Isoleusiini lisätty ORS lapsilla, joilla on ripuli

Maailmanlaajuisesti ripuli aiheuttaa edelleen 1,6–2,5 miljoonaa kuolemantapausta vuosittain, ja kehitysmaiden lapset kokevat keskimäärin 3 ripulijaksoa vuodessa. Ripulikuolleisuuden vähenemisestä huolimatta se on edelleen johtava lasten sairastuvuuden ja kuolemien syy [1]. Kuivumisen ehkäisy käyttämällä sopivia kotitekoisia nesteitä tai ORS-liuosta ja kuivumisen korjaaminen ORS-liuoksella tai suonensisäisellä nesteellä ohjeiden mukaan, mitä seuraa nesteytyksen ylläpitäminen ORS-liuoksella, sekä tavanomaisen ruoan jatkaminen, mukaan lukien imetys, ovat tärkeimpiä osa-alueita akuutin taudin hallinnassa. ripuli. Mikrobilääkehoitoa suositellaan joidenkin spesifisten etiologisten ripulien, kuten vaikean koleran, shigelloosin, invasiivisen suoliston amebiaasin ja oireisen giardiaasin, hoidossa. Hoidon kustannukset ja mikä tärkeintä vastustuskykyisten patogeenien ilmaantuminen ovat suurimpia huolenaiheita ripulin antimikrobisessa hoidossa, kuten myös muiden bakteeri-infektioiden hoidossa.

ORS:lla on tärkeä rooli ripulisairauksien hoidossa; se ei kuitenkaan vähennä ripulin vakavuutta tai kestoa, mikä on sen suurimpia rajoituksia. Ponnisteluja jatketaan näiden rajoitusten voittamiseksi kehittämällä uusia formulaatioita ja jakelumekanismeja, esim.

1. Alustan vaihtaminen/vaihtaminen (esim. alaniinin tai glysiinin lisääminen glukoosiin tai glukoosin korvaaminen multodekstriinillä ja riisijauheella)
2. Vähentää glukoosin ja natriumin pitoisuutta ja siten ORS-liuoksen osmolaarisuutta.

Alaniini/glysiini ja ORS-pitoinen riisijauhe osoittivat jonkin verran ulosteen erittymistä [2-5]. Mikään tähän mennessä kehitetyistä ja testatuista formulaatioista ei kuitenkaan osoittanut mitään suotuisaa vaikutusta ripulin kestoon. Samoin alentuneella osmolaarisella ORS:lla on jonkin verran suotuisaa vaikutusta ulosteenerityksen ja oksentelun vähentämiseen ja ORT-hoidon epäonnistumisen vähentämiseen pääasiassa lapsilla, joilla on ei-koleraripuli, mutta sillä ei ollut mitään vaikutusta ripulin kestoon [6]. Maailman terveysjärjestö (WHO) ja Yhdistyneiden Kansakuntien lastenrahasto (UNICEF) ovat äskettäin suositelleet alentuneen osmolaarisuuden omaavan ORS:n rutiininomaista käyttöä ripulisairauksien hoidossa [7]; sen tehokkuutta voidaan kuitenkin parantaa edelleen.

