Гидролазы крови пуповины в характеристике дигестивного потенциала новорожденного

• Модель Галина Юрьевна
• Коротько Геннадий Феодосьевич

Резюме

Дигестивный ферментный потенциал новорожденного является одним из показателей его функцио­нальной готовности к лактотрофии. Определены гидролазы в сыворотке пуповинной крови новорожден­ных и родильниц с нормальным (36 нед) и неполным (40 нед) сроками гестации: α-амилаза, липаза (коло­риметрическим методом с набором реактивов по инструкции фирмы Roche), пепсиногены I и II (методом хемилюминесцентного иммуноанализа с набором реактивов фирмы Abbott).

При нормальном сроке гестации содержание гидролаз в сыворотке крови пуповины ниже, чем в сыворотке родильницы: в среднем липазы и α-амилазы - в 3 раза, пепсиногена I - почти в 4,6 раза, пепсиногена II - всего в 1,6 раза. Это свидетельствует о различии сроков фетального формирования разных ферментных систем.

У недоношенных детей по сравнению с доношенными содержание в пуповинной крови α-амилазы сни­жалось с 9,0 до 4,6 ед/л, пепсиногена I - с 11,0 до 4,7 мкг/л, пепсиногена II - c 5,5 до 3,4 мкг/л, липазы -не менялось, свидетельствуя о более раннем формировании липолитической системы плода.

Содержание гидролитических ферментов пищеварительных желез в сыворотке пуповинной крови ново­рожденного является информативным тестом, характеризующим дигестивный потенциал новорожденного.

Ключевые слова:новорожденный, пуповинная кровь, гидролазы, дигестивный потенциал

Естественное грудное вскармливание ребенка признано "золотым стандартом" его питания со времени рожде­ния благодаря высокой энергетической ценности, уни­кальным трофологическим свойствам, высокой усвояемости нутриентов материнского молока, содержанию большого количества биологически активных соединений и защитных фаторов [1-3]. Всасывание нутриентов молока в его желу­дочно-кишечном тракте (ЖКТ) требует их предварительной деградации. Она производится гидролитическими фермен­тами пищеварительных желез младенца по типу собствен­ного пищеварения, начиная с периода новорожденности при лактотрофии, смешанном вскармливании и последую­щем пожизненно дефинитивном питании макроорганизма. В лактотрофии принимает участие и аутолитическое пище­варение гидролазами самого молока, и его вариант - инду­цированное аутолитическое пищеварение. В роли индукто­ров выступают условия, в которых происходит аутолиз (pH, температура, ферменты, другие кофакторы) [4]. Технология лактотрофии состоит в сочетании собственного и аутолитического, полостного и мембранного видов и типов пищеваре­ния [5, 6], посредством протеиназ, липаз и карбогидраз ЖКТ в собственном пищеварении и гидролаз молока в аутолитическом пищеварении, а также в суммировании гидролитиче­ских эффектов протеиназ секретов пищеварительных желез и грудного молока [7-9].

Степень зрелости новорожденного определяется мно­жеством функциональных показателей различных систем [дыхательной, сердечно-сосудистой, центральной нерв­ной системы (ЦНС)], в том числе при помощи оценочных шкал.

Степень готовности новорожденного к лактотрофии тради­ционно оценивается прежде всего по таким основным харак­теристикам, как наличие сосательного и глотательного реф­лексов, нормальная моторика желудочно-кишечного тракта (ЖКТ), своевременная эвакуация пищи из желудка и т.д.

Нам представляется важным дополнение приведен­ного выше перечня параметров новорожденного харак­теристикой его ферментного гидролитического потен­циала. Одним из таких методических приемов, принятых в гастроэнтерологии, является определение ферментов пищеварительных желез в сыворотке или плазме крови пациента, куда они транспортируются из пищеварительных желез [10]. Механизмы гомеостатирования содержания гидролаз в периферической крови и причины его наруше­ния в настоящее время исследованы достаточно подробно [11, 12], и уровень содержания гидролаз в крови является критерием ферментного потенциала пищеварительных желез, т.е. числа и активности синтезирующих, секретирующих и инкретирующих гидролазы гландулоцитов. Это лежит в основе диагностической информативности данного теста.

