CC BY
27
ВЛИЯНИЕ ПРОБНОГО ЗАВТРАКА НА РЕЗУЛЬТАТЫ 13С-УРЕАЗНОГО ДЫХАТЕЛЬНОГО ТЕСТА
A.M. Зякун, Г.В. Цодиков,Д.Ю. Матевосов
ИБФМ им. Г.К Скрябина РАН МОНИКИ им. М.Ф. Владимирского
За прошедшие два десятилетия после открытия Helicobacter pylori разработано и предложено множество различных методов диагностики Hp-инфекции, которые делятся на две большие группы: инвазивные и неинвазивные. Маастрихтские соглашения 2000 и 2005 гг., регламентирующие диагностический алгоритм, отдают предпочтение неивазивным методам диагностики хеликобактериоза, рекомендуя при этом уреазный ды-хательный тест (УДТ). Высокая диагностическая точность, необременительность и абсолютная безопасность сделали 13С-УДТ, наряду с иммуноферментным анализом (ИФА) Н. pylori в кале, приоритетным методом диагностики Hp-инфекции. Однако эти рекомендации не исключают эндоскопические исследования, если они необходимы.
Суть 13С-УДТ заключается в том, что под воздействием фермента уреазы бактериальной клетки происходит гидролиз мочевины до иона-аммония и бикарбонат-иона. Образованный таким образом С02 обогащен изотопом 13С. Углекислота, меченная изотопом, всасывается в кровь, попадает в легкие и далее с выдыхаемым воздухом выводится из организма. Затем в собранных порциях выдыхаемого воздуха измеряется концентрация меченного углерода, входящего в состав углекислого газа. Разница в содержании 13С в выдыхаемом воздухе до приема тестовой 13С-мочевины и после ее приема отражает ферментативную активность Н. pylori [1, 3, 7].
Представленная схема отражает суть и основу настоящего метода.
13CO(NH3) + уреаза бактерий -» NH3+13C02 Сбор выдыхаемого воздуха —» Изотопный анализ 13С02
В организме здорового человека уреазная активность отсутствует. Присутствие в выдыхаемом воздухе пациента изотопа 13С, превышающее принятый контрольный уровень после приема 13С-мочевины, является доказательством уреазной активности и, соответственно, Нр-инфи-цированности (положительный результат теста). При отсутствии бактерий Н. pylori в организме человека тестовая 13С-мочевина проходит пищеварительный тракт без разложения и практически не влияет на соотношение изотопов углерода в выдыхаемом воздухе (отрицательный результат теста). Чрезвычайно важно определение величины условно выбранного контрольного уровня содержания 13С в выдыхаемой углекислоте для определения положительного и отрицательного результатов теста. Ряд исследований позволил установить контрольный уровень: он составляет 5%о [5]. Таким образом, пациент признается Нр-инфицирован-
ным, если содержание изотопа 13С в С02 выдыхаемого воздуха после приема 13С-мочевины превышает 5%0.
Значение контрольного уровня не зависит от возраста обследуемого. Однако в последнее время появились статьи, в которых оспаривается мнение, что контрольный уровень, равный 5%о, является константой. Возражения объясняются тем, что его значение должно быть адаптировано к множеству факторов, влияющих на УДТ, в частности, он зависит от типа пробного завтрака, дозы и насыщения меченной мочевины, а также оттого, проводится диагностика первичная или после эрадикации.
Вследствие того, что большинство ложноположительных и ложноот-рицательных результатов 13С-УДТ наблюдаются в интервале между 2 и 5%о (так называемая «серая зона»), следует осторожно относиться к результатам, попадающим в этот интервал. Целесообразно при этом повторить УДТ или воспользоваться другими методами диагностики. Если величина уровня 13С менее 2%о, этот факт трактуется как доказательство исчезновения Н. pylori. Таким образом, предлагается после эрадикации использовать более точный порог контрольного уровня, равный 2%о.
Согласно единому Европейскому протоколу дыхательного теста с мочевиной, исследование проводится утром натощак или не ранее чем через 6 часов после утреннего приема пищи. Обследуемый выполняет выдох в контейнер для сбора исходного (базального) образца воздуха, затем принимает пробный завтрак и через 10 минут принимает раствор со 100 мг меченной 13С-мочевины, обогащенной изотопом на 99% и растворенной в 50 мл дистиллированной воды. Далее проводится забор выдыхаемого воздуха на 30-й минуте. Полученные образцы воздуха исследуются с помощью масс-спектрометра.
В большинстве протоколов проведения 13С-УДТ перед введением peros водного раствора 13С-мочевины за 10-30 минут предлагается принять так называемый первичный (пробный) завтрак, состоящий из полужидкой или жидкой пищи (пудинги, соки, свежее молоко или раствор лимонной кислоты). Установлено, что максимум выхода 13С02 с выдыхаемым воздухом у пациента после приема 13С-мочевины может зависеть от состава предварительного завтрака [11]. В качестве пробного завтрака самым оптимальным принято считать лимонную кислоту, которая, как показали многочисленные исследования, превосходит по влиянию на результаты дыхательного теста стандартный полужидкий пробный завтрак, завтрак с высоким содержанием жиров, аскорбиновую кислоту, апельсиновый и яблочный соки [8].
