Диагностична стойност на водородния дихателен тест за доказване на фруктозна малабсорбция при пациенти със синдром на раздразненото черво



01/02/2014

Д-р Венцислав Наков, дм, Проф. д-р Борислав Владимиров, дм, Доц. д-р Ваня Герова, дм, Д-р Радислав Наков

Клиника по гастроентерология, УМБАЛ Царица Йоанна - ИСУЛ, София

Абстракт

Цел: Целта на това проучване е да се установи диагностичната стойност на водородния дихателен тест като неивазивен метод, доказващ наличието на фруктозна малабсорбция (ФМ) при пациенти със синдром на раздразненото черво (СРЧ).

Методи: Включени са 68 пациенти със СРЧ и 10 здрави контроли. Диагнозата СРЧ е поставена на базата на модифицираните критерии от Рим III. Водородният дихателен тест (ВДТ) е проведен с газов анализатор. ВДТ е положителен за ФМ при повишаване на стойностите на издишания водород след 60-ата минута с 20 и повече ррm (части на милион), наред с поява на гастроинтестинална симптоматика след прием на 15 g фруктоза разтворена в 200 ml вода.

Резултати: Всички участници от контролната група имаха негативен ВДТ с фруктоза. По време на теста при тях не се наблюдаваше никаква симптоматика. При 13 от пациентите със СРЧ (19.1%) ВДТ с фруктоза беше положителен. Останалите 55 пациенти имаха негативен дихателен тест. При участниците с положителен ВДТ, малко преди или по време на покачване на стойностите на издишания водород, наблюдавахме и разностепенно проявена гастроинтестинална симптоматика - тежест, подуване на корема, куркане на червата.

Изводи: ВДТ е лесен за изпълнение и необременяващ пациента метод за доказване на ФМ. Поради явната връзка между позитивирането на ВДТ и появата на симптоматика, считаме, че наличието на ФМ при пациент, който има симптоми като болки в корема, подуване, газове и диария следва да доведе до диетични ограничения по отношение на фруктозата.

Ключови думи: фруктозна малабсорбция, водороден дихателен тест, синдром на раздразненото черво

Въведение

Функционалните чревни разстройства (ФЧР) са стомашночревни нарушения, свързани със средната или долната част на гастроинтестиналния тракт, които нямат разпознаваема патоетиология (1).

ФЧР включват: синдром на дразнимото черво (СРЧ, irritable bowel syndrome - IBS); периодично повтаряща се болка в корема; хроничен запек , и/или диария;. и други неуточнени хронични чревни заболявания.

СРЧ е най-често диагностицираното функционално нарушение на гастроинтестиналния тракт (ГИТ). Среща се в 15-20% от общата популация в развитите страни, по-често при жените, с пик между трето и четвърто десетилетие, но обикновено симптомите започват от по-млада възраст (2).

Има променлив клиничен ход и е с широк спектър от гастроинтестинални и екстраинтестинални симптоми. Основните оплаквания са хронична коремна болка и/или дискомфорт, в съчетание с промени в чревните функции, които не могат да бъдат обяснени със структурни или биохимични нарушения (3).

Според нарушенията в дефекационния ритъм пациентите се групират в три подтипа: с доминиране на диарията (СРЧ-Д), с доминиране на констипацията (СРЧ-К) и алтерниращ тип (редуване на диария и констипация, СРЧ-А). Честотата на трите подтипа е сходна.

Фруктозната малабсорбция (ФМ) е една от областите, които предизвиква повишен интерес сред изучаващите ФЧР. Това състояние се характеризира с метеоризъм, подуване на корема, неразположение, гадене, смущения на функция на червата, а понякога и с гастроезофагеален рефлукс (4).

При ФМ тънките черва не са в състояние напълно да усвоят поглъщаната фруктоза, което води до повишаване на осмотичното натоварване и бактериална ферментация (5).

ФМ се различава от непоносимостта към фруктоза, наследствено заболяване, причинено от мутация в гена за B алдолаза, при което пациентите не могат да метаболизират фруктоза. Това метаболитно заболяване (непоносимост към фруктоза) може да доведе до чернодробно и бъбречно увреждане, забавяне на растежа и при по-тежките случаи - дори до смърт (6).

Фруктозата, най-сладката от всички естествени захари, се намира в четири основни форми: естествена, свободна фруктоза; като съставка на захарозата; като полимер (вериги на фруктоза с терминал глюкоза) и като ензимно произведена форма.

