Dry jelly concentrate with vitamins and dietary fiber in patients with IBS with constipation: a comparative controlled study

Abstract

Irritable bowel syndrome (IBS) is highly prevalent functional gastrointestinal disorder associated with decrease in quality of life and a high social cost. Diet is one of several therapeutic options in IBS treatment; therefore the development and clinical evaluation of innovative functional food for IBS patients is useful. Dry jelly concentrate containing 3 g inulin, 10 mg curcumin and 1.8 mg of pyridoxine was developed and clinically evaluated. Fifty patients fulfilling the Rome III criteria for IBS-C were randomly assigned into two groups: one received standard diet plus two jelly drinks a day for 2 weeks and control group received standard diet. Response to therapy was recorded on a daily basis using Likert scale of abdominal pain, bloating and feeling of incomplete bowel emptying, frequency of bowel movement, Bristol stool scale, and quality of life assessed by IBSQoL questionnaire before and after the treatment. Intake of functional food product (jelly) containing inulin and curcumin is associated with a significant positive effect on the stool parameters (from 0.6±0.24 to 1.15±0.65 t/d in stool frequency, p=0.001, from 2.62±1.23 to 3.99±1.27, index Bristol scale, p=0.001), a reduce of the severity of abdominal pain (from 1.69±0.71 to 1.36±0.44 Likert scale points, p=0.001), bloating (from 2.03±0.89 to 1.55±0.81 points of Likert scale, p=0.02) and a sense of incomplete bowel emptying (from 2.25±0.98 to 1.68±0.92 points of Likert scale, p=0.001), as well as an increase in quality of life (from 64.5±13.5 to 81.2±9.1%, р=0.05). Patients in control group have improvement in abdominal pain (from 2.16±0.58 to 1.8±0.61 Likert scale points, p=0.05) and bloating (from 2.42±0.83 to 2.16±0.71 Likert scale points, p=0.05) only. During the treatment period no significant adverse events were found. These results indicate that jelly concentrate containing inulin, curcumin and pyridoxine improves abdominal pain score, Bristol scale index and quality of life in patients with IBS-C.

Keywords:irritable bowel syndrome, constipation, inulin, curcumin

Вопр. питания. 2015. № 6. С. 83-91.

Синдром раздраженного кишечника (СРК) - наиболее распространенное функциональное заболевание желудочно-кишечного тракта, частота выявления которого варьирует от 7% в странах Юго-Восточной Азии до 21% в Южной Америке [1]. Для СРК характерны висцеральная гиперчувствительность, патологические моторные реакции кишечника и психологические нарушения [2]. Из-за многофакторности этиопатогенеза заболевания выбор терапии определяется доминирующими симптомами. В терапии СРК применяется множество методов: психотерапевтические вмешательства, диетологические манипуляции, попытки коррекции состава/количества кишечной микрофлоры, использование фармакологических препаратов, влияющих на функцию кишки. Пациенты часто останавливаются на индивидуализированной схеме терапии, базирующейся на тяжести имеющихся симптомов, их собственных предпочтениях, наличии и природе сопутствующих психологических нарушений и т.д. [3].

В последние годы отмечается значительный рост интереса к диетотерапии СРК вследствие усиления интереса в обществе к правильному питанию и выбору пищи, осознанию факта, что диета является первичным поведенческим фактором контроля симптомов непосредственно самим пациентом, а также получению доказательств эффективности некоторых диетологических подходов. Взаимосвязь симптомов и пищи трудно верифицировать из-за сложного химического состава большей части пищевых продуктов и блюд, широкого спектра механизмов взаимодействия пищи или ее компонентов с кишкой и трудностей в оценке этих ме- ханизмов в каждом отдельном случае. Во-первых, пища может оказывать воздействие на моторику и секрецию кишки еще в цефалическую фазу, когда вид, запах и вкус пищи запускают каскад сигналов из центральной нервной системы. Раздражение механорецепторов кишки увеличением объема содержимого запускает неспецифические рефлексы (например, гастроколитический), и появление симптомов может быть обусловлено поступлением трудноперевариваемых, осмотически активных компонентов пищи, ферментация которых бактериями растягивает кишку газами [4].

