CC BY
25
Орипнальт досл^ження Original Researches ■ < ■ | ГАСТРОЕНТЕРОЛОПЯ GASTROENTEROLOGY
Гастроентеролопчш захворювання у д1тей / Gastroenterological Diseases in Children
УДК 616-008.6:637.044:613.25-053.2:548.33:575.113 DOI: 10.22141/2308-2097.52.1.2018.130775
Абатуров О.е.1, Степанов Ю.М.2, Нкулна А.О.1
1ДЗ «Дн/'пропетровська медична академя МОЗ Укра'/ни», м. Днпро, Украна
2ДУ «1нститутгастроентерологП' НАМН Украни», м. Днпро, Украна
Порушення дигести лактози у формуванн
шсулшорезистентносп при ожиршн1 в дiтей i3 рiзними генотипами гена лактази та способи лкування
For cite: Gastroenterologia. 2018;52(1):19-25. doi: 10.22141/2308-2097.52.1.2018.130775
Резюме. АктуальнСть. Зустрiчальнiсть ожирiння i його ускладненого nepe6iry останнiми роками, особливо серед дтей, як проживають у великих местах, збльшуеться з епiдемiчною швидкстю, а причини даного патоморфозу залишаються недостатньо вивченими. Зокрема, не вдображено роль порушення дигести лактози у формуваннi iнсулiнорезистентностi, асо^йовано! з ожирiнням у дтей. Мета: вивчити асо^а^ю мальдигести лактози з генотипами гена лактази (LCT) при ожирiннi в дтей, дослдити ефективнсть лiкування ожирiння з використанням низьколактозно!дети та препарату екзогенно!лактази. Матерiали та методи. Проведено генотипування за полiморфним локусом гена лактази методом полiмеразноí ланцюгово! реакци в реальному часi та визначено стан дигести лактози за допомогою вод-невого дихального тесту (ВДТ) у 74 дтей з ожирiнням та 16 здоровихдтей вком 6-18 роюв. За результатами генотипування, ВДТ та призначеною терапию були сформованi групи спостереження: I групу (n = 11) становили дти з генотипом С/С 13910 та мальдигест'ею лактози, як отримували з першого дня лiкування препарат екзогенноi лактази, у II групу (n =11) увйшли дти з генотипом С/С 13910 та маль-дигест'ею лактози, як отримували низьколактозну дету, III групу (n =11) становили дти з генотипом С/С 13910 без мальдигести лактози, як отримували лише стандартну терапiю зпдно з нацюнальним протоколом лiкування, i IV групу (n = 11) становили дти з генотипом С/Т 13910 та мальдигестею лактози, як отримували низьколактознудету. Додатково дтям iз груп спостереження визначали iндекс НОМА-IR до та псля р'зних ви^в лiкування. Результати. При ожирiннi в дтей середнй рiвень концентраци водню за даними ВДТ п'юля навантаження лактозою при генотип С/С 13910 становив (36,05 ± 4,73) ррт, при генотип С/Т 13910 — (22,61 ± 4,10) ррт, при генотип Т/Т 13910 — (1,33 ± 0,63) ррт, а в здорових дтей iз генотипом С/С 13910 — (13,91 ± 3,75) ррт, р < 0,05. Найвищий рiвень концентраци водню у видиху-ваному повiтрi за ВДТ до лiкування був зареестрований у I групi спостереження — (39,40 ± 8,04) ррт, у II груп вн становив (32,70 ± 10,48) ррт (р > 0,05), у III груп — (8,60 ± 1,16) ррт (р < 0,05), у IV груп — (26,30 ± 4,91) ррт (р < 0,05). Найвищий iндекс НОМА-IR до лiкування визначався також у I групi спостереження, вн дор'внював 7,33 ± 0,38; у II груп — 5,53 ± 0,70; у III груп — 4,98 ± 0,76; у IV груп — 4,85 ± 0,77, р < 0,05. ндекс НОМА-IR псля лiкування статистично значуще знизився в I та II групах спостереження й становив 3,96 ± 0,60 та 3,17 ± 0,35 вщповщно (р < 0,05). Висновки. Мальдигесш лактози сприяе пщвищенню iнсулiнорезистентностi при ожирiннi в дтей та асоц'1юеться з генотипом С/С 13910, р < 0,05. Лiкування мальдигестИ лактози при ожирiннi в дтей iз генотипом С/С 13910 з використанням препарату екзогенноi лактази або низьколактозно!дети за допомогою створеноi нами комп'ютерноi програми Low-lactose diet мае однакову ефективнсть та впливае на статистично значиме зниження индексу HOMA-IR. K^40Bi слова: мальдигесшлактози; генотипи гена лактази; водневийдихальний тест; ожирння; дти
© «Гастроентеролопя» / «Гастроэнтерология» / «Gastroenterology» («Gastroenterologia»), 2018 © Видавець Заславський О.Ю. / Издатель Заславский А.Ю. / Publisher Zaslavsky O.Yu., 2018
Для кореспонденци: Абатуров Олександр €вгенович, доктор медичних наук, професор, завщувач кафедри педiатрíí 1 та медично'"' генетики, ДЗ «Днтропетровська медична академiя МОЗ Укра'ни», вул. Вернадського, 9, м. Днтро, 49044, Укра'на; e-mail: [email protected]
