Особливості синдрому мальабсорбції вуглеводів у дітей раннього віку на тлі ротавірусної інфекції

Гострі кишкові інфекції (ГКІ) являються однією з найактуальніших проблем дитячої інфектології і займають провідне місце в структурі дитячої захворюваності та смертності [3]. Щорічно ГКІ стають причиною смерті більш ніж 1 млн дітей в світі [14, 15].

В останні роки близько 50-80% всіх випадків ГКІ у дітей складають секреторні діареї, збудниками яких переважно є віруси [5]. За даними багаточисельних закордонних досліджень провідне місце серед них належить ротавірусній інфекції (РВІ), яка сьогодні розглядається як головний етіологічний фактор ГКІ, особливо у дітей раннього віку [10, 16]. Щороку в світі реєструється близько 138 млн випадків ротавірусного гастроентериту, 600-900 тис. з яких закінчуються летально [3]. За даними ВООЗ, практично кожна дитина протягом перших п’яти років переносить РВІ незалежно від раси та соціально-економічного статусу. Ротавірус є найбільш поширеною причиною тяжкого гастроентериту у дітей віком до п’яти років, зумовлюючи близько 5% усіх смертей у цьому віці [4, 9].
Висока поширеність РВІ серед дитячого населення, значна частота розвитку ускладнених форм захворювання з тривалим перебігом, високий рівень дитячої смертності внаслідок цієї інфекції зумовили велику увагу вчених до вивчення різних аспектів епідеміології, патогенезу, клініки та лікування РВІ.
Фундаментальні дослідження геному ротавірусу та відкриття неструктурного протеїну NSP4 (ротавірусного ентеротоксину) дозволили значно розширити знання відносно патогенезу ротавірусного гастроентериту [1]. Сьогодні не викликає сумнівів його складність та багатокомпонентність. Основними компонентами діарейного синдрому при РВІ вважаються: секреторний (реалізується внаслідок індукції NSP4-ентеротоксином ротавірусу фосфоліпази С, що викликає підвищення внутрішньоклітинної концентрації Ca²⁺ та секрецію Cl^– і Na⁺ ентероцитами кишечника; індукції NSP4-ентеротоксином швидкої генерації NO епітеліоцитами клубової кишки, що також веде до секреції Cl^–; активації ентеральної нервової системи), ексудативний (реалізу­ється шляхом підвищення NSP4-ентеротоксином парацелюлярної проникності з виходом міжклітинної рідини в просвіт кишечника за рахунок порушення щільних та адгезійних контактів між ентероцитами) та осмолярний (реалізується двома шляхами: порушенням абсорбції глюкози та галактози в тонкому кишечнику завдяки блокаді NSP4-пептидом білка-переносника SGLT1, який забезпечує ко-транспорт глюкози, галактози та Na⁺ через щіткову облямівку зрілих ентероцитів, та вторинною дисахаридазною недостатністю, головним чином – ​лактазною, так як за сучасними даними NSP4-пептид пригнічує активність ферменту апікальної частини щіткової облямівки ентероцита лактази-флорізингідролази, що гідролізує дисахарид лактозу на моносахариди: глюкозу і галактозу). Таким чином відбувається кумуляція вуглеводів в просвіті кишечника, що призводить до осмолярної діареї [11, 12, 13].
Особливо важливе місце серед патогенетичних ланок вторинна лактазна недостатність (ЛН) займає у дітей раннього віку, оскільки молоко та молочні продукти складають основу їх раціону, а лактоза становить 80-85% вуглеводів молока [6].
Діагностика ЛН базується на наступних критеріях: плоска глікемічна крива у пацієнта (приріст глікемії менше 1,1 ммоль/л) після навантаження лактозою; даних копрологічного дослідження (виявлення крохмалю, перетравлюваної клітковини, йодофільної флори, жирних кислот, рН фекалій <5,5); виявлення вуглеводів у фекаліях за допомогою проби Бенедикта (в нормі показник не повинен перевищувати 0,25% у дітей до 12 міс та бути негативним у дітей після першого року життя); підвищення екскреції з фекаліями коротколанцюгових жирних кислот (КЖК); підвищення концентрації водню у видихуваному повітрі після навантаження лактозою на 20 ppm (часток на мільйон) та зниження активності лактази-флорізингідролази в біоптаті слизової оболонки тонкої кишки або у змивах, отриманих при ендоскопічному дослідженні [6, 7, 9]. На жаль, в діагностиці вторинної ЛН у дітей з РВІ використання багатьох з цих методів обмежено через їх інвазивність, загрозу спровокувати чи посилити вже наявні симптоми ЛН, необхідність високовартісної апаратури. Крім того більшість діагностичних методів (проба Бенедикта, копрологічне дослідження, визначення екскреції КЖК, визначення глікемічної кривої після навантаження лактозою) дозволяють визначити лише наявність мальабсорбції вуглеводів, відображаючи сумарний результат розщеплення дисахаридів і всмоктування моносахаридів у тонкій кишці. Це диктує необхідність застосування і впровадження в широку практику більш специфічних методик для діагностики ЛН.
За літературними даними, мальабсорбція вуглеводів на тлі РВІ розвивається у 91,72% дітей раннього віку. У 95,41% з них лабораторно підтверджена наявність ЛН [2]. Проте в доступних нам літературних джерелах залишаються неосвітленими динамічні зміни виразності ЛН в синдромі мальабсорбції вуглеводів у дітей з РВІ, а також тривалість даного синдрому при РВІ. Поглиблене детальне вивчення даної проблеми має велику актуальність, оскільки розширить знання відносно важливої ланки патогенезу захворювання і дасть можливість оптимізувати патогенетичну терапію.