Преди навлизането на технологиите в хранително-вкусовата промишленост, медът и плодовете са били основните хранителни източници на фруктоза (7). След това, технологиите доведоха до използването на алтернативи, включително захароза (дизахарид на фруктоза и глюкоза често известен като захар) и високофруктозен царевичен сироп или highfructose corn syrup - HFCS (монозахарид ензимно произвеждан от царевица). Днес HFCS се среща често в различни напитки и тестени изделия, както и в консерви и преработени храни (8).

Фруктозата напуска по-бързо стомаха в сравнение с други захари и се оползотворява чрез енергийно зависима абсорбция в тънките черва. GLUT5 и GLUT 2 са трансмембранни протеини в тънкочревната лигавица, които са отговорни за транспортиране на фруктоза.

GLUT5 транспортира фруктоза от чревния лумен в ентероцитите чрез улеснено енергийно зависим процес. Следователно, насищане на GLUT5 транспортери с прекомерено количество фруктоза ще доведе до непълна абсорбция, което води до симптоми от страна на ГИТ (9). Този транспорт е ограничен в капацитет, изчислен на около 15 g фруктоза на потребление.

Посредством GLUT 2 фруктозата се абсорбира еквимоларно заедно с глюкоза чрез преносител и пасивна дифузия. Поради това фруктозата, освободена от хидролиза на захароза, се абсорбира напълно (10).

Благодарение на осмотичния ефект, неабсорбираната фруктоза, комбинирана с вода, бързо достига в дебелото черво, където луменните бактерии я ферментират до въглероден диоксид, водород и късоверижни мастни киселини. Това осмотично натоварване има слабително действие и води до бързо производство на газ, подуване на корема, коремен дискомфорт, и ускорен мотилитет (8).

Водородният дихателен тест (ВДТ) играе основна роля в диагностичната оценка за идентификация на фруктозна малабсорбция (11) и се приема за „златен стандарт“ (12). Нерезорбираната в тънките черва фруктоза попада в колона, където дебелочревните бактерии я метаболизират и се освобождават водород и метан, които се резорбират и попадат в издишания въздух (13).

Целта на настоящото изследване е да установи диагностичната стойност на ВДТ като неивазивен метод, доказващ наличието на ФМ при пациенти със СРЧ.

Методи

Проучването включва 68 пациенти със СРЧ (21 мъже) на средна възраст 41 години (19-68), преминали през Клиника по гастроентерология на УМБАЛ Царица Йоанна - ИСУЛ за периода ноември 2012 - декември 2013 година.

Диагнозата СРЧ се поставя на базата на модифицираните критерии от Рим III (2006 г.): рецидивираща коремна болка или дискомфорт поне три дни на месец през последните три месеца, с начало на симптомите отпреди поне шест месеца, в съчетание с два или повече от следните критерии: облекчение след дефекация и/или начало свързано с промяна в честотата на дефекацията, и/или начало свързано с промяна във формата (вида) на изпражненията (14).

Чрез рутинни лабораторни, биохимични, серологични, микробиологични, ендоскопски (ФГС и ФКС) изследвания са изключени органични заболявания на ГИТ, включително глутенова ентеропатия, възпалителни чревни заболявания (болест на Крон и улцерозен колит), чревна дивертикулоза.

С помощта на ВДТ с лактулоза е изключен тънкочревен бактериален свръхрастеж (ТБСР) и силно скъсено ороцекално транзитно време - ОЦТВ (под 60 мин.), тъй като тези състояния биха повлияли с фалшиво позитивни резултати последващия дихателен тест с фруктоза.

Дихателните тестове бяха проведени или преди подготовката за фиброколоноскопия (ФКС), или поне четири седмици след това. Задължително условие беше пациентите да не са били на антибиотично лечение през последните четири седмици.

Като контролна група бяха използвани 10 здрави доброволци (4 мъже) на средна възраст 40 години (18-69), без анамнестични данни за заболявания на ГИТ и без оплаквания в момента на изследването.

При тях също бе извършен ВДТ с лактулоза за изключване на ТБСР и силно скъсено ОЦТВ. Една седмица по-късно бе проведен и ВДТ с фруктоза.

В проучването не са включени пациенти и контроли, които са дали нулеви стойности на издишания водород при предшестващия ВДТ с лактулоза - нон-продусери.

Н2 дихателен тест с фруктоза

ФМ бе оценена с помощта на ВДТ, използвайки газов анализатор (Gastrolyzer Breath Hydrogen Bedfont Scientific, UK). Всички участници бяха помолени да избягват бавно-абсорбиращи се въглехидрати в деня преди теста.

