторики, поддержание активной перистальтики, что способствует и осуществлению дезинтоксикационной функции – выведению продуктов метаболизма белков, токсинов, канцерогенов. Кишечник обладает собственной лимфоидной тканью, доказана роль КЖК в активации местного и системного иммунитета.

Выраженным антимикробным эффектом обладают молочная, уксусная, масляная, пропионовая кислоты в отношении: клебсиелл, протеев, псевдоманад, грамотрицательных энтеробактерий, других патогенных микроорганизмов.

В последнее годы наиболее информативным и достоверным методом диагностики дисбиоза кишечника (90-95% достоверности) является газово-жидкостная хроматография. Метод основан на разделении и анализе различных компонентов кишечного содержимого, прежде всего соотношения различных короткоцепочных жирных кислот: уксусной, пропионовой, масляной и валериановой, капроновой, изомасляной и других. Изменение их количества и соотношения от нормы характеризует состояние кишечной микрофлоры, преобладание нормофлоры или патогенных микрорганизмов и их взаимосвязи внутри нее.

Одним из наиболее вероятных пусковых механизмов развития различных нарушений в органах и тканях считают нарушение колонизационной резистентности. Ведь именно при участии нормофлоры и её КЖК происходит переваривание (ферментация) поступивших веществ, всасывание их через биопленку микроколоний полезных бактерий. Моноформы веществ поступают в кровь и в печень, где вступают в белковый, жировой, углеводный, витаминный и минеральный обмены. Кишечная микрофлора и печень являются главными системами, при взаимодействии которых происходят процессы метаболизма и детоксикации, очищения организма. При изменении в составе микрофлоры кишечника или функции печени нарушаются процессы гепатоэнтеральной регуляции. Это приводит к нарушению метаболических процессов, накапливаются токсины и метаболические шлаки, снижается питание и поступление энергии в клетки. Что приводит к повреждению клеток тканей, ухудшению их функции и структуры, и как следствие снижения их защиты, к развитию воспалительного процесса. Но и разорвать этот порочный замкнутый круг нарушений в системе кишечник-печень можно – восстанавливая микрофлору кишечника и улучшая функцию клеток печени.

Рациональное или диетическое питание, включающее растительную пищу, богатую пищевыми волокнами, антиоксидантами, витаминами и минералами или прием добавок к пище с лактитолом, пищевыми волокнами, живыми бактериями – будут способствовать поступлению в кишечник всех нужных полезной микрофлоре пищевых субстанций. Бактерии переработают и ферментируют свою пищу, выделят свои продукты жизнедеятельности – КЖК и тогда нашему организму будут не страшны вредные микроорганизмы и их токсины. Давайте любить и питать нашу полезную микрофлору, так как она заботится о нашем здоровье и хорошем настроении!

[06-267]
Биохимический анализ кала

2080 руб.

Определение содержания в кале некоторых короткоцепочечных жирных кислот, являющихся продуктами метаболизма обитающих в кишечнике микроорганизмов, соотношение которых изменяется при нарушениях качественного и количественного состава микрофлоры кишечника, обусловленных различными функциональными и иммуновоспалительными заболеваниями желудочно-кишечного тракта.

Синонимы русские

Биохимический анализ кала на дисбактериоз, биохимическое исследование микрофлоры кишечника.

Синонимы английские

Faecal short-chain fatty acids (SCFA).

Какой биоматериал можно использовать для исследования?

Кал.

Как правильно подготовиться к исследованию?

• Исключить прием слабительных препаратов, введение ректальных свечей, масел, ограничить (по согласованию с врачом) прием медикаментов, влияющих на перистальтику кишечника (белладонна, пилокарпин и др.), и препаратов, влияющих на окраску кала (железо, висмут, сернокислый барий), в течение 72 часов до сбора кала.