Целью нашего исследования явилось определение фер­ментов пищеварительных желез в сыворотке новорожден­ных для оценки их дигестивного потенциала.

Материал и методы

Исследование проводили на базе перинатального центра ГБУЗ "Краевая клиническая больница № 2" (Краснодар) с марта по август 2016 г. Материал получен от родильниц и их новорожденных при физиологических родах (47 женщин)и при кесаревом сечении (29) с предварительным письмен­ным согласием женщин в соответствии с Федеральным зако­ном "Об основах охраны здоровья граждан в Российской Федерации" от 21.11.2011 № 323-ФЗ и решением локального комитета по этике. Учитывали акушерский анамнез родиль­ниц, срок гестации, оценку по шкале Апгар, антропометриче­ские данные новорожденных.

Критериями исключения явились: новорожденные с поро­ками развития, асфиксия тяжелой степени при рождении.

В числе обследованных 76 родильниц 36 имели доно­шенную и 40 - недоношенную беременности. Гестационный возраст недоношенных детей составил от 27 до 35 нед. В сыворотке крови определены гидролитические ферменты: липаза, амилаза, пепсиногены I и II. Для этого использо­ваны стандартные фирменные наборы реактивов. Анализы выполнены на модульной платформе для биохимического и иммунохимического анализа Cobas-8000 (модуль 702) фирмы Roche, с применением колориметрических методов. Определения пепсиногена I и пепсиногена II выполнены методом хемилюминесцентного иммуноанализа на микро­частицах с использованием набора реактивов фирмы Abbott на иммунологическом анализаторе Architect plus: 2000.

От момента взятия крови до выдачи информации о содер­жании названных ферментов проходило не более 1,5 ч.

Статистическая обработка данных

Концентрации ферментов имели большой разброс значений, превосходящий половину среднего значения, их эмпирические распределения не соответствовали нормальному закону, поэ­тому для описания содержания ферментов использовали меди­ану, минимальное, максимальное значение, нижний и верхний квартили. Для анализа различий в двух независимых группах данных применили непараметрические критерии Вальда-Вольфовица, Колмогорова-Смирнова, Манна-Уитни. Статистический анализ данных реализован в среде пакета Statistica 6 [13].

Результаты и обсуждение

Как свидетельствуют полученные результаты, в сыво­ротке крови пуповины новорожденного содержание гидролаз существенно ниже, чем в сыворотке крови родильницы (табл. 1-4). Это отражает неполную сформированность фер­ментного аппарата пищеварительных желез новорожден­ных. Причем для разных гидролаз стартовый уровень раз­личен, что свидетельствует об асинхронности созревания ферментных систем пищеварительного тракта плода.

Липолитическая система ЖКТ новорожденного обеспе­чивается секрецией его слюнных, желудочных и поджелудоч­ной желез, а затем, на заключительном этапе пищеваритель­ного конвейера, - тонкокишечными моноглицеридлипазой и карбоксиэстеразой [14]. Эти гидролазы реализуют липолиз по типу полостного и пристеночного собственного пищеварения. Велика роль в лактотрофии липолитической активности грудного молока, участвующей в гидролизе его липидов по типу аутолитического пищеварения [5, 15]. Данная активность постепенно снижается в динамике лак­тационного периода и замещается липолизом посредством нарастающей колипазозависимой секреции панкреатиче­ской липазы [6]. Следовательно, в лактотрофии принимают участие липазы пищеварительных желез и молока, при­чем аутолиполиз липазами молока индуцируется слюнной и желудочной липазами [6], составляя важнейший компо­нент липолитической системы младенца.

Содержание липазы в сыворотке крови пуповины при доношенной и недоношенной беременности примерно в 3 раза ниже, чем в сыворотке крови родильницы. Это сви­детельствует о том, что низкий стартовый уровень продукции липазы пищеварительными железами плода формируется на ранних сроках гестации, еще до сроков гестации, при­нятых считать недоношенностью. Такая ситуация с липолизом на начальных этапах лактотрофии позволяет усмотреть в ее обеспечении большое значение высокой липолитической активности молозива, затем зрелого молока в аутолитическом пищеварении по типу индуцированного желудочного и тонкокишечного желчезависимого полостного пищеваре­ния [6, 16].