Antimikrobiset peptidit ja synnynnäinen immuniteetti

Antimikrobiset peptidit ovat tärkeä osa organismien luontaista immuunipuolustusta kasveista hyönteisiin ja ihmisiin. Ne ovat laajakirjoisia pinta-aktiivisia aineita, jotka tappavat mikrobeja muodostamalla huokosia niiden kalvoihin. Useimmilla on laaja vaikutus bakteereja, viruksia ja sieniä vastaan. Nisäkkäillä on kuvattu kaksi pääluokkaa antimikrobisia peptidejä: defensiinit ja katelisidiinit (LL-37). Defensiinit ovat antimikrobisten peptidien alaluokka, ja nisäkkäillä niitä on neutrofiilirakeissa, joissa ne ovat välttämättömiä fagosytisoituneiden mikrobien ei-oksidatiiviselle tappamiselle [8]. Nyt on hyvin todettu, että defensiinejä tuotetaan myös käytännöllisesti katsoen kaikilla nisäkkäiden epiteelin pinnoilla, mukaan lukien ihon, hengitysteiden, suoliston ja urogenitaalisten teiden pinnat [9, 10]. Joidenkin epiteelin defensiinien ilmentyminen on konstitutiivista ja edistää ei-inflammatorista antimikrobista estettä epiteelin pinnalla. Muut defensiinit ovat indusoituvia ja ilmentyvät voimakkaasti tulehdus- tai infektiokohdissa [9, 11, 12]. Defensiinitoimintojen heikkeneminen lisää alttiutta hengitysteiden infektiolle kystisessä fibroosissa [13] ja lisääntyneelle salmonellatartunnalle hiiren suolistossa [14]. Suoran antimikrobisen vaikutuksensa lisäksi beeta-defensiinit ovat kemotaktisia muisti-T-soluille ja dendriittisoluille, mikä viittaa siihen, että niillä on tärkeä rooli synnynnäisten ja hankittujen immuunivasteiden integroinnissa [15].

Epiteelin defensiinien induktion taustalla olevat molekyylimekanismit ovat suurelta osin tutkimatta. Kuviontunnistusreseptoreilla [16] on todennäköisesti ratkaiseva rooli tässä prosessissa, kuten on osoitettu CD-14-välitteisessä beeta-defensiinien induktiossa bakteerien lipopolysakkaridin vaikutuksesta [17]. Kokonaiset lämmöllä tapetut bakteerit ja sienet indusoivat ihmisen beeta-defensiini-2:ta ihmisen keratinosyyteissä, mutta tämän vasteen molekyyliperustaa ei ymmärretä [11]. Tulehdukselliset sytokiinit, kuten tuumorinekroositekijä alfa (TNF) ja IL-10, indusoivat myös beeta-defensiinejä [18, 19]. Koska defensiinien farmakologisella induktiolla epiteelin esteissä voi olla terapeuttista hyötyä, on jo pitkään etsitty uusia molekyylejä, jotka voisivat indusoida epiteelin defensiinin tuotantoa, joka on arvioitu käyttämällä solupohjaisia ​​määrityksiä. Äskettäin on havaittu, että L-isoleusiini ja sen analogit ovat erittäin spesifisiä beeta-defensiini-indusoijia epiteelisoluissa [20]. On myös havaittu, että kun isoleusiinia annetaan eläimille (kana), suolistofloora siirtyy probioottisille lajeille, se stimuloi paneth-soluja erittämään antimikrobisia peptidejä ihmisen suolistokudoksessa ja se aiheuttaa suolistoflooran muutosta, mikä johtaa lisääntyneeseen suolistoflooraan. laktobasillien määrä. (Manuscript, Ashida T & M Zasloff et ai.) Crohnin tautia sairastavien potilaiden hoidossa.

Yllä olevat havainnot viittaavat L-isoleusiinin mahdolliseen rooliin limakalvokudosten, mukaan lukien maha-suolikanavan, infektioiden hoidossa.