Общая информация об исследовании

В различных частях тела человека обитает огромное количество микроорганизмов, более половины из них заселяет различные отделы желудочно-кишечного тракта. Около 90% микробиоты кишечника составляют постоянно обитающие виды бактерий, чуть менее 10% — добавочные, или факультативные, микроорганизмы, и менее 1% приходится на транзиторные — случайно попавшие в кишечник виды. Одним из основных аспектов «взаимовыгодного» сосуществования человека и обитающих в его кишечнике бактерий является их участие в процессах пищеварения. В частности, в процессе переработки сахаросодержащих соединений отдельные виды населяющих толстый кишечник бактерий способны производить так называемые короткоцепочечные жирные кислоты. Это обобщенное название органических соединений, содержащих относительно небольшое количество атомов углерода и считающихся биохимическими маркерами симбиоза человеческого организма и населяющей кишечник микрофлоры. Большая часть образовавшихся в кишечнике короткоцепочечных жирных кислот всасывается, с калом выводится около 5% от их общего количества.

В данном исследовании определяется содержание к фекалиях короткоцепочечных жирных кислот, продуцируемых в основном анаэробной микрофлорой, к которым относятся:

• уксусная – С2 (обозначение указывает, что в молекуле кислоты содержится два атома углерода);

• пропионовая – С3;

• масляная – С4;

• изомасляная – iС4 (изомеры характеризуются одинаковым атомным составом, но различаются пространственной структурой и, как следствие, некоторыми физическими и химическими свойствами);

• изовалериановая — iC5;

• изокапроновая — iC6.

А также расчетные показатели:

• изоCn/Cn– отношение суммарного содержания кислот с разветвленной цепью (изомеров) к кислотам с неразветвленной цепью;

• АИ – анаэробный индекс – отношение суммы пропионовой и масляной кислот к уксусной кислоте.

По результатам многочисленных исследований подтверждено, что посредством участия продуктов метаболизма кишечной микрофлоры, в частности короткоцепочечных жирных кислот, в различных биологических процессах организма человека она выполняет ряд важнейших функций, в том числе обмен веществ и энергии, стимуляция иммунной системы и блокирование активации патогенной флоры, регуляция моторной активности кишечника.

Различные виды микроорганизмов обладают способностью к преимущественному синтезу той или иной короткоцепочечной жирной кислоты. Патологические изменения, происходящие в желудочно-кишечном тракте, а по результатам некоторых наблюдений, даже не связанная с ЖКТ патология, приводят к изменению качественного и количественного состава кишечной микрофлоры, что проявляется в том числе изменением концентрации тех или иных кислот. Вместе с тем возникающие нарушения в микробиоте кишечника способствуют дальнейшему сохранению и прогрессированию патологических изменений.

В последнее время в диагностическую практику все больше включают косвенное исследование состава кишечной микрофлоры путём определения содержания в кале различных короткоцепочечных жирных кислот. На основании многочисленных клинических наблюдений предложены типы изменений состава КЖК, являющиеся параметрами выбора средств фармакологической коррекции. Данная методика позволила индивидуализировать подход к лечению и, как следствие, повысить его эффективность. Кроме того, на основании динамики изменений состава КЖК проводится мониторинг эффективности проводимой терапии – при эффективном лечении происходит нормализация количественного и качественного состава короткоцепочечных жирных кислот.

Для чего используется исследование?

• Для оценки состояния микрофлоры кишечника;

• скрининг и дифференциальная диагностика заболеваний кишечника, в том числе в качестве уточняющего теста при функциональных расстройствах ЖКТ;

• диагностика активности и распространенности патологического процесса при воспалительных заболеваниях кишечника;

• выбор индивидуального лечения для пациентов с патологией ЖКТ и последующая оценка его эффективности;

• диагностика недостаточности внешнесекреторной функции поджелудочной железы при хроническом панкреатите.

Когда назначается исследование?

• При симптомах функциональных расстройств желудочно-кишечного тракта, а также проявлениях воспалительных заболеваний кишечника (например, обострения неспецифического язвенного колита): диарея, запоры, боли в животе, метеоризм и т.д.

Что означают результаты?

Референсные значения

Соотношение уровней различных КЖК отражает преобладание в составе микрофлоры кишечника тех или иных видов бактерий. Анаэробные микроорганизмы, продуцирующие КЖК:

• уксусная — Bifidobacterium, Lactobacillus, Actinomyces, Ruminococcus;

• пропионовая — Veillonella, Propionibacterium, Anaerovibrio;

• масляная — Acidaminococcus, Bacteroides, Clostridium, Eubacterium, Fusobacterium, Lachnospira, Butyrivibrio, Gemmiger, Coprococcus;

• изокислоты — Bacteroides, Megasphaera.

