От д-р Kang Cheng, д-р ChangHua Zou
Съответният автор д-р Канг Ченг
Biomedical InfoPhysics, Научноизследователски институт, - Съединени американски щати
Изпращащ автор д-р Канг Ченг
Други автори д-р ChangHua Zou
Биомедицинска инфофизика, Научноизследователски институт, - Съединени американски щати
Запекът е глобален проблем на общественото здраве; притеснява мъже и жени; измъчва бебета, деца и възрастни. Преобладаването на запек засяга по-възрастните хора (над 60-годишна възраст), отколкото по-младите хора. Дори животните също страдат от запек.
Много лекарства с рецепта и лекарства без рецепта са разработени за лечение на запек. Повечето пациенти обаче не са доволни от резултатите от лечението.
От друга страна, механизмите на запек са неясни и вероятно множествени факториални.
В тази статия предлагаме нашите биохимични и биофизични модели, за да изясним специалния механизъм на запек и диария, причинени от неправилна доза или неравномерен прием на хранителни масла (мазнини) в ежедневните диети.
Въз основа на нашите модели, ние разработваме методи (рецепти) и представяме малко предварително клинично проучване. Нашите методи са диетични лечения за справяне със запек и диария чрез коригиране на дозата и вечерния прием на хранителните масла (мазнини) в ежедневната диета на човека. За достатъчно и равномерно консумиране на хранителни масла може да служи като защитни фактори срещу развитието на запек и диария. Нашите методи са много безопасни и икономични и могат да бъдат изпълнени в общи семейни кухни. Ориентировъчните ни клинични данни, използващи нашите методи, изглеждат ефективни и подкрепящи нашите модели.
Въз основа на нашите модели, методи и експериментални резултати, ние също така предлагаме формула за полуколичествено описание на връзката между дозата на хранителните масла (мазнини) в храната и количеството вода в съответната дефекация.
Въпреки че в това разследване ние се съсредоточаваме специално върху моделирането и предоставянето на методи за лечение на запек и диария, причинени от неправилна доза или неравномерен прием на хранителни масла (мазнини) в ежедневната диета на човека, ние вярваме, че нашите модели и методи като цяло са полезни за механичните подходи и за медицински и ветеринарни лечения на хемороиди или колит, както и запек и диария.
Запекът се характеризира с непременно твърди изпражнения и с наличието на поне една от следните характеристики: болезнени изпражнения или затруднено преминаване на изпражнения, сцибални изпражнения, цилиндрични изпражнения с пукнатини или дебели цилиндрични изпражнения или интервал между движенията на червата, по-голям или равен на три дни [1]. Други определения или симптоми [2–4] на запек са подобни на горните, но повече подробности са изяснени.
Запекът е световен проблем на общественото здраве както в развитите, така и в развиващите се страни [5 - 6]. Запекът измъчва бебета [1, 7], деца [8] и жени [9]. Разпространението на запека засяга по-възрастните хора (над 60-годишна възраст), отколкото по-младите възрастни [3, 4, 6, 7, 10].
Статистически запекът засяга 2% до 27% от възрастното население [2, 11 - 12]. В Северна Америка най-много оценки за разпространението на запек варират от 12% до 19% [6, 7]. Запекът засяга 15% от населението на САЩ [13].
Освен това животните също страдат от запек [14].
Следователно, за запек се предлага голямо разнообразие от лекарства, отпускани с рецепта и без рецепта, обхващащи разнообразен набор от терапевтични цели и механизми на действие [2].
Традиционните лечения включват осмотични лаксативи, стимулиращи лаксативи, прокинетични агенти, обучение за биологична обратна връзка и хирургия [4, 13, 15 - 16].