For correspondence: Oleksandr Abaturov, MD, PhD, Professor, Head of the Department of pediatrics 1 and medical genetics, State Institution "Dnipropetrovsk Medical Academy of the Ministry of Health of Ukraine', Vernadsky str., 9, Dnipro, 49044, Ukraine; e-mail: [email protected]
Вступ
Порушення дигести' лактози залежить вiд чис-ленних бiологiчних чинниыв, серед них провiдним е вщповщшсть рiвня лактозного навантаження сту-пеню продукцп' лактази. Лактаза кодуеться геном LCT, однонуклеотидш полiморфiзми (single nucleotide polymorphisms — SNP) якого асоцшоваш з певними особливостями синтезу ферменту. Вщповщно до сучас-них уявлень, у бшьшосл представникiв людства в по-ложеннi 13910 гену LCTзнаходиться цитозин (С). Дане мiсцезнаходження цитозину приблизно на 14 kb вище за течiею вiд мiсця початку транскрипци' LCT, у регуля-торнш дiлянцi гена лактази — MCM6 (minichromosome maintenance complex component 6). Гомозиготний стан (C/C) шдивщуума характеризуеться поступовим, по-чинаючи приблизно з другого року життя, вiковим зниженням рiвня продукцп' лактази. Гомозиготний стан С/С 13910 рееструеться бiльше шж у 32 % кавказ-щв, 99 % схiдних азiатiв, 74 % швденних азiатiв та 59 % шдивщуушв iнших етнiчних або змшаних груп [7]. Однонуклеотидне замщення цитозину на тимiн (Т) су-проводжуеться втратою здатностi до втэвого знижен-ня активностi продукцп' лактази, тобто в iндивiдуумiв з SNP гена LCT лактаза продукуеться протягом всього життя на достатньо високому рiвнi. Однонуклеотиднi полiморфiзми 13910 гена LCTпризводять до появи двох варiантiв генотипiв: гетерозиготного C/Т та гомозиготного Т/Т, а осюльки алель Т е домшантною, обидва цi генотипи супроводжуються лактазною персистенцiею (ЛП), рис. 1 [9, 10, 12].
Порушення дигести' лактози проявляеться рiзними станами (табл. 1).
Коли лактозне навантаження в дiетi перевищуе можливостi загально'1 каталггично'1 активност лактази, проявляються ознаки лактазно'1 недостатност (ЛН). У фiзiологiчних умовах лактазна недостатнють обу-мовлена абсолютним або вщносним дефiцитом продукцп' лактази. Отже, лактазна недостатнють — вро-
джений чи набутий дефщит (гiполактазiя) або повна вiдсутнiсть (алактазiя) лактази-флоризин-пдролази (EC 3.2.1.108) — ферменту, що експресуеться у щгтко-вiй облямiвцi кишкових ворсинок ентероцитiв. Мак-симальний рiвень експреси LCT вiдмiчаеться в дванад-цятипалiй (121,7 RPKM (reads per kilobase per million, кшобаз на мiльйон вимiрювань, що читаються пiд час РНК-секвенування)) i порожнш кишцi (73,8 RPKM) та забезпечуе гiдролiз дисахариду лактози до двох моно-сахаридiв — глюкози та галактози, здатних абсорбува-тися штестинальними ентероцитами [11].
Поширенiсть ЛН серед дитячого населення Укра!-ни сьогодш становить 5,8 % [6]. Найвищш рiвень за-хворюваностi на ЛН рееструеться з 10—16 роив, що збпаеться з формуванням фiзiолоriчноi шсулшорезис-тентностi та критичним перiодом ризику виникнення ожиршня в дiтей, захворюванють на яке в цьому вдовому перiодi мае найвищий рiвень та становить, за да-ними ВООЗ (2017), серед укра!нських шдлптав 45,4 на 1000 дiтей та 17,3 % у дитячш популяци в цiлому [1, 3, 4, 23].
У той же час поширенють ЛП у свт сильно варше: вiд 5 % у Схщнш Ази до 100 % серед твшчних евро-пейцiв, вона ототожнюеться з надбанням неолiтичноi еволюцп зi збереження експреси лактази в дорослому житть Бiльше того, штенсивнють природного вiдбору, що пов'язана з формуванням ЛП, була оцшена як най-бiльш сильна в геномi людини з коефiцiентом вiдбору 0,04—0,05 [22]. У деяких iндивiдуумiв за вщсутносп ЛП вiдмiчаеться здатнiсть до абсорбци лактозовмю-них продуктiв [8, 14, 15]. Це, можливо, пов'язане з ю-нуванням й шших варiантiв SNP, що здатнi впливати на регуляцш транскрипцiйного фактора i/або транс-фекцiю гена лактази, наприклад, на сучасному етапi в европейськш популяци iдентифiкованi й iншi SNP LCT, асоцшоваш з формуванням ЛП — 13907 C>G, 13915 T>C, 13779 G>C, 14010 G> C, 14011 C>T, 14028 T>C [16].
