Физические и метаболические эффекты ПВ при различныхпатологических состояниях макроорганизма

ПВ и заболевания гастродуоденальной зоны

Экспериментальные и клинические исследования выявили полезное воздействие ПВ у лиц с заболеваниями гастродуоденальной зоны, реализуемые несколькими путями:

Увеличение полупериода эвакуации из желудка как жидкой, так и твердой пищи (в основном пектины и слизи), увеличение моторного индекса двенадцатиперстной кишки.

Стимуляция репаративных процессов в стенке желудка (наиболее выраженное у люцерны, эспарцета и микрокристаллической целлюлозы); восстанавливающее действие на железистый аппарат желудка (возрастание функции желез с низкой их активностью до лечения и снижение секреторной функции с изначально ги-перфункциональным состоянием).

Торможение секреторной активности желудочного сока.

Повышение рН в теле и антральном отделе желудка.

Уменьшение регургитации желчи в желудок посредством увеличения абсорбции желчных кислот.

Что касается предупреждений обострений язвенной болезни и удлинении сроков ремиссии, мнения исследователей противоположны: по данным Kang J.Y.

Более важное значение приобретает потребление ПВ пациентами, перенесшими резекцию желудка.

Благотворное действие ПВ направлено на:

Профилактику рака ободочной и прямой кишки (воздействие на желудочную секрецию и метаболизм желчных кислот)

Профилактику и лечение демпинг-синдрома:

За счет влияния ПВ на эвакуаторную функцию желудка (увеличение времени)

Модификация инкреции интестинальных гормонов (энтероглюкагона и желу-дочного ингибирующего полипептида).

ПВ и заболевания кишечника

Заболевания кишечника по ряду эпидемиологических исследований занимают 2-3 место среди других патологий ЖКТ. Лидирующее положение в списке заболеваний кишечника отводят хроническим колитам различной этиологии, синдрому раздраженного кишечника и другим функциональным заболеваниям с нарушением моторно-эвакуаторной функции, а также дивертикулезу толстой кишки, который развивается как результат чрезвычайного напряжения при акте дефекации, что характерно при потреблении так называемой западной (содержащей мало ПВ) диете.

Как указывалось выше, к метаболитам, ответственным за энергообеспечение эпителия, поставке субстратов липо- и глюконеогенеза, поддержание ионного обмена (схема 3, таблица 6 (см.

Эффекты, оказываемые ПВ при хронических заболеваниях толстой кишки, можно суммировать в следующем списке:

ПВ при различных видах обработки оказывают разнонаправленное воздействие на транзит химуса и кала по пищеварительному тракту, а также на массу и состав кала:

а) увеличивают массу фекалий, содержание в них жидкости, уменьшают время кишечного транзита при заваривании кипятком и увеличении потребления суточного количества жидкости до 1,5-2 л/с;

б) уменьшают массу фекалий, содержание в них жидкости, увеличивают время кишечного транзита при употреблении сухих отрубей.

Изложенное разнонаправленное действие ПВ предполагает их назначение при па-тологии кишечника с различными типами моторно-эвакуаторных нарушений. Колоноцит

Цитозоль

Полостьсосуда

Детоксификация

Полостькишечника

^•АТФ

Всасываниенатрия — со. КЖК

КЖК I Оксидация і

(30%)

Оксидация

(70%)

¦

КЖК

Глюкоза Синтез

(30%)

*

гер<

поч¦

Синтез

(30%)

СтеролДлинноцепочечные ЖК Сборка мембран

Схема 3. Окислительный и синтетический вклады КЖК в обменные процессы колоноцита, связанные с функциями всасывания Ыа+, детоксикацией и липогенезом (ШЕ.Ш. ЕоеЛдег, 1990)

ПВ изменяют миоэлектрическую активность кишечника, приводят в равновесие пропульсивные и тонические сокращения мускулатуры толстой кишки.

