Специалистам

Дефицит калия и магния как следствие диареи и дисбиоза кишечника: механизмы развития и способы коррекции

распечатать статью

Н. Барышникова1, кандидат медицинских наук, Л. Белоусова2, кандидат медицинских наук 

1Санкт-Петербургский государственный медицинский университет им. И.П. Павлова
2Северо-Западный государственный медицинский университет им. И.И. Мечников

Диарея и дисбиоз кишечника нередко сопутствуют друг другу, вызывая ухудшение самочувствия и усугубление симптомов диспепсии. Однако на фоне диареи и дисбиоза кишечника возникают и системные негативные изменения в организме человека, например нарушение баланса электролитов. Перед началом обсуждения вопросов патогенетической взаимосвязи диареи, нарушений микрофлоры кишечника и электролитных изменений рассмотрим основные причины развития диарейного синдрома и кишечного дисбиоза.
Диарея представляет собой частое или однократное опорожнение кишечника с выделением жидких каловых масс. Диарея подразделяется на острую (продолжительность – не более 2–3 нед) и хроническую (>3 нед). В понятие хронической диареи включают также систематически обильный стул массой >300 г/сут [5]. Нарушение стула в сторону послабления может возникать при заболеваниях внутренних органов и в первую очередь – органов пищеварения. К основным причинам, часто вызывающим диарею, относятся:

  • инфекционная диарея (при острых кишечных инфекциях и пищевых токсикоинфекциях, а также вирусных инфекциях) и постинфекционный синдром раздраженного кишечника с преобладанием диареи;
  • диарея при хронических заболеваниях желудочнокишечного тракта – ЖКТ (неспецифический язвенный колит, болезнь Крона – БК, хронический панкреатит, заболевания печени и желчевыводящих путей, синдром раздраженного кишечника – СРК с преобладанием диареи, синдром мальабсорбции, целиакия, диарея после резекции желудка и тонкой кишки и др.);
  • диарея как проявление дисбиоза кишечника, в том числе антибиотикоассоциированная вплоть до развития псевдомембранозного колита; антибиотикоассоциированная диарея развивается у 5–25% лиц, принимающих антибактериальные препараты; высок риск развития диареи при употреблении линкомицина, антибиотиков пенициллинового ряда, клиндамицина, цефалоспоринов, тетрациклина, эритромицина; в основе развития антибиотикоассоциированной диареи лежит снижение количества микробов, чувствительных к антибиотику, и появление резистентных штаммов, отсутствующих в норме; наиболее известным представителем таких микроорганизмов является патогенный штамм Clostridium difficile, но определенную роль могут играть и другие микроорганизмы: стафилококки, протей, дрожжевые грибы, энтерококки, синегнойная палочка, клебсиелла, содержание которых в толстой кишке повышается на фоне приема антибиотиков в условиях дисбиоза кишечника; данный вариант диареи обычно относят к секреторному и воспалительному типам [7];
  • диарея путешественников (как реакция организма на изменение качества воды и продуктов питания, а также диарея вследствие бактериальной инфекции);
  • диарея при передозировке и (или) длительном применении слабительных препаратов (осмотические солевые слабительные, препараты сенны и др.) и средств для снижения массы тела; 
  • диарея при заболеваниях внутренних органов: некоторых эндокринных заболеваниях (тиреотоксикоз, сахарный диабет – СД – типа 1), гормонально-активных опухолях (карциноид, випома, гастринома), диарея при иммунодефицитах и др.;
  • функциональная диарея (согласно Римским критериям III, диарея, беспокоящая в течение 3 мес, с началом симптомов, как минимум, за 6 мес до обращения, возникающая при отсутствии каких-либо заболеваний, которые могли бы привести к ее развитию). Выделяют 4 патогенетических варианта диареи (см. таблицу) [3, 5]. Из таблицы видно, что при одном заболевании могут наблюдаться несколько вариантов диареи. Серьезная опасность диареи заключается в том, что при учащении стула и ускоренном пассаже содержимого по кишечнику не происходит достаточного усвоения питательных веществ, витаминов и минералов. Одним из наиболее грозных последствий любого патогенетического варианта как острой, так и хронической диареи является потеря калия и магния, о чем подробнее будет рассказано ниже.

