ЗОНУЛИН СЫВОРОТКИ КРОВИ У ПАЦИЕНТОВ С ЗАБОЛЕВАНИЯМИ КИШЕЧНИКА

Аннотация

Представлены данные обследования 75 пациентов (28 мужчин и 47 женщин) в возрасте от 19 до 84 лет с функциональными расстройствами кишечника: функциональной диспепсией (ФД; n=15), синдромом раздраженного кишечника (СРК; n=39) и с воспалительными заболеваниями кишечника (ВЗК; n=21). Группу контроля составили 62 практически здоровых донора в возрасте от 20 до 66 лет. Содержание пептидов семейства зонулина в сыворотке крови больных и здоровых доноров определяли методом ИФА наборами ZONULIN ELISA (Immundiagnostic AG, Германия). Для всех пациентов выполняли биохимические исследования на биохимическом анализаторе UniCel DxC 600 (Beckman Coulter, США), клинический анализ крови – на гематологическом анализаторе UniCel DxH 800 (Beckman Coulter, США). Концентрацию кальпротектина в кале определяли методом ИФА с использованием набора RIDASCREEN Calprotectin (R-Biopharma AG, Германия). Бактериологические исследования проводили с использованием готовых питательных сред «Биомедиа» (Россия) и бактериологического анализатора Vitec-2 (bioMerieux, Франция). Данные биохимического и клинического анализа крови не различались в группах пациентов с заболеваниями кишечника, у большинства обследованных лиц не выходили за пределы референсных интервалов, что свидетельствует об отсутствии на этапе обследования признаков метаболических нарушений. В группе контроля содержание зонулина сыворотки крови составило 34,3 [24,4; 46,1] нг/мл и было значимо выше у доноров в возрасте старше 50 лет. Повышенные уровни зонулина по сравнению с контрольной группой и больными ФД (р<0,05) выявлены у пациентов с СРК и ВЗК (49,8 [41,9; 60,2] и 52,0 [49,6; 66,9] нг/мл соответственно). При этом группы обследованных пациентов не различались по возрасту, полу, ИМТ, параметрам клинического и биохимического анализа крови. Высокие значения зонулина сыворотки крови были ассоциированы только с повышенным уровнем кальпротектина и существенно сниженным содержанием ферритина у больных СРК и ВЗК. Бактериологическое исследование показало более низкие значения зонулина при выявлении у пациентов всех групп патогенной и условно-патогенной флоры. Не выявлено различий в уровне зонулина в зависимости от наличия хеликобактерной инфекции и сопутствующей желудочно-кишечной патологии. Полученные результаты указывают на то, что повышенные уровни зонулина у больных СРК и ВЗК не обусловлены сопутствующей патологией, ожирением, сахарным диабетом, возрастом, а связаны только с воспалительным процессом в кишечнике, что позволяет утверждать о зонулине сыворотки крови как маркере нарушения проницаемости гастроинтестинального барьера.

Annotation

Data from a survey of 75 patients (28 men and 47 women) aged 19 to 84 years with functional bowel disorders are presented: functional dyspepsia (FD; n=15), irritable bowel syndrome (IBS; n=39) and inflammatory bowel diseases (IBD; n=21). The control group consisted of 62 practically healthy donors aged 20 to 66 years. The content of zonulin family peptides in the blood serum of patients and healthy donors was determined by ELISA using ZONULIN ELISA kits (Immundiagnostic AG, Germany). For all patients, biochemical studies were performed on a UniCel DxC 600 biochemical analyzer (Beckman Coulter, USA), a clinical blood test was performed on a UniCel DxH 800 hematological analyzer (Beckman Coulter, USA). The concentration of calprotectin in feces was determined by ELISA using the RIDASCREEN Calprotectin kit (R-Biopharma AG, Germany). Bacteriological studies were carried out using ready-made nutrient media «Biomedia» (Russia) and bacteriological analyzer Vitec-2 (bioMerieux, France). The data of biochemical and clinical blood tests did not differ in the groups of patients with intestinal diseases; in most of the examined individuals, they did not go beyond the reference intervals (table), which indicates the absence of signs of metabolic disorders at the examination stage. In the control group, the content of zonulin in blood serum was 34.3 [24.4; 46.1] ng/ml and was significantly higher in donors over the age of 50 years. Elevated levels of zonulin compared with the control group and patients with FD (P<0.05) were found in patients with IBS and IBD (49.8 [41.9; 60.2] and 52.0 [49.6; 66.9] ng/ml, respectively). At the same time, the groups of examined patients did not differ in age, sex, BMI, parameters of clinical and biochemical blood tests. High serum zonulin values were associated only with elevated calprotectin levels and significantly reduced ferritin levels in patients with IBS and IBD. A bacteriological study showed lower values of zonulin when pathogenic and opportunistic flora were detected in patients of all groups. There were no differences in the level of zonulin depending on the presence of Helicobacter pylori infection and concomitant gastrointestinal pathology. The obtained results indicate that elevated levels of zonulin in patients with IBS and IBD are not due to concomitant pathology, obesity, diabetes mellitus, age, but are associated only with the inflammatory process in the intestine, which allows us to state that serum zonulin is a marker of impaired gastrointestinal barrier permeability.