Таблиця 1 — Стани, асоц1йован1 з порушенням дигестилактози, та ïx деф1н1цй' [17]
Стан Дефшщя
Лактазна персистен^я (lactase persistent) Здатнють продукувати лактазу протягом всього життя в ктькосп, що пдролiзуе чималi обсяги лактози (домЫантна ознака)
Лактазна не-персистенщя, або лактазна недостатнють дорослих (lactase non persistent) Природне вкове зниження рiвня продукцп лактази (менше нiж 10 мкг/г тканини), концентраци яко!' достатньо для пдролiзацп невеликих обсягiв лактози (близько 12 г на добу)
Лактазна недостатнють (lactase deficiency) Первинне або вторинне зниження рiвня продукцп лактази, у зв'язку з чим нав^ь фiзiологiчнi обсяги лактози (менше ыж 12 г на добу) не можуть бути адекватно гiдролiзованi
Лактозна мальдигес^я (lactose maldigestion) Дефщит активност гiдролiзу лактози в тонкому кишечнику
Лактозна Ытолерантнють, або непереносимють лактози (lactose intolerance) Порушення лактозно!' дигести, що супроводжуеться клiнiчними проявами (метеоризмом та/або здуттям живота, флатуленцiею, осмотичною дiареею i, можливо, блюванням)
Пщвищена чутливють до лактози (lactose sensitivity) Системы прояви у виглядi депресii, головного болю, втоми тсля прийому лактозовмюних продуктiв харчування
Щкавим також е той факт, що зус^чальнють ЛП у географiчних perioHax бвропи мае вiд'емний обер-нений зв'язок з поширешстю ожирiння. Так, максимальна частота зус^чальносп лактазно'1 персис-тенцп' — понад 90 % — виявляеться серед населення швшчноевропейських краш Скандинавп' та Шдер-лавддв, а мiнiмaльнa — серед населення швденно'1 бвропи (1талй' й 1спанй'). Найнижчий рiвень пошире-ностi надлишково'1 ваги та ожирiння в бвропейському регiонi рееструеться в Норвегй' та становить серед да-тей 7—8 рокiв 15 % (у хлопчиыв — 13,5 % та в дiвчa-ток — 17,8 %), найвищий рiвень виявляеться в 1талй' та становить 36 % (серед хлопчиыв — 37,2 %, серед дiвчaток — 34,7 %) [24].
Мета дослщження: вивчити aсоцiaцiю мальдигестй' лактози з генотипами гена лактази (LCT) при ожиршш в дггей, дослщити ефективнiсть лiкувaння ожирiння з використанням низьколактозно'1 дiети та препарату ек-зогенно'1 лактази.
Матерiали та методи
Проведено генотипування за полiморфним ло-кусом гена LCT методом полiмеразноï ланцюгово'1 реакцй' у реальному чаш та визначено стан дигестй' лактози за допомогою водневого дихального тесту (ВДТ) у 74 дггей з ожиршням, якi перебували на ль кувaннi в ендокринологiчному вщддленш КЗ «Дш-пропетровська МДКЛ № 1» ДОР, та 16 здорових дггей втэм 6—18 рокiв. Уш дiти з ожирiнням отримували стандартну терашю згiдно з Наказом МОЗ Укра'1-
ни вiд 27.04.06 № 254 «Про затвердження протоколу надання медично! допомоги дiтям за спецiальнiстю «Дитяча ендокринолопя».
Дослiдження генотипiв гена LCT було виконано в сертифшованш лабораторй' Synevo, як аналiзатор ви-користовувався детектор ДТ-96 тест-системи «ДНК-Технолопя» (РФ). Матерiалом для дослщження була венозна кров.
Водневий дихальний тест i3 навантаженням лактозою (з розрахунку 1 г/кг, але не бiльше нiж 25 г лактози у виглядi 10% водного розчину) був проведений в ДУ «1нститут гастроентерологй' НАМН Украши» за допомогою газоаналiзатора Gastro+Gastrolyser бри-тансько! компанй' Bedfont Scientific Ltd. Вмют водню визначався в мтьйонних частках — parts per million (ppm). Позитивним вважався тест при збшьшент рiв-ня водню в повггр^ що видихаеться, через 60 хвилин бiльше нiж на 20 ррт (0,002 %) порiвняно з базальним рiвнем i появi клМчних симптомiв ЛН протягом трьох наступних годин спостереження [5, 13]. Шдвищення рiвнiв Н2 у пробах повпря без виникнення характерних симптомiв свщчило про мальдигестiю лактози, з ви-никненням характерних симптомiв — про лактозну штолерантнють. Хибнопозитивний результат був мож-ливим при синдромi надлишкового бактерiального росту, прискореному кишковому транзита. Хибнонега-тивний результат — у не-Н2-продуценлв [18].
Додатково дiтям iз груп спостереження визнача-ли рiвень iнсулiнорезистентностi з розрахунком за-гальноприйнятого маркера резистентностi тканин до
Ген LCT
Хромосома 2
LCTi
LOC1005076001 ■ МСШф#|с||:<|№ <|<НЖФ
I III! I I II III,
е-|
4 -2 -
LCT
I. jIIl.Li ILill. Illi'ii J, JiI.ilIiiI ,i j. I кLiijIIi
1Ш 1111 ЕЯ I I II -гЩЦН I iE I
"" .........." lUilM»«^
II I Ш
flip"1' П1 " [I'^l^^i^ftt^n
J J. J L.,.iL J.. ,1LU
1 19 I I 131 "□ I ESI
¡US*
20000
60000
100000
■ A 140000
180000
I
220000
fi
Генотип C/C
if
Генотип C/Т
Генотип Т/Т
Лактазна недостатнють дорослих
Лактазна персистенщя
Примтка. З огляду на те, що алель Те домнантною, серед дорослих людей видляють два основних LCT-асоцйованих (C/T 13910) фенотипи лактазноï дигести — фенотип лактазноï недостатност й фенотип лактазноï персистенци.