МИКРОФЛОРА КИШЕЧНИКА И ЕЕ НАРУШЕНИЯ

С современных позиций нормальную микрофлору (микробиоту) рассматривают как совокупность множества микробиоценозов, характеризующихся определенным видовым составом и занимающих тот или иной биотоп в организме человека [10, 12]. Эта микрофлора включает в себя десятки и сотни разнообразных видов микроорганизмов, которые следует рассматривать как своеобразный экстракорпоральный орган. Количество клеток в этом органе в 10–100 раз превышает общее число клеток всех тканей организма человека, их масса составляет 3–6 кг [8]. Специфическая бактериальная поликультура (эндоэкосистема) и многоклеточный организм представляют собой уникальную надорганизменную структуру, находящуюся в равновесном состоянии, чем подчеркивается эволюционно обусловленная неразрывная связь в системе «организм человека – нормальная микрофлора» [9]. Получены клинические и экспериментальные данные, позволяющие видеть причину многих заболеваний внутренних органов в нарушении равновесия между доминирующим макроорганизмом и эндоэкосистемой [8]. Чтобы подчеркнуть значение самого массивного микробного биотопа в организме человека – кишечной микрофлоры, достаточно перечислить ее функции, играющие немаловажную роль в обеспечении адекватного функционирования макроорганизма. К локальным и системным эффектам кишечной микробиоты относятся: трофические и энергетические функции, энергообеспечение эпителия; регуляция перистальтики кишечника; детоксикация и выведение экзогенных и эндогенных субстратов и метаболитов; поддержание ионного гомеостаза организма; образование сигнальных молекул, в том числе нейротрансмиттеров; стимуляция иммунной системы, в том числе местного иммунитета; образование нормальных иммуноглобулинов; обеспечение цитопротекции и колонизационной резистентности; повышение резистентности эпителиальных клеток к мутагенам (канцерогенам); участие в противоопухолевом надзоре; ингибирование роста патогенов и их адгезии к эпителию; «перехват» вирусов; поддержание физико-химических параметров гомеостаза преэпителиальной зоны; поставка субстратов глюконеогенеза и липогенеза; синтез и поставка организму витаминов В12, пантотеновой кислоты и др. [1]. Вследствие действия ряда негативных факторов баланс кишечной микрофлоры нарушается, развивается дисбактериоз (дисбиоз), что сопровождается нарушением основных функций микробного биотопа толстой кишки. К факторам риска развития дисбиоза кишечника можно отнести: стрессы различного генеза, особенно хрониостресс; нерегулярное и (или) несбалансированное по составу нутриентов питание; дефицит пищевых волокон; потребление пищи, содержащей антибактериальные компоненты; резкую смену рациона и режима питания; бесконтрольные низкокалорийные диеты; заболевания внутренних органов; ятрогенные воздействия (антибактериальная терапия, терапия гормонами, цитостатиками, лучевая терапия, оперативные вмешательства); острые инфекционные заболевания ЖКТ; снижение иммунного статуса различного генеза; ксенобиотики различного происхождения; нарушение биоритмов; повышенный радиационный фон; магнитные возмущения [1]. Установлено, что у большей части населения России баланс кишечной микрофлоры нарушен: по данным НИИ питания РАМН, – у 92% [2]. Клинически дисбиоз характеризуется признаками диспепсии, чаще – кишечной (урчание, вздутие живота, боли в животе спастического характера, нарушения стула); реже присоединяются признаки диспепсии верхних отделов органов пищеварения (снижение аппетита, срыгивание, отрыжка, тошнота, рвота) [7]. Кроме того, в условиях изменения микробного баланса в толстой кишке возрастает риск развития многих заболеваний, например вторичного синдрома мальабсорбции, который характеризуется, в частности, развитием гиповитаминоза, а также электролитными нарушениями.

2019-10-28_00-06-47.png

В основе патогенеза упорной диареи при дисбиозе кишечника лежат нарушение перистальтики кишки (склонность к поносам), что приводит к повышенной потере электролитов, и дизрегуляция ионного гомеостаза, способствующая нарушению усвоения электролитов. К числу наиболее важных электролитов относятся калий и магний, метаболизм которых тесно взаимосвязан. Обращает на себя внимание то, что толстая кишка человека обладает способностью секретировать калий. В последних работах установлено, что секреция калия в толстой кишке потенцируется высокой проницаемостью особых калиевых каналов, расположенных на апикальной мембране эпителиоцитов толстой кишки. Эти каналы играют большую роль в гомеостазе калия [16]. Усиление секреции калия (одно из проявлений диарейного синдрома) может быть связано с нарушением работы этих каналов (например, при микробном дисбалансе толстой кишки).   