Мета роботи

Вивчити роль ЛН у складі синдрому мальабсорбції вуглеводів в динаміці РВІ у дітей раннього віку, які знаходяться на грудному вигодовуванні, та проаналізувати тривалість відповідного синдрому в динаміці РВІ у зазначеної категорії дітей.

Матеріали і методи

До проспективного дослідження увійшли 25 дітей раннього віку (від 3 до 18 міс) на грудному вигодовуванні, хворих на РВІ, які отримували лікування в дитячому кишковому відділенні ЗОІКЛ з 01.09.14 до 01.04.15 рр. (головний лікар В.Л. Шинкаренко). Діагноз РВІ встановлено на основі клінічної картини та підтверджено наявністю антигену ротавірусу в калі імунохроматографічним методом за допомогою тест-систем CITOTEST. Бактеріальна етіологія ГКІ була виключена бактеріологічним дослідженням фекалій. Всі діти досліджуваної групи переносили середньотяжку форму РВІ з наявністю діарейного синдрому. До групи спостереження не залучалися діти, госпіталізовані пізніше третьої доби від появи перших ознак захворювання, пацієнти з явищами ЛН в анамнезі, з хронічною чи вродженою патологією шлунково-кишкового тракту (ШКТ). Паралельно із загальноприйнятими клінічним, біохімічним, бактеріологічним обстеженням за для реалізації мети дослідження всім пацієнтам в динаміці спостереження (на третю, п’яту та сьому добу хвороби) проводилася рН-метрія фекалій, визначення загального рівня вуглеводів калу напівкількісним методом Бенедикта (в основі лежить реакція, що дозволяє ідентифікувати присутність в калі цукрів, здатних відновлювати мідь із стану Cu²⁺ в Cu⁺, до яких належать глюкоза, галактоза, лактоза, фруктоза, мальтоза), а також проба Мальфатті для визначення лактози у фекаліях. Дослідження показників мальабсорбції вуглеводів проводилося у копрофільтратах, які готували не пізніше, ніж через годину з моменту отримання матеріалу.
Реакція Мальфатті заснована на здатності лактози з аміаком в лужному середовищі при нагріванні утворювати забарвлені речовини (в присутності лактози розчин набуває помаранчево-червоного кольору). В залежності від швидкості появи та інтенсивності забарвлення розчину рівень лактози у копрофільтраті виражали напівкількісно: «0» – ​відсутність лактози, «+» – ​незначний вміст, «++» – ​середній вміст, «+++» – ​значний вміст. Результати оцінювали за кольоровою шкалою, створеною заздалегідь шляхом проведення реакції Мальфатті із розчинами лактози різної концентрації (від 0,5 до 5%).
Всі діти групи спостереження отримували лікування згідно Наказу МОЗ України від 10.12.2007 № 803 «Протокол лікування гострих кишкових інфекцій у дітей». Жодна дитина в терапії додатково не отримувала препарати лактази та не була переведена на безлактозну чи низьколактозну дієту.
З метою визначення лабораторних ознак ЛН у дітей раннього віку нами була створена група контролю, яку склали 30 рота-негативних дітей віком 1-18 міс на грудному вигодовуванні без ознак діареї та проявів ЛН в анам­незі, які отримували лікування в соматичному стаціонарі з приводу захворювань органів дихання.
Статистична обробка матеріалу проведена за допомогою програми Microsoft Office Excel 2010 для Microsoft Windows, методів варіаційної статистики, прийнятих в медицині, із застосуванням непараметричного критерію Манна – ​Уітні для малих вибірок та методів кореляційного аналізу.