Рисунок 1 — LCT-асоцiйованi (C/T13910) фенотипи лактазноï дигести
■ Генотип С/С 13910
■ Генотип С/Т 13910
■ Генотип Т/Т 13910
Рисунок 2 — Структура частоти зустр1чальност1 пол1морф1зм1в гена LCT при ожир1нн1 в дтей 6-18 рокв
45
40
35
30
£ 25 а
а 20 15 10 5
До л1кування Пкля л1кування ■ I трупа □ II трупа ■ III трупа
□ IV трупа ■ Генотип Т/Т 13910 □ Здоров1 дни
Рисунок 3 — Значення ВДТ при ожирiннi в дтей з пол 'морф 'змами гена лактази до та тсля рзних вид'/в л '1кування i здорових дтей без ожир1ння
0
да шсулшу (шдексу НОМА-IR, Homeostasis Model Assesment) до та тсля рГзних видiв л^вання за допомогою iMyHoxiMi4Horo методу тестування з електро-хемтюмшесцентною детекцieю (ECLIA) в лаборато-pii Synevo. Матерiалом для дослiдження була венозна кров. Наявнють iнсулiнорезистентностi рееструвалась при iндексi НОМА-IR > 95-го перцентиля вiдповiдно до перцентильних кривих, рекомендованих консоршу-мом IDEFICS для европейсько! популяци згщно з вшом i статтю дитини [20].
За результатами генотипування, ВДТ та призна-чено! терапи були сформованi групи спостереження: першу групу (n = 11) становили дiти з генотипом С/С 13910 та мальдигестаею лактози, яю отримували з першого дня лiкування препарат екзогенно! лактази по 3000 МО тричi на добу протягом 1 мюяця. Другу групу (n = 11) становили дти з генотипом С/С 13910 та мальдигеспею лактози, яю отримували з першого дня л^вання низьколактозну дieту за створеною нами комп'ютерною програмою Low-lactose diet [2]. Третю групу (n = 11) становили дгги з генотипом С/С 13910 без ознак мальдигести лактози, яю отримували лише стандартну терапш, i в четверту групу (n = 11) увшшли дти з генотипом С/Т 13910 та мальдигестаею лактози, яы отримували низьколактозну дieту.
Критерiями ефективностi лiкування були: норма-лiзацiя iндексу НОМА-IR < 95-го перцентиля для вГд-повГдного вшу та стаи зпдно з перцентильними кри-вими, рекомендованими консоршумом IDEFICS, та ВДТ < 20 ррт.
Для статистично! обробки результапв дослщжен-ня використовувались методи варiацiйно! статистики за допомогою комп'ютерно! програми Statistica (вер-шя 6.1), адаптовано! для медико-бюлопчних дослщ-жень, з шдрахунком парного критерiю Стьюдента для пор1вняння ефективностi ргзних методiв лiкування у датей.
Результати та обговорення
При ожиршш у дiтей 6—18 роюв генотип С/С 13910, що асоцшеться з ЛН дорослого типу, реестрував-ся у 42 (56,8 %), генотип С/Т 13910, що асоцшеться з вщносною ЛП, — у 22 (29,7 %), а генотип Т/Т 13910, що асоцшеться з абсолютною ЛП, вщзначався в 10 пашен™ (13,5 %), що вщображено на рис. 2.
У дггей з ожиршням середнш piBeHb концентраций водню у видихуваному повпрГ за ВДТ при гено-типi С/С 13910 становив (36,05 ± 4,73) ppm; при ге-нoтипi С/Т 13910 — (22,61 ± 4,10) ррт; при генотиш Т/Т 13910 — (1,33 ± 0,63) ррт; у здорових дггей i3 генотипом С/С 13910 — (13,91 ± 3,75) ррт, р < 0,05. Сшв-вГдношення рГвшв концентрацГ! водню у дггей з генотипами Т/Т, С/Т, С/С 13910 вГдповГдало 1 : 17 : 27, що збГгаеться з лГгературними джерелами [22].
Найвищий середнш рГвень концентрацГ! водню у видихуваному повпрГ до лшування був за-реестрований у I груш спостереження й становив (39,40 ± 8,04) ррт, у II груш — (32,70 ± 10,48) ррт (р > 0,05), у III груш — (8,60 ± 1,16) ррт (р < 0,05), у
IV груш — (26,30 ± 4,91) ррт (р < 0,05).
Шсля лшування в дггей з ожиршням результати ВДТ мали такий вигляд: у дггей I групи середнш рГвень концентрацГ! водню у видихуваному повГщ становив (22,38 ± 7,37) ррт, у дГгей II групи — (21,10 ± 6,34) ррт. Змши результат ВДТ, що вГдбулися на тлГ лшування, свГдчать, що застосування екзогенно! лактази та низь-колактозно! дГети за створеною нами комп'ютерною програмою Low-lactose diet вГрогГдно (р < 0,05) сприя-ють дигестГ! лактози в пащенпв з генотипом С/С 13910 та мальдигестаею лактози.
