Лактулоза при остеопорозі

Дослідження на тваринах показали, що всмоктування кальцію зростає при вживанні лактулози, синтетичного дисахариду. Тому вплив лактулоз на всмоктування кальцію вимірювався у жінок в постменопаузі, які можуть отримати користь від підсилюючого ефекту лактулоз на всмоктування кальцію. Дванадцять жінок у постменопаузі приймали по 5 або 10 г лактулози або еталонної речовини в 100 мл. води за сніданком упродовж 9 днів. Було пройдено три курси лікування за рандомізованим, двічі сліпим, перехресним графіком, відокремленим 19-денним періодом виведення. На 8 день кожного періоду лікування ⁴⁴Са розчинений в апельсиновому соку випивався відразу після розчину з досліджуваним речовиною перед звичайним сніданком з 162 мг. кальцію у капсулі. Через пів години, ⁴⁸Са був запроваджений внутрішньовенно. Грунтуючись на ізотопному коефіцієнті, вимірюваному в сечі взятій до і після 36 годин після застосування ізотопу, було вираховано справжнє фракційне всмоктування кальцію. Всмоктування кальцію під час лікування еталонною речовиною, 5 г і 10 г лактулози було (середнє СО (середнє ± відхилення) 27.7±7.7, 30.0±7.6 і 32.2±7.0 відповідно. Істотна відмінність у вбиранні кальцію було помічено між найбільшою еталонним лікуванням (p<0.01) Важлива лінійна тенденція була помічена між дозою лактулози і її позитивним впливом на всмоктування кальцію. вивчення стимуляції лактулозою всмоктування кальцію та чи може вона покращити баланс кальцію та/або послабити процес втрати кісткової маси з віком (J Bone Miner Res 1999;14;1211-1216).

Лактулоза є синтетичним дисахаридом (4-0-β-D-галактопіранозіл-D-фруктоза, молекулярна маса 342.3), якого не існує у природі. Її одержують у малій кількості при термообробці молока. У великих обсягах лактулозу можна виробляти з лактози за допомогою лужної ізомеризації, при якій зв'язується галактоза з фруктозою як 1→4 глікозид(1,2). Вона не перетравлюється в шлунку/тонкому кишечнику, а ферментується в товстому кишечнику рідною мікрофлорою. Завдяки ферментації, як одному з факторів, утворюються коротколанцюгові жирні кислоти і рівень PH знижується. (3)

Дослідження на тваринах показали, що вбирання кальцію (Ca) збільшується лактулозою, яка виявилася більш ефективною ніж лактоза (4) та пектин(5). Крім можливого впливу лактулози на вбирання мінералів у тонкому кишечнику завдяки покращеній розчинності Са (6), шлях вбирання в товстому кишечнику також цікавий. Бродіння неперетравлених харчових компонентів і, отже, нижчий рівень PH (через утворення коротколанцюжкових жирних кислот за допомогою мікрофлори) може мати позитивний вплив на вбирання Са з дистального кишечника (7).

Збільшення поглинання Са може бути особливо цікавим для жінок у постменопаузі. Зворотний вплив віку на всмоктування Са було зіставлено зі зниженням рівня 1.25-дигідроксивітаміну D(8) у сироватці крові, і таким чином зменшується активний компонент всмоктування. Через прийом в їжу неперетравлюваних інгредієнтів, таких як лактулоза, рівень пасивного вбирання Са в тонкому або товстому кишечнику може бути збільшений і ефективність всмоктування Са в пізньому віці відновлюється.

Через відсутність результатів дослідження на людях впливу лактулоз на всмоктування Са було проведено вивчення на групі людей (жінок у постменопаузі), яким може принести користь можливий посилює вплив лактулоз на всмоктування Са. Першочерговою метою цього вивчення було досліджувати у здорових жінок у постменопаузі можливий позитивний вплив вживання лактулоз на справжнє фракційне вбирання Са.

	Плацебо	5 г лактулози	10 г лактулози
Лактулоза (р.) Аспартам (мг) Хінолін жовтий (мг) Бензойна кислота (мг) Вода (мол.)	— 12.5 0.04 100 100	5 6,25 0,02 100 100	10 — — 100 100

Вторинною метою було порівняння впливу прийняття 5 р. проти 10 р. лактулоз на справжнє вбирання Са.

