Диарея. Клиническая картина, диагностика, обследование
Патофизиология органов пищеварения. Джозеф М. Хендерсон. 1997
Глава 5. Патофизиология диареи
- Патофизиология. Пассивный транспорт воды
- Специальные клетки для абсорбции и секреции
- Пероральная регидратация
- Наследственные нарушения электролитного транспорта
- Диарея в клинике
- Острая и хроническая диарея
- Осмотическая и секреторная диарея
- Инфекционная и неинфекционная
- Воспалительная и невоспалительная
- Моторика
- Диарея и колит, вызванные применением антибиотиков
- Клиническая оценка
- Содержание электролитов в стуле
- Перфузионное исследование тонкой кишки
- Содержание жиров в стуле
- Бета-каротин и D-ксилоза
- Водородный дыхательный тест
- Эндоскопическое исследование сигмовидной кишки
- Исследование нейроэндокринной системы
- Культуры микроорганизмов кала / Паразиты и их яйца
- Клинический случай
- Заключение
Глава 5. Патофизиология диареи
В желудочно-кишечном тракте происходит всасывание воды, электролитов и питательных веществ. Нарушение этих процессов и увеличение объема испражнений называется диареей. Масса нормального стула составляет в среднем около 200 г/сут, однако, если человек потребляет пищу, содержащую большое количество клетчатки, то масса стула может увеличиваться до 500 г/сут. Клинически диареей считается превышение массы стула 250 г/сут. Важно отметить, что под диареей понимают не изменение консистенции или количества дефекаций за сутки, а именно увеличение объема стула. Частую дефекацию при общей массе меньше 250 г нередко называют диареей, хотя правильнее такое состояние называть псевдодиареей или гипердефекацией. Гипердефекация часто наблюдается при синдроме раздраженной толстой кишки или при проктитах. Недержание кала при различных состояниях также нередко называют диареей, хотя недержание является скорее нарушением нервно-мышечной регуляции функций ануса и прямой кишки. Такая путаница получается оттого, что в подобных случаях стул, как правило, бывает жидким, поскольку при нарушении нервно-мышечной координации акта дефекации удержание жидкого стула гораздо труднее, чем оформленного. Поэтому в дифференциальной диагностике между диареей и недержанием важное значение имеет тщательно собранный анамнез. В нормальном стуле содержание воды обычно составляет 60-85 %, а при диарее — гораздо больше. Половину объема сухого остатка нормального стула занимают бактерии.
При диарее резко нарушается водно-электролитный баланс. Это связано с тем, что вода и электролиты активно поступают в просвет кишки (секреторная диарея) или же вода задерживается в просвете кишки осмотически активными веществами (осмотическая диарея). Осмотическая диарея возникает либо вследствие попадания в кишечник неабсорбируемых осмотически активных веществ, либо вследствие синдрома мальабсорбции/мальдигестии, когда нарушается всасывание осмотически активных веществ. Примером «чистой» (истинной) осмотической диареи является понос после применения сернокислой магнезии; «чистая» секреторная диарея развивается при холере. В большинстве же случаев диарей имеет место сочетание осмотического и секреторного механизмов развития.
Большую роль в патогенезе диареи играет состояние моторики желудочно-кишечного тракта. Скорость передвижения химуса по кишечнику определяет время всасывания воды в тонкой кишке, вследствие чего быстрый транспорт по кишечнику может быть единственной причиной диареи, а может утяжелять и другие состояния, сопровождающиеся диареей. Механизм действия антидиарейных препаратов в основном направлен на снижение скорости передвижения химуса по кишечнику, что приводит к увеличению всасывания воды и, соответственно, уменьшению объема стула.
В этой главе разбираются физиологические процессы транспорта воды и электролитов в кишечнике и описываются патофизиологические механизмы диареи.
Синдромы мальабсорбции и мальдигестии, являющиеся важными причинами развития диареи, подробно рассматриваются в 6 главе, поэтому в данном разделе лишь упоминаются.
