Annals of the Russian academy of medical sciencesAnnals of the Russian academy of medical sciencesВестник Российской академии медицинских наук0869-60472414-3545"Paediatrician" Publishers LLC203010.15690/vramn2030GASTROENTEROLOGY: CURRENT ISSUESАКТУАЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ ГАСТРОЭНТЕРОЛОГИИResearch ArticleThe Role of Endocrine Cells of the Colon, Secreting Vasoactive Intestinal Polypeptide, Somatostatin and Motilin, in Irritable Bowel Syndrome, Occurring with Diarrhea and ConstipationРоль эндокринных клеток толстой кишки, секретирующих вазоактивный кишечный полипептид, соматостатин и мотилин, при синдроме раздраженного кишечника, протекающем с диареей и запоромhttps://orcid.org/0000-0001-6114-564XMaevIgor' V.МаевИгорь Вениаминович
Russian Federation
igormaev@rambler.ruhttps://orcid.org/0000-0003-0485-6802OsadchukMikhail A.ОсадчукМихаил Алексеевич
Russian Federation
osadchuk.mikhail@yandex.ruBurdinaValeriya O.БурдинаВалерия Олеговна
Russian Federation
valeria18_86@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0003-3268-2408MironovaEkaterina D.МироноваЕкатерина Дмитриевна
Russian Federation
yek.mironova1995@yandex.ruhttps://orcid.org/0000-0002-8417-5849OsadchukMaksim M.ОсадчукМаксим Михайлович
Russian Federation
maxlife2004@mail.ruA.I. Yevdokimov Moscow State University of Medicine and DentistryМосковский государственный медико-стоматологический университет имени А.И. ЕвдокимоваI.M. Sechenov First Moscow State Medical University (Sechenov University)Первый Московский государственный медицинский университет имени И.М. Сеченова (Сеченовский Университет)CLINIC LMSКлиника ЛМСMoscow City Polyclinic No. 52Городская поликлиника № 52 г. Москвы2605202277279861602202213042022Copyright ©; 2022, "Paediatrician" Publishers LLCCopyright ©; 2022, Издательство "Педиатръ"2022"Paediatrician" Publishers LLCИздательство "Педиатръ"https://vestnikramn.spr-journal.ru/jour/about/submissionshttps://vestnikramn.spr-journal.ru/jour/article/view/2030

Background. Disorders in the production of neuroendocrine peptides in the digestive tract can cause changes in, intestinal motility and the formation of visceral hypersensitivity, characteristic of patients with irritable bowel syndrome (IBS). From this standpoint, of particular interest is the study of the role of a number of major endocrine cells (EC) of the colon, secreting motilin, vasoactive intestinal polypeptide, and somatostatin, in IBS. Aims — to evaluate the density of ECs with different hormonal activities that secrete motilin, vasoactive intestinal polypeptide and somatostatin in the mucosa of the sigmoid colon in patients with IBS that occurs with constipation and diarrhea. Materials and methods. 85 patients with IBS were examined. The first group included 44 patients with diarrhea (IBSd), the second group included 41 patients with constipation (IBSc). The comparison group consisted of 36 practically healthy people. The diagnosis of IBS was based on the Rome IV criteria. Patients and healthy people were examined according to a single program, including clinical, instrumental (colonoscopy, ultrasound examination of the abdominal organs), laboratory (clinical blood test, feces for calprotectin and antibodies to gliadin in the presence of diarrhea), morphological and immunohistochemical methods. Results. The clinical picture of IBS corresponded to the classical manifestations of this pathology. Among patients with IBSc, there was a more frequent feeling of incomplete emptying of the intestine after defecation, compared with patients with IBSd (p < 0.05). Among patients with IBSd, there was a statistically significant increase in the number of ECs producing motilin and vasoactive intestinal polypeptide, as well as a lower density of ECs secreting somatostatin, compared with the control group (p < 0.05). In the IBSc group, there was a decrease in the number of ECs producing motilin, vasoactive intestinal polypeptide and an increase in the number of ECs producing somatostatin, compared with the control group (p < 0.05). Conclusions. An increase in the number of cells producing motilin, vasoactive intestinal polypeptide and a decrease in the number of cells observed for the production of somatostatin in the mucosa of the sigmoid colon is characteristic of the manifestation of IBSd. At the same time, an increase in ECs secreting motilin, vasoactive intestinal polypeptide and an increase in cellular elements producing somatostatin reveals manifestations of IBSс.

