NATURAL COMPLEX OF FERMENTABLE DIETARY FIBERS AND SHORT CHAIN FATTY ACIDS IN PROINFLAMMATORY STATUS CORRECTION

Cover Page

Abstract


Aim. To study the influence of a natural complex of short chain fatty acids (SCFA), as inhibitors of histondeacetylases and fermentable dietary fibers (FDF), as SCFA precursors on the immunogram indices in patients with inflammatory processes of different localization. Materials and methods. Twenty one patients received a natural complex of FDF and SCFA - BAS “Rekicen RD®” - 1 table-spoon or 1 dessert-spoon (depending on age) 3 timed a day, 30 minutes prior to food intake. The generally accepted methods were used to study different parameters of immune status before and after taking a natural FDF and SCFA complex. Results. The normalizing influence of a natural FDF and SCFA complex on the total number of lymphocytes, monocytes, intensity of phagocytosis, IgA, IgM, IL-1β concentration as well as the number palpable lymph nodes was established in patients. Conclusions. The analyzed data indicated that the FDF and SCFA complex used, statistically significantly reduces proinflammatory cytokine IL-1ß level to the norm, thus contributing to normalization of immunogram parameters.

Введение Увеличение выработки провоспалительных цитокинов играет значимую роль в формировании различных заболеваний и патологических процессов. К ним, в частности, относятся: неспецифический язвенный колит [8], болезнь Крона [20], ожирение, атеросклероз, кардиомиопатии и другие воспалительные процессы различной локализации [2, 7, 9]. Кроме того, высокий уровень провоспалительного цитокина ИЛ-1β является угрозой остановки сердца [12]. Существуют сведения о том, что хронические воспалительные заболевания часто сочетаются с предрасположенностью к формированию онкологического процесса [9]. Одним из механизмов формирования данных патологических процессов является дефицит в питании пищевых волокон, обладающих противовоспалительным, противораковым, антиатеросклеротическим и иммунотропным действием. В толстом кишечнике пищевые волокна ферментируются нормо-флорой толстого кишечника с образованием короткоцепочечных жирных кислот (КЦЖК), через которые реализуются эффекты пищевых волокон [4]. В целом организме КЦЖК выступают в качестве ингибитора гистондезацетилаз, а пищевые волокна в процессе симбионтного пищеварения пополняют пул КЦЖК. В работе использован натуральный комплекс ферментированных пищевых волокон (ФПВ) и КЦЖК, полученный путем безалкогольной ферментации пищевых волокон пшеничных отрубей винными дрожжами. Представленный комплекс уже содержит натуральные КЦЖК в соотношении, соответствующем нормальному содержанию в просвете толстого кишечника. Наряду с этим содержит ферментированные пищевые волокна, обладающие более высокой биологической активностью в сравнении с интактными отрубями [3, 4]. Материалы и методы исследования У обследованных нами пациентов (n = 21) установлены часто рецидивирующие воспалительные процессы различной локализации. Так, у 10 человек были отмечены острые респираторные заболевания до 4-5 раз в год, а также герпетические высыпания на коже - чаще 2 раз в год. Три пациента страдали хроническим тонзиллитом, у 3 человек выявлена пиодермия различной локализации, у 1 пациента установлено наличие выраженной лимфаденопатии, у 1 - хронический гастрит, у 1 - остеохондроз. В 2 случаях отмечались урогенитальный хламидиоз и длительная субфебрильная температура. Возраст обследуемых - от 13 до 54 лет. Следует отметить, что на момент исследования у пациентов отсутствовали клинические признаки обострения