Результати та їх обговорення

Відмічено, що загальна кількість вуглеводів у фекаліях є найвищою в гострий період РВІ: 0,98±0,4% та 0,96±0,3% з третьої до п’ятої доби відповідно без повної нормалізації, але з тенденцією до зниження наприкінці тижня від початку РВІ – ​0,7±0,25% (без достовірної різниці показників). Виключенням стали троє пацієнтів віком від 12 до 18 міс: в однієї дитини із незначним підвищенням показників проби Бенедикта в гострий період (0,4 та 0,25% на третю та п’яту добу хвороби відповідно) наприкінці тижня відбулася їх нормалізація, у двох пацієнтів взагалі не спостерігалося підвищення рівня вуглеводів у фекаліях протягом всього періоду спостереження (ці пацієнти були виключені з подальшого дослідження).
За результатами проби Мальфатті було виявлено, що в гострий період захворювання (на третю добу РВІ) рівень лактози у фекаліях «+» відмічався у 39,1% хворих, «++» – ​у 39,1% дітей, «+++» – ​у 8,7% хворих, і лише 13% дітей мали негативний результат даної проби. На п’яту добу хвороби ми спостерігали подібні показники (рис.), тоді як наприкінці тижня кількість лактози у фекаліях помітно знизилася: «+++» за пробою Мальфатті не відмічалося в жодного пацієнта, лише 8,7% дітей мали «++», більше половини дітей (52,2%) мали незначний вміст лактози в калі «+», а у 39,1% дітей ми спостерігали негативний результат даної проби.

Якщо виразити рівень лактози в балах: «0», «1», «2», «3» відповідно до «0», «+», «++», «+++», отримаємо наступні середні показники проби Мальфатті в динаміці РВІ: 1,43±0,30 та 1,39±0,27 на третю та п’яту добу РВІ і 0,69±0,44 на сьомий день РВІ (табл. 1).