ДЕФИЦИТ КАЛИЯ И МАГНИЯ

Говоря о дефиците калия и магния, в первую очередь следует отметить, что достаточно часто он развивается в условиях острой и хронической диареи, которая может быть как причиной развития дисбиоза кишечника, так и его следствием, что схематично показано на рисунке. Метаболизм калия и магния взаимосвязан. Гипомагнезиемия может возникать вместе с гипокалиемией или осложнять уже существующий дефицит калия. Первичный дисбаланс магния почти всегда приводит к вторичному дефициту калия, что связано с неспособностью клетки поддерживать достаточно высокую концентрацию калия внутри клетки в условиях дефицита магния, вероятно, в результате увеличения клеточной проницаемости для ионов калия и (или) блокады Na+-K+-АТФазы [4]. В норме калий в больших количествах содержится в клетках, во внеклеточной жидкости его мало. Главная функция калия – регулирование внутриклеточного осмотического давления и поддержание кислотно-щелочного равновесия. Он играет также важную роль в проведении нервного импульса и во многих ферментных системах, в том числе и в тех, которые участвуют в мышечном сокращении. Нормальная концентрация калия в плазме крови является залогом адекватной работы сердечной мышцы, так как калий обеспечивает проведение сердечного импульса, предотвращает образование тромбов вследствие участия в регуляции вязкости крови, способствует поддержанию эластичности стенок кровеносных сосудов, замедляет рост атеросклеротических бляшек, участвует в регуляции обменных процессов в сердечной мышце, способствует улучшению метаболизма в сердечной мышце и снабжению миокарда энергией [6].

2019-10-28_00-08-44.png

Магний присутствует во всех клетках организма человека, где он функционирует как незаменимый компонент многих ферментных систем. Магний играет важнейшую роль в механизме сокращения мышц и энергетических процессах, участвует в иммунных процессах, оказывает противотоксичное, противострессовое, противоаллергическое, противоанафилактическое и противовоспалительное действие, играет существенную роль в процессах свертывания крови, работе внутренних органов (предстательной железы, желчного пузыря, кишечника), выработке эстрогенов, участвует в метаболизме витамина С, калия, натрия, фосфора, кальция, активизирует ферменты, которые регулируют углеводный обмен, регулирует высвобождение и хранение энергии в аденозинтрифосфате, снижает возбуждение нервных клеток. Он принимает также важное участие в координации работы сердечно-сосудистой системы, обеспечивая нормальный метаболизм сердечной мышцы и регулируя ее сократительную активность (предупреждает ее избыточное сокращение, являясь антагонистом кальция). Следовательно, при дефиците калия и магния в первую очередь страдает сердечная мышца. При дефиците калия развивается отек кардиомиоцитов в результате избыточного проникновения натрия и воды в клетки. В этих условиях кардиомиоциты не могут адекватно выполнять свои функции. Клинически гипокалиемия проявляется нарушениями сердечного ритма, неприятными ощущениями в области сердца, склонностью к судорогам в разных частях тела, мышечной слабостью, в редких случаях встречается рабдомиолиз [14]. При дефиците магния нарушается деятельность нервной системы, отмечаются раздражительность, повышенная нервозность, склонность к депрессии и паническим атакам, неприятные ощущения в области сердца. Дефицит калия и магния – не редкость при диарейном синдроме и дисбиозе кишечника. Так, учеными из Африки установлено, что снижение калия до уровня <3,0 ммоль/л встречается у 31,6% детей с диареей [15]. О серьезности данного осложнения свидетельствует то, что зафиксированы случаи критического снижения уровня калия на фоне диареи (2,0 ммоль/л) с остановкой сердца [13]. Изложенное позволяет сделать вывод, что профилактика и коррекция дефицита калия и магния – необходимый компонент лечения диарейного синдрома и восстановления микробиоценоза кишечника. Важно заметить, что при дисбиозе кишечника, даже в отсутствие диареи, возможно развитие дефицита калия и магния из-за нарушения усвоения электролитов. Принципы коррекции дефицита калия и магния при диарее и дисбиозе кишечника: 

  • этиопатогенетическое лечение: терапия основного заболевания – причины диареи, прием пробиотиков и пребиотиков для коррекции дисбиотических изменений в толстой кишке; 
  • симптоматическое лечение: устранение диареи с помощью противодиарейных средств (лоперамид, смекта и др.); 
  • восполнение потери электролитов: диета и фармакотерапия.

