Короткоцепочечные жирные кислоты в кале (КЖК, кал) (Fecal short-chain fatty acids; fecal SCFA)

Синонимы: Оценка состояния кишечной микробиоты по спектру КЖК кала; Биохимические методы выявления дисбактериоза.

Short-chain fatty acids (SCFAs), stool.

Состав параметров теста «Короткоцепочечные жирные кислоты в кале»:

Монокарбоновые кислоты:

• С2 (уксусная), абсолютное и относительное содержание
• С3 (пропионовая), абсолютное и относительное содержание
• С4 (масляная), абсолютное и относительное содержание
• ИзоСn ∑ (изоС4+изоС5+изоС6), абсолютное и относительное содержание

Расчетные параметры:

• ИзоСn/Сn
• ИзоС5/С5
• Общее содержание ∑ (C2+…C6)
• Анаэробный индекс (C2-C4)

Краткое описание исследования «Короткоцепочечные жирные кислоты в кале»

Короткоцепочечные жирные кислоты (КЖК) – продукт деградации пищевых волокон под действием кишечной микробиоты. Уксусная (С2, ацетат), пропионовая (С3, пропионат) и масляная (С4, бутират) – основные КЖК, продуцируемые в большом количестве в толстом кишечнике. Субстратом для такой бактериальной ферментации служат неперевариваемые углеводы пищевых волокон, в т. ч. полисахариды клеточных стенок растений (клетчатка), резистентный крахмал. Эти сложные углеводы пищи перерабатываются микроорганизмами кишечника с участием комплекса ферментов, которые отсутствуют у человека.

Уксусная кислота является продуктом ферментации большинства бактерий эндогенной микрофлоры кишечника, и снижение ее количества может указывать на снижение метаболической активности аэробных бифидо- и лактобактерий (см. табл. 1). Масляная и пропионовая кислоты продуцируются более специфичными видами бактерий, повышение содержания этих КЖК может объясняться активизацией строгих анаэробов (бактероидов, фузобактерий, эубактерий, клостридий и т. д.). Соотношение активности строгих анаэробов и аэробов отражает расчетный параметр – анаэробный индекс, смещающийся в область резко отрицательных значений при активизации анаэробных популяций микрофлоры, и слабо отрицательных значений – при активизации аэробных микроорганизмов. Анаэробный индекс (С2–С4) рассчитывается из соотношения количественного содержания кислот C2, C3, C4, вносящих основной вклад в пул КЖК.

Жирные кислоты с разветвленной цепью (в т. ч. изомасляная изовалериановая, изокапроновая) – присутствуют в более низких концентрациях, их источником служат только переработанные белки. Кишечные палочки, фекальные стрептококки, некоторые бациллы рассматриваются как сильнейшие протеолитики. Некоторые виды анаэробов (Bacteroides fragilis, Bacteroides ruminocola, Bacteroides melaninogenicus) также используют белки в качестве источника азота, но обладают низкой способностью к протеолизу.

С какой целью выполняют исследование короткоцепочечных жирных кислот в кале

КЖК являются продуктами жизнедеятельности основных родов аэробных и анаэробных бактерий кишечника (см. табл. 1). Спектр КЖК в кале применяют для биохимической оценки функционального состояния микробиоты кишечника, ее метаболической активности и при необходимости используют в комплексе с бактериологическим и ПЦР-методами для диагностики нарушений микробиоценоза кишечника.

Присущая кишечнику человека микробиота вовлечена в симбиотические отношения с организмом хозяина и играет важную роль в поддержании нормальных функций кишечника и здоровья человека в целом. Она участвует в процессах пищеварения, продуцирует многие нужные для организма метаболиты, играет важную роль в физиологии кишечника, снабжая энергетическими субстратами эпителиальные клетки слизистой оболочки кишечника. Помимо этого, нормальная микрофлора кишечника участвует в обеспечении защиты от внедрения других бактерий и размножения патогенных микроорганизмов. Бактериальные инфекции, лечение антибиотиками, хирургическое вмешательство, диета и образ жизни оказывают влияние на кишечную микрофлору. Многие фактические данные, накопленные за последние годы, свидетельствуют о том, что дисбактериоз кишечника (выраженные изменения в количестве и функциях кишечных микроорганизмов) может играть роль в развитии различных заболеваний: от метаболических, желудочно-кишечных, сердечно-сосудистых, неврологических, респираторных до онкологических.

Короткоцепочечные жирные кислоты, как продукт бактериальной ферментации пищевых волокон (клетчатки, сложных углеводов), относятся к веществам, содействующим поддержанию здорового состояния кишечника. КЖК участвуют в регуляции метаболизма, пролиферации и дифференцировки клеток кишечного эпителия, влияют на секрецию гормонов эндокринными клетками кишечника, моторику кишечника. Показана роль КЖК в поддержании в кишечнике благоприятных условий для симбионтных бактерий, контроле размножения патогенов и механизмах контроля иммунного ответа (в т. ч. супрессии воспаления).

Оценка спектра КЖК помогает оценить наличие или высокий риск развития широкого спектра заболеваний ЖКТ, целесообразность назначения, характер и эффективность терапевтических воздействий для системного улучшения здоровья человека и оптимизации состояния кишечной микрофлоры.