Нами було відмічено, що в гострому періоді РВІ (на третю добу хвороби) між загальною кількістю вуглеводів у фекаліях та рівнем лактози відмічався сильний прямий кореляційний зв’язок (r=+0,86; р<0,05). Як видно з таблиці 1, негативна проба Мальфатті в цей термін хвороби відповідала 0,2±0,15% рівню вуглеводів за пробою Бенедикта, «+» спостерігався у дітей із загальним рівнем вуглеводів 0,75±0,29% за пробою Бенедикта, «++» – ​при показниках проби Бенедикта 1,48±0,21%; «+++» – ​при загальному рівні вуглеводів 2% і більше. Відмічена залежність зберігалась і на п’ятій добі хвороби і між показниками проб Бенедикта та Мальфатті також спостерігався сильний прямий кореляційний зв’язок (r=+0,76; р<0,05). В даному випадку результати дослідження свідчать про те, що в гострому періоді захворювання (до п’ятої доби включно) в загальній кількості відновлюючих цукрів (глюкози, галактози, лактози, фруктози та манози), які екскретуються з фекаліями, превалює лактоза, що вказує на провідну роль саме ЛН в синдромі мальабсорбції вуглеводів в гострому періоді РВІ.
Наприкінці тижня від початку РВІ ми спостерігали прямий середній кореляційний зв’язок середньої сили між показниками проб Бенедикта і Мальфатті (r=+0,6; р<0,05). Так, на даному етапі показникам проби Бенедикта відповідали дещо нижчі показники рівню лактози у фекаліях порівняно із гострим періодом РВІ, але без достовірної різниці показників (р<0,05). Зважаючи на грудне вигодовування дітей і на особливості дієти при ГКІ, можна припустити що лактоза і продукти її гідролізу: глюкоза і галактоза складають переважну частку від загальної кількості відновлюючих цукрів, що екскретуються з фекаліями, порівняно із фруктозою і мальтозою. Таким чином, в період реконвалесценції РВІ відбувалося деяке зменшення долі лактози в загальній кількості відновлюючих цукрів із збільшенням рівню моносахаридів, внаслідок порушення їх абсорбції ворсинками тонкого кишечника.
Крім того, необхідно зазначити, що серед дітей групи спостереження у 2 пацієнтів (8,7%) віком до 1 року рівень лактози у фекаліях (від «–» до «+» протягом всього періоду дослідження) не відповідав високим показникам проби Бенедикта (1,5-2%). Вірогідно, у цієї категорії дітей серед відновлюючих цукрів, загальну кількість яких відображає результат проби Бенедикта, превалювали моносахариди, а не лактоза, як у більшості пацієнтів досліджуваної групи. Це вказує на провідну роль порушення всмоктування моносахаридів в синдромі мальабсорбції вуглеводів у наведених пацієнтів.
Результати рН-метрії фекалій, проведеної в динаміці хвороби (табл. 2), були наступними: в гострий період РВІ переважна більшість дітей мала різко кислий рН калу, яка в середньому дорівнювала 5,27±0,14 на третю добу (89,6% дітей мали рН<5,5) та 5,45±0,17 на п’яту добу захворювання (рН<5,5 визначалася у 69,6% пацієнтів). В період реконвалесценції РВІ (на сьому добу) спостерігалася нормалізація кислотності фекалій у більшості дітей: 73,9% з них мали кислий рН (5,5-6,9, що є нормою для даного віку). Середній показник в досліджуваній групі склав 5,7±0,27.