У дГгей III групи середнш рГвень концентрацГ! водню у видихуваному повпрГ тсля лшування становив (16,7 ± 6,3) ррт Г характеризувався двократним пГд-вищенням, р < 0,05, що свГдчить про Гснуючий ризик виникнення мальдигести' лактози в дГтей Гз генотипом С/С 13910 на фош лише стандартно! терапГГ У да-тей IV групи з вторинною ЛН тсля використання низьколактозно! дГети цей показник зменшився до (13,39 ± 6,70) ррт (р < 0,05), що свГдчить про доцГль-нють дГетичного контролю над рГвнем вживано! лактози при ожиршш в дГгей Гз генотипом С/Т 13910 (рис. 3).
Було виявлено, що найвищий середнш рГвень шдексу НОМА-IR 5,95 ± 0,87 рееструвався в дГтей з ожиршням, асоцшованим Гз ЛН дорослих (генотип
До л1кування П1сля л1кування
■ I група □ II трупа □ III група □ IV група
Рисунок 4 — 1ндекс НОМА-1Я до та тсля р 'зних вид '/в л1кування
С/С 13910). Ймовiрно, це пояснюеться специфiч-ним гальмуванням надлишком лактози активност сигнального шляху Gаl-9/Tim-3 та зниженням iму-носупресивно! ди з боку Т^-клгган. Iнгiбування сигнального шляху Gal-9/Tim-3 веде до активаци низькорiвнево! прозапально! iмунно! вiдповiдi та, як наслщок, до формування шсулшорезистентнос-п [1, 19]. При генотипi С/Т 13910, що асоцiюеться з вщносною ЛП, рiвень iндексу НОМА-IR становив 4,18 ± 0,12 i був вiрогiдно нижчим, нiж при геноти-пi С/С 13910 (р < 0,05). Найнижчий шдекс НОМА-IR при ожиршш в дiтей було виявлено при генотиш Т/Т 13910 — 3,17 ± 0,63 (р < 0,05), що асощюеться з повною формою ЛП. Отже, на формування шсуль норезистентностi при ожирiннi в дией впливае стан дигестп лактози, асоцшований iз SNP ХСТ. Так, ств-вiдношення iндексу НОМА-IR у дггей iз генотипами Т/Т, С/Т, С/С 13910 становить 1 : 1,1 : 2. Важливим е той факт, що рiвень шсулшорезистентносп при ожиршш в дггей iз генотипом Т/Т 13910 не мав статистич-но значимо! розбiжностi з рiвнем iндексу НОМА-IR у дггей без ожиршня (iндекс НОМА-Ж = 2,22 ± 0,52; р > 0,05). Це може свщчити про те, що ЛП супрово-джуеться високим рiвнем гiдролiзу лактози в тонкому кишечнику, що тдтверджуеться й результатами ВДТ у нашому дослщженш [8, 13].
При вивченш ефективностi лiкування шсулшо-резистентностi в групах спостереження до лшуван-ня було виявлено асощацш найвищих рiвнiв iндексу НОМА-IR — 7,33 ± 0,38 та ВДТ у I груш, у яку увь йшли дiти з генотипом С/С 13910 та мальдигеспею лактози. Пiсля лшування з використанням препарату
екзогенно! лактази гндекс НОМА-IR у I rpyni знизився в 1,85 раза — до 3,96 ± 0,60, р < 0,05 (рис. 4).
У дггей II групи спостереження, якг мали генотип С/С 13910 та мальдигестгю лактози, iндекс НОМА-IR до лшування становив 5,53 ± 0,70. Пгсля лгкуван-ня з використанням низьколактозно! дieти iндекс НОМА-IR у II груш знизився в 1,74 раза та становив 3,17 ± 0,35 (р < 0,05).
У дией з III групи спостереження, яю мали генотип С/С 13910 без мальдигестг! лактози, щдекс НОМА-IR до лшування рееструвався на рiвнi 4,98 ± 0,76. Шсля лшування з використанням стандартно! тера-пг! шдекс НОМА-IR у III груш становив 4,81 ± 0,59 (р > 0,05).
У дггей з IV групи порiвняння, яю мали генотип С/Т 13910 з мальдигестгею лактози, шдекс НОМА-IR до лшування становив 4,85 ± 0,77. Шсля лшування з використанням низьколактозно! дieти шдекс НОМА-IR у IV груш був на рiвнi 4,29 ± 1,34 (р > 0,05).
Отже, висока ефективнгсть лшування зi статис-тично значимим зниженням показникгв гнсулгно-резистентностi вгдмгчалась у I та II групах спостереження. Середне значення гндексу НОМА-IR у цих групах до експерименту становить 6,15 ± 1,66. Середне значення показника тсля лшування становить 3,56 ± 0,56. Було показано однакову ефективнють (p > 0,05) використання препарату екзогенно! лактази порiвняно з низьколактозною дieтою в дггей iз генотипом С/С 13910 та мальдигестгею лактози для контролю над показниками шсулгнорезистентностг при ожиршш.
