Sezon wakacyjny rozpoczął się na dobre, a wraz z nim okazje do odpoczynku i podróży w najdalsze zakątki świata. Niestety, nierzadko zdarza się, że wypoczynek urlopowiczów zostaje zakłócony przez dolegliwości jelitowe. Biegunki, zaparcia, bóle brzucha, zaostrzenie objawów IBS (z ang. Irritable Bowel Syndrome – zespół jelita drażliwego) potrafią zepsuć niejeden wyjazd. Remedium może stać się cieszący się coraz większą popularnością maślan sodu. Jakiej grupie pacjentów jest rekomendowany? Dlaczego może pomóc? W jaki sposób należy go przyjmować tak, by był skuteczny?
Źródło i rola kwasu masłowego w jelitach
Kwas masłowy należy do grupy SCFA (z ang.
short-chain fatty acids – krótkołańcuchowe kwasy tłuszczowe) produkowanej przez bakterie fermentujące cukry i obecne w jelicie grubym, takie jak
Clostridium spp., Eubacterium spp., Fusobacterium spp. czy
Butyrivibrio spp. Kwasy te są produktem metabolizmu polisacharydów, które nie zostały strawione przez enzymy układu pokarmowego w żołądku i jelicie cienkim – powstają dzięki beztlenowej fermentacji bakteryjnej włókna pokarmowego i skrobi opornej.
Do najbogatszych w skrobię oporną i włókno pokarmowe zaliczamy produkty pełnoziarniste, otręby, nieprzetworzone płatki zbożowe, orzechy oraz ciemne makarony, pieczywo razowe, brązowy ryż, grube kasze, warzywa, takie jak: rośliny strączkowe, marchew, kapustę, buraki, szpinak, sałatę, pomidory, ziemniaki, owoce, m.in. porzeczki, śliwki, gruszki czy jabłka.
W jelicie grubym u zdrowego człowieka bakterie w ciągu doby produkują ok. 300-400 mmol SCFA, co umożliwia dostarczenie 5,5-7,5 g kwasu masłowego/dobę. Trudno jednoznacznie określić dobowe zapotrzebowanie na kwas masłowy w warunkach fizjologicznych – waha się ono w szerokich granicach od 1000 mg/dobę do nawet 10 000 mg/dobę. Niemniej, zważywszy na niewystarczającą podaż składników pokarmowych będących źródłem skrobi opornej i włókien pokarmowych, istnieje uzasadnione podejrzenie, iż współcześnie społeczeństwu nie udaje się wyprodukować pożądanej ilości kwasu masłowego, co znajduje swoje odzwierciedlenie we wzrastającej zapadalności na schorzenia przewodu pokarmowego.
Dlaczego kwas masłowy jest niezbędny do prawidłowego funkcjonowania jelit? Przede wszystkim dlatego, że jest podstawowym substratem energetycznym dla komórek ich nabłonka błony śluzowej. Dzięki temu umożliwia ich prawidłowy metabolizm, proliferację i regenerację. Podkreśla się niezwykle cenną rolę kwasu masłowego dla prawidłowego rozwoju mikrobioty jelitowej. Istotnie, stymuluje on wzrost saprofitów, a hamuje rozwój patogenów, takich jak Escherichia coli, Camylobacter czy Salmonella. Utrzymuje też prawidłowe pH w świetle jelita, działając w ten sposób prewencyjnie przed atakiem mikroorganizmów. Ponadto, badania udowadniają, że kwas masłowy przyspiesza procesy gojenia i regeneracji nabłonka jelitowego w największym stopniu spośród wszystkich SCFA.
Z doświadczeń przeprowadzonych na zwierzętach wynika, że zmniejsza liczbę owrzodzeń żołądka, a zwiększa ilość komórek wyścielających kosmki w jelicie krętym. Redukcja poziomu kwasu masłowego sprzyja atrofii błony śluzowej jelit. Wywiera on silny troficzny wpływ na błonę śluzową jelita cienkiego poprzez zwiększanie lokalnego przepływu krwi.
