WHO-ORS WHO-ORS v léčbě cholery u dospělých (ORS)

Značný zájem nedávno vyvolala dietní vláknina (DF) a rozpustná vláknina se objevila jak pro výzkum, tak pro terapeutické aplikace. „Vláknová hypotéza“, kterou předložili Denis Bukitt a Hugh Trowel (1-4), naznačuje, že konzumace nerafinovaných sacharidových potravin chrání před mnoha západními nemocemi, včetně rakoviny tlustého střeva, divertikulární choroby, apendicitidy, zácpy, hemoroidů, cukrovky, srdečních chorob, žlučové kameny a obezita mimo jiné. V souladu s touto hypotézou bylo provedeno mnoho základních laboratorních a klinických prací. Termín „vláknina“ se používá k označení rostlinných polysacharidů a ligninu, které jsou odolné vůči hydrolýze lidskými trávicími enzymy (5,6). Byla také studována podrobná chemie a metabolismus DF (7-10). Klasifikace vlákniny je založena na její chemické struktuře (11) a lze ji rozdělit na nepolysacharidy a neškrobové polysacharidy. Lignin je jediné nepolysacharidové vlákno, což je polymer fenolického alkoholu, který je nerozpustný ve vodě. Neškrobový polysacharid lze rozdělit na celulózu a necelulózovou vlákninu. Celulóza se skládá z nerozvětvených řetězců D-glukózy v 1,4-ß vazbě a je nerozpustná ve vodě. Necelulózové polysacharidy zahrnují hemicelulózy, slizy, gumy a pektiny a sestávají z různých ß vazeb široké škály hexózových a pentózových cukrů. Polysacharidové řetězce jsou heteroglykany (řetězce s více než jedním typem monosacharidů). Hemicelulózové materiály jsou polymery xylózy, manózy a glukózy s postranními řetězci galaktózy a arabinózy. Pektické látky jsou polymery galakturonových kyselin. Podobně jsou gumy a slizy rozvětvené sacharidové polymery (např. guma, což je lineární manan s galaktózovými postranními řetězci). Necelulózové polysacharidy se liší stupněm jejich rozpustnosti ve vodě (7,9,10).

U člověka je vláknina odbourávána především v tlustém střevě bakteriální flórou. Mnoho z účinků vlákniny na výstup stolice vyplývá z této degradace. Hlavními produkty fermentace vlákniny jsou mastné kyseliny s krátkým řetězcem (SCFA) včetně acetátu, propionátu a butyrátu, což jsou hlavní anionty v tlustém střevě. Bakterie využívají SCFA a proliferují, absorbují vodu z epitelu tlustého střeva v průběhu svého metabolismu a snižují tak obsah volné vody v lumen (11). SCFA, které bakterie nevyužívají, jsou z velké části absorbovány tlustým střevem (12). Jejich transepiteliální transport je spojen se stimulací transportu sodíku z tlustého střeva u několika druhů včetně člověka (13-15). Tento účinek může být zvláště důležitý u akutních průjmových onemocnění, kde pročištění a související snížený příjem potravy mohou vyčerpat SCFA v tlustém střevě, což vede k dysfunkci tlustého střeva (16, 17). Hladiny luminálních SCFA v tlustém střevě by tedy mohly ovlivnit klinický průběh akutních průjmových onemocnění. SCFA se také ukázaly jako klinicky důležité u jednoho průjmového onemocnění u prasat přenosné gastroenteritidy (18). U zvířat infikovaných virem se vyvine akutní enteritida s výraznou ztrátou tekutin z tenkého střeva. U mladých zvířat se vyvine těžký průjem, protože jejich sliznice tlustého střeva není schopna absorbovat tekutinu, zatímco u starších infikovaných zvířat bylo prokázáno, že mají zvýšenou absorpci tlustého střeva asi šestinásobně oproti kontrolám. Tato kompenzační reakce zabraňuje těžkému průjmu a souvisí s rozvojem fermentace tlustého střeva s produkcí SCFA.

Cholera je onemocnění člověka postihující tenké střevo, kde je zvýšená sekrece tekutin a elektrolytů, zatímco jejich vstřebávání je sníženo, což vede k hojnému vodnatému průjmu. Protože lidské tlusté střevo má schopnost absorbovat vodu a elektrolyt (19), očekává se určitá kompenzace snížení průjmových ztrát. V nedávných studiích (20, 21) bylo prokázáno, že SCFA stimulují absorpci sodíku v tlustém střevě, což je účinek, který není ovlivněn c-AMP, a navíc bylo zjištěno, že inhibují cyklickou AMP zprostředkovanou sekreci chloridů v tlustém střevě.