ПВ, являясь пищевым субстратом для микрофлоры, способствуют нормализации популяционной численности и активности облигатной микрофлоры, которая в свою очередь поставляет КЖК, необходимые для нормальной трофики, энергообеспечения и дифференцировки колоноцитов.

ПВ (особенно грубого помола и из семян) снижают внутрикишечное давление, профилактизируя дивертикулез кишечника и его осложнения.

ПВ не ускоряют транзита химуса в начальном отделе кишечника, где наиболее интенсивно проходят процессы гидролиза нутриентов и значительна степень всасывания пластических и энергетических составных частей пищи, витаминов, микроэлементов и др.

ПВ и рак толстой кишки

Профилактическая роль ПВ в отношении РТК может быть связана со следующими механизмами:

Снижение концентрации канцерогенов за счет их связывания вследствие гидро- фильности ПВ и удержания в просвете кишки большего количества жидкости, с увеличением общей массы фекалий.

Ускорение пассажа химуса, т.е.

Связывание ПВ ко- и канцерогенов, в том числе желчных кислот.

Изменение внутрикишечного рН, обычно в кислую сторону, вследствие выработки летучих жирных кислот при бактериальной ферментации ПВ, что приводит к снижению концентрации свободного аммиака, который содействует канцерогенезу в толстой кишке.

Изменение кишечной микрофлоры количественно и качественно, что может приводить к иным воздействиям на некоторые канцерогены, особенно «непрямые» или «требующие активации» (диметилгидразин или афлатоксин Б1).

Образование при бактериальном расщеплении ПВ, особенно злаковых, лигна- нов- энтеролактона и энтеродиола; последние, не обладая эстрогенной активностью, вследствие близости их структуры к структуре синтетических эстрогенов стильбэстрола и гексэстрола связывают рецепторы к эстрогенам; поскольку 30-50% всех опухолей ТК имеют рецепторы к эстрогенам, лигнаны блокируют пролиферативное действие эстрогенов на эпителий ТК.

ПВ и холелитиаз

В многочисленных экспериментальных исследованиях показана способность ПВ снижать концентрацию холестерина в желчи и предотвращать возникновение холестериновых желчных камней.

Схема 4. Метаболизм холестерина в организме (УапИоипу С.У.,1982, модификация Ардатской М.Д., 2001)

Учитывая метаболизм холестерина в организме (схема 4), механизм влияния ПВ на снижение холестерина реализуется следующими путями:

Абсорбция холестерина и желчных кислот (ЖК) и усиленное выведение их с калом.

Для поддержания пула ЖК, выводимых с калом, происходит усиленный синтез их из холестерина, уменьшая его количество в желчи.

Кроме того, действие ПВ на ингредиенты и литогенность желчи связано в большей степени с изменением метаболизма ЖК и их энтерогепатической циркуляции (схема 5). Влияние ПВ на изменение указанной метаболической цепи осуществляется: . ПассивнаяабсорбцияконъюгированныхЖК:. АктивнаяабсорбцияконъюгированныхЖКі.

Биосинтезпервичныхжелчныхкислот изхолестерина

конъюгирование«новых» ЖК,реконъюгирование

«старых»

неконъюгированныхЖК

Фекальнаяэкскреция

секреция

конъюгированных

ЖК

тонкая кишка

формирование вторичных желчных кислот

бактериальной 7-дегидроксилазой изпервичных желчных кислот в толстой кишке

Схема 5. Энтерогепатическая циркуляция желчных кислот у человека

Путем изменения качественного состава ЖК: ПВ сорбируют желчные кислоты неодинаково. Свободные ЖК связываются больше, чем конъюгаты, что приводит к снижению индекса литогенности

Изменением метаболической активности и популяционной численности родов микроорганизмов, принимающих участие в 7-а-дегидроксилировании ЖК

Изменением времени транзита по кишечной трубке.