Aktywność maślanu określa się czasem mianem „paradoksu”, gdyż stymuluje on proliferację prawidłowych komórek nabłonka błony śluzowej jelita, a jednocześnie hamuje ekspansję komórek nowotworowych. To działanie przeciwnowotworowe przypisane jest wyłącznie dla kwasu masłowego, który jako jedyny spośród SCFA posiada umiejętność hamowania cyklu komórkowego, inicjacji różnicowania komórek nowotworowych oraz apoptozy przekształconych już kolonocytów. Naukowe analizy wyróżniają również działanie przeciwzapalne kwasu masłowego i jego soli. Jest to możliwe dzięki hamowaniu aktywności mediatorów zapalnych – NFκB makrofagów, które są największym źródłem cytokin w procesach zapalnych nieswoistych chorób zapalnych jelit.
Kwas masłowy przyczynia się do redukcji sekrecji IL-8, co hamuje przeciwzapalną kaskadę cytokin. Kwas masłowy i jego sole mają również dobroczynny wpływ na perystaltykę jelit. Udowodniono, że poprawia on kurczliwość mięśniówki okrężnej i reguluje neuroprzekaźnictwo jelitowe. Co więcej, może zapobiegać stanom odwodnienia, na które narażeni są pacjenci, m.in. podczas biegunek, ponieważ ogranicza wydzielanie wody, sodu, chloru i potasu. Pojawiają się również doniesienia o pozytywnym działaniu kwasów z grupy SCFA na pozostałe układy i narządy, m.in. w obszarze gospodarki węglowodanowej, immunomodulacji, układu krążenia, układu nerwowego czy regulacji łaknienia.
Ryzyko niedoboru kwasu masłowego
Czy ilość kwasu masłowego wymagana do zaspokojenia „jelitowych” potrzeb jest zawsze taka sama? Otóż istnieje szereg przypadków, w których zapotrzebowanie na kwas masłowy ulega znacznemu podwyższeniu. Należą do nich:
-
dieta ubogoresztkowa – niewystarczająca podaż skrobi opornej i błonnika połączona z dietą obfitującą w produkty wysoko przetworzone, bogate w cukry proste prowadzi do obniżenia poziomu endogennych SCFA. Dodatkowo, istnieje gro pacjentów zmagających się z dolegliwościami jelitowymi, m.in. IBS, u których spożycie większej ilości produktów będących źródłem włókna pokarmowego, a co się z tym wiąże kwasu masłowego, nasila objawy choroby. W związku z czym ograniczają oni te potrzebne elementy żywienia w codziennym menu – przez to brakuje im substratów do produkcji kwasu masłowego, co tylko pogarsza stan ich jelit.
-
uszkodzenie lub zapalenie nabłonka jelitowego – w sytuacji konieczności regeneracji tkanek i ran, przeprowadzenia procesów naprawczych w następstwie, np. procesu zapalnego, znacznie wzrasta zapotrzebowanie metaboliczne. Kwas masłowy to główny substrat energetyczny w świetle jelit, stąd pożądane w takim przypadku jest dostarczenie go w większych ilościach.
-
wzrost zapotrzebowania energetycznego w różnych stanach chorobowych – niedobór wystarczającej ilości energii grozi nie tylko chorym cierpiącym z powodu procesów zapalnych toczących się w obrębie nabłonka jelitowego, ale również pacjentom poddawanym leczeniu operacyjnemu, w trakcie rehabilitacji czy wyniszczonych, np. z powodu choroby nowotworowej.
-
zintensyfikowany wzrost jelit – nasilona proliferacja komórek nabłonka jelitowego ma miejsce w sytuacjach „stresowych” dla organizmu, takich jak ekspozycja na niską temperaturę, laktacja czy redukcja ilości dostarczanych kalorii. Wzrost liczby komórek w obrębie jelit koreluje rzecz jasna z dużo większym zapotrzebowaniem na substraty energetyczne.
-
przyspieszony pasaż jelitowy i zwiększone wydzielanie do światła jelit – taka sytuacja towarzyszy przede wszystkim biegunkom. Ich efekty to oczywiście zwiększone zapotrzebowanie na energię, jak również zaburzenia wchłaniania i ograniczenie produkcji SCFA. Dodatkowo najbardziej narażone na niewystarczającą podaż energii w tego typu przypadkach są osoby nadużywające antybiotyki. Stosowanie antybiotykoterapii wpływa negatywnie na mikrobiotę, której obecność jest pożądana w jelitach, przez co trudno jest pokryć zapotrzebowanie energetyczne, a efekt ten jest potęgowany w czasie trwania biegunek.