Симптомы могут быть вызваны хемостимуляцией рецепторных полей кишки пищей или ее компонентами (пептиды, жирные кислоты и т.д.), что приводит к высвобождению множества нейротрансмиттеров и гормонов (серотонина, холецистокинина, глюкагоноподобного пептида-1, пептида YY, мотилина, инкретинов и энкефалинов) с последующей реализацией их действия. Салицилаты пищи могут прямо активировать тучные клетки у восприимчивых индивидуумов. Некоторые компоненты пищи способны нарушать целостность эпителия кишки, что может проявляться изменениями кишечной проницаемости с последующими реакциями пищевой непереносимости. Наконец большой набор пищевых продуктов известен способностью влиять на состав и численность кишечной микробиоты, что может приводить к изменению активности кишечной части вегетативной нервной системы, запуску иммунных реакций, изменению метаболического профиля [1]. В связи с этим закономерно, что определенные изменения состава и объема съедаемой пищи могут помочь устранению имеющихся симптомов у пациентов с СРК.

В результате скрининга пищевых веществ мы остановились на трех, эффект которых по отдельности был оценен в различных открытых или контролируемых исследованиях, проведенных у больных СРК: инулин, куркумин и пиридоксин.

Предыдущими исследованиями было показано, что у больных СРК с запорами в структуре питания, как правило, выявляются нарушения, приводящие к недостаточному потреблению указанных пищевых веществ [5].

В соответствии с медико-биологическими требованиями специалистами лаборатории пищевых биотехнологий и специализированных продуктов ФГБНУ "НИИ питания" разработаны рецептура и технология специализированного пищевого продукта в виде сухого концентрата киселя с витаминами и пищевыми волокнами для включения в рацион пациентов с СРК с запорами. В промышленных условиях ЗАО "Валетек Продимпэкс" (РФ) выработана опытная партия разработанного продукта для проведения клинических испытаний.

Таким образом, цель данной работы - оценить эффективность и переносимость специализированного пищевого продукта в виде киселя, содержащего в суточной порции (2 пакета по 12 г) 3 г инулина, 10 мг куркумина и 1,8 мг пиридоксина, в составе ежедневного рациона пациентов с запорами.

Материал и методы

Исследование выполнено на базе отделения гастроэнтерологии и гепатологии ФГБНУ "НИИ питания". В исследование были включены 50 пациентов (5 мужчин и 45 женщин) с СРК с запорами (диагноз выставлялся согласно Римским критериям III), средний возраст больных составил 47,3±16,3 года (от 25 до 76 лет). У включенных в исследование больных отсутствовали симптомы, свидетельствовавшие в пользу органической патологии (ректальное кровотечение, лихорадка, анемия, снижение массы тела). Для исключения органической патологии всем больным при поступлении проводили колоноскопию или ирригоскопию.

Отличительной особенностью данного исследования являлось то, что пациенты дополнительно не употребляли какую-либо другую пищу помимо стандартизованного по содержанию основных нутриентов и кулинарной обработке рациона, что позволило сократить до минимума различия в их питании. В рамках исследования пациенты с СРК с запорами были рандомизированы в 2 группы: основную (1-я группа) и группу сравнения (2-я группа).

Пациенты 1-й группы заменяли блюда 2-го завтрака и полдника на исследуемый продукт, пациенты 2-й группы получали стандартную диетотерапию.

Группы оказались сопоставимы по возрасту, индексу массы тела, продолжительности анамнеза заболевания и его тяжести и другим показателям оценки течения (табл. 1).

