Aim: To evaluate the level of serum I-FABP (Fatty-Acid-Binding Protein a protein that binds fatty acids) and fecal zonulin as markers of the permeability of the mucous membrane of the small intestine in celiac patients.
Materials and methods: A total of 151 celiac patients (25 men and 126 women) were examined. The median age was 42 years. Group I included 58 patients with newly diagnosed celiac disease; in group 2 38 patients, knowingly or unknowingly violating the gluten-free diet; group 3 consisted of 55 patients strictly observing gluten-free diet. The control group consisted of 20 healthy volunteers: 4 men and 16 women. All patients underwent esophagogastroduodenoscopy by biopsy of the mucous membrane of the small intestine and assessment of duodenobioptates according to Marsh. In the blood serum, the level of antibodies to tissue transglutaminase IgA and IgG was determined by the enzyme-linked immunosorbent assay using kits manufactured by Orgentec Diagnostics GmbH (Germany), the concentration of I-FABP in blood serum was determined using Hycult Biotech kits (Netherlands). The content of zonulin in feces was investigated by enzyme-linked immunosorbent assay using kits from Immundiagnostik AG (Germany). Statistical analysis was performed using the Statistica 13.3 software (StatSoft Inc., USA).
Results: There was a significant increase in the level of antibodies to tissue transglutaminase IgA [120.0 (41.1200)] IU/ml and IgG [31.4 (5.578.9)] IU/ml in patients of group 1 compared with group 2 [IgA 9.1 (2.987.6)] and IgG [3.8 (2.219.7)] IU/ml and group 3 [IgA 1.6 (1.03.2)] and IgG [2.2 (1.152.53)] (p0.01). The level of I-FABP in blood serum in patients of group 1 averaged 2045 pg/ml, in patients in group 2 1406 pg/ml, in patients in group 3 1000 pg/ml. All patients showed a significant increase in the mean I-FABP values compared to controls (1, 2 and control p0.01, 3 and control p=0.016). In patients with Marsh grade III AC atrophy, the I-FABP level depended on the degree of damage to the mucosa and significantly differed from the control: March IIIA (median: 1310 pg/ml, interquartile range: 12121461 pg/ml), March IIIB (median: 2090 pg/ml, interquartile range: 18122322 pg/ml) as well as Marsh IIIC (median: 2058 pg/ml, interquartile range 18582678 pg/ml). The concentration of zonulin in feces in patients of group 1 averaged 111.6 pg/mg, in patients of group 2 90.5 pg/mg. In patients of group 3 50 IU/ml. The concentration of zonulin in feces increased as the degree of mucosa atrophy increased (r=0.585, p0.01). However, despite the fact that both of these markers may indicate impaired permeability, each of them indicates damage to a certain level of the intestinal barrier, which is not always associated with the degree of mucosa atrophy.
Conclusion: Determination of serum I-FABP and fecal zonulin levels in celiac patients allows for the assessment of intestinal permeability and can serve as non-invasive markers for monitoring ongoing structural changes in the mucosa without the need for endoscopy.
Цель. Оценить показатели сывороточного белка, связывающего жирные кислоты I-FABP (Fatty-Acid-Binding Protein), и фекального зонулина в качестве маркеров проницаемости слизистой оболочки тонкой кишки (СОТК) у больных целиакией. Материалы и методы. Обследован 151 больной целиакией (25 мужчин и 126 женщин). Медиана возраста составила 42 года. В группу 1 включены 58 больных с впервые выявленной целиакией, в группу 2 38 больных, осознанно или неосознанно нарушающих аглютеновую диету, группу 3 составили 55 больных, строго соблюдающих аглютеновую диету. Контрольную группу составили 20 здоровых добровольцев: 4 мужчины и 16 женщин. Всем больным выполняли эзофагогастродуоденоскопию с биопсией СОТК и оценкой дуоденобиоптатов по Маршу. В сыворотке крови определяли уровень антител к тканевой трансглутаминазе классов IgA и IgG методом иммуноферментного анализа с помощью наборов производства Orgentec Diagnostics GmbH (ФРГ), концентрацию I-FABP в сыворотке крови определяли с помощью наборов Hycult Biotech (Нидерланды), содержание зонулина в кале исследовали методом иммуноферментного анализа с использованием наборов компании Immundiagnostik AG (ФРГ). Статистический анализ проведен с использованием программы Statistica 13.3 (StatSoft Inc., США). Результаты. Отмечено достоверное повышение уровней антител к тканевой трансглутаминазе IgA [120,0 (41,1200)] и IgG [31,4 (5,578,9)] Ед/мл у больных 1-й группы по сравнению с пациентами 2-й [IgА 9,1 (2,987,6) и IgG 3,8 (2,219,7)] Ед/мл и 3-й групп [IgA 1,6 (1,03,2) и IgG 2,2 (1,152,53); р0,01]. Уровень I-FABP в сыворотке крови у больных 1-й группы в среднем составил 2045, у больных 2-й группы 1406, у больных 3-й группы 1000 пг/мл. У всех больных отмечено достоверное повышение средних показателей I-FABP по сравнению с контролем (1, 2 и контроль p0,01, 3 и контроль р=0,016). У больных с атрофией СОТК III АС степени по Маршу уровни I-FABP зависели от степени повреждения СОТК и достоверно отличались от контроля: Марш IIIA (медиана 1310, межквартильный диапазон 12121461 пг/мл), Марш IIIB (медиана 2090, межквартильный диапазон 18122322 пг/мл), а также Марш IIIC (медиана 2058, межквартильный диапазон 18582678 пг/мл). Концентрация зонулина в кале у больных 1-й группы в среднем составляла 111,6, 2-й группы 90,5, 3-й группы 50 нг/мл. Концентрация зонулина в кале увеличивалась по мере нарастания степени атрофии СОТК (r=0,585; p0,01). Таким образом, несмотря на то, что оба этих маркера могут указывать на нарушение проницаемости, каждый из них свидетельствует о повреждении определенного уровня кишечного барьера, не всегда связанного со степенью атрофии СОТК. Заключение. Определение уровней сывороточного I-FABP и зонулина кала у больных целиакией позволяет оценивать кишечную проницаемость и может служить неинвазивным маркером мониторирования текущих структурных изменений СОТК без необходимости эндоскопии.
Keywords: I-FABP; celiac disease; gluten-free diet; permeability of the mucous membrane of the small intestine; zonulin.