Содержание α-амилазы, главными продуцентами кото­рой являются слюнные и поджелудочная железы, в сыво­ротке крови пуповины новорожденного многократно ниже (в среднем 6 раз), чем в сыворотке крови его матери, имея достаточно широкие пределы варьирования при нормальных сроках гестации (табл. 2). При недоношенной беременности содержание α-амилазы в крови пуповины ниже более чем в 2 раза относительно таковых показателей у доношенных детей при неизменных ее показателях в сыворотке крови матери. Выраженное снижение амилолитической активно­сти секретов названных пищеварительных желез у недоно­шенных младенцев может стать причиной мальдигестии при смешанном и искусственном вскармливании ребенка, так как большинство питательных смесей содержат полисахариды, гидролизуемые α-амилазой. Грудное молоко, как известно, данного нутриента не содержит, а дисахарид лактоза, кото­рой богато молоко, гидролизуется дисахаридазой лактазой в тонкой кишке в результате пристеночного (мембранного) пищеварения [4, 17].

Особый интерес и значимость в пищеварительном протеолизе имеет секреция гландулоцитами фундальных и антральных желудочных и дуоденальных желез нескольких пепсиногенов, при активации которых в кислой среде путем ограниченного протеолиза образуется несколько изопепсинов [14]. Они относятся к эндопептидазам - в результате их действия на белки образуются в основном олиго-, три- и дипептиды (и не более 10% аминокислот), которые гидролизуются в тонкой кишке панкреатическими и кишечными (в основном депиптидазами) протеазами, эндо- и экзопептидазами до всасываемых из тонкой кишки в кровь аминокислот [14]. Принципиально деление пепсиногенов на две группы: собственно пепсины (они как протеиназы наи­более активны при pH 1,5-2); гастриксин (при pH 3,2-3,5). Их иммунными аналогами являются соответственно пепсиноген I и пепсиноген II. Фетальные пепсины адаптированы к гидролизу казеина при pH 4,5 и выше [5], что исключи­тельно важно для протеолиза при лактотрофии ребенка [2, 6]. Определение пепсиногенов I и II в сыворотке крови получило в гастроэнтерологии широкое применение как диагностический тест [10], особенно в диагностике кислотозависимых заболеваний желудка (гастрит, язвенная болезнь желудка и двенадцатиперстной кишки), характеризуя пептический потенциал желудка.

Нами пепсиногены I и II определены в сыворотке веноз­ной крови родильниц и пуповинной крови новорожденных.

Как видно из представленных в табл. 3 и 4 данных, при нормальных сроках гестации у младенцев содержание в сыворотке крови пепсиногенов было существенно ниже, чем у родильниц, пепсиногена I - примерно в 4,6 раза, пепсиногена II - в 1,6 раза.

Соотношение двух пепсиногенов в сыворотке крови, которому придают решающее значение в диагностике заболеваний желудка [10], у наблюдавшихся нами 36 родильниц с нормальными сроками гестации составило 5,7 (пепсиноген I = 50,75/пепсиноген II = 8,88 мкг/л). У их новорожден­ных соответственно - 2,3 (10,92 и 4,67 мкг/л). При недо­ношенной гестации у родильниц (40) различие содержа­ния двух пепсиногенов было существенно выше, составив 7,2 (56,22/7,80 мкг/л). Соответственно у недоношенных новорожденных различие более низких значений двух пепсиногенов (4,67/3,39 мкг/л) было ниже - 1,4, т.е. 2 изопепсиногена синтезируются не только в меньшем количестве, но и менее дифференцированно.

В связи с изменением содержания гидролаз в сыворотке крови родильниц [16, 18], и не только пепсиногенов, их соот­ношения, но и других ферментов пищеварительных желез [18], мы с целью оценки адаптивных подвижек активности пищеварительных желез применили вычисление отношения содержания гидролаз в сыворотке пуповинной крови ново­рожденного к таковому сыворотки крови родильницы. Это соотношение выражено в процентах (см. табл. 1-4), а соотно­шение содержания гидролаз в сыворотке крови новорожден­ных к таковым родильниц и в разах представлено в табл. 5.