Общее содержание КЖК используется для оценки метаболической активности кишечной микрофлоры. Низкое общее содержание КЖК свидетельствует о понижении метаболической активности нормальной микрофлоры, возможном снижении моторики толстой кишки, а также о дефиците пищевых субстратов. Повышение общего уровня КЖК может отмечаться при избыточной колонизации толстой кишки отдельными представителями анаэробной микрофлоры, усилении ее метаболической активности, а также при ферментативной недостаточности и нарушениях всасывания.

Анаэробный индекс – отражает отношение строгих анаэробов к аэробам и факультативным анаэробам. Его повышение связано с угнетением популяции строгой анаэробной микрофлоры.

Согласно данным некоторых исследовательских работ, выявлены следующие закономерности изменения состава КЖК при различной патологии кишечника:

• для синдрома раздраженного кишечника с преобладанием запоров характерно повышение содержания уксусной кислоты, увеличение отношения суммарного содержания изокислот к кислотам с неразветвленной цепью и смещение анаэробного индекса в сторону слабоотрицательных значений;

• при СРК с диареей и неспецифическом язвенном колите отмечается повышение концентрации пропионовой и масляной кислот (однако повышение масляной кислоты при НЯК выражено больше), анаэробный индекс смещен в сторону резко отрицательных значений; кроме того, при СРК с запорами снижено отношение ИзоCn/Cn;

• также выявлены закономерности изменения содержания КЖК в зависимости от локализации процесса при неспецифическом язвенном колите: при дистальном поражении уровни пропионовой и масляной кислот изменяются в одном направлении, при левостороннем и тотальном поражении их изменения разнонаправлены, при левостороннем возрастает уровень масляной кислоты, а при тотальном – пропионовой.

Что может влиять на результат?

• Предшествующая терапия противомикробными лекарственными препаратами изменяет состав микрофлоры ЖКТ, поэтому исследование желательно проводить спустя как минимум 14 дней после окончания лечения антибиотиками. В данном случае желательно проконсультироваться с врачом о целесообразности и оптимальных сроках проведения данного исследования.



Важные замечания

• В данном тесте определяются в основном короткоцепочечные жирные кислоты, являющиеся продуктами обмена веществ анаэробных микроорганизмов (живущих в условиях отсутствия кислорода), которые чаще всего не определяются при рутинном микробиологическом исследовании ввиду сложной технологии культивирования.
• Нецелесообразно проведение данного исследования для диагностики инфекционных поражений ЖКТ.

Также рекомендуется

• Копрограмма
• Дисбактериоз кишечника
• Посев кала на условно-патогенную флору с определением чувствительности к антибиотикам
• Посев кала на патогенную флору (диз. группа и тифопаратифозная группа) с определением чувствительности к антибиотикам.
• Определение токсина А Clostridium difficile
• Комбинированное обследование при воспалительных заболеваниях кишечника
• Кальпротектин в кале

Кто назначает исследование?

Гастроэнтеролог, терапевт, врач общей практики, педиатр.

Литература

• Per G. Farup, Knut Rudi and Knut Hestad. Faecal short-chain fatty acids — a diagnostic biomarker for irritable bowel syndrome? / BMC Gastroenterology (2016) 16:51.
• Alexandra L. McOrist, Guy C. J. Abell, Caroline Cooke and Kerry Nyland. Bacterial population dynamics and faecal short-chain fatty acid (SCFA) concentrations in healthy humans. British Journal of Nutrition (2008), 100, 138–146.
• Ардатская М. Д., Минушкин О. Н. Современные принципы диагностики и фармакологической коррекции / Гастроэнтерология, приложение к журналу Consilium Medicum. – 2006. — Т. 8. – №2.
• Ардатская М. Д. Клиническое значение короткоцепочечных жирных кислот при патологии желудочно-кишечного тракта. Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора медицинских наук. Москва, 2003 год.