Піддослідні були набрані з команди добровольців TNO дослідницького інституту харчових продуктів та харчування та через оголошення у місцевій газеті.

Було відібрано 12 жінок, які були у постменопаузі щонайменше 5 років, на основі високого рівня фолікулостимулюючого гормону (ФСГ) та низького рівня естрадіолу (Е₂).

На початку дослідження їхній вік коливався між 56 і 64 роками (середній вік 60.5 років), а показник маси тіла коливався між 20.7 та 27.8 (середній показник 25.0). У одинадцяти піддослідних значення Е₂ були <20 пкг/мл. Рівні Е₂  і ФСГ у 7 піддослідної були 60 пкг/мл та 51 МО/Л відповідно. Значення ФСГ всіх піддослідних коливалися між 51 та 121 МО/Л (середнє 89.6 МО/Л). Всі піддослідні отримали медичний висновок про хороший загальний стан здоров'я від штатного лікаря та дали усвідомлену згоду на участь у дослідженні після того, як їм пояснили всю процедуру дослідження. Протокол дослідження схвалено зовнішнім комітетом медичної етики при TNO.

Дослідження було проведено відповідно до виправленої Гельсінської Декларації (Сомерсет Вест, ПАР, 1996) та розпоряджень ICH (Міжнародна конференція з гармонізації) для правильної клінічної практики (ICH предмет обговорення Е6, прийнятий 01-05-1996 і наведений у виконання 17 1997). Піддослідні були проінформовані про прийняття досліджуваної речовини за сніданком протягом 9 днів понад звичайний прийом їжі.

Досліджувані речовини складалися з 5 або 10 г порошку лактулози (Solvay Pharmaceuticals GmbH, Hannover, Germany) або плацебо, розчиненого в 100 мл води з бензойною кислотою. Точний склад наведено у таблиці 1.

Аспартам було обрано як плацебо; не передбачалося що він повинен заважати вбирання Са завдяки малій кількості по відношенню до лактулоз і Са і тому що аспартам повністю перетравлюється в шлунку/тонкому кишечнику, таким чином в товстій кишці він повністю відсутній щоб не вступати у взаємодію з Са. Хінолін жовтий був доданий щоб три розчини набули однакового кольору. Бензойна кислота була додана як запобіжний засіб. Сенсорна панель не відобразила різниці в гіркоті чи кислості різних досліджуваних речовин. Розчин з 5 г лактулози вважався найбільш солодким розчином, за ним слідує плацебо і розчин з 10 г лактулози.

Три курси лікування протяжністю в 9 днів кожен було пройдено відповідно до двічі сліпого рандомізованого перехресного графіка, вони були відокремлені 19-ти денним періодом вибування. Тимчасовий графік показаний малюнку 1.

Протягом перших 7 днів кожного періоду лікування піддослідні приймали досліджувані речовини доставлені додому. В останні 2 дні піддослідних помістили в метаболічне відділення інституту і були проведені аналізи на вбирання Са.

На 8 день після 12-ти годинного нічного голодування випивали апельсиновий сік. ⁴⁴Са відразу після досліджуваного речовини перед початком звичайного сніданку з 162 мг. Са в капсулі з вимірювань атомно-абсорбційної спектрометрії. Після півгодини пер орального прийняття ⁴⁴Са, ⁴⁸Са вводився внутрішньовенно. До і після болюсного вливання вимірювався тиск і частота пульсу для безпеки. Середня кількість ізотопів, отримана кожним способом, яка була підрахована за допомогою зважування ампул або шприців до і після прийняття, становила 13,9 мг. (В діапазоні 13.2 -15.1 мг.) ⁴⁴Са та 1, 15 мг. (В діапазоні 1,10 -1,17 мг.) ⁴⁸Са. Зі співвідношення показань вимірів ⁴⁴Са/⁴³Са і ⁴⁸Са/⁴³Са в сечі, взятої перед вживанням дози, було вираховано фракційне всмоктування Са відповідно до формули, зазначеної Ван Доккум.