Разработанный концентрат киселя представляет собой многокомпонентную смесь, основу которой составляют сахар и картофельный крахмал. Для снижения содержания дисахаридов и обеспечения сладости, свойственной традиционному киселю, в рецептуре использованы продукт неполного гидролиза крахмала - мальтодекстрин и смесь натуральных подсластителей "Стевилия Е", состоящая из эритритола и стевиозида. Кисель обогащен эссенциальными микронутриентами - витаминами В1, В2, В6, РР и фолиевой кислотой, содержит инулин, куркумин в количествах, составляющих соответственно 120 и 20% от адекватного суточного потребления для взрослого человека [5]. Для формирования полноты вкуса и аромата в состав продукта включены натуральные ароматизаторы и сублимированные соки.

При разработке технологии специализированного пищевого продукта в виде концентрата киселя за основу был взят широко используемый способ внесения в пищевую матрицу микронутриентов, заключающийся в приготовлении предсмесей минорных компонентов и поэтапном разведении их другими рецептурными ингредиентами [6, 7]. Использование такой технологии позволило получить сухой концентрат киселя, в котором равномерно распределены все минорные рецептурные компоненты, что обеспечивает поступление в организм необходимых в рекомендуемом количестве нутриентов с суточной порцией готового продукта.

Содержание пищевых веществ в суточной порции киселя и степень удовлетворения суточной потребности в макро- и микронутриентах и энергии приведены в табл. 2.

Для приготовления 1 порции продукта к содержимому пакета (12 г) добавляли 125 мл кипящей воды, интенсивно перемешивая до получения однородного продукта. Готовый кисель употребляли в теплом или остывшем виде. Пациенты получали кисель 2 раза в день (2-й завтрак и полдник) в течение 2 нед.

Оценку качества жизни пациентов и тяжести СРК осуществляли дважды (при поступлении и перед выпиской) с применением 36-позиционного вопросника Irritable Bowel Syndrome Quality of Life Instrument (IBS-QOL) [9] и 4-позиционного вопросника "B.E.S.T." Questionnaire [10]. Оба вопросника больные заполняли самостоятельно, без ограничения времени, в один и тот же день.

Во время пребывания пациента в клинике в специально разработанной карте ежедневно регистрировали динамику симптомов заболевания (наличие и выраженность абдоминальной боли, метеоризма, изжоги, тошноты, чувства тяжести после еды, неполного опорожнения кишечника, эмоционального дискомфорта) согласно 5-балльной шкале Лайкерта.

Для оценки динамики показателей стула использовалась Бристольская шкала стула [11], которая заполнялась пациентом после каждого опорожнения кишки по специальной форме с отметкой о наличии в стуле слизи и качестве опорожнения в течение всего срока проведения исследования.

Для статистической обработки данных использовался пакет программ "SPSS 13.0 for Windows" ("SPSS Inc.", США). Данные по группам представлены в виде средних арифметических значений, величина дисперсии приведена в виде стан- дартного отклонения. Методами дескриптивной статистики оценивали показатели выборки, для сравнения зависимых выборок использовали непараметрический тест Вилкоксона, для сравнения результатов между группами использован критерий Манна-Уитни. Достоверность результатов устанавливалась при значениях p0,05.

Результаты

Включение в рацион пациентов с запорами исследуемого продукта способствовало более выраженному достоверному увеличению частоты стула и достоверному улучшению его консистенции (рис. 1, данные представлены в виде средних значений изучаемых показателей стула за период протяженностью 4 дня в начале, середине и конце времени наблюдения), в то время как в группе сравнения динамика этих параметров стула оказалась недостоверной.

К концу срока наблюдения пациенты основной группы отметили значимое достоверное уменьшение чувства неполного опорожнения кишечника, выраженности абдоминальной боли и интенсивности вздутия живота. В группе, получавшей стандартное лечение, отмечено достоверное снижение выраженности абдоминальной боли и вздутия живота (рис. 2, данные представлены в виде средних значений шкалы Лайкерта за период протяженностью 4 дня в начале, середине и конце времени наблюдения).

Специализированным вопросником IBSQoL был установлен достоверный рост показателей качества жизни у пациентов основной группы, в группе сравнения динамика качества жизни оказалась недостоверной (табл. 3).