Независимо от това, половината от пациентите остават недоволни от наличните възможности за лечение [17], като по този начин подчертават продължаващата терапевтична разлика в тази популация пациенти [2]; тези лечения често се изпробват последователно и епизодично, с малко доказателства за дългосрочна ефикасност [13, 18]; обобщение на доклада на групата за преглед на доказателства (ERG) относно клиничната ефективност и ефективност на разходите на прукалоприд за лечение на жени с хроничен запек, при които стандартните режими на слабително не са осигурили адекватно облекчение [9]; тези лекарства не са толкова идеални при клинична употреба поради техните потенциално неблагоприятни странични ефекти като предизвикване на толерантност, меланоза коли или катартично дебело черво [7, 19].
Следователно, увеличаващото се поглъщане на фибри, включително диетични или лекарствени влакна, е добре прието да бъде основен начин на лечение за облекчаване на симптомите, особено при леки оплаквания от рядкост или твърди изпражнения [7, 19].
Клинично проучване обаче показва, че прогнозният прием на диетични фибри не се различава между запек и неконстипирани бебета. По отношение на естественото кърмене беше потвърдено, че неговата защитна роля срещу запек през първите шест месеца от живота е още едно предимство по отношение на изкуственото кърмене [1].
С една дума, механизмите на запек са неясни и остават предизвикателства за днешните гастроентеролози [13]. Патофизиологията на запека е слабо разбрана и вероятно многофакторна [2, 20]. Етиопатогенезата на хроничния функционален запек при кърмачета не е напълно известна [1].
В тази статия се фокусираме върху моделирането на запек и диария, причинени от неправилна доза или неравномерен прием на хранителни масла (мазнини) в ежедневната диета на човека. Въз основа на нашите модели, ние предлагаме методи за лечение на запек и диария и представяме малко клинично проучване в подкрепа на нашите модели.
2.1 Методи на модели
Нашите модели се основават на публикувани биомедицински, биохимични и биофизични данни [1 - 27] и теории на биохимията [28], биомеханиката [29] и биомедицинската инфофизика [30].
2.2 Методи за експерименти
Човек има някои основни метаболизми в храненето: въглехидрати, мазнини или масла, протеини и диетични фибри [28, 31].
Един човек обикновено се нуждае от 1600 до 2800 калории на ден [31]. За общо здраве и по-добър контрол на теглото хората трябва да разпределят калориите равномерно през целия ден: въглехидрати (55 - 65%), мазнини или масла (20 - 30%), протеини (12 - 15%) и диетични фибри (20 - 35 грама) [31, 32].
Обикновено диетата с високо съдържание на протеини обикновено съдържа високо съдържание на мазнини [31], като червено месо, винаги има малко мазнини (5 - 20%) в месото, някои протеини и мазнини вече са смесени естествено и органично.
Животинските мазнини съдържат повече наситени и транс-мазнини, отколкото растителните хранителни масла; а наситените и транс-мазнините увеличават риска от сърдечно-съдови заболявания. Обратно, растителните хранителни масла съдържат по-богати ненаситени мазнини от животинските; и ненаситените мазнини намаляват риска от сърдечно-съдови заболявания. Затова се препоръчва на хората да консумират предимно растителни масла за готвене, като зехтин, фъстъчено масло, царевично масло, сусамово масло, рапично масло или растително масло, а не животински мазнини [28, 31 - 32].
За да предотвратим запек и диария, в това разследване ние разработваме нашите методи (рецепти за супи) за равномерно разпределение на растителните масла за готвене във въглехидрати, протеини и фибри в ежедневните диети на човека.
Ежедневни основни материали за готвене или храни: (2000 - 2500 калории диети на ден) [31].
- Растителни масла за готвене: 50 - 70 грама (55 - 75 мл) на човек.
- Пресни червени меса, птици, скариди, миди или риби [само за месоядни животни]: 0 - 50 грама на човек.
- Пресни кости: 50 - 200 грама на човек [само за месоядни животни].
- Пресни зеленчуци и плодове: поне 3 различни зеленчука (600 - 1000 грама), 2 различни плода (200 - 300 грама).
- Яйца: 1 - 2, но половин жълтък.
- Бобови растения: 10 - 50 грама на човек.