Висновки
1. Зустргчальшсть генотипу С/С 13910 була найви-щою при ожиршш в дггей i становила 56,8 %, генотипу С/Т 13910 — 29,7 %, а генотип Т/Т 13910 рееструвався лише в 13,5 % дггей 6—18 рокгв з ожиргнням.
2. Ступгнь мальдигестГ! лактози залежить вгд генотипу LCT. Так, спгввгдношення середнгх ргвнгв концен-траци водню у видихуваному повгтрг дггей з генотипами Т/Т, С/Т, С/С 13910 становить 1 : 17 : 27.
3. На формування гнсулгнорезистентностг при ожи-ргннг в дгтей 6—18 рокгв впливае мальдигестгя лактози, асоцгйована гз SNP LCT. Наявнгсть генотипу С/С 13910 збгльшуе ризик ускладненого перебггу ожиргння з па-тологгчною базальною гшершсулгнемгею в 2 рази по-ргвняно з генотипом Т/Т 13910.
4. Лгкування лактазно! недостатностг при ожиргннг в дгтей гз генотипом С/С 13910 з використанням препарату екзогенно! лактази або низьколактозно! дгети, створено! за допомогою комп'ютерно! програми Low-lactose diet, характеризуеться достатньо високим ргв-нем ефективностг. Використання даних засобгв лгкування не тгльки сприяе дигестг! лактози, але й знижуе ргвень гнсулгнорезистентностг.
Конфл^ iHTepeciB. Автори заявляють про вгд-сутнгсть конфлгкту гнтересгв при пгдготовцг дано! статтг.
References
1. Abaturov OE, Nikulina AO. Asociation one-nucleotide polimorphism of the lactase gene in accordance with the insulin resistance of children. Suchasni medychni tehnologii'. 2016;(31):33-36. (in Ukrainian).
2. Abaturov OE, Nikulina AO, Logvinov DV, Kolbasin PO. Dietotherapy for obesity in children associated with adult lactase deficiency. Zdorov e rebenka. 2017;12(6):657-662; doi: 10.22141 /2224-0551.12.6.2017.1128335. (in Ukrainian).
3. Zelinska NB, Rudenko NG, Rudenko OG. Statystychno-analitychnyj dovidnyk dytjachogo endokrynologa [Statistical-analitichny dovidnik children's endocrinologist]. Kiev: Center for Statistical Medicine of the Ministry of Health of Ukraine; 2016. 22 p. (in Ukrainian).
4. Lezhenko GA, Gladun EV. The role of osteopontin and adiponectin in the development of insulin resistance and arterial hypertension in adolescents with obesity. Georgian Medical News. 2013;(214):44-48. (in Russian).
5. Stepanov YuM, Budzak IYa., Konenko IS. Hydrogen Breath Test in the Diagnosis of Digestive Tract Pathology. Gastroenterologia. 2015;(55):81-85. (in Russian).
6. Shadrin OG, Marushko TL, Misnyk VP, Fisun VM, Marushko KR. Challenges of the clinical features and treatment of lactose intolerance in infants. Sovremennaya pediatriya. 2011;(40):157-163. (in Ukrainian).
7. Alharbi O, El-Sohemy A. Lactose Intolerance (LCT-13910C>T) Genotype Is Associated with Plasma 25-Hydroxyvitamin D Concentrations in Caucasians: A Mendelian Randomization Study. J Nutr. 2017 Jun;147(6):1063-1069. doi: 10.3945/jn.116.246108.
8. Bayless TM, Brown E, Paige DM. Lactase Non-persistence and Lactose Intolerance. Curr Gastroenterol Rep. 2017May;19(5):23. doi: 10.1007/s11894-017-0558-9.
9. Brasen CL, Frischknecht L, Ornskov D, Andreasen L, Madsen JS. Combination of real-time PCR and sequencing to detect multiple clinically relevant genetic variations in the lactase gene. Scand J Clin Lab Invest. 2017 Feb;77(1):60-65. doi: 10.1080/00365513.2016.1261408.
10. Enattah NS, Sahi T, Savilahti E, Terwilliger JD, Peltonen L, Jrvel I. Identification of a variant associated with adult-type hypolactasia. Nat Genet. 2002 Feb;30(2):233-7. doi: 10.1038/ng826.
11. Fagerberg L, Hallstr m BM, Oksvold P, et al. Analysis of the human tissue-specific expression by genome-wide integration of transcriptomics and antibody-based proteomics. Mol Cell Proteomics. 2014 Feb;13(2):397-406. doi: 10.1074/mcp. M113.035600.
12. Fang L, Ahn JK, Wodziak D, Sibley E. The human lactase persistence-associated SNP -13910*T enables in vivo functional persistence of lactase promoter-reporter transgene expression. Hum Genet. 2012 Jul;131(7):1153-9. doi: 10.1007/ s00439-012-1140-z.
13. Gasbarrini A, Corazza GR, Gasbarrini G, et al. Methodology and indications of H2-breath testing in gastrointestinal diseases: the Rome Consensus Conference. Aliment Pharmacol Ther. 2009 Mar 30; 29(Suppl 1):1-49. doi: 10.1111/j.1365-2036.2009.03951.x.