В наших попередніх дослідженнях було показано, що вже в першу-другу добу РВІ рН фекалій змінюється до різко кислого і є одним з ранніх лабораторних показників ЛН, тоді, як рівень вуглеводів калу підвищується до 0,6±0,3%, але досягає свого максимуму лише на третю добу хвороби [8]. Таким чином, наведені дані дають підставу припустити, що надлишкова кількість олігосахаридів (утворена внаслідок блокади NSP4-ентеротоксином ротавірусу лактази-флорізингідролази ентероцитів та натрій-глюкозного ко-транспортера SGLT1) потрапляє в товстий кишечник вже в перші дні РВІ, але завдяки метаболічній активності кишкової мікрофлори ферментується з утворенням великої кількості газів (СО₂, Н₂ та ін.) і КЖК (за даними літератури – ​переважно оцтової, пропіонової, масляної, рідше – ​валеріанової та ізовалеріанової), що і спричиняє різке зниження рН фекалій вже в перші дні хвороби, тоді як рівень відновлюючих цукрів, які екскретуються з калом, перевищує вікову норму, але не досягає своїх максимальних значень. В розпал хвороби (до п’ятої доби РВІ, включно) активність процесів бродіння в кишечнику дуже висока, про що свідчать результати рН-метрії (зберігається різко кислий рН фекалій у переважної більшості дітей) та проб Мальфатті і Бенедикта: максимально накопичуються вуглеводи (переважно лактоза), надлишок яких неспроможна ферментувати кишкова мікрофлора.
В ході дослідження чітко вимальовується взаємозв’язок між ступенем виразності клінічних проявів синдрому мальабсорбції вуглеводів в динаміці РВІ та його лабораторними показниками. Діарейний синдром, який характеризувався появою водянистих, іноді пінистих випорожнень жовтого чи жовто-зеленого кольору з різким кислим запахом переважно без домішок або з незначними домішками слизу, зелені, неперетравлених шматочків, маніфестував у більшості дітей (86,9%) в перші 2 дні хвороби та набував максимальної виразності (максимальна частота дефекацій 7,95±3,8 разів) на 2,8±1,2 добу, супроводжуючись у 91,3% дітей проявами виразного кишкового метеоризму із здуттям живота, урчанням та флатуленцією. Саме на третю добу хвороби нами були зафіксовані найвищі рівні відновлюючих цукрів у фекаліях (0,98±0,4% за пробою Бенедикта) і лактози окремо (1,43±0,3 бали за пробою Мальфатті) та найнижчий ­середній показник кислотності калу (рН 5,27±0,14). Крім того, у переважної більшості дітей в цей термін спостерігалися зміни копроцитограми, які вказували на розвиток ферментопатії: у 47,8% дітей в калі визначався крохмаль, у 52,2% – ​нейтральний жир, у 91,3% – ​перетравлена клітковина, йодофільна флора була присутня в 47,5% випадків.
За даними нашого дослідження, на п’яту добу РВІ у дітей групи спостереження зберігалися прояви виразного діарейного синдрому: 95,6% з них мали рідкі ­випорожнення (часто із домішками слизу, зелені, неперетравлених шматочків їжі) із середньою частотою 5,6±2,3 разів на добу. У 60,1% пацієнтів мали місце прояви кишкового метеоризму. Зазначеним клінічним даним від­повідали високі показники проб Мальфатті (1,39±0,27 бали), Бенедикта (0,96±0,3%) та різко кислий рН фекалій (5,45±0,17), які практично не відрізнялися від показників, зафіксованих на третю добу спостереження (р>0,05). Крім того, у переважної більшості дітей зберігалися явища вторинної ферментопатії за даними копроцитограми: крохмаль визначався у 56,5% хворих, йодофільна флора – ​у 65%, перетравлювана клітковина – ​у 87%, нейтральний жир – ​у 61% дітей.
Тривалість діареї в групі спостереження склала 7,15±1,3 діб. При цьому на сьому добу в 56,5% дітей випорожнення набули калового характеру, частота їх зменшилася до 3,4±1,5 рази на добу. У 86,2% дітей в даний термін не було проявів кишкового метеоризму, тривалість якого в середньому складала 4,9±1,6 діб. Разом із усуненням діарейного синдрому наприкінці тижня спостерігалося зниження загальної кількості вуглеводів та рівню лактози у фекаліях до 0,7±0,25% та 0,69±0,44, відповідно. Між частотою випорожнень на добу та показниками проби Бенедикта спостерігався прямий кореляційний зв’язок середньої сили (r=+0,54; р<0,05). При цьому у всіх дітей, які мали рівень вуглеводів у фекаліях ≥1% (34,7% пацієнтів) на сьому добу РВІ, зберігалися рідкі випорожнення, що вказує на підтримання ­діареї осмотичним компонентом патогенезу.

Висновки

1. У 92% дітей раннього віку на тлі РВІ реєструються клініко-лабораторні ознаки синдрому мальабсорбції вуглеводів. Максимальне підвищення загальної кількості відновлюючих цукрів та лактози у фекаліях спостерігається з третьої до п’ятої доби хвороби із збереженням клінічно значимої їх концентрації до сьомої доби хвороби включно.
2. Вторинна ЛН відіграє вирішальну роль в формуванні синдрому мальабсорбції вуглеводів у переважної більшості дітей раннього віку з РВІ (91,3%), які перебувають на грудному вигодовуванні.
3. У понад третини пацієнтів з РВІ (34,7%) і на сьому добу хвороби зберігається ЛН, що проявляється затяжним діарейним синдромом і потребує тривалої корекції.