- Готвени въглехидратни храни (готови за консумация):
Варена юфка или (на пара) хляб или ориз: 300 - 500 грама (сухи тегла).
Рецепти на врящи супи за месоядни животни:
Ако вземете останалия ориз от последното хранене, в стъпка 7 от рецептата сварете равномерно смесената (полутечна и полутвърда) супа, включително месото (или птици) и зеленчуците, и ориз с ниска температура за поне 1 минута, след това поддържайте сготвената храна в тенджерата (покрита с капачката) поне 15 минути.
Ако консумирате супа от риби, скариди, миди, яйца или бобови растения (за вегетарианци), започнете от стъпка 4 с тях; след това следвайте процедурите (рецептите са подобни на горните).
Ако ядете (приготвени на пара) хляб, бисквити, пайове, палачинки, леко пържени зеленчуци, яйца, червени меса, птици или риби, яжте храни и пийте едновременно супа с олио за готвене.
Употребата на лекарства е свързана със запек и диария сред общата популация. Асоциациите са най-вероятните нежелани лекарствени реакции и показват, че причинените от лекарството симптоми трябва да бъдат взети под внимание при лица с тези оплаквания [33]. Фармакологичното лечение с нитрати и антитромботици може да представлява независим рисков фактор за развитие на запек [34].
Ето защо, за да се избегне приемането на каквито и да било витамини, калций или други лекарствени таблетки, въз основа на публикувани хранителни данни [31 - 32], предлагаме да консумирате поне 3 различни зеленчука (600 - 1200 грама) и 2 различни плода (200 - 300 грама ) и костни супи (само за месоядни животни, варете костите около 1 - 2 часа при слаб огън), всеки ден. Ако трябва да приемате някои антиоксидантни витамини, за да блокирате увреждането на клетките, причинено от свободните радикали [31] (напр. За заздравяване на рани)], добавете още 3 - 6 ml растителни олио за готвене на таблетка, за да балансирате десикативните ефекти, причинени от лекарствата; и оптималното време за приемане на лекарствените таблетки е времето за диета за предотвратяване на запек.
Участници:
Клинично изпитване с двама субекти и с нашите рецепти беше проведено, въз основа на нашите модели, в продължение на 24 месеца от август 2012 г. до юли 2014 г. Двамата бяха на средна възраст с хроничен запек и живееха в частни домакинства в Ню Джърси, САЩ. Всички участници приемаха 3 общи хранения, нормално натрий и вода [24, 31 - 32] дневно.
Интервенции:
Лаксативите с рецепта и без рецепта се приемат от един субект за няколко дни.
Резултатни мерки:
Според усещането за коремна болка, анална болка, ректална болка; наблюдение на кървави изпражнения, при дефекация на изпражненията, референтни системи за оценяване при оценка на запек и синдром на затруднена дефекация (ODS) [35] и оценка на симптомите на запек при пациенти (PAC-SYM)/оценка на пациента [10], определяме пет нива на самооценки на болката: (1) не, (2) лека, (3) честа, (4) силна и (5) нулева (неизвестна); и пет нива на самооценка на изпражненията с кръв: (1) не, (2) малко, (3) някои, (4) много и (5) нула (неизвестно).
Някои основни продукти от храносмилането на масла (мазнини) са мастните киселини [24]. Въпреки че храносмилането на мазнините и усвояването на мастните киселини се извършват предимно в тънките черва, в дебелото черво винаги има някои останали неразградени масла (мазнини) или неабсорбирани мастни киселини. Обикновено, колкото повече масла (мазнини) приемаме, толкова повече масла (мазнини) имаме в дебелото черво. Нормалното изпражнение съдържа 2–7 грама мазнини за 24 часа (g/24h) [21 - 23]. Смятаме, че останалите масла (мазнини) могат да предотвратят изпразването на изпражненията (дехидратация), както и да намалят триенето на голямата стена на дебелото черво [24].