Пероральная регидратация
Дегидратация организма может быть очень опасной. При острых нарушениях водно-солевого обмена наиболее часто применяется внутривенное введение воды и электролитов. В качестве альтернативного метода можно использовать пероральную регидратацию с применением растворов, содержащих смесь солей и глюкозы для максимальной стимуляции абсорбции солей и воды ворсинками тонкой кишки. Механизм такой регидратации основан на том, что при секреторной диарее, вызванной, например, холерным токсином, общее повышение секреции солей и воды обусловлено не только стимуляцией самой секреции, но и угнетением абсорбции, вероятно, за счет нарушения сочетанного транспорта ионов Na+ и С1 в апикальном участке мембраны клеток ворсинок. В то же время активность транспортера Na+/глюкоза не изменяется, поэтому даже при холере введение глюкозы в кишечник стимулирует абсорбцию ионов Na+. Действие глюкозы не влияет на секрецию, но может компенсаторно усилить абсорбцию ионов Na+ и воды, что суммарно снижает общую потерю солей и воды.
Наследственные нарушения электролитного транспорта
Наследственные нарушения транспорта электролитов весьма редко являются причиной диареи, но на их примере хорошо видна роль мембранных белков в механизме кишечного транспорта электролитов. В частности, нарушения всасывания глюкозы, галактозы и лактозы приводят к тяжелой диарее у новорожденных, которая исчезает при исключении этих веществ из диеты. У таких больных выявлена неспособность клетки кишечных ворсинок накапливать глюкозу и галактозу из-за дефекта функции котранспортера Na+/глюкoзa. Обнаружено, что при этой патологии в гене, кодирующем мембранный котранспортер Na+/глюкoзa, происходит единственная замена гуанина на аденин. В результате чего в кодируемом белке происходит замещение аспарагиновой кислоты в позиции 28 на аргинин.
При наследственных нарушениях абсорбции электролитов также могут повреждаться два других транспортных белка апикального отдела мембраны — Cl–/НСО3– и Na+/H+ антипорты, что в обоих случаях приводит к диарее. При врожденной хлоридорее тонкая и толстая кишки не способны активно абсорбировать СГ, поэтому происходит нарушение обмена Cl–/НСО3–, из-за чего стул имеет низкий рН. При этом обмен Na+/H+ не страдает, а степень абсорбции Na+ и НСО3–, наблюдаемая у таких больных, может быть смоделирована у здоровых людей перфузией подвздошной кишки солевым раствором, не содержащим хлориды. Исследования ионного транспорта показали, что при врожденной натриевой секреторной диарее нарушается обмен Na+/H+, тогда как сочетанный транспорт Na+-глюкoзa не изменен. У больных с таким врожденным нарушением развивается метаболический ацидоз, в фекалиях повышена концентрация Na+ и НСО3–. Перфузия кишки раствором, не содержащим глюкозу, позволяет выявить фоновую секрецию Na+ и Сl–.
Моторика
Масса мышц желудочно-кишечного тракта одна из самых больших в организме человека. Регуляция моторики кишечника обеспечивается его собственным нервным сплетением, кроме того, имеются также симпатическое и парасимпатическое звенья регуляции. Моторика кишечника — процесс постоянный, причем большинство людей ее не ощущают. Изменение моторики, усиление или ослабление, может приводить соответственно к диарее или к обстипации (запору). Существует понятие «синдром раздраженного кишечника» или «функциональный кишечник». Многие пациенты с данным синдромом жалуются на частые эпизоды абдоминальных болей, метеоризма, периодические эпизоды диареи и запора или на сочетание симптомов. Причина этого состояния неизвестна, при этом общих нарушений или изменений биохимических показателей обычно не наблюдается. Предполагается, что синдром раздраженного кишечника является функциональным состоянием, хотя большинство исследователей считают его результатом нарушения моторики (ранее вздутие живота и диарея у больных с невосприимчивостью к лактозе также трактовались как «функциональный кишечник»). «Функциональный кишечник» является важной проблемой, поскольку такие пациенты составляют большой процент среди первичных посетителей терапевта; но в то же время многие люди с этим синдромом совсем не обращаются к врачу. Приблизительно 30 % населения имеют этот синдром. Часто основной жалобой таких пациентов является «диарея», хотя настоящая диарея бывает у них очень редко, так как объем стула обычно не превышает 250 мл.
