Материал: Запор

го микробиоценоза. С биохимической точки зрения под пребиотиками понимают обычно углеводные компоненты питания, особо необходимые для жизнедеятельности нормальной кишечной микрофлоры. Залогом поступления к бактериям необходимых нутриентов является рациональное питание макроорганизма и нормальное течение пищеварительных процессов.

Хотя моносахариды могут легко утилизироваться микроорганизмами толстой кишки, к пребиотикам их не относят, т.к. они должны полностью всасываться в тонкой кишке. К пребиотикам относят некоторые дисахариды, олигосахариды, полисахариды и достаточно гетерогенную группу соединений, которую обозначили как пищевые волокна. В женском молоке из пребиотиков присутствует лактоза и олигосахариды.

Лактоза (молочный сахар) представляет собой дисахарид, состоящий из галактозы и глюкозы. В норме лактоза расщепляется лактазой тонкой кишки до мономеров, которые практически полностью всасываются в тонкой кишке. Лишь незначительное количество нерасщепленной лактозы у детей первых месяцев жизни попадает в толстую кишку, где утилизируется микрофлорой, обеспечивая ее становление.

Олигосахариды представляют собой линейные полимеры глюкозы и других моносахаров с общей длиной цепи не более десяти. По химической структуре выделяют галакто-, фрукто-, фукозилолигосахариды и др. Концентрация олигосахаридов в женском молоке относительно невелика, не более 12–14 г/л, однако их пребиотический эффект весьма значителен. Именно олигосахариды сегодня рассматриваются как основные пребиотики женского молока, обеспечивающие как становление нормальной микрофлоры кишечника ребенка, так и поддержание в дальнейшем.

Полисахариды представляют собой длинноцепочечные углеводы, в основном растительного происхождения. Инулин, содержащий фруктозу, в больших количествах присутствует в артишоках, клубнях и корнях георгинов и одуванчиков. Утилизируется бифидо- и лактобактериями, способствует их росту. Помимо этого, инулин повышает всасывание кальция

ивлияет на метаболизм липидов, снижая риск развития атеросклероза. Пищевые волокна – большая гетерогенная группа полисахаридов, наи-

более известными из которых являются целлюлоза и гемицеллюлоза. Целлюлоза – неразветвленный полимер глюкозы, а гемицеллюлоза – полимер глюкозы, арабинозы, глюкуроновой кислоты и ее метилового эфира. Помимо субстрата для питания лакто- и бифидофлоры и таким образом поставщика короткоцепочечных жирных кислот для колоноцитов, пищевые волокна оказывают и другие важные эффекты. Они обладают высокой адсорбционной способностью и удерживают воду, что приводит к повышению осмотического давления в полости кишки, увеличению объе-

ма фекалий, ускорения пассажа по кишечнику, что обуславливает слабительный эффект.

В средних количествах (1–1,9 г/100 г продукта) пищевые волокна содержатся в моркови, сладком перце, петрушке (в корне и зелени), редьке, репе, тыкве, дыне, черносливе, цитрусовых, бруснике, фасоли, гречневой, и перловой крупе, «Геркулес», ржаном хлебе.

Высокое содержание (2–3 г/100 г продукта) пищевых волокон характерно для чеснока, клюквы, красной и черной смородины, черноплодной рябины, ежевики, овсяной крупы, хлебе из белково-отрубной муки.

Наибольшее же их количество (более 3 г/100 г) содержится 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). Пищевые волокна не содержатся в рафинированных продуктах.

Пребиотики важны не только для питания микрофлоры, но также для благополучия ЖКТ и всего организма в целом. В то же время, в современных условиях отмечается дефицит пребиотиков в питании во всех возрастных группах. В частности, взрослый человек должен съедать в сутки примерно 20–35 г пищевых волокон, тогда как в реальных условиях европейский житель потребляет не более 13 г в сутки. Уменьшение доли естественного вскармливания у детей первого года жизни приводит к недостатку пребиотиков, содержащихся в женском молоке. Эта нехватка пребиотиков в питании может объяснять, как увеличение частоты функциональных запоров, так и увеличение частоты рака толстой кишки.

Таким образом, пребиотики обеспечивают благополучие микрофлоры толстойкишки,еездоровьеиявляютсянеобходимымфакторомздоровьячеловека

всвязисихсущественнымиметаболическимиэффектами.Преодолениедефицитапребиотиковвсовременныхусловияхсвязанособеспечениемрациональногопитаниячеловекавовсехвозрастах:отноворожденногодопреклонного.