Фигура 1 илюстрира нашия модел на липиди и вода в изпражненията (или химуса) в дебелото черво, ректума или аналния канал, базиран на биохимия [28] и физиология [24]. Нормалните изпражнения съдържат 75% течност и 25% твърди материали [36]. Следователно, задържането на определено количество течности (основно: вода) във фекалиите е ключов момент за осигуряване на меки изпражнения; и меките изпражнения са необходими за лесно формоване и дефекация. Хидрофилните полярни глави на липидите привличат вода в изпражненията и играят важна роля за поддържане на меките изпражнения и за предотвратяване на запек.
Фиг. 2 илюстрира нашия модел на масови движения на изпражненията (или химуса) в ректума или сигмоидното дебело черво, базиран на биомеханика [29], анатомия [26], хистология [27] и физиология [24]. Кореспондентските движения в други двоеточия са подобни на този модел. Ако масата е твърда и достатъчно голяма, триенето ще увреди епитела, кръвоносните съдове, нервните влакна и Lamina Propria; масата не може да се формира от анални сфинктери и да се отделя лесно; и пациентите изпитват болка. Последицата е, че възниква запек, хемороиди или анална цепнатина.
Нашите модели от фиг. 3, 4, 5 и 6 се основават на анатомия [26], физиология [24] и биомедицинска инфофизика [30].
Фигура 3 илюстрира нашия модел на нормални изпражнения (или хими) в дебелото черво. Някои вода и йони (например Na + и K +) се транспортират през стените на дебелото черво на дебелото черво. Но някои останали масла (мазнини) и мастни киселини се запазват в изпражненията и дебелото черво [21 - 23]. Тъй като разпределението на липидите е равномерно и достатъчно, изсушаването на изпражненията е нормално при това състояние. В дебелото черво няма изсъхнали и твърди изпражнения; фекалната маса може да се формира от анални сфинктери и да се екскретира лесно. Следователно не се появява запек. Следващият прием на хранителни масла (мазнини) трябва да бъде равномерен и непроменен при това състояние.
Изсушаването на изпражненията обаче може да е необичайно: повече или по-малко поради недостатъчна или прекалено достатъчна доза хранителни масла (мазнини).
Фиг. 4 илюстрира нашия модел на запек в изпражненията (или химуси) в дебелото черво. Разпределението на липидите е равномерно, но недостатъчно. Изтичането на чревни газове е една от другите причини за тежко изсушаване на изпражненията. Течът е по-значителен, когато настъпи анална фисура или разширен анален отвор, например отпуснати анални сфинктери, дълго време на клякане или седене. Следователно около ануса се появяват сухи и твърди големи изпражнения; фекалната маса не може да се формира от анални сфинктери и да се отделя лесно; и запекът се случва при това обстоятелство. Следващият прием на хранителни масла (мазнини) трябва да бъде равномерен и да се увеличи малко при това обстоятелство.
Фиг. 5 илюстрира нашия модел на диарийни изпражнения (или химуси) в дебелото черво. Разпределението на липидите е равномерно, но прекалено достатъчно. В тази ситуация има твърде много води в изпражненията и дебелото черво. Следователно се появява диарията. Следващият прием на хранителни масла (мазнини) трябва да бъде равномерен и да намалее малко в тази ситуация.
Фиг. 6 илюстрира нашия модел на сложни изпражнения (или хими) в дебелото черво. Разпределението на липидите е неравномерно. Изпражненията имат съответно недостатъчни, достатъчни и/или свръхдостатъчни липиди. В този случай запекът (изсъхнал и твърд, обикновено около ануса), нормални и/или диарийни изпражнения се смесват в дебелото черво. Следователно, запек (обикновено в началото на дефекацията), нормална екскреция и/или диария се появяват последователно. Следващият прием на хранителни масла (мазнини) трябва да бъде равномерен и достатъчен в този случай.
Ние също така предлагаме формула за полуколичествено описание на връзката между дозата (F) на хранителните масла (мазнини) в храната (M) и количеството (W) вода в съответната дефекация (D) като:
където k е константа.