Целесообразность приема лимонной кислоты объясняется рядом ее эффектов: «закислением» желудка, сокращением дуоденального сфинктера, что влечет за собой замедление эвакуации раствора из желудка и, соответственно, удлинением контакта изотопа с его телом и дном, активация уреазной активности Н. pylori и потенцирование поступления мочевины в желудок за счет индукции цикла трикарбоновых кислот [4, 10]. Цикл мочевины в организме человека сопряжен с циклом трикарбоновых кислот. Прием лимонной кислоты вызывает активацию этого цикла и, со-
ответственно, цикла мочевины, что имеет значение для количественной характеристики 13С-УДТ [9].
Из-за неоднородности изотопного состава углерода пищи и ее компонентов (жиры, белки, углеводы, кислоты) 13С в выдыхаемом воздухе может варьировать в широких пределах (от -10 до -30%о). Следовательно, после приема пробного завтрака изотопный состав углерода метаболической углекислоты у пациентов также может варьировать относительно исходного содержания в ней 13С в сторону как повышения, так и снижения, в зависимости оттого, какой компонент пищи будет метаболизиро-ваться в данный момент. Это может приводить к неконтролируемому изменению изотопного состава углерода выдыхаемого углекислого газа в процессе наблюдения и, соответственно, служить источником ложнопо-ложительных или ложноотрицательных выводов относительно тестируемой уреазной активности у пациента. Для получения достоверной информации о возможности гидролиза 13С-мочевины в организме пациента необходимо выяснить, в какой степени может отличаться изотопный состав углерода метаболической углекислоты, которая образуется при использовании компонентов первичного завтрака, по сравнению с базаль-ным изотопным составом выдыхаемой углекислоты при метаболизме обычно потребляемой пищи.
Вышесказанное свидетельствуют как о недостаточно выясненной роли предварительного питания в диагностике Нр-инфекции, так и о неопределенности в выборе оптимальных условий приема завтрака.
Цель исследования - изучить влияние пробного завтрака с разным изотопным составом на изменение содержания 13С (513С) при проведении 13С-УДТ.
Исследование проходило в два этапа. Во время первого этапа проводилось изучение изотопного состава углерода С02 в выдыхаемом воздухе у жителей Москвы и Московской области. Второй этап исследования включал в себя изотопный анализ двух образцов пищевой лимонной кислоты, которые предлагались в качестве пробного завтрака. На основании полученных результатов осуществлялся выбор наиболее оптимального продукта в качестве пробного завтрака.
Теоретический анализ метаболизма мочевины в отсутствие и при наличии Нр-инфекции в организме человека и полученные с помощью 13С-УДТ экспериментальные данные позволили впервые предложить использование двойной изотопной углеродной «метки», то есть прием пищевой лимонной кислоты (ПК) с известным изотопным составом ее углерода в качестве предварительного питания одновременно с приемом 13С-мочевины. При использовании лимонной кислоты, содержащей меньше 13С, чем обычная пища, появляется возможность наблюдать ее метаболизм по изотопному составу выдыхаемой углекислоты после приема водного раствора. В свою очередь, поскольку изотопный состав тестовой мочевины аУбёТбё содержит повышенное количество 13С-изотопа, то появление малейших отклонений от кинетики выделения 13С02 в сторону увеличения 13С рассматривается как свидетельство наличия бактериальной уреазной активности в организме пациента.
Для получения достоверной информации о гидролизе 13С-мочевины в организме обследуемого необходимо выяснить, насколько изотопный состав углерода метаболической углекислоты, которая образуется при использовании первичного завтрака, отличается от базального изотопного состава выдыхаемой углекислоты, образуемой при метаболизме обычно потребляемой пищи.
Учитывая особую значимость базального изотопного состава углерода С02 в выдыхаемом воздухе, было обследовано 215 жителей Москвы и Московской области и определен базальный диапазон вариаций 513С выдыхаемой углекислоты после 12-часового голодания.
Рис. 1. Распределение жителей Москвы и Московской области в % от числа обследованных субъектов (п), по базальному содержанию 13С02 в выдыхаемом воздухе в единицах 813С относительно РОВ-стандарта.
Изотопный состав углерода выдыхаемой углекислоты обследованных варьировал в пределах 513С= от -18 до -25%о относительно международного стандарта РОВ, а средневзвешенное его значение составляло -1,2%о. Полученный результат находится в «удовлетворительном согласии» с изотопным составом выдыхаемой углекислоты для жителей Европы, США и Японии и может служить одним из критериев при выборе продуктов для первичного завтрака.
Сравнительный изотопный анализ показал, что в лимонной кислоте от фирмы РАСПАК (ЛК^ содержится больше изотопа 13С по сравнению с базальным значением С02 для жителей обследованного региона и составляет 513С = -13,4%о. Изотопный состав лимонной кислоты от фирмы «Второй Дом» (ЛК2), наоборот, имеет пониженное содержание изотопа 13С по сравнению базальным значением С02 для жителей обследованного региона и составляет 513С = -23,4%о.