Свои энергетические потребности микроорганизмы толстой кишки обеспечивают за счет анаэробного субстратного фосфорилирования, в ходе которого происходит образование преимущественно молочная кислота (молочное брожение, характерное для лактобактерий, стрептококков толстой кишки) или молочная кислота в сочетании с другими метаболитами (в т.ч. уксусной кислотой, присущее бифидобактериям). Спиртовое брожение, ведущее к образованию углекислого газа и этанола, является побочным метаболическим путем у некоторых представителей Lactobacillus и Clostridium. Отдельные виды энтеробактерий (E.coli) и клостридий получают энергию

врезультате муравьинокислого, пропионовокислого, маслянокислого, ацетонобутилового или гомоацетатного видов брожения.

Врезультатемикробногометаболизмавтолстойкишкеобразуютсямолочная кислота, короткоцепочечные жирные кислоты, углекислый газ, водород, вода.Углекислыйгазвбольшойстепенипреобразуетсявацетат,водородвсасывается и выводится через легкие, а органические кислоты утилизируются макроорганизмом, причем значение их для человека трудно переоценить.

Говоря о жирных кислотах, наибольшее значение имеют уксусная (обозначается как С2, т.е. содержит 2 углеродных атома), пропионовая (С3), масляная / изомасляная (С4), валериановая / изовалериановая (С5), капроновая / изокапроновая (С6). Перечисленные жирные кислоты в медицинской литературе обозначаются как короткоцепочечные, хотя с биохимической точки зрения таковыми являются только три первых (т.е. С2-С4). Нормальная микрофлора толстой кишки перерабатывая непереваренные в тонкой кишке углеводы производит перечисленные кислоты с минимальным количеством их изоформ. В то же время, при нарушении микробиоценоза и увеличении доли протеолитической микрофлоры указанные жирные кислоты начинают синтезироваться из белков преимущественно в виде изоформ, что отрицательным образом сказывается на состоянии толстой кишки, с одной стороны, и может быть диагностическим маркером, с другой.

Концентрация короткоцепочечных жирных кислот (КЦЖК) в толстой кишке максимальная в проксимальных отделах, т.е. там, где идет наиболее интенсивный их синтез, и снижается к дистальным отделам. В среднем концентрация КЦЖК в толстой кишке взрослого человека составляет 70–140 ммоль/л в проксимальных отделах толстой кишки и 20–70 ммоль/л – в дистальных [15]. У новорожденного ребенка КЦЖК в толстой кишке в виду отсутствия микрофлоры практически отсутствуют. Их количество у здорового ребенка резко нарастает к 20–30 дню жизни до 70–80 ммоль/л, что совпадает с периодом нормального становления кишечной микрофлоры и далее достигает «взрослых» значений к 2-м годам жизни [16].

Соотношение концентраций С2:С3:С4 в толстой кишке взрослого человека составляет примерно 57:21:22%. Остальные КЦЖК присутствуют в незначительных количествах. Ацетат является преобладающим во всех возрастных группах, однако у детей первых месяцев жизни, находящихся на естественном вскармливании, концентрация бутирата и пропионата очень невелики, а основную часть метаболитов микробной микрофлоры составляют ацетат и лактат. При искусственном вскармливании доля лактата уменьшается, а бутирата и пропионата увеличивается, что объясняется изменением состава микрофлоры и может иметь отрицательные последствия для состояния кишечника [17].

КЦЖК, образованные в результате микробного метаболизма, имеют важное значение как для толстой кишки, так и для макроорганизма в целом.

Синтез КЦЖК является важным фактором колонизационной резистентности, обеспечивающим стабильность состава кишечной микрофлоры, одним, но не единственным, механизмом обеспечения которой является поддержание оптимальных значений рН в просвете толстой кишки. Повышение концентрации КЦЖК сочетается со снижением осмотического давления в толстой кишке в связи с расщеплением полисахаридов [15, 18–20].

Регуляциякишечноготранзитаорганическимикислотамисвязананетолько с изменением осмотического давления в результате их синтеза. В проксимальных отделах толстой кишки КЦЖК стимулируют рецепторы L-клеток, которые вырабатывают регуляторный пептид PYY, который, в свою очередь, замедляет моторику как толстой, так и тонкой кишки. Установлено, что вы-

работка PYY лежит в основе «илеоцекального тормоза», замедляющего ки-

шечную моторику при попадании в толстую кишку недопереваренных жиров [21]. В дистальных отделах толстой кишки эффект КЦЖК противоположный. Они стимулируют рецепторы Ecl-клеток, вырабатывающих гистамин, который действуя на 5-HT4-рецепторы афферентных волокон блуждающего нерва инициирует рефлекторное ускорение моторики [22].