Стійкі ізотопи були отримані з NEDRAY (Буншотен, Нідерланди) у вигляді карбонату Са. Зміст різних ізотопів Са відповідно до аналізу спектрометрії індуктивно пов'язаної плазмової маси (ICP-MS) було: 3,39% ⁴⁰Са, 0,06% ⁴² Са, 0,03 % ⁴³Са, 95% ⁴⁴Са, <0.01 % ⁴⁶Са, 0,02% ⁴⁸Са для Са збагаченого в ⁴⁴Са, та 8,96% ⁴⁰Са, 0,09% ⁴²Са, 0,02% ⁴³Са, 0,24% ⁴⁴Са, <0,01% ⁴⁶Са, 90,691 TP1T ⁴⁸Са для Са збагаченого в ⁴⁸Са. Карбонат ⁴⁴Са був перетворений на хлоридну сіль, розведену деіонізованою водою, підігнаною під рівень PH 5. Таку ж процедуру провели для карбонату ⁴⁸Са, тільки замість деіонізованої води використовувався сольовий розчин. Після фільтрації розчин був розподілений на 10-мл. ампули для ін'єкцій та стерилізувався 25 хвилин.

Хоча аналіз ICMP-MS має кілька переваг перед іншими методами, він іноді страждає від молекулярної інтерференції з різних джерел. Найбільш явними є ізобарні інтерференції при низьких масах, особливо ⁴⁰ Ar з плазми з ⁴⁰Са. Тому відносини ізотопів Са  ⁴⁴Са/⁴³Са і ⁴⁸Са/⁴³Са в сечі вимірювалися по ICMP-MS після випадання осад осаду в 3,5% трихлороцтової кислоти, випадання осад Са в насиченому оксалаті амонію і розчинення оксалату Са сформованого в 1.2 M HCL. (10)

Концентрація Са в розчині HCL вимірювалася спектрометрією атомного вбирання і, якщо потрібно, була розведена до норми 10 µg/мл Са. Локальні проби сечі та 36 год. проби сечі, взяті до і після введення ізотопів, тієї самої піддослідної були проаналізовані за 1 день разом з порожніми та стандартними 10 μg/мл Са. Усі значення були узгоджені з незначними відхиленнями від стандартних розчинів Са із прийнятими природними відносинами. Усі проби вимірювалися двічі.

Відмінності у вбиранні Са серед курсів лікування перевірялися аналізом коливань у вигляді латинського квадрата. Також перевірялася наявність лінійних та квадратних тенденцій. (11)

Якщо аналіз коливань вказував на результат лікування (p<0.05), контрольне лікування та лікування лактулозою порівнювалися по t-тесту Стьюдента. Регресивні аналізи використовувалися з метою оцінки близькості серед змінних.

Усі піддослідні пройшли дослідження. Грунтуючись на кількості повернутих ампул без досліджуваної речовини та перевірки відповідності за допомогою опитування, відповідність виявилася дуже гарною. Ніхто з піддослідних ніколи не забував випити апельсиновий сік із досліджуваною речовиною.

Не було помічено жодних суттєвих скарг на роботу шлунково-кишкового тракту. Під час лікування 10 р. лактулози було відзначено два випадки збільшення метеоризму та один випадок запору. Під час лікування 5 р. лактулозою був відзначений один випадок метеоризму або діареї. Таких скарг не виникало під час контрольного лікування.
Через те, що основна проба сечі піддослідної 6, взята на 8 день була занадто малою, ICP-MS аналіз цієї сечі не проводився двічі. Аналіз інших проб сечі дублювався. Коефіцієнт варіації (КВ) відносини між дубльованими пробами для  ⁴⁴Са/⁴³Са був 0,26%, а КВ відносини для   ⁴⁸Са/⁴³Са був 0,331 TP1T.

Середнє базове відношення ⁴⁴Са/⁴³Са (n = 36) було15,⁴⁴9 (КВ 0,37%) а відношення ⁴⁸Са/⁴³Са було 1,393 (КВ 0,741 TP1T). Таблиця 2 показує середній відсоток збагачення співвідношень ⁴⁴Са/⁴³Са і ⁴⁸Са/⁴³Са на один курс лікування.