14. Heyer E, Brazier L, Sgurel L, et al. 2011. Lactase persistence in central Asia: phenotype, genotype, and evolution. Hum Biol. 2011 Jun;83(3):379-92. doi: 10.3378/027.083.0304.
15. Hofmanova Z, Kreutzer S, Hellen thal G, et al. 2016. Early farmers from across Europe directly descended from Neolithic Aegeans. Proc Natl Acad Sci US A. 2016 Jun 21;113(25):6886-91. doi: 10.1073/pnas.1523951113.
16. Liebert A, Jones BL, Danielsen ET, Olsen AK, Swallow DM, Troelsen JT. In Vitro Functional Analyses of Infrequent Nucleotide Variants in the Lactase Enhancer Reveal Different Molecular Routes to Increased Lactase Promoter Activity and Lactase Persistence. Ann Hum Genet. 2016 Nov;80(6):307-318. doi: 10.1111/ahg.12167.
17. Lukito W, Malik S, Surono IS, Wahlqvist ML. From 'lactose intolerance ' to 'lactose nutrition '. Asia Pac J Clin Nutr. 2015;24(Suppl 1):S1-8. doi: 10.6133/apjcn.2015.24.s1.01.
18. Misselwitz B, Fox M. What is normal and abnormal in lactose digestion? Lancet Gastroenterol Hepatol. 2017 0ct;2(10):696-697. doi: 10.1016/S2468-1253(17)30180-2.
19. Paasela M, Kolho KL, Vaarala 0, Honkanen J. Lactose inhibits regulatory T-cell-mediated suppression of effector T-cell interferon-y and IL-17production. Br J Nutr. 2014 Dec 14;112(11):1819-25. doi: 10.1017/S0007114514001998.
20. Peplies J, Börnhorst C, G nther K, et al. Longitudinal associations of lifestyle factors and weight status with insulin resistance (HOMA-IR) in preadolescent children: the large prospective cohort study IDEFICS. Int J Behav Nutr Phys Act. 2016Sep 2;13(1):97. doi: 10.1186/s12966-016-0424-4.
21. SégurelL, Bon C. On the Evolution of Lactase Persistence in Humans. Annu Rev Genomics Hum Genet. 2017 Aug 31;18:297-319. doi: 10.1146/annurev-genom-091416-035340.
22. Storhaug ChL, Fosse SK, Fadnes LT. Country, regional, and global estimates for lactose malabsorption in adults: a systematic review and meta-analysis. Lancet Gastroenterol Hepatol. 2017 0ct;2(10):738-746. doi: 10.1016/S2468-1253(17)30154-1.
23. Styne DM, Arslanian SA, Connor EL, et al. Pediatric Obesity-Assessment, Treatment, and Prevention: An Endocrine Society Clinical Practice Guideline. J Clin Endocrinol Metab. 2017Mar 1;102(3):709-757. doi: 10.1210/jc.2016-2573.
24. Wijnhoven TM, van Raaij JM, Spinelli A, et al. WHO European Childhood Obesity Surveillance Initiative 2008: weight, height and body mass index in 6-9-year-old children. Pediatr Obes. 2013 Apr;8(2):79-97. doi: 10.1111/j.2047-6310.2012.00090.x.
OTpuMaHO 11.01.2018 ■
Абатуров А.Е.1, Степанов Ю.М.2, Никулина А.А.1
1ГУ «Днепропетровская медицинская академия МЗ Украины», г. Днепр, Украина 2ГУ «Институт гастроэнтерологии НАМН Украины», г. Днепр, Украина
Нарушение дигестии лактозы в формировании инсулинорезистентности при ожирении у детей с разными генотипами гена лактазы и способы лечения
Резюме. Актуальность. Встречаемость ожирения и его осложненного течения в последние годы, особенно среди детей, проживающих в крупных городах, увеличивается с эпидемической скоростью, а причины данного патоморфоза остаются недостаточно изученными. В частности, не отражена роль нарушения дигестии лактозы в формировании инсулинорезистентности, ассоциированной с ожирением у детей. Цель: изучить ассоциацию мальдигестии лактозы с генотипами гена лактазы (LCT) при ожирении у детей, исследовать эффективность лечения ожирения с использованием низко-лактозной диеты и препарата экзогенной лактазы. Материалы и методы. Проведено генотипирование по полиморфному локусу гена лактазы методом полимеразной цепной реакции в реальном времени и определено состояние дигестии лактозы при помощи водородного дыхательного теста (ВДТ) у 74 детей с ожирением и 16 здоровых детей 6—18 лет. По результатам генотипирования, ВДТ и назначенной терапии были сформированы группы наблюдения: I группу (n = 11) составили дети с генотипом С/С 13910 и мальдигестией лактозы, получавшие с первого дня лечения препарат экзогенной лактазы, во II группу (n = 11) вошли дети с генотипом С/С 13910 и мальдигестией лактозы, получавшие низколак-тозную диету, III группу (n = 11) составили дети с генотипом С/С 13910 без мальдигестии лактозы, получавшие только стандартную терапию согласно национальным протоколам лечения, и IV группу (n = 11) составляли дети с генотипом С/Т 13910 и мальдигестией лактозы, получавшие низколак-тозную диету. Дополнительно детям из групп наблюдения