Большая часть КЦЖК, образовавшихся в толстой кишке, всасывается. Обычно, с калом выводится не более 5% от их общего количества. Всасывание КЦЖК происходит при участии активных транспортных систем колоноцитов и наиболее хорошо изучено в отношении бутирата. Установлено, что бутират поступает в колоноцит в обмен на гидрокарбонатные ионы. Часть всосавшегося бутирата поступает опять в просвет кишки в обмен на ионы хлора, однако значительная часть его остается в колоноците и утилизируется им. Кроме того, всасывание бутирата тесно связано с всасыванием натрия: блокированиевсасываниебутиратаблокируетвсасываниенатрияинаоборот. Это взаимодействие имеет особое значение, т.к. поступление натрия в колоноцит определяет всасывание воды. Кроме того, КЦЖК определяют всасывание кальция и магния. Таким образом, эффективность всасывания КЦЖК имеет значение не только для поддержания водно-электролитного равновесия и минерального обмена в организме, но также для регуляции моторики толстой кишки, проявляя свой антидиарейный эффект [23, 24].

Наконец, важнейшей функцией микрофлоры в связи с метаболизмом пребиотиков в КЦЖК является обеспечение колоноцита энергией, который для энергетических целей не менее чем на 70% потребляет бутират и значительнострадаетприегонедостатке.Показано,чтоКЦЖКявляютсярегуляторами апоптоза и обладают антиканцерогенным эффектом, снижая пролиферацию клеток эпителия толстой кишки, но повышая ее их дифференцировку [25].

Поступившиевколоноцитацетатипропионатвосновномвыводятсявкровоток. При этом на уровне толстой кишки они участвуют в регуляции ее кро-

вотока,повышаяееитемсамымобладаютантиишемическимэффектом.Концентрация КЦЖК (в основном, ацетат и пропионат) в воротной вене составляетвсреднем375±70ммоль/л,втовремякаквоттекающейотпеченикрови онаснижаетсядо148±42ммоль/л,авпериферическойкрови–79±22ммоль/л. Таким образом, печень задерживает примерно половину поступивших через колоноцит КЦЖК, а периферические ткани элиминируют еще одну четверть их. Большая часть ацетата и пропионата в тканях идет на синтез глюкозы и небольшая часть (не более 10%) на энергетические нужды [15].

Таким образом, метаболическая активность микрофлоры толстой кишки имеет существенное значение для благополучия ЖКТ и всего организма в целом, в частности, обеспечения нормального кишечного транзита.

Физиология дефекации

Дефекация является сложным скоординированным рефлекторным актом, в котором принимают участие кора головного мозга, ВНС, рецепторы прямой кишки, мускулатура брюшного пресса и толстой кишки. На первом году жизни ребенка дефекация протекает по типу безусловного рефлекса, в то время как со второго года жизни начинают формироваться условно-рефлекторные связи с временем суток (утро, вечер), местом (туалетная комната; детский горшок), звуками и мн.др.

Пропульсивные сокращения толстой кишки обычно возникают утром, вскоре после пробуждения и могут усиливаться под действием различных факторов, включая прием пищи или питье (желудочно-кишечный рефлекс), что проявляется позывами на дефекацию утром после еды. Во время сна в норме моторика толстой кишки ослабевает, что предотвращает ночное недержание кала. Каловые массы, поступая в прямую кишку, растягивают ее стенки, что вызывает появление осознанного позыва к дефекации. В том случае, если момент для опорожнения кишечника неподходящий, прямая кишка адаптируется для временного хранения каловых масс, а позывы и перистальтика угасают. У взрослых лиц период транзита содержимого по толстой кишке в норме составляет 20–72 ч [26–28].

Важным феноменом, обеспечивающим контроль над эвакуацией кишечного содержимого, является так называемое «держание» или «удержание». Осуществляется держание функциональной системой, состоящей из промежностного отдела прямой кишки с внутренним сфинктером, наружного сфинктера и мышцы, поднимающей задний проход, изгибы прямой кишки (например, аноректальный угол), поперечные складки и геморроидальное сплетение в анальном канале, образующие пассивные барьеры [29].

Различают два типа держания: кишечное и анальное, представляющие собой последовательные этапы единого механизма опорожнения кишечника.