-
zmiana mikrobioty jelitowej w różnych stanach chorobowych – zaburzenia w obrębie mikrobiomu jelitowego skutkują znacznie zmniejszoną produkcją SCFA. Zaskakującym może być fakt, iż te nieprawidłowości mogą towarzyszyć chorobom o różnorakiej, często pozornie zupełnie niezwiązanej z jelitami, patogenezie. Okazuje się, że redukcja endogennych SCFA jest wyraźnie zauważalna, np. w przebiegu choroby Alzheimera.
-
inne stany związane ze zwiększonym zapotrzebowaniem na kwas masłowy – zmiany mikrobiomu, a co się z tym wiąże, zmniejszenie produkcji SCFA obserwuje się również u osób stosujących używki, tj. alkohol – nasilający stres oksydacyjny czy papierosy – bezpośrednio uszkadzające błonę śluzową przewodu pokarmowego. Obniżone stężenie endogennych kwasów tłuszczowych jest też odnotowywane w czasie przebiegu różnych chorób metabolicznych, takich jak cukrzyca.
Kwas masłowy – remedium w czasie biegunki
Biegunka, definiowana jako oddawanie stolca o nadmiernie luźnej konsystencji trzy lub więcej razy na dobę, jest niejednokrotnie „towarzyszem” podróży przemieszczających się między różnymi strefami. Takim biegunkom często towarzyszą inne męczące dolegliwości, jak np. skurcze brzucha, wzdęcia, wymioty, nudności, uczucie parcia na stolec, gorączka lub krew w kale. Głównym ich „winowajcą” są drobnoustroje o niskiej patogenności dla mieszkańców danego regionu. Najczęstszym źródłem zakażenia jest konsumpcja zanieczyszczonej żywności i wody. Okazuje się, że skuteczna w leczeniu dolegliwości związanych z tzw. biegunką podróżnych jest grupa SCFA na czele z jej głównym przedstawicielem – kwasem masłowym (patrz: ramka powyżej). To właśnie on umożliwia zmniejszenie adhezji patogenów do ściany jelita oraz aktywację makrofagów i komórek tucznych będących główną „bronią” układu odpornościowego. Dodatkowo, znaczenie mają jego właściwości przeciwzapalne, przeciwutleniające, zapobiegające stanom odwodnienia poprzez wzmaganie resorpcji zwrotnej sodu i wody w jelicie i stymulujące wzrost saprofitów, które hamują rozwój szkodliwej flory bakteryjnej konkurującej o miejsce kolonizacji. Randomizowane badanie udowodniło, że przyjmowanie maślanu sodu przez podróżujących koreluje ze zmniejszeniem liczby oddawanych stolców w ciągu doby i redukcją objawów żołądkowo – jelitowych, takich jak ból, wzdęcia, nudności, wymioty czy gorączka. Co istotne, autorzy badania podkreślają też brak działań niepożądanych po zastosowaniu terapii z udziałem maślanu. Postulują również możliwość wykorzystania maślanu w połączeniu z innymi SCFA, jako środka prewencyjnego przed biegunką. Z kolei inne badanie potwierdza skuteczność kompozycji maślanu sodu, kwasów organicznych i dwutlenku krzemu A-300. Istotnie, odnotowano w nim zmniejszenie ilości ropy, krwi i śluzu w stolcu badanych. Niemniej preparaty maślanu sodu nie są przeznaczone wyłącznie dla podróżnych zmagających się z biegunką. Sprawdzą się one u pacjentów cierpiących na biegunki o różnorakiej etiologii – wirusowej, bakteryjnej, w przebiegu radio- czy chemoterapii i we wrodzonej biegunce chlorowej u dzieci.