За весь период наблюдения у пациентов, получавших специализированный пищевой продукт, не отмечалось каких-либо симптомов плохой переносимости, более того, они часто спрашивали о возможности его приобретения в розничной сети для продолжения лечения.

Обсуждение

Традиционно считается, что основное действие пищевых волокон заключается в сокращении времени кишечного транзита, что проявляется увеличением частоты дефекаций. Стимуляция двигательной функции кишечника достигается усилением желчеотделения, размягчением и увеличением объема кишечного содержимого [12]. В присутствии пищевых волокон уменьшается скорость расщепления пищевых полимеров пищеварительными ферментами, в связи с чем ослабляется интенсивность высвобождения гормонов обратной связи в двенадцатиперстной, подвздошной и ободочной кишке. Без достаточного влияния обратной связи замедляется опорожнение желудка, увеличивается время транзита по тонкой кишке [13], что может сопровождаться неприятными ощущениями переполнения живота и урчания. Исследования показали, что пищевые волокна различаются по способности замедлять опорожнение желудка: так, у отрубей и пектина эта способность оказалась очень выраженной, а оболочки семян подорожника такого эффекта не оказывали [14, 15], более того, для инулина был установлен дозозависимый эффект ускорения ороцекального транзита [16].

Возможно, ускорением транзита объясняется тот факт, что использование растворимых волокон (псиллиум, частично гидролизованная гуаровая камедь, фруктоолигосахариды) сопровождалось большей степенью уменьшения абдоминальной боли и метеоризма, чем при использовании нерастворимых пищевых волокон (пшеничные, кукурузные отруби и обезжиренное семя льна) [17].

Доказанный эффект инулина и фруктоолигосахаридов в отношении их способности стимулировать рост бифидобактерий и подавлять активность протеолитических микроорганизмов интересен в долгосрочной перспективе применения специализированных и обогащенных пищевых продуктов [18]. При ферментации инулина образуются короткоцепочечные жирные кислоты (ацетат, пропионат, бутират), которые колоноциты используют в качестве основного источника энергии, что необходимо для их правильного функционального созревания и поддержания архитектоники эпителия кишки, страдающей при хроническом использовании слабительных средств [18, 19].

Эффекты испытываемого продукта на показатели стула объясняются наличием в составе напитка инулина, доза которого составляет 3 г/сут (120% от адекватного суточного потребления [20]). Скорость проявления эффекта (в первые 3 дня применения) позволяет предположить, что в данном случае проявился осмотический эффект инулина, который влияет на динамику всасывания жидкости толстой кишкой [22], его пребиотический эффект должен проявиться позднее (для получения эффекта на биоценоз требуется время на размножение микроорганизмов в достаточном количестве), что может способствовать стабилизации клинического эффекта. Отдаленные результаты применения изучаемого продукта предстоит уточнить в исследовании с более продолжительным периодом наблюдения.

Куркумин - гидрофобный низкомолекулярный флавоноид, экстрагируемый из высушенных корней желтого имбиря. Ярко-желтый порошок имбиря широко используется в качестве специй кухни ЮгоВосточной Азии, а индийская Аюрведа рекомендовала его к применению при заболеваниях желчных путей, кашле, диабетических язвах, ревматизме и синуситах [23]. Куркумин считается фармакологически безопасным на том основании, что в составе специй на протяжении веков он потреблялся в дозах до 100 мг/сут [24]. В ряде исследований дозы до 8 г куркумина переносились пациентами удовлетворительно [25]. Существуют сообщения, что куркумин обладает довольно низкой биодоступностью, однако некоторые нутриенты способны ее значительно увеличивать, например в комбинации с алкалоидом пиперином биодоступность куркумина увеличивается в 20 раз. Клеточные эффекты куркумина реализуются посредством ингибирования каскадов липооксигеназы/циклооксигеназы, ксантиндегидрогеназы/оксидазы, усилением активности супероксиддисмутазы и глутатионпероксидазы, действием на протеины клеточного цикла (циклин D1 и р21), цитокины (ФНОα, ИЛ-1, ИЛ-6 и хемокинов) и рецепторы (рецептор эндотелиального фактора роста и НЕR2) [3, 26].