Об авторах

Список литературы

1. Allaire J.M., Crowley S.M., Law H.T., Chang S.Y., Ko H.J., Vallance B.A. The intestinal epithelium: central Coordinator of Mucosal Immunity. Trends Immunol. 2018; 39(9):677-96. DOI: 10.1016/j. it.2018.04.002.
2. Serek P., Oleksy-Wawrzyniak M. The Effect of Bacterial Infections, Probiotics and Zonulin on Intestinal Barrier Integrity. Int. J. Mol. Sci 2021; 22(21):11359. DOI: 10.3390/ijms222111359.
3. Khavkin A.I., Bogdanova N.M., Novikova V.P. The biological role of zonulin and the effectiveness of its use as a biomarker of the syndrome of increased intestinal permeability. Rossiyskiy vestnik perinatologii I pediatrii. 2021; 66(1):31-8. DOI: 10.21508/1027-4065-2021-66-1-31-38. (in Russian)
4. Fasano A. Zonulin and its regulation of intestinal barrier function: the biological door to inflammation, autoimmunity, and cancer. Physiol. Rev. 2011; 91(1):151-75. DOI: 10.1152/physrev.00003.2008.
5. Fasano A. Zonulin, regulation of tight junctions, and autoimmune diseases. Ann. N. Y. Acad. Sci. 2012; 1258(1):25-33. DOI: 10.1111/j.1749-6632.2012.06538.x.
6. Asmar R., Panigrahi P., Bamford P., Berti I., Not T., Coppa G.V. et al. Host-dependent zonulin secretion causes the impairment of the small intestine barrier function after bacterial exposure. Gastroenterology. 2002; 123(5):1607-15. DOI: 10.1053/gast.2002.36578.
7. Barmeyer C., Schulzke J.D., Fromm M. Claudin-related intestinal diseases. Semin. Cell Dev. Biol. 2015; 42:30-8. DOI: 10.1016/j. semcdb.2015.05.006.
8. Marafini I., Monteleone I., Di Fusco D., Cupi M.L., Paoluzi O.A., Colantoni A. et al. TNF-a Producing Innate Lymphoid Cells (ILCs) Are Increased in Active Celiac Disease and Contribute to Promote Intestinal Atrophy in Mice. PLoS ONE. 2015; 10(5):e0126291. DOI: 10.1371/journal.pone.0126291. eCollection 2015.
9. Ling X., Linglong P., Weixia D., Hong W. Protective Effects of Bifidobacterium on Intestinal Barrier Function in LPS-Induced Enterocyte Barrier Injury of Caco-2 Monolayers and in a Rat NEC Model. PLoS ONE. 2016; 11(8):e0161635. DOI: 10.1371/journal. pone.0161635. eCollection 2016.
10. Hollon J., Puppa E.L., Greenwald B., Goldberg E., Guerrerio A., Fasano A. Effect of gliadin on permeability of intestinal biopsy explants from celiac dis-ease patients and patients with non-celiac gluten sensitivity. Nutrients. 2015; 7(3):1565-76. DOI: 10.3390/nu7031565.
11. Sapone A., De Magistris L., Pietzak M., Clemente M.G., Tripathi A., Cucca F. Zonulin upregulation is associated with increased gut permeability in subjects with type 1 diabetes and their relatives. Diabetes. 2006; 55(5):1443–9. DOI: 10.2337/db05-1593.
12. Lin R., Zhou L., Zhang J., Wang B. Abnormal intestinal permeability and microbiota in patients with autoimmune hepatitis. Int. J. Clin. Exp. Pathol. 2015; 8(5):5153-60. PMID: 26191211.
13. Pavón E.J., Muñoz P., Lario A., Longobardo V., Carrascal M., Abián J., Martin A.B. et al. Proteomic analysis of plasma from patients with systemic lu-pus erythematosus: Increased presence of haptoglobin α2 polypeptide chains over the α1 isoforms. Proteomics. 2006; 6 (Suppl.1):S282-92. DOI: 10.1002/pmic.200500404.
14. Zak-Golab A., Kocelak P., Aptekorz M., Zientara M., Juszczyk L., Martirosian G., Chudek J., Olszanecka-Glinianowicz M. Gut microbiota, microinflammation, metabolic profile, and zonulin concentration in obese and normal weight subjects. Int. J. Endocrinol. 2013; 2013:674106. DOI: 10.1155/2013/674106.
15. Pacifico L., Bonci E., Marandola L., Romaggioli S., Bascetta S., Chiesa C. Increased circulating zonulin in children with biopsy-proven nonalcoholic fatty liver disease. World J. Gastroenterol. 2014; 20(45):17107-14. DOI: 10.3748/wjg.v20.i45.17107.
16. Zhang D., Zhang L., Zheng Y., Yue F., Russell R.D., Zeng Y. Circulating zonulin levels in newly diagnosed Chinese type 2 diabetes patients. Diabetes Res. Clin. Pract. 2014; 106(2):312-8. DOI: 10.1016/j.diabres.2014.08.017.
17. Wang W., Uzzau S., Goldblum S.E., Fasano A. Human zonulin, a potential modulator of intestinal tight junctions. J. Cell. Sci. 2000; 113(24):4435-40. DOI: 10.1242/jcs.113.24.4435.
18. Di Pierro M., Lu R., Uzzau S., Wang W., Margaretten K., Pazzani C., Maimone F., Fasano A. Zonula occludens toxin structure-function analysis. Identification of the fragment biologically active on tight junctions and of the zonulin receptor binding domain. J. Biol. Chem. 2001; 276(22):19160-5. DOI: 10.1074/jbc.M009674200.
19. Hensley-McBain T., Manuzak J.A. Zonulin as a biomarker and potential therapeutic target in multisystem inflammatory syndrome in children. J. Clin. Invest. 2021; 131(14):e151467. DOI: 10.1172/JCI151467.

Ключевые слова