Диарея после хирургических операций. После хирургических операций, таких как пилоропластика, ваготомия, гастрэктомия, витрэктомия, приводящих к нарушению функции антрального отдела желудка или привратника, нередко из-за быстрой эвакуации содержимого желудка в кишечник развивается диарея. Диарея обусловлена как поступлением больших объемов химуса в двенадцатиперстную кишку, так и жидкости из плазмы крови в полость тонкой кишки. При этом желчь и панкреатический сок разбавляются и плохо перемешиваются, стимулируется моторика кишечника и уменьшается время транспорта химуса по кишке. У больных может наблюдаться специфический симптомокомплекс, известный как «демпинг-синдром». Ранний демпинг-синдром возникает в течение первого часа после еды: появляются чувство насыщения, тошнота, диарея, вздутие и боли в животе, а также вегетативные реакции в виде потливости, тахикардии и покраснения лица. Эти симптомы обусловлены поступлением большого количества гипертоничного химуса из желудка или культи желудка в верхние отделы тонкой кишки, в результате этого происходит рефлекторная стимуляция ее моторики. Поступление воды в полость кишки по осмотическому градиенту может привести к гиповолемии. Происходит также высвобождение вазоактивных медиаторов — брадикинина, серотонина и вазоактивного интестинального пептида. Поздний демпинг-синдром возникает через час или два после приема пищи: у больных наблюдаются потливость, сердцебиение, слабость, спутанность или, реже, потеря сознания. Поздние симптомы обусловлены развивающейся гипогликемией. Быстрое всасывание углеводов стимулирует повышенную продукцию инсулина, который циркулирует в крови дольше, чем глюкоза и, в конечном итоге, приводит к развитию гипогликемии. Диарея бывает и после холецистэктомии, хотя механизм развития такой диареи неизвестен. Тотальная колонэктомия также приводит к диарее, поскольку в тонкой кишке вода всасывается хуже, чем в толстой. Ежесуточный объем стула при этом становится около 500 мл.
Каловые камни. Образование каловых камней у пожилых или страдающих деменцией больных может способствовать развитию парадоксальной диареи. Она заключается в том, что проксимальнее камня происходит растяжение кишки, повышение секреции, кал становится неоформленным и «обходит» препятствие, созданное каловым камнем. Поэтому у пожилых больных с синдромом диареи необходимы тщательное обследование живота, прямой кишки, а при необходимости и рентгенография органов брюшной полости.
Лекарственные вещества
Диарея является частым побочным эффектом действия многих лекарственных препаратов. Механизмы диареи в большинстве случаев объяснимы, например при приеме магнийсодержащих антацидов или фосфорсодержащих веществ, но в некоторых случаях генез диареи недостаточно ясен. Такие вещества, как сорбитол, маннитол, ксилит, лактулоза, непосредственно вызывают осмотическую диарею. Колхицин, хинидин, хинин, препараты золота, парааминосалициловая кислота способны повреждать энтероциты, вследствие чего развивается синдром мальабсорбции в сочетании с секреторной и осмотической диареей. Секреторную диарею вызывают также фуросемид, тиазиды, мизопростол (простагландин E1), олсалазин (дипентум), этанол. Холинергические препараты (пилокарпин, мускарин, метоклопрамид), ингибиторы холинэстеразы (неостигмин, физостигмин), эритромицин, мышьяк, метилксантины (теофиллин и кофеинсодержащие продукты, например шоколад) стимулируют секрецию и моторику кишечника. Холестирамин, обычно вызывающий запор, при длительном применении связывает желчные кислоты, что может приводить к нарушению переваривания жиров и к стеаторее.
Клетки эпителия крипт кишечника в связи с выраженной пролиферативной активностью очень чувствительны к действию противоопухолевых препаратов (цитозин арабинозид, амсакрин, митрамицин, доксорубицин, актиномицин D, 6-меркаптопурин, метотрексат и др.). Повреждение может быть незначительным, вызывая только нарушение функций щеточной каемки или снижение активности ферментов, но может быть и значительным, приводя даже к язвообразованию, что в целом связано с типом препарата, его дозой и длительностью применения.