Куркумин является антиоксидантом, который непосредственно инактивирует свободные радикалы семейств кислорода и азота [3]. Влияние куркумина на эти клеточные сигнальные пути зафиксировано в тканях кишки, почек, сетчатке глаза и периферической нервной ткани [26, 27]. Несколькими исследованиями подтверждена эффективность куркумина в предупреждении и лечении воспалительных заболеваний кишечника: так, применение 500 мг куркумина 2 раза в сут в течение 3 нед способствовало уменьшению выраженности болезни Крона и неспецифического язвенного колита у взрослых [27]. При местном применении куркумин значительно устранил проявления и вдвое сократил время заживления язв, вызванных активацией провоспалительного каскада реакций NF-κB у крыс [23]. В рандомизированном 8-недельном исследовании с частичным ослеплением отмечено улучшение у 65% пациентов с СРК, получавших куркумин, однако отсутствие плацебо контроля снижает ценность полученных в этом исследовании результатов [17].

Относительно недавно была обнаружена достоверная (р=0,031) обратная зависимость между выраженностью симптомов СРК и содержанием витамина В6 в рационе [5]. Авторы привели несколько причин, которые могут объяснить этот факт: дериват В6 - 6-азофенил-2,4-дисульфоновая кислота является антагонистом Р2Х-рецепторов, регулирующих моторику кишки и восприятие болевых ощущений; низкий уровень витамина В6 сдвигает баланс между про- и противовоспалительными интерлейкинами в сторону преобладания провоспалительных.

Сочетание в разработанном нами продукте трех биологически активных веществ, обладающих направленным действием на несколько звеньев патогенеза СРК, вероятно, позволило продемонстрировать высокую эффективность исследуемого продукта. Дозы этих пищевых веществ, соответствующие рекомендованному уровню их потребления, делают возможным их длительное применение в составе диетического лечебного и профилактического пищевого продукта.

Это, безусловно, потребует более длительных и больших по количеству включенных пациентов исследований.

Таким образом, представленный в нашем исследовании специализированный пищевой продукт - концентрат киселя, содержащий комбинацию биологически активных компонентов, способных уменьшать абдоминальную боль и улучшать моторную функцию кишечника, обладает хорошей эффективностью в отношении устранения запоров в сочетании с хорошей переносимостью пациентами. Продукт можно использовать в течение продолжительного времени, что позволит добиться стойкой ремиссии заболевания.

Литература

1. Gibson P.R., Varney J., Malakar S. et al. Food components and irritable bowel syndrome // Gastroenterology. 2015. Vol. 1. P. 1-17.

2. Lee Y.J., Park K.S. Irritable bowel syndrome: emerging paradigm in pathophysiology // World J. Gastroenterol. 2014. Vol. 20. P. 2456-2469.

3. Shen L., Ji H. The pharmacology of circumin: is it the degradation products? // Trends Mol. Med. 2012. Vol. 3. P. 138-144.

4. Farre R., Tack J. Food and symptom generation in functional gastrointestinal disorders: physiological aspects // Am. J. Gastroenterol. 2013. Vol. 108. P. 698-706.

5. Пилипенко В.И., Бурляева Е.А., Исаков В.А. Аспекты современной диетотерапии синдрома раздраженного кишечника // Вопр. питания. 2013. № 1. С. 64-73.

6. Ligaarden S.C., Farup P.G. Low intake of vitamin B6 is associated with irritable bowel syndrome symptoms // Nutr. Res. 2011. Vоl. 31. P. 356-361.

7. Спиричев В.Б., Шатнюк Л.Н., Поздняковский В.М. Обогащение пищевых продуктов витаминами и минеральными веществами. Наука и технологии. Новосибирск : Сибирское университетское изд-во, 2004. 548 с.