Данный прием анализа полученной информации о соот­ношении гидролаз материнской и младенческой крови при­менен впервые.

Как видно из представленных в табл. 5 данных, умень­шение средних величин (в разах) ферментного потенциала новорожденного относительно такового матери с нормальным сроком гестации составляет по липазе около 3,0; амилазе - 6; пепсиногену I - 4,6; пепсиногену II - около 1,6. При недоношенной беременности эти соотношения по амилазе и пепсиногену I резко возрастают до 12 раз за счет сниженной продукции данных ферментов гландулоцитами соответствующих желез недоношенных новорожденных, в меньшей мере по пепсиногену II - в 2,3 раза.

Выраженные в процентах показатели ферментов сыво­ротки крови пуповины от таковых сыворотки венозной крови матери не менее показательны. По липазе при доно­шенной и недоношенной гестации мало различаются (37,2 и 34,6%), что, по нашему мнению, подтверждает раннее стартовое формирование липолитической системы плода, о чем сказано выше. Сыворотка пуповинной крови имела при доношенной гестации в среднем 17,0% амилазы от ее содержания в сыворотке крови матери, при недоношенной гестации - 8,8%. Эти данные, как нам представляется, сви­детельствуют о позднем стартовом формировании амилолитической системы пищеварительных желез и существенном его отставании при недоношенной гестации, что находит объяснение функциональной гидролитической потребно­сти α-амилазы с введением прикорма, который индуцирует секрецию липазы и α-амилазы [19].

Пепсиноген I, активный как протеаза при низких зна­чениях pH, неактуален в ранние сроки лактотрофии, и его содержание при доношенной гестации составляет 21,5% содержания того же фермента в сыворотке материнской крови. При недоношенной беременности синтез этого фермента в 2,6 раза ниже - 8,3% такового желудочными железами матери. И, наконец, содержание пепсиногена II в пуповинной крови относительно высокое при доношенной и недоношенной беременностях, составляя соответственно 68,5 и 43,63% таковой сыворотки крови матери. Эти пока­затели отражают стартовый уровень адаптированности син­теза и секреции данной протеиназы к гидролизу казеина в лактотрофии новорожденных, адаптированность к ней секреции желудочных желез.

Большая вариабельность ферментных показателей сыво­ротки пуповинной крови новорожденных, родильниц, отно­шений между ними подтвердила снижение экзосекреции и повышение инкреции ферментов пищеварительными железами при физиологической беременности [18] и наблю­давшиеся нами обратные отношения между содержанием гидролаз в сыворотке крови родильницы и ее новорожден­ного. Такая вариабельность относительно немногочислен­ного полученного нами материала не позволила обозна­чить средние величины и референсные интервалы, которые следует принять за некую норму. В данном направлении набор материала должен продолжаться, но в целом резкое многократное снижение ферментного потенциала позволяет предположить недостаточность дигестии в начальные сроки лактотрофии младенца, а приведенные в табл. 1-4 статисти­ческие данные можно принять за их порядок при доношен­ной и недоношенной гестации.

Заключение

В оценке ферментного потенциала пищеварительных желез новорожденных информативно определение содержа­ния амилазы, липазы, пепсиногенов I и II в сыворотке крови младенцев с вычислением, из-за широкого диапазона референса, процента их относительно мало меняющегося от срока гестации уровня ферментемии у родильниц. Оценка старто­вого ферментного потенциала пищеварения новорожденного может характеризовать как потенциал по всем исследованным нами ферментам (генерализованно), так и по каждому из них (селективно). Это свидетельствует об асинхронности форми­рования разных ферментных систем пищеварительного тракта плода и ребенка, что имеет научный и практический интерес, так как в нормально функционирующем пищеварительном конвейере ЖКТ адекватно количественно соотнесены субстраты-нутриенты и гидролизующие их ферменты. В условиях исходно резко нарушенного данного соотношения при еще не функционирующих регуляторных механизмах постпрандиальной адаптации секреции ферментов пищеваритель­ными железами новорожденных возможны недостаточность и другие дефекты питания и развития ребенка. Данное состо­яние можно прогнозировать на основании выявленных гипо-и дисферментемий новорожденных. Исследовательская работа в этом направлении должна быть продолжена.