хронических заболеваний. Пациенты в течение 20 дней энтерально использовали продукт, содержащий натуральный комплекс ферментированных пищевых волокон и короткоцепочечных жирных кислот - БАД «Рекицен-РД®» (производство ЗАО «Ягодное», г. Киров), по 1 столовой или десертной ложке (в зависимости от возраста) 3 раза в день за 30 минут до еды. С помощью общепринятых методик определяли количество лимфоцитов, нейтрофилов, эозинофилов, моноцитов, В-лимфоцитов, концентрацию сывороточных IgG, IgA, IgM. Вычисляли процент фагоцитоза, фагоцитарное число и фагоцитарный индекс. В сыворотке крови определяли концентрации провоспалительного интерлейкина IL-1b и противовоспалительного цитокина, вырабатываемого хелперами 2-го вида, IL-4. Определение цитокинов производили с помощью иммуноферментного анализа в соответствии с инструкциями завода-изготовителя (ООО «Протеиновый контур», г. Санкт-Петербург). У всех обследуемых пальпаторно измеряли количество и диаметр лимфатических узлов до использования БАД «Рекицен-РД®» и после. Полученные результаты сравнивали с регионарными нормами с учетом модификации метода. Вычисляли среднее арифметическое показателей, определяли достоверность различий с использованием одностороннего критерия Фишера. Для описания изменения количества пальпируемых лимфатических узлов использовали непараметрический критерий Вилкоксона для двух связанных групп, рассчитывали среднее арифметическое показателей, а также интерквартильный размах (25-75 %). Результаты и их обсуждение На фоне использования натурального комплекса ФПВ и КЦЖК отмечено уменьшение количества пальпируемых лимфатических узлов (р = 0,005) (таблица). Показатели иммунограммы при рецидивирующих воспалительных процессах Показатель До применения БАД «Рекицен-РД» После использования БАД «Рекицен-РД» Норма р* Лимфатические узлы 3,64 (2,00-5,00) 2,64 (1,00-3,00) < 0,05 Нейтрофилы, тыс. 2,54 (0,70-4,40) 2,33 (1,29-3,32) 1,56-6,13 > 0,05 Лимфоциты, тыс. 3,25 (2,30-4,89) 2,96 (1,66-4,67) 1,18-3,74 < 0,05 Эозинофилы, тыс. 0,12 (0,0-0,59) 0,14 (0,0-0,42) 0,0-0,54 < 0,05 Моноциты, тыс. 0,3 (0,06-0,52) 0,35 (0,1-0,7) 0,24-0,82 < 0,05 В-лимфоциты, тыс. 0,95 (0,82-1,25) 1,04 (0,53-1,44) 0,19-0,32 > 0,05 % фагоцитоза 68,16 (51-90) 67,47 (55-80) 60-80 > 0,05 Фагоцитарное число 1,24 (0,70-2,45) 1,21 (0,86-2,2) 0,82-1,12 < 0,05 Фагоцитарный индекс 1,92 (1,22-2,93) 1.79 (1,32-2,55) 1,52-1,96 < 0,05 IgG, г/л 12,13 (7,1-17,08) 11.59 (7,3-15,99) 10-16 > 0,05 IgA, г/л 1,26 (0,79-1,93) 1.23(0,91-1,91) 1-1,6 < 0,05 IgM, г/л 1,12(0,57-1,81) 1.33 (0,64-2,8) 2-2,8 < 0,05 IL-1, пг/мл 378,64 (0,75-1100) 36,31 (0,36-363,49) 0-50 < 0,01 IL-4, пг/мл 541,43 (30-700) 445,9 (1,5-700) 0-50 > 0,05 До и после использования БАД «Рекицен-РД®» у пациентов отмечены следующие изменения иммунограммы. До использования «Рекицен-РД®» лимфоцитоз выявлен у 33 % человек, после - у 5 % (p = 0,0448). Снижение количества моноцитов до использования «Рекицен-РД®» выявлено у 38 % человек, после использования - у 10 % (p = 0,0335). Снижение процента фагоцитоза было выявлено у 14 % человек, повышение - у 14 % человек до использования «Рекицен-РД®», после его применения у 5 % (p = 0,0465) отмечалось снижение данного показателя. Снижение фагоцитарного числа было зарегистрировано у 14 % пациентов, повышение - у 38 % человек до использования «Рекицен-РД®», после повышение наблюдалось у 19 % (p = 0,0258). Снижение фагоцитарного индекса отмечено у 14 % человек, повышение - у 14 % до использования «Рекицен-РД®», после использования снижение данного показателя у 5 %, повышение - у 5 % (р = 0,119). Снижение концентрации