Биохимический анализ кала на короткоцепочечные жирные кислоты (КЖК)

Биохимический анализ кала на короткоцепочечные жирные кислоты (КЖК) определяет спектр органических кислот, которые образуются, когда анаэробные бактерии перерабатывают пищевые волокна в толстом кишечнике. В исследовании оцениваются основные кислоты — уксусная (C2), пропионовая (C3) и масляная (C4), разветвлённые изокислоты (изоC4, изоC5, изоC6) и их соотношение с неразветвлёнными, общее содержание кислот в диапазоне C2–C8 и анаэробный индекс. Поскольку разные группы бактерий вырабатывают свой характерный набор кислот, спектр КЖК отражает прежде всего функциональную активность микрофлоры (насколько активно она ферментирует пищевые волокна, какие метаболические процессы преобладают), а не просто видовой состав бактерий. В отличие от посева, который выращивает и подсчитывает отдельные виды, этот тест оценивает микрофлору по продуктам её обмена и улавливает активность многочисленных анаэробов, которые плохо растут в лаборатории и не выявляются обычными культуральными методами. 
Каждая кислота связана с определённой функцией и определёнными группами бактерий. Масляная кислота служит основным источником энергии для клеток слизистой толстой кишки, поддерживает целостность кишечного барьера и связана с противовоспалительными механизмами; её вырабатывают преимущественно строгие анаэробы. Пропионовая кислота участвует в обмене веществ и регуляции образования глюкозы и холестерина в печени. Уксусная кислота, самая массовая, всасывается в кровь и используется тканями как источник энергии. Нарушение соотношения этих кислот отражает изменение состава и активности микрофлоры. Анализ применяют при хронических нарушениях стула, вздутии, дискомфорте в животе, признаках дисбиоза, после антибактериальной терапии и при состояниях, где важно оценить функциональную активность кишечной микрофлоры. По спектру КЖК можно охарактеризовать не только общий уровень ферментации, но и преобладание анаэробного или аэробного обмена, усиление протеолитической активности, косвенные признаки нарушения полостного пищеварения, изменения моторики кишечника и вторичного обмена желчных кислот. Результат используется как метаболическая характеристика работы микрофлоры и пищеварительной среды, а не как самостоятельный диагноз.

Клиническое значение

Общее содержание короткоцепочечных жирных кислот отражает суммарную метаболическую активность кишечной микрофлоры. Сниженный уровень указывает на угнетение нормальной микрофлоры, недостаток пищевых волокон в питании или ускоренное прохождение содержимого по кишечнику, когда бактерии успевают выработать меньше кислот. Повышенный уровень встречается при избыточной микробной ферментации, замедленном транзите и нарушении всасывания кислот в кишечнике. Сам по себе сдвиг общего уровня не указывает на конкретное заболевание, но характеризует общее направление изменений в работе микрофлоры и служит отправной точкой для оценки остальных показателей.

Соотношение отдельных кислот несёт более тонкую информацию о том, какие группы бактерий преобладают и какой тип микробного обмена доминирует. Повышение доли масляной и пропионовой кислот отражает активизацию строгих анаэробов (бактероидов, клостридий, эубактерий, фузобактерий), которые активно сбраживают волокна. Смещение в сторону уксусной кислоты со снижением доли масляной и пропионовой характерно для угнетения анаэробной флоры и относительного усиления аэробных и факультативных микроорганизмов. Такой сдвиг помогает охарактеризовать тип нарушения микрофлоры, а не просто констатировать сам факт дисбиоза.

Для интегральной оценки соотношения анаэробной и аэробной флоры используется расчётный анаэробный индекс. Его смещение в сторону резко отрицательных значений указывает на преобладание анаэробного метаболизма и активизацию строгих анаэробов, тогда как сдвиг к слабо отрицательным или положительным значениям отражает относительное усиление аэробной и факультативной флоры, что встречается при угнетении нормальной анаэробной микрофлоры, в том числе после антибактериальной терапии. Анаэробный индекс особенно ценен тем, что обобщает разнонаправленные изменения отдельных кислот в один показатель баланса микробного сообщества.

Отдельную группу показателей составляют разветвлённые (изо-) жирные кислоты и их соотношение с неразветвлёнными (ИзоCn/Cn). Изокислоты образуются преимущественно при бактериальном расщеплении белков, а не углеводов, поэтому повышение их доли отражает усиление протеолитической (расщепляющей белок) активности микрофлоры. Это наблюдается при недостатке доступных бактериям пищевых волокон, когда микрофлора переключается на сбраживание белковых субстратов, а также при замедленном транзите. Отдельно учитывается отношение изовалериановой кислоты к валериановой, которое отражает активность протеолитической и остаточной микрофлоры: его повышение может сопровождать усиление условно-патогенных, в том числе гемолитических, штаммов и рассматривается вместе с общим спектром кислот и анаэробным индексом. Такая детализация позволяет различить, какой именно тип микробного метаболизма (сахаролитический или протеолитический) преобладает у пациента, что имеет значение для подбора питания и коррекции.

Спектр кислот закономерно меняется при разных кишечных состояниях, что используется для уточнения характера нарушения. При синдроме раздражённого кишечника с запорами нередко повышается доля уксусной кислоты, изменяется индекс изокислот и снижается доля масляной. При воспалительных заболеваниях кишечника, таких как язвенный колит, изменяется доля масляной и пропионовой кислот и смещается анаэробный индекс, что отражает перестройку микробного сообщества на фоне воспаления. После курса антибиотиков снижается общее содержание кислот и сдвигается анаэробный индекс из-за угнетения нормальной флоры. Эти изменения сопоставляются с клинической картиной и другими исследованиями, поскольку сами по себе они отражают функциональное состояние микрофлоры, но не указывают на конкретную причину заболевания.

Тест показывает, какие метаболиты образует кишечная микрофлора и насколько активна её ферментация на момент исследования; видовой состав микробиоты при необходимости оценивают другими методами, например молекулярными. Поэтому результат служит функциональной характеристикой дисбиоза и основой для контроля его коррекции, дополняя обследование на конкретные заболевания кишечника. Наибольшую ценность анализ представляет в динамике: повторное исследование после изменения питания, увеличения доли пищевых волокон, приёма про- и пребиотиков или лечения показывает, восстанавливается ли нормальная метаболическая активность микрофлоры и сахаролитический тип обмена.

Что влияет на результат анализа

На результат сильно влияет питание: количество пищевых волокон, овощей, круп и других ферментируемых компонентов рациона напрямую определяет выработку кислот, поэтому резкое изменение диеты накануне искажает картину. Преобладание белковой пищи смещает профиль в сторону протеолитического обмена и повышает долю изокислот. Приём антибиотиков, про- и пребиотиков существенно меняет состав и активность микрофлоры, поэтому исследование проводят до начала лечения или спустя время после него. Замедление или ускорение прохождения содержимого по кишечнику (запоры, диарея) меняет концентрацию и соотношение кислот. При повторных исследованиях для корректного сравнения в динамике важно соблюдать сходный рацион в предшествующие дни.