Обоснование. Нарушения продукции нейроэндокринных пептидов в пищеварительном тракте могут вызывать изменения перистальтики кишечника и формирование висцеральной гиперчувствительности, характерной для больных с синдромом раздраженного кишечника (СРК). С этих позиций особый интерес представляет изучение роли ряда основных эндокринных клеток (ЭК) толстой кишки, секретирующих мотилин, вазоактивный кишечный полипептид и соматостатин, при СРК. Цель исследования — оценить плотность ЭК с разной гормональной активностью, секретирующих мотилин, вазоактивный кишечный полипептид и соматостатин, в слизистой оболочке сигмовидной кишки у пациентов с СРК, протекающим с запором и диареей. Материалы и методы. Обследовано 85 больных с СРК. В первую группу было включено 44 пациента с диареей (СРКд), во вторую — 41 больной с запором (СРКз). Группу сравнения составили 36 практически здоровых человек. Постановка диагноза СРК осуществлялась на основании Римских критериев IV. Больные и здоровые обследованы по единой программе, включающей клинические, инструментальные (колоноскопия, ультразвуковое исследование органов брюшной полости), лабораторные (клинический анализ крови, кал на кальпротектин и антитела к глиадину при наличии диареи), морфологические и иммуногистохимические методы. Результаты. Клиническая картина СРК соответствовала классическим проявлениям данной патологии. Среди пациентов с СРКз чаще встречалось чувство неполного опорожнения кишечника после дефекации по сравнению с больными с СРКд (p < 0,05). Среди пациентов с СРКд было зафиксировано статистически значимое увеличение числа ЭК, продуцирующих мотилин и вазоактивный кишечный полипептид, а также более низкая плотность ЭК, секретирующих соматостатин, по сравнению с группой контроля (p < 0,05). В группе с СРКз было отмечено уменьшение числа ЭК, продуцирующих мотилин, вазоактивный кишечный полипептид, и увеличение количества ЭК, продуцирующих соматостатин, по сравнению с группой контроля (p < 0,05). Заключение. Увеличение плотности клеток, продуцирующих мотилин, вазоактивный кишечный полипептид, и снижение числа клеток, отвечающих за выработку соматостатина в слизистой оболочке сигмовидной кишки, характерны для клинических проявлений СРКд. В то же время снижение плотности ЭК, секретирующих мотилин, вазоактивный кишечный полипептид, и увеличение количества клеток, продуцирующих соматостатин, определяют клинические проявления СРКз.

irritable bowel syndromemotilinvasoactive intestinal peptidesomatostatinbrain-gut axisсиндром раздраженного кишечникамотилинвазоактивный кишечный пептидсоматостатинкишечно-мозговая осьEnck P, Aziz Q, Barbara G, et al. Irritable bowel syndrome. Nat Rev Dis Primers. 2016;2:16014. doi: https://doi.org/10.1038/nrdp.2016.14Fukudo S, Okumura T, Inamori M, et al. Evidence-based clinical practice guidelines for irritable bowel syndrome 2020. J Gastroenterol. 2021;56(3):193–217. doi: https://doi.org/10.1007/s00535-020-01746-zМаев И.В., Черемушкин С.В., Сутугина Е.А., и др. Синдром раздраженного кишечника. Современный взгляд на проблему // Терапевтичекий архив. — 2013. — Т. 85. — № 8. — С. 95–100. [Maev IV, Cheremushkin SV, Sutugina EA, et al. Irritable bowel syndrome: The present view of the problem. Terapevticheskij Arhiv. 2013;85(8):95–100 (In Russ.)]Lovell RM, Ford AC. Global prevalence of and risk factors for irritable bowel syndrome: a meta-analysis. Clin Gastroenterol Hepatol. 2012;10(7):712–721.e4. doi: https://doi.org/10.1016/j.cgh.2012.02.029Gros M, Gros B, Mesonero JE, et al. Neurotransmitter Dysfunction in Irritable Bowel Syndrome: Emerging Approaches for Management. J Clin Med. 2021;10(15):3429. doi: https://doi.org/10.3390/jcm10153429Talley NJ, Spiller R. Irritable bowel syndrome: a little understood organic bowel disease? Lancet. 2002;360(9332):555–564. doi: https://doi.org/10.1016/S0140-6736(02)09712-XDrossman DA. The functional gastrointestinal disorders and the Rome III process. Gastroenterology. 