Двамата субекти не изпитваха (предимно) или лека (от време на време) болка; не са наблюдавали (най-вече) или малко (от време на време) кръв в изпражненията си, докато са изхождали, когато са спазвали рецептите, за да приготвят ястията си.
Един от субектите не спазва рецептите за готвене на ястия, или недостатъчен, или неравномерен прием на готварски масла, съответно през октомври 2012 г. (около 4 седмици) и през септември 2013 г. (около 3 седмици). Субектът чувства силна или честа болка в корема, ануса и ректума; и наблюдава много или малко кръв във фекалиите, докато отделя изпражненията. За лечението са използвани някои лаксативи, но те не са работили добре. Субектът се възстановява за 3-4 седмици след възобновяване на ястията, приготвени по рецептите.
Времевият прозорец е около 1 седмица за епителизация и 2 - 3 седмици за заздравяване на дермална рана [37]. Нашите предварителни данни за прозорците на лечебното време на леките и силни болки (или малко и много кървящи изпражнения), причинени от запек или анални фисури, бяха в съответствие или подобни на тези при заздравяването на рани по кожата.
Екзокринните жлези на стените на дебелото черво могат да бъдат повредени от твърдото съдържание [24], напр. твърди изпражнения. Получената рана може да предизвика хемороиди или колит, а хроничният колит може да се развие до рак на дебелото черво.
Въпреки че в това разследване ние се съсредоточаваме специално върху моделирането и предоставянето на методи за лечение на запек и диария, причинени от неправилна доза или неравномерен прием на хранителни масла (мазнини) в ежедневната диета на човека, ние вярваме, че нашите модели и методи като цяло са полезни за механичните подходи и за медицински и ветеринарни лечения на хемороиди или колит, както и запек и диария.
Имаме поне две причини да затопляме растителните масла за готвене с врящи супи, вместо да ги загряваме директно с тенджера, тиган или котел, за да запалим пържени храни (не се препоръчват пържени храни [28, 31 - 32]).
1. Ненаситените мастни киселини в растителните масла за готвене ще бъдат превърнати в наситени или транс-мастни киселини при висока температура [28]. Наситените или транс-мастните киселини не са здравословни за човека [31 - 32]. Ако пържим храни с растителни масла за готвене, температурата на маслото може да бъде около 200 oC [38]. Ако добавим растителни масла за готвене във врящи супи, температурите на маслото обикновено са около 100 oC. Следователно, растителните масла за готвене във врящите супи обикновено са по-здравословни от маслата за пържене.
2. Маслата във врящите супи обикновено се изпаряват по-малко от маслата за пържене, тъй като температурата на маслата във врящите супи е много по-ниска от тази на маслата за пържене [38]. Следователно, по отношение на количествения контрол на приемната доза олио за готвене и икономията, добавянето на маслата във врящи супи е по-лесно и по-добро, отколкото да се запарват храни с масла.
Предполагаме, че отпуснатите анални сфинктери, дългото време на седене или клякане могат да увеличат аналния отвор, по-големият отвор извежда повече изтичащи газове, включително вода; колкото повече изтичащи водни газове водят до по-сухи изпражнения; по-малко физически дейности могат да доведат до неравномерно разпределение на маслото в изпражненията, макар че общото количество хранителни масла (мазнини) е достатъчно. Смятаме, че тези хипотези биха могли да бъдат полезни за отговор на въпроса защо възрастните хора имат по-голяма вероятност да имат запек от по-младите възрастни [3, 4, 6, 7, 10]; хипотезите също могат да обяснят защо някои бебета или деца имат запек.
Не извършихме статистически анализ, тъй като броят на субектите е твърде малък (нисък).
Неправилната доза или неравномерният прием на хранителни масла (мазнини) в ежедневната диета на човека може да са фактори, които причиняват запек или диария. Запекът и диарията могат да бъдат излекувани чрез коригиране на дозата или вечерния прием на маслата (мазнините).