Диетические рекомендации по восполнению потери калия и магния включают в себя: отказ от употребления алкоголя и продуктов, содержащих кофеин: чай (черный или зеленый), кофе, тоники, кока-кола, пепси-кола, шоколад, так как они способствуют выведению калия из организма; употребление продуктов, содержащих калий (курага, чернослив, инжир, финики, изюм, бананы, пшеничные отруби, орехи, пшеничная, овсяная и гречневая крупы, петрушка, картофель, запеченный в мундире, капуста, морковь, виноградный сок) и магний (пшеничные отруби, морские водоросли, кунжут, орехи, какао, курага, креветки, соевые бобы, базилик, шпинат, укроп, петрушка, тыквенные семечки, картофель, запеченный в мундире, фасоль, кукуруза, авокадо, молоко) [6]. Существует множество лекарственных форм, позволяющих одновременно устранять внутриклеточный дефицит магния и калия. При лечении дефицита электролитов наиболее эффективно использование солей калия и магния аспарагината, что способствует более быстрому и эффективному вхождению калия и магния в клетки и развитию аддитивного положительного эффекта [11]. Это подтверждается результатами экспериментальных и клинических исследований [4]. Комбинированным лекарственным препаратом, содержащим соли калия и магния, является Панангин, который можно использовать для коррекции и профилактики электролитных нарушений как последствий диареи и дисбиоза кишечника энтерально и парентерально (при необходимости). Панангин способствует нормализации работы сердечно-сосудистой системы, укреплению нервной системы, усилению стрессоустойчивости, нормализации сократительной функции желчного пузыря, кишечника и всей пищеварительной системы в целом, что обеспечивает более быстрое восстановление стула и микрофлоры кишечника у больных с диареей и дисбиозом кишечника. Важно подчеркнуть, что прием Панангина, в котором содержатся ионы калия и магния, патогенетически обоснован, так как дефицит калия в организме сопровождается или обусловлен дефицитом магния и, следовательно, требуется одновременная коррекция содержания в организме обоих электролитов. В заключение следует отметить, что инфекционные, антибиотико-ассоциированные диареи, а также диареи путешественников наиболее часто приводят к развитию дисбиоза кишечника. При них нарушается усвоение калия и магния и повышаются их потери. При комплексной терапии диарейного синдрома и коррекции нарушений кишечной микрофлоры наряду с пробиотиками и другими средствами обязательно показано назначение комбинированных препаратов, содержащих соли калия и магния (Панангина).

Литература Барышникова Н.В.
Дисбиоз кишечника и инфекция Helicobacter pylori.
1. Особенности патогенеза, клиники и лечения / LAP Lambert Academic Publishing. – 2011; 144 c.
2. Воробьев А.А., Абрамов Н.А., Бондаренко В.М. и др. Дисбактериоз – актуальная проблема медицины // Вестник Рос. акад. мед. наук. – 1997; 3: 4–7.
3. Диарея. Патофизиологические механизмы диареи. URL: http://diareja.ru/3. kont/patofiz_diarei.html (дата обращения 02.12.2012). Иежица И.Н., Спасов А.А. Калий-магниевый гомеостаз: физиология, патофизиология, клинические последствия дефицита и особенности фармакологической коррекции // Успехи физиологических наук. – 2008; 39 (1): 23–41.
4. Парфенов А.И. Диарея // Рус. мед. журн. URL: http://www.rmj.ru/4. articles_2099.htm (дата обращения 02.12.2012).
5. Роль калия и магния для нормального функционирования сердечнососудистой системы. Почему калий и магний важны для работы сердца? URL: http://infarkty.net/view_interesno.php?id=54 (дата обращения 03.12.2012).
6. Скворцов В.В. Дисбиоз кишечника и антибиотикоассоциированная диарея, диагностика и лечение // Лечащий врач. – 2008; 2. URL: http://www.lvrach. ru/2008/02/4829423/ (дата обращения 02.12.2012).
7. Ткаченко Е.И. Питание, эндоэкология человека, здоровье, болезни. Современный взгляд на проблему их взаимосвязей // Тер. арх. – 2004; 2: 67–71.
8. Уголев А.М. Теория адекватного питания и трофология / СПб.: Наука, 1991; 271 с.
9. Шендеров Б.А. Медицинская микробная экология и функциональное питание. Т. 1-й. Микрофлора человека и животных и ее функции / М.: ГРАНТЪ, 1998; 288 с.
10. Шилов А.М., Мельник М.В., Осия А.О.и др. Лечение сердечнососудистых заболеваний в практике врача первичного звена здравоохранения: место препаратов калия и магния (Панангин) // Рус. мед. журн. – 2012; 4: 1–5.
11. Gibson G., Roberfroid M. Colonic microbiota, nutrition and health. – Dordrecht / Kluwer Academic, 1999; 304 p.
12. Groth K., Kelsen J., Lofgren B. Cardiac arrest due to lymphocytic colitis: a case report // J Med. Case Reports. – 2012; 6: 80.
13. Palmer B. A physiologic-based approach to the evaluation of a patient with hypokalemia // Am. J. Kidney Dis. – 2010; 56 (6): 1184–90.
14. Pillay-van Wyk V., Swingler G. Therapeutic impact of routine electrolyte testing in childhood diarrhea // An. Trop. Paediatr. – 2010; 30 (4): 317–20.
15. Sandle G., Hunter M. Apical potassium (BK) channels and enhanced potassium secretion in human colon // QJM. – 2010; 103 (2): 85–9.
E-mail: baryshnikova_nv@mail.ru

cкачать