SCFA-zvýšená absorpce vody a elektrolytů tlustým střevem může být využita při léčbě akutních průjmových onemocnění. Perorální rehydratační terapie dramaticky změnila léčbu akutního průjmového onemocnění. Přesto je orální rehydratační terapie v procesu zlepšování. Bylo prokázáno, že perorální rehydratační roztoky na bázi obilovin (ORS) snižují objem stolice asi o 30 % až 40 % ve srovnání s WHO-ORS (22, 23). Je možné, že alespoň část jejich účinku na snížení objemu stolice lze připsat SCFA produkovaným neabsorbovanými sacharidy včetně vlákniny v tlustém střevě. Diverzní kolitida je zánětlivý proces postihující bypassované tlusté střevo a konečník po chirurgickém odklonu fekálního proudu [24]. Zánět mizí po chirurgické reanastomóze, kde jsou lokální steroidy obvykle neúčinné [25]. Rektální instilace SCFA vedla k vymizení symptomů a endoskopických změn po dobu 4-6 týdnů; remise byla udržována více než rok pravidelnou rektální léčbou SCFA [26]. Tato zjištění naznačují, že SCFA také hrají roli při hojení sliznic u kolitidy

Epiteliální buňky tlustého střeva využívají SCFA jako zdroj energie pro své různé metabolické aktivity (27, 28). Lidské kolonocyty používají butyrát přednostně před glukózou, glutaminem nebo ketolátkami jako zdroj paliva (27). Na rozdíl od buněk tenkého střeva tedy epiteliální buňky tlustého střeva získávají hlavní část svého energetického zásobování z lumen spíše než z krve. Bylo zjištěno, že nedostatek luminální výživy sliznice vyvolává sekreci tekutin (29). Nedostatek luminálních SCFA v tlustém střevě se může podílet na zvláštních průjmových stavech, jako je diverzní kolitida a průjem spojený s antibiotiky. Průjem není neobvyklý po operacích břicha, zvláště po uzavření dočasné kolostomie [30]. Ačkoli neexistují žádné důkazy, tento pooperační průjem by mohl být přisuzován nedostatku SCFA v tlustém střevě, což by možná mohlo být zvráceno příjmem fermentovatelné vlákniny (31). K pooperačním průjmům pravděpodobně přispívá zdlouhavá předoperační příprava střeva antibiotiky a výplachy a snížená perorální výživa. Nedostatek luminálních SCFA může podobně vysvětlit průjem často pozorovaný v terminálních stádiích malnutrice a hladovění. V těchto stavech nemusí být střevní infekce vždy implikovány a zdá se pravděpodobné, že průjem je projevem orgánově specifické podvýživy tlustého střeva (32). Průjem je často spojen s užíváním širokospektrých antibiotik a kolonizace toxinem produkujícím Clostridium difficile představuje pouze třetinu těchto případů (33). Užívání antibiotik potlačuje tvorbu SCFA z fermentovatelných sacharidů (34), což je vlastnost, která může být také zodpovědná za průjem. Ačkoli existuje mnoho údajů naznačujících protiprůjmový účinek fermentovatelných vláken, jejich terapeutické použití u průjmových onemocnění je ještě třeba prozkoumat. Některé nedávné klinické studie prokázaly příznivý účinek dietní vlákniny při léčbě cholery dospělých (35) a při léčbě dětí s akutním průjmem (36). U dětí s akutním průjmem bylo pozorováno, že ORS s přídavkem Benefiber zkracuje průměrnou dobu trvání průjmu o 16 hodin (74 vs. 90 h; p < 0,05). K vyhodnocení účinku Benefiberu na snížení závažnosti a trvání cholery, formy těžkého dehydratačního průjmu, jsou zapotřebí další studie.

Guarová guma: rozpustná vláknina

Guarová guma je dietní vláknina získaná z endospermu semen hroznovitého bobu indického (Cyanopsis tetragonolobus) z čeledi Leguminosae. Rostlina guar je lusk obsahující, dusík fixující luštěninu, která se po staletí pěstuje v Indii a Pákistánu, kde je jednou z hlavních plodin a používá se jako potrava pro lidi i zvířata. Nyní se pěstuje v Americe pro použití v různých průmyslových odvětvích (potravinářský, kosmetický a papírenský průmysl) (37).