Диарея и колит, вызванные применением антибиотиков
При лечении антибиотиками часто наблюдается развитие легкой формы диареи. В этом случае диарея не связана с воспалением толстой кишки (колитом). Признаки диареи менее выражены, чем при колитах, возникают через несколько дней после начала антибиотикотерапии и прекращаются через 5-10 дней после ее завершения. Механизмы развития такой диареи не очень ясны, но, по-видимому, она связана с изменением флоры толстой кишки. Прием антибиотиков иногда может быть причиной развития колита и, соответственно, более тяжелой диареи. При этом колит вызывается Clostridium difficile и протекает с повреждением слизистой оболочки кишки, ее деструкцией и образованием так называемых псевдомембран. Такой колит — тяжелое заболевание и часто опасное для жизни. Он может развиться после приема первой же дозы антибиотика, но может возникнуть и через месяцы после завершения всего курса лечения ими. Диагностика колита, вызванного С. difficile, основана преимущественно на клинических данных: диарея, абдоминальные боли, лихорадка и, особенно, выявление псевдомембран при эндоскопическом обследовании сигмовидной кишки (рис. 5-10). Для постановки точного диагноза требуется определение токсина С. difficile в кале, поскольку у госпитализированных больных и маленьких детей нередко данный микроорганизм обнаруживается и при отсутствии токсина. С другой стороны, даже при колитах, не относящихся к группе антибиотикоассоциированных диарей, токсин С. difficile обнаруживается приблизительно в 20 % случаев и примерно в 40 % случаев в культурах кала, позитивных по С. difficile.
Дисбактериоз. Хотя полости желудка и тонкой кишки нестерильны, количество бактерий в верхних отделах желудочно-кишечного тракта небольшое, в пределах 0-103 колониеобразующих ед/мл. Состояния, при которых нарушается нормальный пассаж содержимого по кишечнику, приводят к чрезмерному росту бактерий и диарее. Бактерии в тонкой кишке могут деконъюгировать желчные кислоты или непосредственно повреждать слизистую оболочку, а также способствовать обоим нарушениям, обеспечивая развитие диареи в сочетании с мальабсорбцией и стеатореей. Бактерии также усиленно потребляют витамин Bia, что приводит к его дефициту и развитию макроцитарной анемии. Дисбактериоз может возникнуть вследствие нарушения моторики кишечника при склеродермии, сахарном диабете и идиопатической псевдонепроходимости.
Рис. 5-10. Псевдомембранозный колит. (А) — эндоскопическая картина слизистой оболочки толстой кишки больного с псевдомембранозным колитом. Отмечаются наличие псевдомембран, отечность слизистой оболочки кишки и участки нарушений васкуляризации. (В) — картина нормальной слизистой оболочки толстой кишки
После хирургических операций, например операции по Бильрот II, когда создается «слепая петля» кишки, также может возникнуть дисбактериоз. Нередко чрезмерный рост кишечной микрофлоры отмечается у пациентов с болезнью Крона из-за образования энтеро-энтеральных фистул, образования стриктур и частичной обструкции кишки или из-за отсутствия илеоцекальной заслонки после резекции участка подвздошной кишки. Более полный список причин дисбактериоза приведен в табл. 5-12.
Клинический случай
У 55-летнего мужчины на фоне полного благополучия здоровья 4 мес назад во время отдыха в кемпинге стул участился до 2—3 раз в сутки. У его соседей наблюдались похожие симптомы, поэтому он не беспокоился, однако члены его семьи ничего подобного не испытывали. Кал был без кровянистых включений. Диарея прогрессировала несколько месяцев, и стул стал водянистым, с частотой 4—6 раз в сутки. Он пытался лечиться самостоятельно, ограничив прием жидкости и потребляя вяжущие средства, но это не помогло. Диарея постепенно прогрессировала: частота стула возросла до 10 раз в сутки (в том числе и в ночные часы) с одновременным увеличением объема. В последнее время пациент стал отмечать повышение температуры до 38 «С, появился озноб. Семейный врач направил его в стационар для обследования. Больной также жаловался на слабость в конечностях и снижение массы тела. Жалоб на боли в спине, суставах, сыпь или нарушение зрения у него не было. Не наблюдалось тошноты, рвоты, крови в кале или мелены. До этого эпизода он не страдал колитом или диареей. Дома потребляет хорошую воду. За весь летний период он один раз лечился ампициллином от синусита, но в последнее время никаких лекарств не принимал.