Базалните стойности от издишан въздух сe получават след нощно гладуване. Пушенето и физическите упражнения не се разрешават в продължение на два часа преди и по време на изпълнението на ВДТ, за да се предотврати хипервентилация и произтичащите от това промени във водородното съдържание на издишания въздух.

Издишването на H2 се измерва в продължение на три часа (с 30-минутни интервали) след поглъщането на 15 g фруктоза, разтворена в 200 ml чешмяна вода. Получените резултати са изразяват в части на милион (parts per million - ppm).

ВДТ е положителен за ФМ при повишаване на стойностите на издишания водород след 60-ата минута с 20 и повече ррm, наред с поява на ГИ симптоматика (12).

Етични норми

Всички участници в проучането са подписали информирано съгласие за извършване на необходимите диагностични процедури, включително и за провеждане на ВДТ.

Резултати

Всички лица от контролната група имаха негативен ВДТ с фруктоза - в рамките на провеждане на теста (180 мин.) началните базални стойности не се промениха с повече от 2-3 ppm. Също така, при тези пациенти, не се наблюдаваха и никакви ГИ симптоми по време на теста.

При 13 от пациентите със СРЧ (19.1%) ВДТ с фруктоза беше положителен - в рамките на провеждане на теста регистрирахме покачване с повече от 20 ррm на изходната стойност на издишания водород, като при шест от тях покачването беше на 90-ата минута, при четирима на 120-ата и при останалите трима на 150-ата минута.

Останалите 55 пациенти имаха негативен дихателен тест. Стойностите на издишания водород при тях не се промениха с повече от 2-3 ppm спрямо базалните през цялото време на провеждане на теста.

При пациентите с положителен дихателен тест, малко преди или по време на покачване на стойностите на издишания водород, наблюдавахме и разностепенно проявена ГИ симптоматика - тежест, подуване на корема, куркане на червата.

Дискусия

Въпреки че физиологичните и патофизиологичните нарушения при СРЧ са добре описани, комплексната патофизиология на СРЧ не е напълно изяснена. Най-важните патофизиологични фактори са нарушения в ГИ мотилитет, висцерална перцепция и психологически отклонения (15).

До каква степен в симптоматиката при тези болни съучастват и проявите на въглехидратна малабсорбция (в частност ФМ) все още не е съвсем ясно. В медицинската литература има значителен брой проучвания посветени на ФМ и в частност на ФМ при пациенти със СРЧ. Резултатите от тях са доста противоречиви. На първо място не е съвсем решен въпросът до каква степен ФМ всъщност е физиологичен феномен (5).

Както беше посочено, капацитетът за абсорбиране на свободна фруктоза в тънките черва е ограничен. Също така съществуват и различия в зависимост от възрастта и пола. Приема се, че физиологичният капацитет за усвояване на свободна фруктоза е около 15 g на един прием (16).

Същевременно, при повечето проучвания за ФМ, ВДТ е провеждан с прием на 25 до 50 g фруктоза. Като резултат около 30% от тестваните манифестират повишаване на водорода в издишания въздух, като този процент достига до 73% при използване на 50 g фруктоза (17).

Също така в много от тези проучвания пациентите със СРЧ не са изследвани предварително с лактулозен ВДТ за ТБСР и ОЦТВ. Всичко това според нас обяснява тези противоречиви резултати.

В настоящото проучване се постарахме да сведем до минимум възможностите за фалшиво положителни и фалшиво отрицателни резултати. Затова в него не са включени пациенти с нулева продукция на водород (те биха дали фалшиво отрицателни резултати).

С предхождащия ВДТ с лактулоза ние изключихме и пациенти с ТБСР и силно скъсено ОЦТВ - при тях, поради ферментацията на фруктозата от бактериалната флора в тънките черва при ТБСР, респективно в колона при ускорен мотилитет, биха се получили фалшиво положителни резултати.

Освен това използвахме 15 g фруктоза, което съответства на физиологичния капацитет за резорбция. Така установихме, че само 19.1% от проучените пациенти със СРЧ имат в действителност реална ФМ (нарушена активност на GLUT 5 транспортната система в тънкото черво).

Неуточнен остава и въпросът, дали ФМ е по-честа при пациентите със СРЧ, отколкото в общата популация, тъй като тестванията на здрави, асимптомни контроли са ограничени (18).

