Водородный дыхательный тест

Водородный дыхательный тест — это неинвазивный диагностический метод, основанный на измерении концентрации водорода в выдыхаемом воздухе после приёма определённого субстрата (углевода). Применяется для выявления нарушений всасывания углеводов, избыточного бактериального роста в тонкой кишке (СИБР) и оценки времени транзита пищи по желудочно-кишечному тракту.

История

Метод был разработан в 1970-х годах. Первые исследования связи между содержанием водорода в выдыхаемом воздухе и мальабсорбцией углеводов провели американские гастроэнтерологи Дж. Левитт и Р. Бонд. В 1975 году они опубликовали работу, демонстрирующую, что у пациентов с непереносимостью лактозы после её приёма уровень водорода в выдохе значительно повышается. В 1980-х годах методика была стандартизирована для клинического использования, а в 1990-х — адаптирована для диагностики синдрома избыточного бактериального роста (СИБР). В России водородные дыхательные тесты начали внедряться в практику с середины 2000-х годов, в первую очередь в крупных гастроэнтерологических центрах Москвы и Санкт-Петербурга.

Физиологические основы

Водород (H₂) в норме не вырабатывается клетками человеческого организма. Его источником в кишечнике являются анаэробные бактерии, преимущественно родов Clostridium, Bacteroides, Eubacterium и Ruminococcus, которые ферментируют неабсорбированные углеводы. В процессе метаболизма бактерии выделяют водород, метан и углекислый газ. Часть водорода всасывается через стенку кишечника в кровоток, затем выделяется через лёгкие с выдыхаемым воздухом.

У здорового человека после приёма углевода (например, лактозы или глюкозы) он полностью всасывается в тонкой кишке, и бактерии не получают субстрата для ферментации. При нарушении всасывания (мальабсорбции) или при избыточном росте бактерий в тонкой кишке углеводы достигают толстой кишки или ферментируются уже в тонкой, что приводит к повышенному выделению водорода.

Показания

Водородный дыхательный тест назначают при следующих симптомах и состояниях:

• хроническая диарея неясной этиологии;
• вздутие живота, метеоризм, абдоминальная боль;
• подозрение на непереносимость лактозы, фруктозы, сорбитола;
• синдром избыточного бактериального роста в тонкой кишке (СИБР);
• оценка времени орально-цекального транзита (времени прохождения пищи от рта до слепой кишки);
• мониторинг эффективности лечения СИБР;
• дифференциальная диагностика синдрома раздражённого кишечника (СРК).

Виды тестов

В зависимости от используемого субстрата различают несколько видов водородных дыхательных тестов:

Лактозный дыхательный тест

Применяется для диагностики лактазной недостаточности — неспособности расщеплять лактозу (молочный сахар) из-за дефицита фермента лактазы. Пациент выпивает раствор лактозы (обычно 25–50 г). Повышение уровня водорода на 20 ppm (частей на миллион) и более относительно базального уровня в течение 3–4 часов указывает на мальабсорбцию лактозы.

Фруктозный дыхательный тест

Используется для выявления непереносимости фруктозы. Пациент принимает 25–50 г фруктозы. Критерии интерпретации аналогичны лактозному тесту.

Глюкозный дыхательный тест

Применяется для диагностики СИБР. Глюкоза в норме полностью всасывается в тонкой кишке. Если в тонкой кишке присутствуют бактерии, они ферментируют глюкозу до её всасывания, что вызывает ранний пик водорода (в течение 60–90 минут). Повышение на 20 ppm и более считается положительным результатом.

Лактулозный дыхательный тест

Используется для оценки времени орально-цекального транзита и диагностики СИБР. Лактулоза — невсасывающийся дисахарид, который ферментируется бактериями толстой кишки. В норме пик водорода возникает через 90–120 минут (время достижения лактулозой толстой кишки). При СИБР пик появляется раньше (менее 90 минут) и часто имеет два пика (ранний из-за бактерий тонкой кишки и поздний из-за толстокишечной ферментации).

Сорбитоловый дыхательный тест

Применяется реже, в основном для диагностики непереносимости сорбитола (сахарозаменителя). Используется доза 5–10 г.

Методика проведения

Тест проводится натощак (после 8–12-часового голодания). За 24 часа до исследования пациенту рекомендуется исключить из рациона продукты, богатые медленно всасывающимися углеводами (бобовые, цельнозерновые, капусту), и не курить. За 2 часа до теста запрещается пить воду.