ПВ и цирроз печени

Угрожающим синдромом при заболеваниях печени является печеночная энцефалопатия (ПЭ), в конечной стадии приводящая к смерти больного. Существует несколько гипотез патогенеза ПЭ, среди которых значительное место занимает «гипотеза глии», где рассматривается аммиачная и нейротрансмиттерная модели.

Как было установлено, ПВ значительно снижают степень ПЭ, путем прямого:

Ре- и абсорбирующего действия в отношении аммиака, среднецепочечных жирных кислот (кислот с разветвленной углеродной цепью (изомеров) и др. нейро- трансмиттеров (меркаптанов и др.) и выведения их с калом.

Изменения времени кишечного транзита.

И непрямого:

Изменения метаболической активности и популяционной численности кишечной микрофлоры - продуцентов короткоцепочечных жирных кислот, аммиака, нейротрансмиттеров бактериального происхождения (меркаптаны, у-аминомасляная кислота)

Снижение проницаемости кишечной стенки, вследствие изменения окислительно-восстановительного внутрипросветного потенциала, что приводит к уменьшению проникновения не только бактериальных нейротрансмиттеров в кровяное русло и лимфу, но и снижает проницаемость и непосредственно для микроорганизмов.

Последнее крайне важно, для профилактики другого грозного осложнения ЦП - спонтанного бактериального перитонита, смертность от которого достигает 50%, а у 69% больных наблюдается рецидив в течение года, где общая смертность в течение уже достигает 61-78%.

ПВ и заболевания обмена веществ

Заболевания обмена веществ также связывают с уменьшением в рационе современного человека содержания ПВ, что относит их также к болезням цивилизации.

ПВ и сахарный диабет

Проведенными исследованиями установлено:

При высоком содержании ПВ в диете увеличивается время всасывания углеводов из ЖКТ, что приводит к более эффективному использованию углеводов периферическими тканями.

Из пищевых волокон различного происхождения положительное влияние оказывали только волокна из хлебных злаков и трав; волокна из фруктов и овощей подобным действием не обладали.

ПВ тормозят всасывание глюкозы в кишечника (гуар).

В меньшей степени способствуют повышению гликемии овощи (а не крупы или картофель).

ПВ тормозят секрецию интестинальных гормонов и ингибируют действие некоторых антинутриентов, что спообствует снижению глюкозурии и кетоацидоза, уменьшает потребность в инсулине.

Таким образом, ПВ могут модифицировать углеводный обмен путем изменения транзита пищевой кашицы в желудке и тонкой кишке, замедления всасывания простых углеводов, стимуляции гликолиза и изменения инкреции инсулина и интести- нальных гормонов.

ПВ и нарушения липидного обмена при заболеваниях

сердечно-сосудистой системы

Выявленная существенная отрицательная корреляция между потреблением вегетарианских рационов и смертностью в результате ИБС побудила исследователей более детально оценить влияние пищевого рациона на изменение обмена липидов и развитие патологии ССС.

Известно, что морфологическим субстратом ИБС является холестериновая бляшка. На схеме 4 представлен метаболизм холестерина в организме человека. Многочисленные исследования выявили эффекты ПВ на различные звенья метаболической цепи: ПВ способствуют увеличению содержания холестерина липопротеидов высокой плотности и уменьшению уровня общего холестерина крови посредством адсорбции его, увеличения экскреции желчных кислот и восстановления баланса между образованием и выведением холестерина.

Механизмы влияния ПВ на адсорбцию липидов.

Прямые эффекты:

изменение времени опорожнения желудка;

изменение времени транзита химуса;

блокирование волокнами поверхности слизистой оболочки кишечника, что уменьшает всасывание липидов;

секвестрация желчных кислот и других мицеллярных компонентов.

Непрямые эффекты:

влияние на величину и состав пула желчных кислот:

а) увеличение фекальной экскреции кислых и нейтральных стероидов как результат нарушения их всасывания из-за недостатка желчных кислот;

б) увеличение 7-альфа-гидроксилации холестерина;

изменение выброса интестинального глюкагона и панкреатического инсулина

адаптивные изменения кишечной структуры и функции.