На рис. 2 представлены изменения изотопного состава углерода выдыхаемой углекислоты у субъекта после приема натощак 2 г каждого из указанных выше образцов лимонной кислоты - ЛК1 и ЛК2.
Рис. 2. Изменение изотопного состава углерода выдыхаемой углекислоты у пациентов после приема per os водного раствора 2 г лимонной кислоты: № 1 - лимонная кислота фирмы РАСПАК, Москва (ЛК^ с 813С = -13,4 %о; № 2 - лимонная кислота фирмы «Второй Дом», Москва (ЛК2) с 513С = -23,4%о.
После приема peros водного раствора ЛК2 изотопный состав углерода выдыхаемой углекислоты достигал минимума в значении 813С через 25 мин. При этом величина разности в изотопном составе углерода в выдыхаемой углекислоте составляла -0,8%о относительно базального значения. При приеме водного раствора Л1С,, наоборот, отмечается повышенное содержание 13С-изотопа в выдыхаемой углекислоте на 1,3 %о, что при определении уреазной активности с использованием 13С-УДТ может интерпретироваться как свидетельство наличия Нр-инфекции.
Таким образом, использование в качестве пищевой добавки лимонной кислоты ЛК2с изотопным составом углерода заметно обедненной 13С относительно базальной углекислоты позволил регистрировать начало и продолжительность метаболизма экзогенной лимонной кислоты в организме тестируемого субъекта. Так как изотопный состав тестовой 13С-мочевины содержал значительно больше 13С по сравнению с ЛК2, то на фоне изменения изотопного состава углерода выдыхаемой углекислоты, образующейся при использовании лимонной кислоты, гидролиз 13С-мочевины детектируется с большой степенью достоверности при наличии уреазной активности. Значимой величиной, отражающей дополнительное включение изотопа 13С в выдыхаемую углекислоту в результате
гидролиза тестовой 13С-мочевины и указывающей на наличие уреазной активности в организме тестируемого пациента, является 0,5%о, то есть чувствительность метода увеличивается почти на порядок по сравнению с традиционным анализом. Надежность обнаружения уреазной активности в организме пациентов значительно возрастает при регистрации кинетики изменения изотопного состава углерода выдыхаемой углекислоты после одновременного приема водного раствора лимонной кислоты и 13С-мочевины.
Использование лимонной кислоты с изотопным составом углерода заметно обедненной 13С от фирмы «Второй Дом» в качестве пробного завтрака для 13С-УДТ, позволяет:
- снизить контрольный уровень теста с 5%о до 2%о;
- повысить диагностические характеристики метода (чувствительность, специфичность, точность);
- в 4-5 раз уменьшить количество тест-препарата (мочевины, меченной 13С) и за счет этого существенно снизить стоимость метода.
ЛИТЕРАТУРА
1. Исаков В.А., Домарадский И.В. Хеликобактериоз. - М., 2003. - 412 с.
2. Передерий В.Г., Ткач С.М., Марусанич Б.Н. // Сучасна гастроентеролопя. -2005. - № 6 (25), С.4-9.
3. Hilhi R., Philippe L., Francis M. // Helicobacter. - 2003. - V. 8. - Suppl. 1. -P. 13-20.
4. Leodolter A. etal. //Aliment. Pharmacol. Ther. - 1999. - V. 13. - P. 1057-1062.
5. Logan R.P.H., Poison R.J., Misiewicz J.J. etal. //Gut. - 1991. -V. 32. - P. 1461-1464.
6. Malfertheiner P., Megraud F., O'Morain C.et al. // Aliment. Pharmacol. Ther. -2002 - V. 16, No. 2. - P. 167-180.
7. Malfertheiner P., Michetti P., Price A. Helicobacter pylori. An atlas. - 1996.
8. Opekun A.R., Abudayyeh S., Graham D.Y. // Aliment. Pharmacol. Ther. - 2005. -V. 21, No. 9. - P. 1145-1148.
9. Pantoflickova D. Scott D.R., SachsG. etal. //Gut. - 2003. -V. 52, No. 7. - P. 933-937.
10. Shiotani A. Saeed A. Yamaoka Y. et al. // Aliment. Pharmacol. Ther. - 2001. -V. 15. - P. 1763-1767.
11. Wang W.M., Lee S.C., Ding H.J. et al. // J. Gastroenterol. - 1998. - V. 33, No. 3. -P. 330-335.
ВЛИЯНИЕ ЭРАДИКАЦИИ HELICOBACTER PYLORI
НА ТЕЧЕНИЕ ГАСТРОЭЗОФАГЕАЛЬНОЙ РЕФЛЮКСНОЙ БОЛЕЗНИ
ПРИ ЯЗВЕННОЙ БОЛЕЗНИ
А.Н. Иванов, Э.П. Яковенко, H.A. Агафонова, A.B. Яковенко, А. С. Прянишникова
РГМУим. Н.И. Пирогова
В настоящее время Н. pylori признается ведущим патогенетическим фактором язвенной болезни, способствующим нарушению защитного барьера слизистой оболочки и приводящим к развитию заболевания [1]. В ряде исследований доказана эффективность терапии, направленной