Больной поступил с выраженной гиповолемией и гипотензией. Температура 37 °С, пульс 110 уд/мин, дыхание 20 в 1 мин, артериальное давление 82/40 мм рт. ст. Данные объективного обследования: слизистая полости рта сухая, печень пальпируется на 5 см ниже реберной дуги по среднеключичной линии. Данные лабораторного исследования: гемоглобин — 190 г/л, гематокрит — 55 %, лейкоциты — 11·109/л, лейкоцитарная формула нормальная, Na+ — 135 ммоль/л, К+ — 2.5 ммоль/л, НСО3– — 8 ммоль/л, мочевина — 15.7 ммоль/л, креатинин — 0.17 ммоль/л, глюкоза — 8.21 ммоль/л, кальций — 3.55 ммоль/л, белки — 84 г/л, АлАТ — 62 МЕ/л, АсАТ — 54 МЕ/л, щелочная фосфатаза — 113 МЕ/л (норма — 30-86 МЕ/л), общий билирубин — 12 мкмоль/л. Больной был переведен в отделение интенсивной терапии для регидратации и коррекции электролитов. Данные других обследований представлены ниже.
Объем стула — 6 л/сут. Электролиты в стуле: Na+ — 56 ммоль/л, K+ — 80 ммоль/л, Cl– — 99 ммоль/л. Окраска кала по Граму: лейкоциты отсутствуют. Патогенная флора в кале: паразиты и яйца глистов не обнаружены. Исследования тонкой кишки при приеме бария внутрь и толстой кишки (клизма с барием) патологии не выявили. При эзофагогастродуоденоскопии выявлена эритема антрального отдела желудка, язв нет, пищевод и двенадцатиперстная кишка в норме. При колоноскопии — норма. Уровень гастрина — 124 пг/мл.
У больного в летний период во время отдыха появилась водянистая диарея без крови в стуле и других общих нарушений. Поскольку диарея была и у некоторых его соседей по кемпингу, он не беспокоился. С медицинской точки зрения в то время не было необходимости проводить тщательное диагностическое обследование, поскольку наиболее вероятный диагноз на тот момент был «вирусная инфекция». Так как нарушения прогрессировали, стало понятно, что необходима медицинская помощь. У больного все еще не было систематических жалоб, за исключением появления стула в ночное время. Позднее диарея стала выраженное, стул участился до 10 раз в сутки, появились слабость и лихорадка. Лечащий врач обнаружил у пациента выраженную дегидратацию и срочно госпитализировал. На момент поступления в стационар у больного наблюдалась хроническая диарея, однако, по-видимому, она не была воспалительного характера. В стуле не было кровянистых выделений, за время болезни пациент не жаловался на лихорадку или какой-либо дискомфорт, за исключением самых последних дней, когда ему стало значительно хуже и развились гиповолемия и гипотензия. Поэтому такие причины воспалительной диареи, как Shigella или Campylobacter, болезнь Крона или язвенный колит, маловероятны. Больной недавно принимал антибиотики, поэтому можно заподозрить псевдомембранозный колит, несмотря на отсутствие общих симптомов. Кроме того, можно предположить, что у пациента имеется патология именно тонкой кишки, поскольку объем стула больше 1 л в сутки является следствием нарушения функции тонкой кишки, а меньше 1 л в сутки — толстой кишки. Необходимо также помнить, что через тонкую кишку проходят большие объемы жидкости. Если абсорбция в этом отделе снижается на 50%, то вместо обычных 1.5 л до толстой кишки доходит 5 л, что превышает нормальные возможности толстой кишки по всасыванию воды. При секреторной диарее объемы жидкости, доходящие до толстой кишки, значительно больше (более 20 л в сутки). Для диареи, обусловленной поражением тонкой кишки, характерна нечастая дефекация, но большого объема. Диарея, связанная с расстройством толстой кишки, нередко возникает при воспалении и при колите. При колите дефекация обычно частая и в малых объемах. Такие больные испытывают ощущение неполной дефекации, тенезмы.