Antimikrobiset peptidit Shigella-infektioissa

Vuonna 2001 ICDDRB:n ja Karolinska Instituten (BA) tutkijat raportoivat Nature Medicine -lehdessä LL-37:n ja ihmisen beeta-defensiini-1:n (HBD-1) säätelyn vähenemisestä epiteelisoluissa Shigella dysenteriae tyypin I ja muiden enteeristen aiheuttamien ripulien yhteydessä. bakteerit [21]. Tämä alasääntely voitiin toistaa in vitro käyttämällä monosyyttialkuperää olevia solulinjoja U937 ja paksusuolen epiteelialkuperää olevaa HT-29:ää, kun ne on infektoitu Shigellalla tai Shigellasta peräisin olevalla plasmidi-DNA:lla. Alassäätely voi olla tärkeä immuunipakomekanismi patogeeneille välttääkseen voimakkaita limakalvon efektorimolekyylejä, kuten antimikrobisia peptidejä. Koska antimikrobiset tekijät kastelevat limakalvon pintoja, on mahdollista, että patogeeniset bakteerit heikentävät ihmisten etulinjan puolustusta osana invasiivista prosessiaan. Siksi uusi lähestymistapa on estää tämä vaimentava säätely tai käyttää terapeuttista lähestymistapaa endogeenisten mikrobilääkkeiden tuotannon lisäämiseksi. Viimeaikaiset tutkimukset ovat osoittaneet, että lyhytketjuiset rasvahapot (SCFA) voivat lisätä LL-37:n ilmentymistä paksusuolen epiteelisoluissa, ja niiden joukossa natriumbutyraatti oli paras indusoija [22, 23]. Lisäksi butyraatti indusoi paksusuolen solujen erilaistumista, jonka on raportoitu olevan LL-37:n ilmentymisen avaintekijä ihmisen paksusuolen epiteelissä [22]. Kuitenkin osoitettiin, että muut reitit kuin ne, jotka osallistuvat solujen erilaistumiseen, osallistuvat LL-37:n ylössäätelyyn butyraatilla [23]. Butyraattia tuotetaan paksusuolessa ravintokuitujen käymisen avulla. Siten normaalin suolistoflooran ja endogeenisten antibioottien ilmentymisen välillä on yhteys. Lisäksi SCFA:iden, mukaan lukien butyraatti, on osoitettu vähentävän kliinisiä oireita ja muuttavan mikrobiologisia ja patologisia piirteitä kokeellisissa Shigella-infektioissa kanimalleissa [24]. Siten Shigella-infektioiden vakavuuden ja antimikrobisten peptidien limakalvotasojen välinen suhde on ajateltavissa. Natriumbutyraatin oraalinen antaminen kaneille, jotka olivat saaneet Shigella-tartunnan, osoitti CAP-18:n (LL-37:n kaniinin homologi) lisääntynyttä säätelyä paksusuolen epiteelisoluissa, jolloin ulosteen shigellamäärä väheni ja kliininen toipuminen (Raqib et al, käsikirjoitus hyväksytty) ). Alassääntelyn estäminen tai antimikrobisen peptidin ilmentymisen tehostaminen voisi tarjota vaihtoehtoisen hoidon ihmisten ja eläinten suojelemiseksi bakteeripatogeeneiltä. Nämä tutkimukset voivat tarjota perustan endogeenisten antimikrobisten peptidien terapeuttiselle manipuloinnille, mukaan lukien LL-37:n ilmentyminen in vivo käyttämällä ravintoaineita tai butyraattia epiteelin puolustusesteen vahvistamiseksi. Siksi olemme käynnistäneet kliinisen tutkimuksen ICDDRB:ssä arvioidaksemme butyraattiperäruiskeen tehoa shigelloosin hoidossa.

Butyraatin on osoitettu indusoivan antimikrobisia peptidejä paksusuolessa; kuitenkin; sitä ei voi antaa suun kautta sellaisenaan. Lisäksi suurin osa akuuteista ripulista aiheutuvista sairauksista johtuu ohutsuolen tulehduksesta. Isoleusiini, välttämätön aminohappo, voi olla kohtuullinen vaihtoehto antimikrobisten peptidien erittymisen tehostamiseen paneth-soluista ja muiden puolustusmolekyylien erittymisestä ohutsuolen yläosassa (Manuscript, Ashida T & M Zasloff et al.). Tämä voi auttaa puhdistamaan taudinaiheuttajat, siirtämään suolistoflooran "normaalimpaan" kommensaaliseen lajijakaumaan ja tehostaa toipumista tarttuvasta ripulista. Siksi oletamme, että L-isoleusiinilla täydennetyn ORS-liuoksen käyttö indusoi antimikrobisia peptidejä ja parantaa kliinistä toipumista lapsilla, joilla on akuutti vetinen ripuli.