В нашето проучване никой от здравите контроли не позитивира ВДТ за ФМ, но все пак това бяха само 10 човека. Същевременно пациентите със СРЧ, които позитивираха ФМ, манифестираха и типичните за това състояние симптоми. Поради относително малкия брой пациенти и контроли в нашето проучване ние не се наемаме да правим обобщени изводи за честотата на ФМ като цяло.

Въпреки това, поради явната връзка между позитивирането на теста и появата на симптоматика при нашите пациенти, и ние подобно на други автори (18, 19) считаме, че наличието на ФМ при човек, който има симптоми като болки в корема, подуване, газове и диария следва да доведе до диетични ограничения по отношение на фруктозата.

В заключение ние считаме, че ВДТ е лесен за изпълнение и необременяващ болния метод за доказване на ФМ. При прецизно селектиране на пациентите и максимално изключване на възможността за фалшиво позитивни резултати, получените от нас данни са по-ниски от съобщаваните до момента в литературата.

Бъдещи проучвания и най-вече тестване на големи групи здрави, асимптомни хора и особено проследяване на ефекта от диетични ограничения при доказана ФМ ще реши до голяма степен въпроса дали ФМ е по-честа при СРЧ и дали някои индивиди всъщност имат само ФМ, а не СРЧ и симптомите при тях изчезват напълно при ограничаване на приема на свободна фруктоза.

Използвани източници:

1. Longstreth G., Thompson W., Chey W. et al. Functional bowel disorders. Gastroenterol, 2006; 130 (5): 1480-1491

2. Spinelli A. Irritable bowel syndrome. Clin Drug Invest, 2007; 27(1) :15-33

3. Quigley E. Changing face of irritable bowel syndrome.World J Gastroenterol, 2006, 12 (1): 1-5

4. Piche T., Des Varannes S.B, Sacher-Huvelin S. et al. Colonic fermentation influences lower esophageal sphincter function in gastroesophageal reflux disease. Gastroenterol., 2003; 124 (4): 894-902

5. Gibson P., Newnham E., Barrett J. et al. Review article: fructose malabsorption and the bigger picture. Aliment Pharmacol Ther, 2007; 25(4): 349-363

6. Bouteldja N., Timson D.. The biochemical basis of hereditary fructose intolerance. J Inherit Metab Dis, 2010; 33 (2):105-112

7. Hanover L., White J. Manufacturing, composition, and applications of fructose Am J Clin Nutr, 1993; 58 (5): 724S-732S

8. Shepherd S., Gibson P. Fructose malabsorption and symptoms of irritable bowel syndrome: guidelines for effective dietary management. J Am Diet Assoc, 2006; 106 (10): 1631-1639

9. Douard V., Ferraris R.. Regulation of the fructose transporter GLUT5 in health and disease. Am J Physiol Endocriol Metab, 2008; 295 (2): E227-E237

10. Kellett G., Brot-Laroche E. Apical GLUT2: a major pathway of intestinal sugar absorption. Diabetes, 2005; 54 (10): 3056-3062

11. Romagnuolo J., Schiller D., Bailey R. Using breath tests wisely in a gastroenterology practice: an evidence-based review of indications and pitfalls in interpretation. Am J Gastroenterol, 2002; 97 (5): 1113-1126

12. Eisenmann A., Amann A., Said M. at al. Implementation and interpretation of hydrogen breath tests. Breath Res, 2008; 2 (4): 046002. doi: 10.1088/1752-7155/2/4/046002

13. Jones H., Butler R., Brooks D. Intestinal fructose transport and malabsorption in humans. Am J Physiol Gastrointest Liver Physiol, 2011; 300 (2): G202-G206

14. Drossman D. The functional gastrointestinal disorders and the Rome III process. Gastroenterol, 2006; 130 (5): 1377-1390

15. Hulisz D. The burden of illness of irritable bowel syndrome: current challenges and hope for the future. Manag Care Pharm, 2004; 10 (4): 299-309

16. Simren M., Stotzer P. Use and abuse of hydrogen breath tests. Gut. 2006; 55 (3): 297-303

17. Beyer P., Caviar E., McCallum R. Fructose intake at current levels in the United States may cause gastrointestinal distress in normal adults. J Am Diet Assoc, 2005, 105 (10): 1559-1566

18. Barrett J., Gibson P. Clinical ramifications of malabsorption of fructose and other short-chain carbohydrates . Practical Gastroenterol., 2007, 31 (8): 51-65

19. Goldstein R., Braverman D., Stankiewicz H. Carbohydrate malabsorption and the effect of dietary restriction on symptoms of irritable bowel syndrome and functional bowel complaints. Isr. Med. Assoc. J., 2000, 2 (2): 583-587