Данные объективного обследования и биохимического анализа крови подтверждают дегидратацию и гиповолемию. У больного в состоянии покоя наблюдаются тахикардия и ортостатическое падение артериального давления, предполагающее снижение объема циркулирующей крови, как минимум, на 20 %. У больного повысились уровни мочевины и креатинина в крови. Теоретически у пациента с дегидратацией и гиповолемией скорее ожидается развитие алкалоза (вероятность развития алкалоза гораздо большая при нарушении поступления воды, чем при диарее), однако у данного больного развился ацидоз с низкой концентрацией НСО3– из-за потери бикарбонатов с калом. Гипокалиемия также связана с потерей калия. Повышение уровня кальция в крови, возможно, вызвано дегидратацией, однако может быть также обусловлено карциномой щитовидной железы или других МЭН-опухолей. При микроскопическом исследовании не обнаружены лейкоциты или кровь в кале. Хотя воспалительная диарея не исключается, все показатели свидетельствуют против воспаления. Наличие лейкоцитов в кале может помочь в диагностике, однако их отсутствие, наоборот, затрудняет правильную постановку диагноза. У половины больных с псевдомембранозным колитом лейкоциты в стуле не выявляются. Уровень электролитов в стуле дает важную информацию: 2 х (Na+ 56 ммоль/л + K+ 80 ммоль/л) = 272 мОсм/л. Таким образом, величина осмоляльности стула обусловлена, в основном, электролитами, что подтверждает наличие секреторной диареи. Учитывая объем стула (6 л/сут), можно считать, что она является следствием поражения тонкой кишки.
Поскольку отдых пациента проходил в условиях кемпинга, можно предположить наличие паразитарного заболевания. Giardia, как возбудитель паразитарного заболевания, распространена во многих регионах США, вызывая у больных водную диарею и вздутие живота. Giardia паразитирует в тонкой кишке, цисты или зрелые формы в кале часто отсутствуют и обнаруживаются только у половины больных. Однако Giardia не вызывает столь сильную, как в данном случае, диарею. Микроорганизмы, вырабатывающие токсины, например при холере, способствуют развитию тяжелой секреторной диареи, но большинство таких инфекций обычно излечиваются и не могут быть причиной нарастающей диареи длительное время. Низкая концентрация К+ в крови в сочетании с продолжительностью и постоянным ухудшением течения заболевания предполагают наличие ВИПомы. Повышенный уровень кальция в крови предполагает наличие МЭН-синдрома. У больного наблюдается умеренное повышение уровня трансаминаз, которое можно было бы отнести к неспецифическим нарушениям, однако, учитывая увеличение размеров печени, скорее предполагаются метастазы первичной ВИП-продуцирующей опухоли.
Компьютерное томографическое обследование органов брюшной полости выявило несколько слабо контрастирующих участков размером 1-2 см в хвосте поджелудочной железы и несколько подобных узлов в печени. Тонкоигольчатая биопсия печени показала наличие опухолевых клеток нейроэндокринного происхождения. Уровень ВИП в плазме крови составлял 3337 пг/мл (в норме 0-50 пг/мл).
Больного начали лечить аналогами соматостатина пролонгированного действия, что привело к значительному улучшению состояния. Пациент был прооперирован, ему удалили большую часть поджелудочной железы. После этого уровень ВИП в плазме крови вернулся к нормальному, однако, учитывая наличие метастазов, можно предположить повторение тех же симптомов в будущем. Обследование щитовидной железы патологии не выявило. После адекватной инфузионной терапии уровень кальция сыворотки крови вернулся к норме.
Заключение
Для правильной постановки диагноза необходимо хорошее понимание патофизиологии диареи, в противном случае, не имея четкого представления о вариантах трактовки результатов, получаемых при обследовании больного, врач потеряется в существующем многообразии направлений диагностики. При хорошем знании патофизиологии легче исключить наименее вероятные диагнозы, поэтому точность диагностики и возможности лечения будут значительно выше.