IgА было выявлено у 24 % человек, повышение - у 5 % до использования «Рекицен-РД®», после использования снижение отмечено у 5 % (р = 0,0465). Снижение IgG было выявлено у 19 % пациентов, повышение - у 10 % до использования «Рекицен-РД®», после снижение выявлено у 19 % (р = 0,2231). Концентрация IgM была снижена у 100 % человек до использования «Рекицен-РД®», после использования - у 71 % (p = 0,0103). Увеличение концентрации IL-1b было отмечено у 77 % пациентов до использования «Рекицен-РД®», после - у 20 % (р = 0,0008). Параметры иммунограммы до и после использования натурального комплекса ФПВ и КЦЖК свидетельствуют о модулирующем воздействии данного продукта. Так, было установлено увеличение сниженных и повышение пониженных показателей. О напряженности механизмов гуморального иммунитета свидетельствует существенное увеличение концентрации IL-4, который вырабатывается Т-хелперами 2-го вида. Увеличение концентрации IL-1b свидетельствует об активации провоспалительных закономерностей. После энтерального использования «Рекицен-РД®» отмечено достоверное снижение до нормы концентрации IL-1b, при этом концентрация IL-4 существенно не изменилась. На этом фоне уменьшилось количество эпизодов лимфоцитоза, снизилось количество моноцитопений, уменьшилось количество случаев сниженного процента фагоцитоза, а количество повышенных показателей снизилось, они стали в пределах нормы. Уменьшилось и количество сниженных показателей концентрации IgА и IgМ. Представленные данные свидетельствует о том, что использование натуральных комплексов ФПВ и КЦЖК при наличии провоспалительного статуса способствует восстановлению до нормы выработки провоспалительного цитокина IL-1b, на фоне увеличенной концентрации IL-4 установлены процессы модуляции большинства тех параметров иммунитета, которые были изменены. В работе использовали натуральный комплекс ФПВ и КЦЖК, содержащий масляную, пропионовую, уксусную, валериановую и капроновую кислоты в концентрациях, соизмеримых с нормальным уровнем этих веществ в кишечнике [3]. Выделяют несколько механизмов противовоспалительного действия КЦЖК. Масляная кислота, являющаяся ингибитором гистондезацетилаз, тормозит активацию нуклеарного фактора κB (NF-κB) [10], который активирует ранний воспалительный ответ, способствуя выработке провоспалительных цитокинов (IL-1β, TNF-α, IL-12 и др.) [5, 11]. Бутират действует также через специфические G-белоксвязывающие рецепторы для КЦЖК, которые экспрессированы на иммунных клетках, включая полиморфонуклеары [13, 17], модулируя их активность. Бутират моделирует активность NF-κB и, соответственно, выработку цитокинов у пациентов с воспалительной патологией, например с язвенным колитом, болезнью Крона [15-17, 19]. КЦЖК модулируют выраженность оксидативного стресса, который вовлечен в воспалительный процесс, в инициацию и прогрессию канцерогенеза. При формировании оксидативного стресса возникает дисбаланс между образованием реактивных форм кислорода и антиоксидантных защитных механизмов, ведущих к каскаду реакций перекисного окисления липидов, усиливающих выраженность воспалительных реакций. У здоровых людей локальное применение бутирата в физиологических концентрациях увеличивает антиоксидантный потенциал [14, 18]. Показано также модулирующее действие натурального комплекса ФПВ и КЦЖК на проницаемость гематоинтестинального барьера в условиях холодового дистресса [1, 4]. Толстый кишечник постоянно уязвим для многих токсичных факторов. КЦЖК в этой ситуации выполняют барьерную функцию, препятствуя развитию эндотоксинемии и снижая выработку провоспалительных цитокинов.