Maślan sodu nie tylko dla pacjentów z biegunką
Mając na uwadze powyższe, potwierdzonym jest, że kwas masłowy posiada szeroki wachlarz leczniczych właściwości, dlatego też biegunki nie są jedynym kryterium włączenia go jako element farmakoterapii czy prewencyjnej suplementacji. Dzięki zdolności do regulacji mikrobioty jelitowej i hamowaniu bakterii produkujących metan, który odpowiada m.in. za pojawienie się wzdęć, stosuje się go w leczeniu zespołu jelita drażliwego.
Z kolei jego działanie cytoprotekcyjne i regenerujące komórki błony śluzowej jelita pozwalają na wykorzystanie go przez pacjentów zmagających się z nieswoistą chorobą zapalną jelit. Ta grupa chorych, stosując maślan, ma szansę na szybsze uzyskanie remisji, gdyż przyspieszone zostają procesy gojenia w obrębie błony śluzowej jelita grubego, a patogeny i prozapalne bakterie zostają skutecznie wyeliminowane dzięki immunomodulującym właściwościom maślanu. Inną jednostką chorobową, w jakiej z powodzeniem może być wykorzystany maślan sodu, jest choroba uchyłkowa. Kwas masłowy jest pomocny zarówno w leczeniu zaostrzeń tej choroby, jak i w profilaktyce epizodów zapalnych – przede wszystkim dzięki temu, że hamuje rozwój patogennych bakterii, ale również reguluje profil wydzielanych śluzów, poprawiając w ten sposób pasaż stolca.
Dziedziną, w której zastosowanie maślanu budzi ogromne nadzieje, jest onkologia. Poprzez indukcję apoptozy komórek nowotworowych nabłonka jelita grubego wykazuje on potencjał w zapobieganiu rozwoju raka, a wykazując zdolność do kontroli transkrypcji, ekspresji i aktywacji białek w kaskadzie apoptycznej, może powstrzymywać wczesne i późne etapy onkogenezy. Warto też, aby o suplementacji maślanu pamiętali pacjenci geriatryczni, gdyż z wiekiem z powodu mniejszego łaknienia, wielochorobowości czy polipragmazji, znacząco zmniejsza się poziom kwasu masłowego, a to znajduje swoje odzwierciedlenie w problemach funkcjonalnych (zaparcia, wzdęcia) i morfologicznych (ryzyko nowotworzenia) w obrębie układu pokarmowego.
Zasady właściwej suplementacji
W jaki sposób suplementować maślan sodu, aby jego zastosowanie było faktycznie skuteczne? Pierwszym ważnym kryterium jest przyjmowana dawka. Z analiz dobowego zapotrzebowania na kwas masłowy wynika, że ilość uważana za standardową, tj. 150-300 mg maślanu pokrywa jedynie 15-30% najmniejszego dobowego zapotrzebowania. W związku z tym, w przypadku wystąpienia biegunki najlepiej 2-krotnie zastosować dawkę 300 mg. Podobnie w celu prewencji – przed wyjazdem i podczas niego, chcąc „odżywić” jelita i zminimalizować wystąpienie biegunki podróżnych, warto zastosować wyższą dawkę (we wspomnianych wyżej badaniach stosowano 1500 mg i 1200 mg maślanu sodu na dobę). Istotne jest, by suplementację zacząć jeszcze przed wyjazdem i kontynuować przez całą podróż. Dla przewlekłej suplementacji, która ma na celu jedynie uzupełnienie kwasu masłowego, dedykuje się dawkę równą 150 mg. Trzeba też podkreślić, że stosowanie maślanu sodu jest uważane za zupełnie bezpieczne i to w praktycznie każdej ilości. Badania pokazały, że przyjmowanie dawek większych, takich jak 1350 mg czy nawet 2000 mg na dobę nie pociągało za sobą działań niepożądanych i odznaczało się dobrą tolerancją maślanu przez pacjentów.