2006;130(5):1377–1390. doi: https://doi.org/10.1053/j.gastro.2006.03.008Collins SM, Bercik P. The relationship between intestinal microbiota and the central nervous system in normal gastrointestinal function and disease. Gastroenterology. 2009;136(6):2003–2014. doi: https://doi.org/10.1053/j.gastro.2009.01.075Mulak A, Bonaz B. Irritable bowel syndrome: a model of the brain-gut interactions. Med Sci Monit. 2004;10(4):RA55–62.Mayer EA, Knight R, Mazmanian SK, et al. Gut microbes and the brain: paradigm shift in neuroscience. J Neurosci. 2014;34(46):15490–15496. doi: https://doi.org/10.1523/JNEUROSCI.3299-14.2014Tang HY, Jiang AJ, Wang XY, et al. Uncovering the pathophysiology of irritable bowel syndrome by exploring the gut-brain axis: a narrative review. Ann Transl Med. 2021;9(14):1187. doi: https://doi.org/10.21037/atm-21-2779Occhipinti K, Smith JW. Irritable bowel syndrome: a review and update. Clin Colon Rectal Surg. 2012;25(1):46–52. doi: https://doi.org/10.1055/s-0032-1301759Clarke G, Quigley EMM, Cryan JF, et al. Irritable bowel syndrome: towards biomarker identification. Trends Mol Med. 2009;15(10):478–489. doi: https://doi.org/10.1016/j.molmed.2009.08.001Кучерявый Ю.А., Андреев Д.Н., Маев И.В. Распространенность синдрома избыточного бактериального роста в тонкой кишке у пациентов с функциональной диспепсией: метаанализ // Терапевтический архив. — 2020. — Т. 92. — № 12. — С. 53–58. [Kucheryavyy YuA, Andreev DN, Maev IV. Prevalence of small bowel bacterial overgrowth in patients with functional dyspepsia: a meta-analysis. Terapevticheskij Arhiv. 2020;92(12):53–58. (In Russ.)] doi: https://doi.org/10.26442/00403660.2020.12.200433Seim I, El-Salhy M, Hausken T, et al. Ghrelin and the brain-gut axis as a pharmacological target for appetite control. Curr Pharm Des. 2012;18(6):768–775. doi: https://doi.org/10.2174/138161212799277806El-Salhy M, Seim I, Chopin L, et al. Irritable bowel syndrome: the role of gut neuroendocrine peptides. Front Biosci (Elite Ed). 2012;4(8):2783–2800. doi: https://doi.org/10.2741/e583Böhn L, Störsrud S, Törnblom H, et al. Self-reported food-related gastrointestinal symptoms in IBS are common and associated with more severe symptoms and reduced quality of life. Am J Gastroenterol. 2013;108(5):634–641. doi: https://doi.org/10.1038/ajg.2013.105Al-Missri MZ, Jialal I. Physiology, Motilin. In: StatPearls. StatPearls Publishing; 2021. Available from: http://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK545309/ (accessed: 10.12.2021).Iwasaki M, Akiba Y, Kaunitz JD. Recent advances in vasoactive intestinal peptide physiology and pathophysiology: focus on the gastrointestinal system. F1000Res. 2019;8:F1000 Faculty Rev-1629. doi: https://doi.org/10.12688/f1000research.18039.1Wiley J, Owyang C. Somatostatin inhibits cAMP-mediated cholinergic transmission in the myenteric plexus. Am J Physiol. 1987;253(5Pt1):G607–612. doi: https://doi.org/10.1152/ajpgi.1987.253.5.G607Krejs GJ. Physiological role of somatostatin in the digestive tract: gastric acid secretion, intestinal absorption, and motility. Scand J Gastroenterol Suppl. 1986;119:47–53. doi: https://doi.org/10.3109/00365528609087431Shan YS, Sy ED, Tsai ML, et al. Effects of somatostatin prophylaxis after pylorus-preserving pancreaticoduodenectomy: increased delayed gastric emptying and reduced plasma motilin. World J Surg. 2005;29(10):1319–1324. doi: https://doi.org/10.1007/s00268-005-7943-5Segura JJ, Guerrero JM, Goberna R, et al. Somatostatin inhibition of VIP- and isoproterenol-stimulated cyclic AMP production in rat peritoneal macrophages. Neuropeptides. 1992;23(1):39–43. doi: https://doi.org/10.1016/0143-4179(92)90008-kSoares RLS. Irritable bowel syndrome: a clinical review. World J Gastroenterol. 2014;20(34):12144–12160. doi: https://doi.org/10.3748/wjg.v20.i34.12144Свистунов А.А., Осадчук М.А., Киреева Н.