Всмоктування кальцію під час лікування еталонною речовиною, 5г. та 10 г лактулози (середнє ± CO) 27.7 ±7.7, 30.0 ±7.6 та 32.2. ±7.0 відповідно. Рисунок 2 окремі зміни у вбиранні Са (стандартна помилка розбіжності 1.3). Всмоктування Са було значно вищим під час прийняття 10 г лактулози на день, ніж під час лікування плацебо (p < 0.01). Значна лінійна тенденція була виявлена між дозою лактулози та її позитивним впливом на всмоктування Са (p<0.01).

Значне співвідношення було виявлено між вбиранням Са і загальною кількістю Са, що виділяється з 36 ч. сечею ( y = 5.8x + 51.6; r = 0.51 p < 0.01). Загальне виділення Са з 36 ч. сечею не відрізнялося значно між курсами лікування (Див. Таб. 2; р = 0,69).

Вимірювання фракційного вбирання Са із зібраної 24 ч. сечі після перорального та внутрішньовенного введення двох різних ізотопів Са виявилося точним та надійним методом. (12, 13) У цьому дослідженні цей метод використовувався вивчення впливу лактулозы на вбирання Са. Однак, так як лактулоза та інші неперетравлювані вуглеводи навряд чи вбираються в тонкому кишечнику, а ферментуються в термінальній здухвинній кишці і в товстому кишечнику, і так як кислотна ферментація в товстому кишечнику може поліпшити всмоктування Са в цьому місці(7), збір сечі був продовжено до 36 год.

До цього моменту вплив лактулоз на всмоктування Са вивчався тільки в дослідах на щурах, в яких було виявлено позитивний вплив лактулоз на всмоктування Са. (4-6) Позитивний вплив лактулоз на вбирання Са є неспецифічним і загальним для інших неперетравлюваних вуглеводів, принаймні, для щурів.(4)

У нашому дослідженні вплив 5г. або 10 г лактулози на всмоктування Са порівнювалося з лікуванням плацебо у 12 жінок у постменопаузі, які не відчували ворожих побічних ефектів лактулози. Коли використовується техніка подвійних стійких ізотопів для вимірювання всмоктування Са, є 10% розбіжність у якомусь даному значенні всмоктування в кожній окремій піддослідній, з яких приблизно дві треті представляють дійсну біологічну розбіжність у всмоктуванні. (14) Незважаючи на таку біологічну розбіжність, як показано на рис.2, загальним ефектом лактулоз було значне збільшення вбирання Са.

Як Бромаж і аль.,(4) ми виявили значне лінійне збільшення у вбиранні Са з найвищою дозою лактулози. У щурів вплив лактулози далі збільшувався при подальшому збільшенні дієтичної концентрації з 10% до 15%. Можливе зниження транспортування вітамін-D-залежного активного Са може контрабалансувати лактулозоіндуковане збільшення пасивного вбирання Са (4). У щурів 15% дієтична лактулоза також могла б вороже вплинути на шлунково-кишкову функцію та бути причиною діареї.

	Плацебо	5 г. лактулоз	10 г лактулози
Збагачення Співвідношення 44Са/43Са Співвідношення 48Са/43Са	3.70.8 13.0±1.9	4.2±1.1 13.4±1.7	4.5±0.8 13.7±2.2

 Бромаж та аль. (4) виявили позитивний гострий вплив лактулоз на всмоктування Са у щурів. Цей вплив втрачався через кілька днів адаптації до 5% лактулоз. Інші групи виявили, що 10% лактулози збільшили всмоктування Са, навіть після 3 тижнів звикання. (5, 6) Ми виявили значний позитивний вплив 10 г лактулози та незначний позитивний вплив 5 г лактулози на вбирання Са після 1 тижня звикання. Існують два механізми вбирання Са: "активне" трансклітинне вбирання (в основному в дванадцятипалій кишці і сильно регульоване вітаміном D) і "пасивне" параклітинне транспортування через тонкий кишківник. (15) Висувалося кілька теорій для пояснення стимулюючого впливу на вбирання Са. Ці теорії відносяться до транс- та/або параклітинного вбирання Са в тонкому/товстому кишечнику. Спостереження про те, що вплив лактулози і кальцитріолу є допоміжними, вказують, що лактулоза стимулює швидше пасивний, ніж вітамін-D-залежний, активний компонент вбирання Са. (4) Також Деміне і Ремезі (16) приписували збільшення вбирання Са після дієти багатої на клітковину з неперетравлюваних вуглеводів до пасивного процесу.