8. Спиричев В.Б., Шатнюк Л.Н. Обогащение пищевых продуктов микронутриентами: научные принципы и практические решения // Пищ. пром-сть. 2010. № 4. С. 20-25.

9. Hahn B.A., Kirchdorer L.J., Fullerton S., Mayer E. Evaluation of a new quality of life questionnaire for patients with irritable bowel syndrome // Aliment. Pharmacol. Ther. 1997. Vol. 11. P. 547-552.

10. Spiegel B.M., Naliboff B., Mayer E. et al. Development and Validation of a Concise Point-of-Care Severity Index in IBS: The "B.E.S.T." // Questionnaire Gastroenterol. 2006. Vol. 130, N 4. Suppl. 2. P. A-513.

11. Thompson W.G., Longstreth G.F., Chey W.D. et al. Functional bowel disorders // Gastroenterology. 2006. Vol. 130. P. 1480-1491.

12. Mertz H.R. Irritable bowel syndrome // N. Engl. J. Med. 2003. Vol. 349. P. 2136-2146.

13. Brownlee I.A. The physiological roles of dietary fiber // Food Hydrocolloids. 2011. Vol. 25. P. 238-250.

14. Bianchi M., Capurso L. Effects of guar gum, ispaghula and microcrystalline cellulose on abdominal symptoms, gastric emptying, orocaecal transit time and gas production in healthy volunteers // Dig. Liver Dis. 2002. Vol. 34, suppl. 2. P. S129-S133.

15. Schwartz S.E., Levine R.A., Singh A. Sustained pectin ingestion delays gastric emptying // Gastroenterology. 1982. Vol. 83, N 4. P. 812-817.

16. Bach Knudsen K.E., Hessov I. Recovery of inulin from Jerusalem artichoke (Helianthus tuberosus L.) in the small intestine of man // Br. J. Nutr. 1995. Vol. 74, N 1. P. 101-113.

17. Heizer W.D., Southern S., McGovern S. The Role of Diet in Symptoms of Irritable Bowel Syndrome in Adults: A Narrative Review // J. Am. Diet. Assoc. 2009. Vоl. 109. P. 1204-1214.

18. Cummings J.H.., Englyst H.N. Gastrointestinal effects of food carbohydrate // Am. J. Clin. Nutr. 1995. Vol. 61, suppl. P. 938S-945S.

19. Duggan C., Gannon J., Walker W. A Protective nutrients and functional foods for the gastrointestinal tract // Am. J. Clin. Nutr. 2002. Vol. 75. P. 789-808.

20. Единые санитарно-эпидемиологические и гигиенические требования к товарам, подлежащим санитарно-эпидемиологическому надзору (контролю) (утверждены решением Комиссии Таможенного союза от 28 мая 2010 года № 299).

21. Технический регламент Таможенного союза "Пищевая продукция в части ее маркировки" (ТР ТС 022/2011).

22. Bonnema A.L., Kolberg L.W., Thomas W., Slavin J.L. Gastrointestinal tolerance of chicory inulin products // J. Am. Diet. Assoc. 2010. Vol. 110. P. 865-868.

23. Akbik D., Ghadiri M., Chrzanowski W. et al. Curcumin as a wound healing agent // Life Sci. 2014. Vol. 116. P. 1-7.

24. Zlotogorski A., Dayan A., Dayan D. at al. Nutraceuticals as new treatment approaches for oral cancer - I: Curcumin // Oral Oncol. 2013. Vol. 49. P. 187-191.

25. Jonson J.J., Mukhtar H. Curcumin for chemoprevention of colon cancer // Cancer Lett. 2007. Vol. 255. P. 170-181.

26. Jeenger M.K., Shrivastava S., Yerra V.G. et al. Curcumin: A pleiotropic phytonutrient in diabetic complications // Nutrition. 2015. Vol. 31. P. 276-282.

27. Prasad S., Gupta S.C., Tyagy A.K. et al. Curcumin, a component of golden spice: From bedside to bench and back // Biotechnol. Adv. 2014. Vol. 32. P. 1053-1064.