В., и др. Синдром раздраженного кишечника с сопутствующими заболеваниями желудка и пищевода (синдром перекреста): клинические и иммуноморфологические особенности // Медицинский вестник Северного Кавказа. —2018. — Т. 13. — № 2. — С. 325–329. [Svistunov AA, Osadchuk MA, Kireeva NV, et al. Irritable bowel syndrome with concomitant diseases of the stomach and esophagus (overlap syndrome): clinical and immunomorphological characteristics. Medicinskij vestnik Severnogo Kavkaza. 2018;13(2):325–329. (In Russ.)] doi: https://doi.org/10.14300/mnnc.2018.13041Осадчук М.А., Бурдина В.О. Синдром раздраженного кишечника с внекишечными проявлениями с позиции нейроэндокринной патологии // Экспериментальная и клиническая гастроэнтерология. — 2015. — Т. 2. — № 114. — С. 29–34. [Osadchuk MA, Burdina VO. Irritable bowel syndrome withextraintestinal manifestations from a position of neuroendocrine pathology. Eksperimental’naya i klinicheskaya gastroenterologiya. 2015;2(114):29–34. (In Russ.)]Jones R, Latinovic R, Charlton J, et al. Physical and psychological co-morbidity in irritable bowel syndrome: a matched cohort study using the General Practice Research Database. Aliment Pharmacol Ther. 2006;24(5):879–886. doi: https://doi.org/10.1111/j.1365-2036.2006.03044.xKnowles CH, Farrugia G. Gastrointestinal neuromuscular pathology in chronic constipation. Best Pract Res Clin Gastroenterol. 2011;25(1):43–57. doi: https://doi.org/10.1016/j.bpg.2010.12.001Preston DM, Adrian TE, Christofides ND, et al. Positive correlation between symptoms and circulating motilin, pancreatic polypeptide and gastrin concentrations in functional bowel disorders. Gut. 1985;26(10):1059–1064. doi: https://doi.org/10.1136/gut.26.10.1059Simrén M, Björnsson ES, Abrahamsson H. High interdigestive and postprandial motilin levels in patients with the irritable bowel syndrome. Neurogastroenterol Motil. 2005;17(1):51–57. doi: https://doi.org/10.1111/j.1365-2982.2004.00582.xFukudo S, Suzuki J. Colonic motility, autonomic function, and gastrointestinal hormones under psychological stress on irritable bowel syndrome. Tohoku J Exp Med. 1987;151(4):373–385. doi: https://doi.org/10.1620/tjem.151.373Simrén M, Abrahamsson H, Björnsson ES. An exaggerated sensory component of the gastrocolonic response in patients with irritable bowel syndrome. Gut. 2001;48(1):20–27. doi: https://doi.org/10.1136/gut.48.1.20Sjölund K, Ekman R, Wierup N. Covariation of plasma ghrelin and motilin in irritable bowel syndrome. Peptides. 2010;31(6):1109–1112. doi: https://doi.org/10.1016/j.peptides.2010.03.021Sanger GJ, Wang Y, Hobson A, et al. Motilin: towards a new understanding of the gastrointestinal neuropharmacology and therapeutic use of motilin receptor agonists. Br J Pharmacol. 2013;170(7):1323–1332. doi: https://doi.org/10.1111/bph.12075Mertz H, Naliboff B, Munakata J, et al. Altered rectal perception is a biological marker of patients with irritable bowel syndrome. Gastroenterology. 1995;109(1):40–52. doi: https://doi.org/10.1016/0016-5085(95)90267-8El-Salhy M, Gundersen D, Hatlebakk JG, et al. Abnormal rectal endocrine cells in patients with irritable bowel syndrom. Regul Pept. 2014;188:60–65. doi: https://doi.org/10.1016/j.regpep.2013.11.005Bednarska O, Walter SA, Casado-Bedmar M, et al. Vasoactive Intestinal Polypeptide and Mast Cells Regulate Increased Passage of Colonic Bacteria in Patients with Irritable Bowel Syndrome. Gastroenterology. 2017; 153(4):948–960.e3. doi: https://doi.org/10.1053/j.gastro.2017.06.051Delgado M, Gonzalez-Rey E, Ganea D. VIP/PACAP preferentially attract Th2 effectors through differential regulation of chemokine production by dendritic cells. FASEB J. 2004;18(12):1453–1455. doi: https://doi.org/10.1096/fj.04-1548fjeMazzawi T, Hausken T, Gundersen D, et al. Dietary guidance normalizes large intestinal endocrine cell densities in patients with irritable bowel syndrome. Eur J Clin Nutr. 2016 Feb;70(2):175–181. doi: https://doi.org/10.1038/ejcn.2015.191