В составе индигенной микрофлоры толстой кишки доминируют облигатные анаэробные бактерии[31,32, 35]. Отличительной особенностью метаболизма углеводов у облигатных анаэробных бактерий является продукция ЛЖК, особенно, с разветвлѐнной углеродной цепью [33]. Аэробы ЛЖК не продуцируют. Определение уровней и спектра ЛЖК в копрофильтрате методом ГЖХ позволяет объективно в ранние сроки оценить степень нарушения микробиоценоза кишечника по совокупности биохимических критериев в виде изменений общего уровня ЛЖК, анаэробного индекса, индекса изокислот[30]. На выбор тактики пробиотической коррекции влияет оценка изменений метаболической активности анаэробной микрофлоры, что открывает новые возможности оптимизации терапии при различных кишечных нарушениях.
Определение концентраций ЛЖК в содержимом кишечника проводится методом газо-жидкостной хроматографии, основанным на разделении веществ в потоке газа-носителя на гетерогенизированных поверхностях адсорбционных колонок благодаря различным скоростям адсорбционно-десорбционных процессов[33].
Рассчитывается общий уровень кислот, уровни и доли в общем пуле (спектры) уксусной (С2), пропионовой (С3), масляной (С4), изомасляной (iC4), валериановой (С5), изовалериановой (iC5), капроновой (С6), изокапроновой (iC6) кислот, а также значение структурного индекса (СИ), индекса изокислот (ИИ).
Значение СИ используется как показатель инфраструктуры микробиоценоза, соотношения популяций анаэробных и факультативноанаэробных микроорганизмов, поскольку источником уксусной кислоты является почти всяиндигенная кишечная микрофлора, а более восстановленных метаболитов (все ЛЖК за исключением уксусной) — только строгие анаэробы.
Значение ИИ используется как показатель преобладающего типа микроорганизмов сахаролиты-протеолиты. Увеличение значение ИИ ¾ увеличение суммарной концентрации изокислот, продуктов микробного переваривания аминокислот (белков), то есть увеличение доли протеолитической микрофлоры в микробном сообществе.
Суммарный уровень ЛЖК, характеризует возможность кишечной микрофлоры переваривать субстрат.Величина суммарного уровнятак же зависит от скорости всасывания продуктов метаболизма. Так как кишечный микробиоценоз закрытая саморегулирующаяся система, суммарная концентрация ЛЖК в кале имеет большой разброс значений. Однако,его значения не снижаются ниже определѐнного уровня.
В составе ЛЖК выделяются основные уксусная, пропионовая, масляная кислоты и сопутствующие, валериановая, капроновая и их изомеры. Уксусная и пропионовая кислоты всасываются в кровь, достигнув печени, значительная часть ЛЖК сжигается в пероксисомахгепатоцитов. В крови, оттекающей от печени, концентрация ЛЖК существенно меньше и окончательной метаболизации кислоты подвергаются в клетках периферических тканей [7]. Концентрация масляной кислоты в стуле человека меняется от 11 до 25 ммоль/г [8].
Диапазон соотношений основных ЛЖК уксусной:пропионовой:масляной от 48:29:23 до 70:15:15 при среднем значении 60:20:20 [9]. Определить общую продукцию ЛЖК сложно, так как 95% ЛЖК быстро абсорбируются и метаболизируютсяорганизмом, поэтому концентрации меняются в широких пределах в зависимости от скорости транзита содежимого кишечника[10]. Большая часть масляной кислоты метаболизируется кишечным эпителием, в портальной вене отмечается концентрация масляной кислоты от 1,3 до 14,4 ммоль/г; в сыворотке венозной крови - 0,5-3,3 ммоль/г. Концентрации ЛЖК в сыворотке крови уксусной кислоты составляют 98-143, пропионовой - 3,8-5,4 ммоль/г [11].
В многочисленных исследованиях доказано положительное воздействие масляной кислоты в организме. ЕЕ источником являются растворимые (олигофруктоза, инулин, псилум) и нерастворимые волокна (целюллоза, лигин) [12, 13, 14, 15, 16]. Масляная кислота является одним из важнейших метаболитов, обеспечивающих энергообеспечение коллоноцитов-кишечного эпителия.Отмечается влияние масляной кислоты на канцерогенез в толстой кишке: антиканцерогенный эффект масляной кислоты подтверждѐн на многочисленных моделях на животных [17, 18, 19]. Также доказан положительный эффект масляной кислоты в отношении язвенного колита: клизмы с масляной кислотой на 60% повышают пролиферацию слизистой толстой кишки [20]. Отмечается положительное влияние масляной кислоты на продукцию муцина бокаловидными клетками [21]. Масляная кислота, как показано на модели колита у крыс, восстанавливала содержание трансглутаминазы в толстой кишке [22]. Показано в исследованиях invitro, что масляная кислота участвует в процессах репарации толстой кишки [23]. Имеются данные результатов исследований, подтверждающие в опытах на изолированных коллоноцитах крыс и человекаположительное воздействие масляной кислоты на оксидативный стресс[24, 25, 26, 27]. Недостаточное количество масляной кислоты в организме может приводить к снижению колонизационной резистентности, всасываемости метаболитов и другим негативным последствиям.
Референсные значения для оценки микробиоценоза по концентрациям ЛЖК в калепредставлены в табл. 6.
Таблица 6
Референсные значения летучих жирных кислот в кале
| Параметр, ед. изм. | Границы | Среднее |
| Суммарный уровень ЛЖК, ммоль/г. | не менее 59,74 | 80,75 |
| Концентрация масляной кислоты, ммоль/г | не менее 4,97 | 10,16 |
| Доля уксусной кислоты,% | не более 74,78 | 67,63 |
| Доля пропионовой кислоты,% | не менее16,49 | 18,99 |
| Доля масляной кислоты,% | не менее 9,96 | 13,38 |
| Структурный индекс, ед. | не менее 0,5 | 0,67 |
| Индекс изокислот, ед. | не более 0,66 | 0,53 |