Література

1. Абатуров А.Е. Ротавирусная инфекция у детей / А.Е. Абатуров, Ю.Ю. Степанова. – ​К.: Айс принт, 2013. – 189 с.
2. Денисюк Н.Б. Мальабсорбция углеводов при ротавирусной инфекции у детей раннего возраста: Автореф. дисс. на соискание уч. степени канд. мед. наук: спец. 14.01.08 «Педиатрия» / Н.Б. Денисюк. – ​Оренбург, 2010. – 20, [3] с.
3. Крамарев С.А. Ротавирусная инфекция: эпидемиология и профилактика / С.А. Крамарев, Л.В. Закордонец // Здоровье ребенка. – 2011. – № 1 (28). – ​C. 53-56.
4. Незгода І.І. Ротавірусна інфекція у дітей / І.І. Незгода, О.В. Бондарюк // Клінічна імунологія. Алергологія. Інфектологія. – 2012. – № 5 (54). – ​С. 26-32.
5. Підходи до лікування ротавірусної інфекції у дітей / О.Є. Абатуров, Ю.Ю. Степанова, О.Л. Кривуша [та ін.] // Современная педиатрия. – 2013. – № 1 (49). – ​С. 129-133.
6. Седакова В.А. Особенности ферментации пищевых волокон под действием бифидо-и лактобактерий (in vitro) / В.А. Седакова, А.В. Клебанов, Н.А. Клебанова // Траектория науки. – 2016. – ​том 2, № 7. – ​С. 3.1-14.
7. Современные подходы к диагностике и терапии дисахаридазной недостаточности у детей / Ю.Г. Мухина, П.В. Шумилов, М.И. Дубровская [и др.] // Трудный пациент. – 2006. – № 9 (4). – ​С. 12-16.
8. Усачова О.В. Місце лактазної недостатності в патогенезі РВІ та можливості її корекції / О.В. Усачова, Н.В. Тарасенко // Запорожский Медицинский Журнал. – 2014. – № 85. – ​С. 45-49.
9. Щербак В.А. Лактазная недостаточность у детей / В.А. Щербак, Н.М. Щербак // Педиатрическая фармакология. – 2011. – ​Том 8, № 3. – ​С. 90-93.
10. Churgay C.A. Gastroenteritidis in children: Part I. Diagnosis / C.A. Churgay, Z. Aftab // Am. Fam. Physician. – 2012. – ​Vol. 85, № 1. – ​P. 1059-1062.
11. Deepa R. Structure of the extended diarrhea-inducing domain of rotavirus enterotoxigenic protein NSP4 / R. Deepa, C. Durga Rao, K. Suguna // Arch. Virol. – 2007. – ​Vol. 152, № 5. – ​P. 847-859.
12. Grand R.J. Lactose malabsorption / R.J. Grand, R.K. Montgomery // Curr. Treat Options Gastroenterol. – 2008. – № 11 (1). – ​P. 19-25.
13. Lorrot M. Mechanisms of net chloride secretion during rotavirus diarrhea in young rabbits: do intestinal villi secrete chloride? / M. Lorrot, H. Benhamadouche-Casari, M. Vasseur // Cell Physiol Biochem. – 2006. – ​Vol. 18, № 3. – ​Р. 103-112.
14. Parashar U.D., Gibson C.J., Bresee J.S., Glass R.I. Rotavirus and severе childhood diarrhea // Emer. Infect. Diseases. – 2006. – ​Vol. 12, № 2. – ​P. 304-306.
15. Parez N. Rotaviruses: the clinical impact / N. Parez // European Rotavirus Journal. – 2005. – ​Vol. 1, № 1. – ​P. 8-9.
16. 2008 estimate of wordwide rotavirus-associated mortality in children younger than 5 years before the universal rotavirus vaccination programmes: a systematic review and meta-analysis / J.E. Tate, A.H. Burton, C. Boschi-Pinto [et al.] // Lancet Infect. Dis. – 2012. – ​Vol. 12, № 2. – ​P. 136-141.