Chemicky je guarová guma neškrobový polysacharid, galaktomannan, který při kontaktu s vodou tvoří vysoce viskózní gel. V tlustém střevě je guarová guma fermentována za vzniku SCFA. Zpočátku se guarová guma používala jako zahušťovadlo a stabilizátor emulze při zpracování potravin na základě své želírující vlastnosti (37). Náš současný zájem o guarovou gumu je její terapeutické využití jako dietní vlákniny.

"Benefiber" (částečně hydrolyzovaná guarová guma)

Guarová guma tvoří s vodou gel, je spíše viskózní, a proto nevhodná pro terapeutické použití (např. v tekuté enterální výživě). Benefiber je částečně hydrolyzovaná (in vitro enzymem endo-B-manáza) guarová guma, což je rozpustná vláknina. Očekává se, že Benefiber bude snadno využitelný střevní mikroflórou s produkcí stejných produktů fermentace jako guarová guma. Částečná hydrolýza guarové gumy (např. Benefiber) má za následek významné snížení viskozity roztoku. Očekává se také, že nezpůsobí žádné zpoždění při vyprazdňování žaludku a také nebude narušovat normální vstřebávání makroživin (sacharidů, bílkovin a tuků). V jedné studii (38) přidání Benefiberu do tekuté stravy významně zpomalilo dobu průchodu tlustým střevem, aniž by to ovlivnilo dobu průchodu orocekálním střevem. Výsledek jiné nedávné studie (39) ve švýcarském Liestalu zjistil, že Benefiber neovlivňuje vstřebávání glukózy, aminokyselin a tuku.

Benefiber byl pro tuto studii vybrán z několika důvodů. Za prvé je to částečně hydrolyzovaná guarová guma (PHGG) a úplně se rozpustí ve vodě a vytvoří čirý roztok. Za druhé, jiná vlákna jsou obvykle viskózní, a proto nejsou vhodná pro použití v ORS; škrob odolný vůči amyláze není rozpustný a tvoří pouze suspenzi. Za třetí, ve studiích fermentace in vitro s použitím čerstvého fekálního inokulátu bylo pozorováno, že produkce SCFA je nejvyšší u PHGG ve srovnání s jinými komerčními náhražkami vlákniny (40). Za čtvrté, v naší studii necholerového průjmu u dětí jsme pozorovali, že PHGG je klinicky užitečný (36). V této studii (36) jsme použili PHGG v dávce 20 g/l. Tato dávka byla zvolena libovolně na základě standardní dávky používané při přípravě kapalných formulačních diet. V navrhované studii bychom chtěli otestovat dvě různé dávky (25 g/l a 50 g/l), abychom zjistili, zda existuje další přínos zvýšení dávky.

Na základě zjištění naší předchozí studie i studií provedených jinde velmi doufáme, že přidání Benefiberu do WHO-ORS povede k jeho fermentaci v tlustém střevě, což povede k produkci SCFA, což by zlepšilo funkci tlustého střeva včetně tlustého střeva. vstřebávání soli a vody a tím snížení výdeje stolice a zkrácení doby trvání průjmu u dospělých s cholerou.

Bezpečnostní otázka Benefiberu

Benefiber je potravinový materiál získaný z rostlinného zdroje, který se používá v cereáliích, džusech, koktejlech, jogurtech, polévkách, kašírovaném zboží a jako zdroj vlákniny v produktech enterální výživy. Prošel rozsáhlým testováním toxicity a bylo zjištěno, že je bezpečný (41). Ve studiích na lidských dobrovolnících (38, 39) byly produkty enterální výživy doplněné o Benefiber 20 g/l shledány jako bezpečné. V nedávné době byly v MKNDR,B provedeny dvě klinické studie (36, Alam et al., nepublikovaná data) u dětí - v jedné studii byla ORS doplněna o Brenefiber 20 g/l a v jiné studii byla rozmělněná kuřecí strava doplněna o Benefiber 20 g/l. V těchto studiích nebyly zaznamenány žádné nežádoucí účinky. V navrhované studii bude Benefiber doplněn o ORS buď 25 g/l nebo 50 g/l pro léčbu cholery dospělých. Vzhledem k tomu, že pacienti s cholerou mají hojnou vodnatou stolici s krátkou dobou průchodu, očekává se, že 50 % vláken se vyloučí stolicí beze změny. Jelikož je léčba cholery krátkodobá (2-3 dny), nepředpokládáme žádné nežádoucí účinky.