Трансклітинне транспортування Са може стимулюватися коротколанцюжними жирними кислотами. У людей збільшене продукування коротколанцюгових жирних кислот (КЦЖК) у сироватці крові (3) та збільшена концентрація сироваткового ацетату була виявлена після прийняття лактулози. (17) Прямий вплив можливо включає дифузію протонованих КЦЖК через апікальну мембрану. У клітині протонована молекула КЦЖК розпадається, залишаючи після себе збільшене внутрішньоклітинне Н+, яке виділяється з клітини в обмін на Са2+ з дистальної товстої кишки. Поза клітиною Н+ з'являється для протонації КЦЖК для дифузії у клітину. (18, 19) Цей стимулюючий ефект КЦЖК, здається, відбувається в дистальній, але не в проксимальній товстій кишці. (18) Чи включає процес пасивне або активне транспортування – це питання вимагає вивчення.

Параклітинне всмоктування Са може стимулюватися зниженням pH. Зниження РН було виявлено у …. Лактулоза спричинила зниження ідеального РН (з 7,5 до 7,0), яке було обернено пропорційно до явного вбирання мінералів. (6) У щурів, яким давали неперетравлювані олігосахариди, це зниження було пов'язане зі збільшеною кількістю розчинного Са в сироватці крові.

Іншою гіпотезою механізму, яким осмотично активна сахароза в тонкому кишечнику стимулює параклеточне вбирання Са, є збільшена кількість рідини в люмен для підтримки ізотонності. Ця допоміжна рідина може збільшити здутість та проникність міжклітинних сполук між ентероцитами, таким чином збільшуючи пасивне параклітинне всмоктування Са та інших елементів у тонкому кишечнику. (4) Збільшення всмоктування Са було б дуже цікавим для жінок у постменопаузі, тому що ефективність всмоктування залежить як від віку, так і від втрати естрогену в менопаузі. Два впливу вік і втрата естрогену спричиняють 20-25 % погіршення у показниках поглинання для жінок віком від 40 до 60 років. (22) Дане дослідження вказує, що це зниження може бути повністю контрасбалансованим прийняттям 10 г/день лактулоз, яке, як виявилося, збільшує на 16% вбирання Са. Оскільки збільшення всмоктування Са не мало відношення до збільшення виділення Са з сечею, лактулоза також може збільшити засвоєння Са в кістках і/або затримувати ресорбцію кісток. Позитивний вплив неперетравлюваних вуглеводів на мінералізацію кісток було виявлено також у щурів. (23 -25) Згідно з Нордін (26), одним з факторів остеопорзу є негативний баланс Са, причиною якого є погане всмоктування кальцію та/або високе неодмінне виділення кальцію з сечею. У 41 дослідженні жінок на постменопаузі, які приймали естроген, баланс кальцію становив середньому 43 мг./день. (27) Збільшення кальцію в сечі в менопаузі оцінюється в 20-40 мг/день, який відповідає втрати кісткової маси після менопаузи (40мг/день становить 1% кісткового мінералу на рік).(26) Баланс кальцію може бути збільшений більш високим прийомом кальцію або шляхом збільшення біоприсутності кальцію. З прийомом 1000 мг/день Са, 10 Г. лактулози могли б збільшити кількість біоприсутності кальцію на 50 мг/день, кількість достатня для істотного зниження негативного балансу Са у жінок у постменопаузі. Тому здається, що прийом лактулози міг би допомогти зменшити негативний баланс Са і, таким чином, розвиток остеопорозу.

На закінчення слід зазначити, що лактулоза збільшує всмоктування Са у жінок у постменопаузі, без збільшення виділення Са із сечею. Позитивний вплив на всмоктування Са значно пов'язаний із дозою лактулози. Потрібне подальше вивчення для дослідження того, як лактулоза стимулює вбирання Са і чи можливо покращити баланс Са в людях та/або зменшити втрату кісткової маси з віком.

Липень 1999, том 14, номер 7 сторінка 1211