определяли индекс НОМА-IR до и после различных видов лечения. Результаты. При ожирении у детей средний уровень концентрации водорода во время ВДТ после нагрузки лактозой при генотипе С/С 13910 составил (36,05 ± 4,73) ppm, при генотипе С/Т 13910 — (22,61 ± 4,10) ppm, при генотипе Т/Т 13910 — (1,33 ± 0,63) ppm, а у здоровых детей с генотипом С/С 13910 — (13,91 ± 3,75) ppm, р < 0,05. Наиболее высокий уровень концентрации водорода в выдыхаемом воздухе при ВДТ до лечения был зарегистрирован в I группе наблюдения — (39,40 ± 8,04) ppm, во II группе он составлял (32,70 ± 10,48) ppm (р > 0,05), в III группе — (8,60 ± 1,16) ppm (р < 0,05), в IV группе — (26,30 ± 4,91) ppm (р < 0,05). Наиболее высокий индекс НОМА-IR до лечения определялся также в I группе наблюдения и составлял 7,33 ± 0,38; во II группе — 5,53 ± 0,70; в III группе — 4,98 ± 0,76; в IV группе — 4,85 ± 0,77 (р < 0,05). Индекс НОМА-IR после лечения статистически значимо снизился в I и II группах наблюдения и составил 3,96 ± 0,60 и 3,17 ± 0,35 соответственно (р < 0,05). Выводы. Мальдигестия лактозы способствует повышению инсулино-резистентности при ожирении у детей и ассоциируется с генотипом С/С 13910, р < 0,05. Лечение мальдигестии лактозы при ожирении у детей с генотипом С/С 13910 с использованием препарата экзогенной лактазы или низколактозной диеты при помощи созданной нами компьютерной программы Low-lactose diet имеет одинаковую эффективность и влияет на статистически значимое снижение индекса HOMA-IR. Ключевые слова: мальдигестия лактозы; генотипы гена лактазы; водородный дыхательный тест; ожирение; дети
A.E. Abaturov1, Yu.M. Stepanov2, A.A. Nikulina1
1State Institution "Dnipropetrovsk Medical Academy of the Ministry of Health of Ukraine", Dnipro, Ukraine
2State Institution "Institute of Gastroenterology of the National Academy of Medical Sciences of Ukraine", Dnipro, Ukraine
Lactose maldigestion in the formation of insulin resistance in obese children with various lactase gene genotypes and methods of treatment
Abstract. Background. In recent year, the occurrence of obesity and its complicated course increases with epidemic speed, especially among children living in large cities, and the causes of this patho-morphosis remain understudied. In particular, the role of lactose maldigestion in the formation of insulin resistance associated with obesity in children is not described. The objective was to study the association of lactose maldigestion with lactase gene genotypes in obese children, to investigate the effectiveness of treatment for obesity using low-lactose diet and exogenous lactase preparation. Materials and methods. Genotyping by the polymorphic locus of the lactase gene was carried out using real-time polymerase chain reaction, and the state of lactose digestion by hydrogen breath test (HBT) was determined in 74 obese children and 16 healthy children aged 6—18 years. Observation groups were formed following genotyping, НВТ and prescribed therapy. Group I consisted of 11 children with C/C 13910 genotype and lactose maldigestion receiving exogenous lactase preparation from the first day of treatment. Group II included 11 children with C/C 13910 genotype and lactose maldigestion, who received low-lactose diet. Group III consisted of 11 children with C/C 13910 genotype and lactose maldigestion receiving only standard therapy according to the national treatment protocols, and group IV — 11 children with C/T 13910 genotype and lactose maldigestion, who received low-lactose diet. In addition, Homeostasis Model Assessment of Insulin Resistance (HOMA-IR) was used in children from the observation
groups before and after various treatments. Results. For obesity in children, the average level of hydrogen concentration during HBT after lactose load in C/C 13910 genotype was (36.05 ± 4.73) ppm, in C/T 13910 genotype— (22.61 ± 4.10) ppm, in T/T 13910 genotype — (1.33 ± 0.63) ppm, and in healthy children with C/C 13910 genotype — (13.91 ± 3.75) ppm, p < 0.05. The highest level of hydrogen concentration in the exhaled air with HBT before treatment was registered in group I and was (39.40 ± 8.04) ppm, compared to (32.70 ± 10.48) ppm in group II (p > 0.05), in group III — (8.60 ± 1.16) ppm (р < 0.05), in group IV — (26.30 ± 4.91) ppm (р < 0.05). The highest HOMA-IR before treatment was also registered in observation group I and was (7.33 ± 0.38); in group II — (5.53 ± 0.70); in group III — (4.98 ± 0.76); in group IV — (4.85 ± 0.77) (p < 0.05). The value of HOMA-IR after treatment had a statistically significant decrease in groups I and II and was (3.96 ± 0.60) and (3.17 ± 0.35), respectively (p < 0.05). Conclusions. Lactose maldigestion increases insulin resistance in obese children and is associated with C/C 13910 genotype, p < 0.05. Treatment of lactose maldigestion in obese children with C/C 13910 genotype using exogenous lactase preparation or low-lactose diet with the help of our computer program "Low-lactose diet" has the same efficacy and affects statistically significant decrease in HOMA-IR.
Keywords: lactose maldigestion; lactase gene genotypes; hydrogen breath test; obesity; children