Конфликт интересов отсутствует.

ЛИТЕРАТУРА

1. Неонатология : национальное руководство / под ред. Н.Н. Во­лодина. М. : ГЭОТАР-Медиа, 2007. 848 с.

2. Конь И.Я. Основы естественного вскармливания детей первого года жизни // Детское питание : руководство для врачей / под ред. В.А. Тутельяна, И.Я. Коня. М., 2009. Ч. 2 (1). С. 277-339.

3. Шабалов Н.П. (гл. ред.). Гл. VI. Патология новорожденных // Неонатология. 4-е изд. : в 2 т. М. : МЕДпресс-информ, 2006. С. 222-287.

4. Уголев А.М., Иезуитова Н.Н., Масевич Ц.Г. и др. Исследование пищеварительного аппарата у человека (обзор современных методов) Л. : Наука, 1969.

5. Коротько Г.Ф. Питание и пищеварение на ранних этапах онтоге­неза человека. Краснодар : Традиция; 2016.

6. Коротько Г.Ф. Типы пищеварения при грудном вскармливании детей: возвращение к проблеме // Вопр. питания. 2016. № 1. С. 19-28.

7. Neu J., Li N. The neonataL gastrointestinaL tract: deveLopmentaL anatomy, physioLogy, and cLinicaL impLications // NeoReviews. 2003. VoL. 4. P. 7-13. URL: http://neoreviews.aappubLications.org.

8. HoLton T.A., Vijaykumar V., DaLLas D.C., Guerrero A. et aL. FoLLowing the digestion of miLk proteins from mother to baby // J. Proteome Res. 2014. VoL. 13, N 12. P. 5777-5783.

9. DaLLas D.C., Murray N.M., Gan J. ProteoLytic systems in miLk: per­spectives on the evoLutionary function within the mammary gLand and the infant // J. Mammary GLand BioL. NeopLasia. 2015. VoL. 20. P. 133-147.

10. Молчанова А.Р., Сорокина Н.Н., Руковишников М.Ю. Диагности­ческая значимость комплексного лабораторного исследования пепсиногенов // Новости "Вектор-Бест" (Новосибирск). 2010. Т. 56, № 2. С. 7-10.

11. Коротько Г.Ф. Ферменты пищеварительных желез в крови (очерки о ферментном гомеостазе). Ташкент : Медицина, 1983.

12. Коротько Г.Ф. Рециркуляция ферментов пищеварительных желез. Краснодар : ЭДВИ, 2011. 144 с.

13. Халафян А.А. Statistica 6. Математическая статистика с элемен­тами теории вероятностей : учебник. М. : Бином, 2010.

14. Коротько Г.Ф. Пищеварение - естественная технология. Крас­нодар : ЭДВИ, 2010. 304 с.

15. Конь И.Я. Современные представления о строении, физиологи­ческой роли и значении в питании детей основных пищевых веществ // Детское питание : руководство для врачей / под ред. В.А. Тутельяна, И.Я. Коня. М. : МИА, 2009. Ч. 4.I, гл. 4. С. 51-201.

16. Колодкина Е.В., Камакин Н.Ф. Гомеостаз инкретируемых фер­ментов у женщин при беременности и в период грудного вскармли­вания. Киров : Кировская ГМА, 2008. 156 с.

17. Рахимов К.Р. Механизмы усвоения лактозы в онтогенезе чело­века и животных. Ташкент : ФАН, 1991. 136 с.

18. Коротько Г.Ф. Деятельность органов пищеварения и ее особенности при физиологической беременности // Болезни ор­ганов пищеварения и крови у беременных. М. : Триада-Х, 1997. С. 5-36.

19. Харькова Р.М. Особенности функции пищеварения у детей первого года жизни при различном вскармливании // Вопросы питания и воспитания детей. 1968. С. 17-27.

Материалы данного сайта распространяются на условиях лицензии Creative Commons Attribution 4.0 International License («Атрибуция - Всемирная»)