Кроме того, установлено, что уменьшение усвояемости цинка, при высоком потреблении ПВ, может приводить к нарушению обмена холестерина.

ПВ и ожирение

Эффективность применения ПВ при лечении тучности связана со следующими факторами:

снижение усвояемости энергии рациона;

наполнение желудка и поддержание чувства насыщения;

удлинение времени опорожнения желудка;

изменение моторики тонкой кишки (время транзита химуса и его перемеши- ваемость);

изменение профиля рН внутрикишечного содержимого;

освобождение желудочно-кишечных гормонов;

изменение полостного пищеварения;

Иизменение всасывания в кишечнике;

нормализация липидно-углеводного обмена.

Кроме того, огромное значение ПВ приобретают в профилактике и лечении по-ражений органов-мишеней, в частности неалкогольного стеатогепатита.

При ожирении увеличивается поступление в печень свободных жирных кислот и формируется стеатоз печени, что рассматривается как «первый удар».

ПВ и аллергические реакции и псевдоаллергические синдромы

Механизм воздействия ПВ реализуется путем:

Прямого действия - абсорбция аллергенов из ЖКТ.

Опосредованное действие - изменение метаболической активности микрофлоры кишечника и снижение выработки биогенных аминов, в частности гистами- на, а также повышение иммунорезистентности.

ПВ существенно снижают уровень эндогенного гистамина и других биологических аминов, которые реализуют аллергические проявления при болезнях пищева-рительной системы.

Всю совокупность эффектов, однако далеко не полный их перечень, приводим в приложении 3.

Таким образом, с учетом многообразия действия ПВ и их влияния на основные механизмы формирования заболеваний желудочно-кишечного тракта и других систем, доказана целесообразность их использования в клинической и профилактической медицине.

В настоящее время разработано много препаратов, имеющих в своем составе различные пищевые волокна.

На основе растительных пищевых волокон из оболочки семян подорожника овального (Plantago ovata), известных также как псиллиум (psyllium), создан лекарственный препарат Мукофальк®, отвечающий всем характеристикам пребиотических препаратов и участвующего, более чем в 50 рандомизированных клинических исследованиях.

Семена Plantago ovata отличаются от семян других видов подорожника, имеющих темно-бурый цвет, своей окраской, — они телесно-розового оттенка с пурпурной полоской в рубчике. В отличие от других видов подорожника - подорожник овальный произрастает в засушливых районах Средиземного моря, Индии и Пакистана, поэтому именно данный вид подорожника содержит максимальную концентрацию сли- зей, которые предохраняют семена растения от высыхания, играют роль запасных ве-

ществ, а также способствуют распространению и закреплению семян в почве. Слизи сконцентрированы в основном в оболочке семян, которая и используется в качестве лекарственного препарата. Семена быстро и сильно ослизняются, на чем основано их медицинское применение (рис. 1).

Обволакивающее, цитопротективное и про-тивовоспалительное действие на эпителиальные клетки кишечника

Адсорбция токсинов и канцерогенов

связывание желчных кислот ^ усиление

Желчеобразования и желчевыделения ^снижение уровня холестерина и липидов

Усиление бактерицидного действия желчипри синдроме избыточного бактериальногороста в тонкой кишке

Матрикс для ферментов поджелудочной же-лезы ^ улучшение пищеварения

Рис 1. Гельформирующая фракция: основные эффекты

Таким образом, высокое содержание слизей в составе семян Подорожника овального позволяет отнести его к группе мягких пищевых волокон, что имеет принципиальное значение при назначении препарата при ряде заболеваний, когда, например, использование грубых пищевых волокон не рекомендуется или противопоказано.