Что может повлиять на изменение качественного и количественного состава микробиоты

К наиболее значимым причинам, приводящим к кратковременному (п.п. 1, 2, 3, 6, 7) или стойкому нарушению микробиоценоза, можно отнести:

1. Ятрогенные воздействия (антибактериальная терапия, гормонотерапия, применение цитостатиков, лучевая терапия, оперативные вмешательства).
2. Факторы питания (дефицит пищевых волокон; потребление пищи, содержащей антибактериальные компоненты, консерванты, красители и другие ксенобиотики; несбалансированное по составу нутриентов и минорных компонентов питание; нерегулярное питание; резкая смена рациона и режима питания).
3. Стрессы различного генеза.
4. Острые инфекционные заболевания ЖКТ.
5. Снижение иммунного статуса различного генеза.
6. Ксенобиотики различного происхождения.
7. Нарушение биоритмов, дальние поездки.
8. Заболевания внутренних органов, прежде всего, органов ЖКТ.
9. Функциональные нарушения моторики кишечника.

Преходящие нарушения микробиоценоза под влиянием различных факторов рассматриваются с позиции дисбактериальных реакций и требуют в большей степени проведения профилактических мероприятий.

Литература

1. Ардатская М. Д. и др. Дисбиоз (дисбактериоз) кишечника: современное состояние проблемы, комплексная диагностика и лечебная коррекция //Экспериментальная и клиническая гастроэнтерология. – 2015. – №. 5 (117). – С. 13-50. 
2. Ардатская М. Д. и др. Роль короткоцепочечных жирных кислот в оценке состояния микробиоценоза кишечника и его коррекции у пациентов с НАЖБП различных стадий //Экспериментальная и клиническая гастроэнтерология. – 2019. – №. 1 (161). – С. 106-116. 
3. Бокова Т. А. Состояние микробиоценоза кишечника у детей с метаболическим синдромом //Альманах клинической медицины. – 2012. – №. 27. – С. 34-39. 
4. Драпкина О. М., Корнеева О. Н. Кишечная микробиота и ожирение. Патогенетические взаимосвязи и пути нормализации кишечной микрофлоры //Терапевтический архив. – 2016. – Т. 88. – №. 9. – С. 135-142. 
5. Курмангулов А. А., Дороднева Е. Ф., Исакова Д. Н. Функциональная активность микробиоты кишечника при метаболическом синдроме //Ожирение и метаболизм. – 2016. – Т. 13. – №. 1. – С. 16-19. 
6. Плавник Р. Г. и др. Применение дыхательных тестов для диагностики желудочно-кишечных заболеваний //Вестник Северо-Западного государственного медицинского университета им. ИИ Мечникова. – 2020. – Т. 12. – №. 1. – С. 53-62. 
7. Юдина Ю. В. и др. Микробиота кишечника как отдельная система организма //Доказательная гастроэнтерология. – 2019. – Т. 8. – №. 4-5. – С. 36-43. 
8. Deleu S. et al. Short chain fatty acids and its producing organisms: An overlooked therapy for IBD? //EBioMedicine. – 2021. – Т. 66. – С. 103293. https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2352396421000864
9. Farup P. G., Rudi K., Hestad K. Faecal short-chain fatty acids-a diagnostic biomarker for irritable bowel syndrome? //BMC gastroenterology. – 2016. – Т. 16. – №. 1. – С. 1-7. 
10. Illiano P., Brambilla R., Parolini C. The mutual interplay of gut microbiota, diet and human disease //The FEBS journal. – 2020. – Т. 287. – №. 5. – С. 833-855. 
11. Martin-Gallausiaux C. et al. SCFA: mechanisms and functional importance in the gut //Proceedings of the Nutrition Society. – 2021. – Т. 80. – №. 1. – С. 37-49. 

Правила подготовки к исследованию «Короткоцепочечные жирные кислоты в кале»

См. инструкцию.

Следовать указаниям лечащего врача. Специальной подготовки не требуется. Если пациент находится на лечении, в направлении обязательно следует указать группы применяемых лекарственных средств или конкретные препараты. В том случае, если указанные поля не заполнены или заполнены не полностью, интерпретация результатов исследования может быть затруднена.

Направительный бланк, анкета, инструкция

Интерпретация результатов исследований содержит информацию для лечащего врача и не является диагнозом. Информацию из этого раздела нельзя использовать для самодиагностики и самолечения. Точный диагноз ставит врач, используя как результаты данного обследования, так и нужную информацию из других источников: анамнеза, результатов других обследований и т.д.

Единицы измерения

Абсолютное содержание КЖК в кале – мг/г.

Расчетные показатели – ед.

Референсные значения

• при норме Изо С5/С5 – до 2,1 ед.

Трактовка результатов исследования «Короткоцепочечные жирные кислоты в кале»

Результаты исследования сопровождаются заключением, в котором содержится информация по их интерпретации. Комментарии могут быть унифицированными при неполном предоставлении информации по пациенту в направлении.

При изменении показателей, характеризующих наличие условно-патогенной флоры, признаков деструкции при-эпителиального и эпителиального слоев защиты кишечника целесообразно проведение бактериологического исследования кала, исследования кала на скрытую кровь и других методов до обследования.