Okazuje się jednak, że nie tylko dawka, ale również postać, w jakiej maślan jest suplementowany, ma znaczenie przy jego przyjmowaniu. Bowiem kluczem do efektywnego zastosowania maślanu, jest jego „dotarcie” do jelita grubego – to tam zlokalizowane jest większość zmian zapalnych, w jakich maślan ma pełnić rolę remedium. Dlatego tak ważny jest sposób produkcji kapsułki zawierającej kwas masłowy. Zastosowanie technologii mikrootoczkowania pozwoliło na stworzenie preparatów, z których duża część kwasu masłowego uwalnia się dopiero w jelicie grubym. Jest to o tyle istotne, że pobieranie i wykorzystywanie kwasu masłowego przez komórki nabłonka zachodzi na całej długości przewodu pokarmowego, a podanie go w specjalnej otoczce chroni przed jego zbyt szybkim wykorzystaniem we wcześniejszych odcinkach przewodu pokarmowego. Dzięki użyciu matrycy z mono-, di- i triacylogliceroli, często w połączeniu z dodatkową substancją sieciującą – alginianem sodu, która minimalizuje uwalnianie maślanu w dwunastnicy, do okrężnicy może dotrzeć nawet ponad 50% przyjętej dawki maślanu. Jest to istotnie znamienna różnica w porównaniu z produktami, które nie są wytwarzane metodą mikrootoczkowania, a z których do jelita grubego dociera np. 11% lub nawet tylko 2% maślanu.
Podsumowując, warto świadomie wybierać preparaty z maślanem sodu – zawierające zarówno odpowiednią dawkę, jak i przygotowane w sposób umożliwiający dostarczenie możliwie maksymalnej ilości maślanu do jelita grubego, dzięki czemu pacjent będzie mógł odczuć realne korzyści z jego zastosowania.
Kwas masłowy – komentarz do dwóch badań z zastosowaniem maślanu sodu w zapobieganiu biegunce podróżnych*
prof. dr hab. n. med. Tomasz Banasiewicz
Kierownik Katedry i Kliniki Chirurgii Ogólnej, Endokrynologicznej i Onkologii Gastroenterologicznej UM w Poznaniu
W prowadzonych przez nas badaniach tematem kluczowym było pytanie, czy można wpłynąć na błonę śluzową przewodu pokarmowego, przede wszystkim jelita grubego, by było ono bardziej odporne na patogenne mikroorganizmy powodujące biegunkę podróżnych? Innymi słowy, czy posiadamy bezpieczne i fizjologiczne narzędzia profilaktyki tego nieprzyjemnego schorzenia i jego leczenia w początkowej fazie. Szukając potencjalnych rozwiązań skupiliśmy się na mało wtedy znanym zagadnieniu – krótkołańcuchowych kwasach tłuszczowych (SCFA). Mieszanina zawierała kilka tych kwasów, głównie ze względu na ówczesny stan wiedzy, w którym rola konkretnych kwasów była wciąż poznawana i określana. Podstawą stał się jednak już wtedy zdecydowany lider krótkołańcuchowych kwasów tłuszczowych – kwas masłowy (maślan sodu). Jego potencjalny, bardzo fizjologiczny mechanizm działania, dawał nadzieję, iż będzie skuteczny zarówno w profilaktyce jak i leczeniu biegunki podróżnych. Tak też się stało. W obydwu badaniach grupy uczestników otrzymujące preparat opierający się na maślanie sodu odniosły zdecydowane korzyści. Czas pokazał, iż był to jak najbardziej słuszny kierunek. Kolejne badania coraz bardziej przybliżały nas do rozumienia wiodącej roli kwasu masłowego (maślanu sodu) nie tylko w zaopatrzeniu energetycznym komórek nabłonka błony śluzowej jelita, ale też w utrzymaniu jego hemostazy, poprawie odporności na niekorzystne czynniki zewnętrzne w tym mikroorganizmy czy zdolności regeneracji. To właśnie dlatego maślan sodu okazał się skuteczny zarówno w profilaktyce jak i leczeniu. I okazuje się do tej pory, nie tylko w przypadku biegunki, ale także innych schorzeń i zaburzeń w obrębie jelita grubego.
* Krokowicz L et al. Sodium butyrate and short chain fatty acids in prevention of travellers’ diarrhoea : a randomized prospective study. Travel Med Infect Dis. 2014; 12(2):183 18.
Krokowicz L et al. Management of traveller’s diarrhoea with a combination of sodium butyrate, organic acids, and A-300 silicon dioxide. Przegląd Gastroenterologiczny 2014; 9 (5): 285–290, DOI: 10.5114/pg.2014.46164.