Таким образом, Мукофальк® является источником пищевых волокон, уникальным по своему составу, - пищевые волокна Мукофалька состоят из трех фракций, каждая из которых обеспечивает лечебный эффект при различных видах нарушения функции кишечника:

Фракция А (30%) - фракция, растворимая в щелочной среде, не ферментируемая бактериями (выступает как наполнитель, создающий объем) - обеспечивает нормализующее моторику действие.

Гель-формирующая фракция В (55%) (высокоразветвленный арабиноксилан, состоящий из остова, образованного ксилозой, с арабинозо- и ксилозо-содержа- щими боковыми цепями). Представляет собой частично-ферментируемую фракцию, которая связывает воду и желчные кислоты (^ уровня холестерина); обеспечивает также «смазывание» стула при запоре, при диарее - обеспечивает закрепляющее действие за счет связывания излишков воды и энтероток- синов.

•Фракция C (15%) - вязкая и быстро-ферментируемая кишечными бактериями фракция: замедление эвакуации из желудка (более раннее развитие чувства насыщения, что имеет значение в лечении метаболического синдрома) и пре- биотическое действие: эта фракция является субстратом роста нормальной микрофлоры кишечника и распадается до короткоцепочечных жирных кислот. Ферментация данной фракции в толстой кишке сопровождается стимуляцией роста бифидо- и лактобактерий и активным образованием короткоцепочечных жирных кислот (КЖК), в основном ацетата, пропионата и бутирата, являющихся основным источником энергии для эпителия толстой кишки. КЖК (как уже отмечали выше) играют важную роль в физиологических процессах кишечника, стимулируя физиологическую пролиферацию кишечного эпителия, образование слизи и усиливая микроциркуляцию в слизистой оболочке.

Таким образом, Мукофальк® обладает комплексным воздействием на кишечник и организм. За счет сочетания разных типов пищевых волокон Мукофальк® обладает разнообразными терапевтическими эффектами (рис. 2).

Слабительное действие действие

ПребиотическоеА Антидиарейное

действие

Противовоспалительное/ Гиполипидемическое

цитопротективное действие

действие Рис. 2. Основные терапевтические эффекты Мукофалька (псиллиума)

На рисунке 1 подробно представлены эффекты гельформирующей фракции псиллиума. Гель-формирующей фракция не только позволяет отнести псиллиум к группе мягких пищевых волокон, в которую входят слизи и камеди, но именно эта фракция ответственна за наибольшее число клинических эффектов Мукофалька (рис. 3). Фракция псиллиума Механизм действия Клинический эффект I. неферментируемая

фракция _ нормализация

моторики слабительное действие кишечника II. Гельформирующая фракцияВысокоразветвленный арабиноксилан, частично ферментируемый

25

Ч-К Формирует

матрикс,

связывающий

воду,

желчные

кислоты

и токсины Антидиарейное действие

Антигиперлипидемическое действие

слабительное действие

Противовоспалительное действие III. Быстроферментируемаякишечными бактериями фракция — Пребиотическое действие

Рост бифидо-

и лактобактерий Противовоспалительное действие

Рис. 3. Основные эффекты различных фракций псиллиума

При разведении псиллиума в воде, в отличие от грубых пищевых волокон, за счет гельформирующей фракции образуется мягкая желеобразная масса, оказывающая, в том числе, обволакивающее и противовоспалительное действие на слизистую оболочку кишечника (рис. 4). Также гельформирующая фракция ответ-

Гельобразующая фракция:формирование гидроколлоидного матрикса

Рис. 4. При разведении псиллиума в воде, в отличие от грубых пищевых волокон, образуется мягкая желеобразная масса, оказывающая, в том числе, обволакивающее и противовоспалительное действие на слизистую оболочку кишечника

ственна за слабительное, антидиарейное, гиполипидемическое действия препарата Мукофальк®.

В многочисленных исследованиях Мукофальк® использовался для лечения запора, диареи, воспалительных заболеваний кишечника - язвенного колита и болезни Крона, ожирения у детей и подростков, в качестве гиполипидемической терапии, в комплексной терапии лечения диабета 2 типа и др.