Процедура включает несколько этапов:

1. Измерение базального уровня — пациент выдыхает в прибор (газоанализатор) для определения исходной концентрации водорода.
2. Приём субстрата — пациент выпивает раствор выбранного углевода (обычно в объёме 200–300 мл).
3. Повторные измерения — каждые 15–30 минут в течение 2–4 часов (в зависимости от типа теста) проводятся замеры уровня водорода в выдыхаемом воздухе.
4. Регистрация симптомов — пациент отмечает любые дискомфортные ощущения (вздутие, боль, диарею) в процессе теста.

Результаты представляются в виде графика зависимости концентрации водорода (в ppm) от времени. Нормальным считается отсутствие значимого повышения (менее 10–20 ppm от базального уровня) в течение всего периода наблюдения.

Оборудование

Для проведения теста используются портативные газоанализаторы (например, моделей BreathTracker, Gastrolyzer, Quintron). Приборы измеряют концентрацию водорода и, в некоторых моделях, метана. Точность измерений составляет ±2–3 ppm. Калибровка прибора проводится перед каждым исследованием по стандартному газу (обычно 96 ppm водорода в воздухе).

Интерпретация результатов

Результаты интерпретируются на основе динамики концентрации водорода:

• Норма — отсутствие повышения уровня водорода более чем на 10–20 ppm от базального в течение всего теста.
• Мальабсорбция — повышение уровня водорода на 20 ppm и более, обычно с пиком через 60–120 минут после приёма субстрата (для лактозы, фруктозы).
• СИБР — ранний пик (до 90 минут) повышения водорода на 20 ppm и более, часто с двумя пиками (ранним и поздним) при использовании лактулозы.
• Ускоренный транзит — появление пика водорода ранее 90 минут при лактулозном тесте (при отсутствии СИБР).
• Замедленный транзит — пик водорода позже 120 минут.

У 5–10 % пациентов может наблюдаться «метан-доминантный» профиль, когда водород не выделяется, а метаболизируется бактериями в метан. В таких случаях измерение только водорода даёт ложноотрицательные результаты, поэтому современные протоколы рекомендуют одновременное измерение метана.

Ограничения и противопоказания

Метод имеет ряд ограничений:

• Невозможность проведения у пациентов с колостомой или илеостомой (из-за изменения бактериального состава).
• Ложноположительные результаты при курении (никотин стимулирует выделение водорода) или приёме некоторых лекарств (антибиотики, прокинетики, слабительные).
• Ложноотрицательные результаты при приёме антибиотиков (подавление бактериальной флоры) или при метан-доминантном профиле.
• Низкая специфичность для дифференциальной диагностики СРК и СИБР (около 60–70 %).

Противопоказания:

• острые желудочно-кишечные заболевания (кровотечение, перфорация, кишечная непроходимость);
• аллергия на используемый субстрат (крайне редко);
• беременность (относительное противопоказание, так как данные о безопасности теста у беременных ограничены).

Альтернативные методы

Для диагностики мальабсорбции и СИБР используются и другие методы:

• Биопсия тонкой кишки с определением активности лактазы (золотой стандарт для лактазной недостаточности, но инвазивный метод).
• Аспирация содержимого тонкой кишки с бактериологическим посевом (золотой стандарт для СИБР, но сложный и инвазивный).
• Генетическое тестирование (определение полиморфизма гена LCT, связанного с первичной лактазной недостаточностью).
• Метан-дыхательный тест (измерение метана, часто используется в дополнение к водородному).
• Тест с D-ксилозой (оценка всасывания в тонкой кишке, но менее специфичен).

Применение в клинической практике

Водородный дыхательный тест широко применяется в гастроэнтерологии. В России он входит в стандарты диагностики синдрома раздражённого кишечника (СРК) и функциональной диспепсии, рекомендованные Министерством здравоохранения РФ. Тест используется в амбулаторной практике, а также в стационарах для дифференциальной диагностики хронической диареи.

По данным клинических исследований, чувствительность лактозного дыхательного теста для диагностики лактазной недостаточности составляет 80–90 %, специфичность — 85–95 %. Для глюкозного теста при СИБР чувствительность оценивается в 60–75 %, специфичность — 80–90 %. Лактулозный тест имеет более низкую специфичность (около 70 %) из-за возможности ложноположительных результатов при ускоренном транзите.

Интересные факты

• Водородный дыхательный тест может быть использован для оценки эффективности пробиотиков: снижение уровня водорода после курса лечения указывает на нормализацию микробиоты.
• У некоторых людей (около 1–2 % популяции) в кишечнике живут бактерии, не продуцирующие водород, что делает тест неинформативным — такие пациенты называются «не-продуцентами» водорода.
• Первый коммерческий газоанализатор для водородного дыхательного теста был выпущен в 1987 году компанией Quintron Instruments (США).