S V Kuznetsov

Email: st1987@mail.ru

V F Kuznetsov

N L Negodyaeva

T P Obernebesova

  1. Косарева П.В., Кузнецов В.Ф., Аверья-нова Н.И. Условно-патогенная флора кишечника как источник эндогенного инфицирования при пиелонефрите. Казанский медицинский журнал 2009; 90 (1): 110-111.
  2. Кузнецов В.Ф., Давидов М.И., Обернебесова Т.П. Фагоцитарный тест в оценке антимикробной защиты при воспалительных урологических заболеваниях Урология и нефрология 1995; 1: 16-18.
  3. Кузнецов В.Ф., Кулемин Л.М., Бондаренко В.М. Ферментированные пищевые волокна и короткоцепочечные жирные кислоты как компонент функционального питания. Вятский медицинский вестник. Материалы Всероссийской научно-практической конференции «Актуальные вопросы современной биохимии», посвященной 20-летию Кировской государственной медицинской академии 2007; 4: 188-192.
  4. Кузнецов С.В., Кузнецов В.Ф., Хоринко В.П., Кулемин Л.М. Возрастные особенности соотношения регенерации и повреждения гепатоцитов крыс при стрессе и патогенетические аспекты их коррекции. Пермский медицинский журнал 2012; 29 (3): 84-92.
  5. Baeuerle P.A., Henkel T. Function and activation of NFkappa B in the immune system. Annu Rev Immunol 1994; 12: 141-179.
  6. Barnes P.J., Karin M. Nuclear factor-kappaB: a pivotal transcription factor in chronic inflammatory diseases. N Engl J Med 1997; 336: 1066-1071.
  7. Canani R.B., Di Costanzo M., Leone L., Pedata M., Meli R., Calignano A. Potential beneficial effects of butyrate in intestinal and extraintestinal diseases. World J Gastroenterol 2011; 17 (12): 1519-1528.
  8. Diakos C., Prieschl E.E., Säemann M.D., Böhmig G.A., Csonga R., Sobanov Y., Baumruker T., Zlabinger G.J. n-Butyrate inhibits Jun NH(2)-terminal kinase activation and cytokine transcription in mast cells. Biochem Biophys Res Commun 2006; 20. 349(2): 863-868.
  9. Hursting S.D., Dunlap S.M., Ford N.A., Hursting M.J., Lashinger L.M. Calorie restriction and cancer prevention: a mechanistic perspective. Cancer & Metabolism 2013; 1: 10.
  10. Inan M.S., Rasoulpour R.J., Yin L., Hubbard A.K., Rosenberg D.W., Giardina C. The luminal short-chain fatty acid butyrate modulates NF-kappaB activity in a human colonic epithelial cell line. Gastroenterology 2000; 118: 724-734.
  11. Jobin C., Sartor R.B. The I kappa B/NF-kappa B system: a key determinant of mucosalinflammation and protection. Am J Physiol Cell Physiol 2000; 278: 451-462.
  12. McTiernan C.F., Lemster B.H., Frye C., Brooks S., Combes A., Feldman A.M. Interleukin-1β inhibits phospholamban gene expression in cultured cardiomyocytes. Circ Res 1997; 81 (4): 493-503.
  13. Meijer K., de Vos P., Priebe M.G. Butyrate and other shortchain fatty acids as modulators of immunity: what relevance for health? Curr Opin Clin Nutr Metab Care 2010; 13: 715-721.
  14. Rezaie A., Parker R.D., Abdollahi M. Oxidative stress and pathogenesis of inflammatory bowel disease: an epiphenomenon or the cause? Dig Dis Sci 2007; 52: 2015-2021.
  15. Segain J.P., Raingeard de la Bletiere D., Bourreille A., Leray V., Gervois N., Rosales C., Ferrier L., Bonnet C., Blottiere H.M., Galmiche J.P. Butyrate inhibits inflammatory responses through NFkappaB inhibition: implications for Crohn’s disease. Gut 2000; 47: 397-403.
  16. Schwab M., Reynders V., Loitsch S., Steinhilber D., Stein J., Schroder O. Involvement of different nuclear hormone receptors in butyrate-mediated inhibition of inducible NF kappa B signalling. Mol Immunol 2007; 44: 3625-3632.
  17. Sina C., Gavrilova O., Forster M., Till A., Derer S., Hildebrand F., Raabe B., Chalaris A., Scheller J., Rehmann A., Franke A., Ott S., Hasler R., Nikolaus S., Folsch U.R., Rose-John S., Jiang H.P., Li J., Schreiber S., Rosenstiel P. G protein-coupled receptor 43 is essential for neutrophil recruitment during intestinal inflammation. J Immunol 2009; 183: 7514-7522.
  18. Skrzydlewska E., Sulkowski S., Koda M., Zalewski B., Kanczuga Koda L., Sulkowska M. Lipid peroxidation and antioxidant status in colorectal cancer. World J Gastroenterol 2005; 11: 403-406.
  19. Thibault R., Blachier F., Darcy-Vrillon B., de Coppet P., Bourreille A., Segain J.P. Butyrate utilization by the colonic mucosa in inflammatory bowel diseases: a transport deficiency. Inflamm Bowel Dis 2010; 16: 684-695.
  20. Yazısız V. Similarities and differences between Behcet's disease and Crohn's disease. World J Gastrointest Pathophysiol 2014; 5(3): 228-238.

Views

Abstract - 71

PDF (Russian) - 66

Cited-By


PlumX


Copyright (c) 2017 Kuznetsov S.V., Kuznetsov V.F., Negodyaeva N.L., Obernebesova T.P.

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-ShareAlike 4.0 International License.

This website uses cookies

You consent to our cookies if you continue to use our website.

About Cookies