Возрастная динамика продукции короткоцепочечных жирных кислот кишечной микробиотой у пациентов, не имеющих гастроэнтерологических заболеваний

Обложка


Цитировать

Полный текст

Аннотация

Актуальность. Многочисленные биологические эффекты короткоцепочечных жирных кислот (КЖК) и возможность влиять на их состав с  помощью пробиотиков и  пребиотиков привлекает повышенное внимание научных исследователей и клиницистов. Однако отсутствуют крупные исследования, посвященные изучению всего спектра КЖК, продуцируемых кишечной микробиотой, а также расчетные индексы, характеризующие их относительное содержание.

Цель – определение статистических характеристик концентраций и соотношений фекальных КЖК (функциональной активности микробиоты кишечника) в зависимости от возраста у пациентов, не имеющих гастроэнтерологических заболеваний.

Материал и методы. Исследованы концентрации КЖК в  фекалиях методом газожидкостной хроматографии у  6836  пациентов в возрасте от 1 месяца до 85 лет, не имеющих функциональной или хронической гастроэнтерологической патологии, инфекционных заболеваний или ожирения. Временные промежутки с однородными значениями показателей были определены путем выявления постоянных тенденций средних (медианных) значений с точностью до месяца у детей младше 5 лет и с точностью до года у пациентов старше года. Полученные выборки показателей для определенных временных интервалов сравнивали по критерию Манна – Уитни для порога значимости 95% (p < 0,05).

Результаты. Проведена описательная статистика абсолютного и относительного содержания КЖК и структурных индексов. Установлено, что показатели, отражающие функциональную активность кишечной микрофлоры, характеризовались различными критическими этапами динамических возрастных изменений. Для каждого показателя регистрировалось 2–3 этапа изменений, происходящих в раннем возрасте, в основном до 2 лет. Окончательная структура КЖК устанавливалась в 2 года 5 месяцев. Суммарная концентрация КЖК достигала уровня взрослых в  12  лет. Структурный индекс был наиболее чувствительным к  интегральному изменению структуры микробиоты.

Заключение. При проведении клинических исследований эффективности терапевтических вмешательств и при оценке показателей у конкретного пациента для выбора терапии необходимо учитывать возрастные особенности кишечной микробиоты.

Об авторах

А. М. Затевалов

ФБУН «Московский НИИ эпидемиологии и микробиологии им. Г.Н. Габричевского» Роспотребнадзора

Автор, ответственный за переписку.
Email: 89057149114@mail.ru

Затевалов Александр Михайлович – доктор биологических наук, главный научный сотрудник  лаборатории диагностики и профилактики инфекционных заболеваний.

143985, Московская область, Балашиха, мкр. Саввино, ул. Детская, 11–5,тел.: +7 (905) 714 91 14

Россия

Е. П. Селькова

ФБУН «Московский НИИ эпидемиологии и микробиологии им. Г.Н. Габричевского» Роспотребнадзора

Email: fake@neicon.ru

Селькова Евгения Петровна – доктор медицинских наук, руководитель лаборатории диагностики и профилактики инфекционных заболеваний, главный научный сотрудник .

125212, Москва, ул. Адмирала Макарова, 10

Россия

Н. В. Гудова

ФБУН «Московский НИИ эпидемиологии и микробиологии им. Г.Н. Габричевского» Роспотребнадзора

Email: fake@neicon.ru

Гудова Наталия Владимировна – научный сотрудник лаборатории диагностики и профилактики инфекционных заболеваний.

125212, Москва, ул. Адмирала Макарова, 10

Россия

А. С. Оганесян

ФБУН «Московский НИИ эпидемиологии и микробиологии им. Г.Н. Габричевского» Роспотребнадзора

Email: fake@neicon.ru

Оганесян Арпине Степановна – научный сотрудник лаборатории диагностики и профилактики инфекционных заболеваний.

125212, Москва, ул. Адмирала Макарова, 10

Россия

Список литературы

  1. Havenaar R. Intestinal health functions of colonic microbial metabolites: a review. Benef Microbes. 2011;2(2): 103–14. doi: 10.3920/BM2011.0003.
  2. Tan J, McKenzie C, Potamitis M, Thorburn AN, Mackay CR, Macia L. The role of short-chain fatty acids in health and disease. Adv Immunol. 2014;121:91–119. doi: 10.1016/B978-0-12800100-4.00003-9.
  3. Cavaliere M, Feng S, Soyer OS, Jiménez JI. Cooperation in microbial communities and their biotechnological applications. Environ Microbiol. 2017;19(8): 2949–63. doi: 10.1111/14622920.13767.
  4. Li M, van Esch BCAM, Henricks PAJ, Garssen J, Folkerts G. Time and concentration dependent effects of short chain fatty acids on lipopolysaccharide- or tumor necrosis factor α-induced endothelial activation. Front Pharmacol. 2018;9:233. doi: 10.3389/fphar.2018.00233.
  5. Sivaprakasam S, Bhutia YD, Yang S, Ganapathy V. Short-chain fatty acid transporters: role in colonic homeostasis. Compr Physiol. 2017;8(1): 299–314. doi: 10.1002/cphy.c170014.
  6. Sivaprakasam S, Prasad PD, Singh N. Benefits of short-chain fatty acids and their receptors in inflammation and carcinogenesis. Pharmacol Ther. 2016;164:144–51. doi: 10.1016/j.pharmthera.2016.04.007.
  7. Bruce-Keller AJ, Salbaum JM, Berthoud HR. Harnessing gut microbes for mental health: getting from here to there. Biol Psychiatry. 2018;83(3): 214–23. doi: 10.1016/j.biopsych.2017.08.014.
  8. Berni Canani R, De Filippis F, Nocerino R, Laiola M, Paparo L, Calignano A, De Caro C, Coretti L, Chiariotti L, Gilbert JA, Ercolini D. Specific Signatures of the Gut Microbiota and Increased Levels of Butyrate in Children Treated with Fermented Cow's Milk Containing Heat-Killed Lactobacillus paracasei CBA L74. Appl Environ Microbiol. 2017;83(19). pii: e01206–17. doi: 10.1128/AEM.01206-17.
  9. Rastelli M, Knauf C, Cani PD. Gut microbes and health: a focus on the mechanisms linking microbes, obesity, and related disorders. Obesity (Silver Spring). 2018;26(5): 792–800. doi: 10.1002/oby.22175.
  10. Yoshioka K, Kakihana K, Doki N, Ohashi K. Gut microbiota and acute graft-versus-host disease. Pharmacol Res. 2017;122:90–5. doi: 10.1016/j.phrs.2017.05.028.
  11. Yamada T, Shimizu K, Ogura H, Asahara T, Nomoto K, Yamakawa K, Hamasaki T, Nakahori Y, Ohnishi M, Kuwagata Y, Shimazu T. Rapid and sustained long-term decrease of fecal shortchain fatty acids in critically ill patients with systemic inflammatory response syndrome. JPEN J Parenter Enteral Nutr. 2015;39(5): 569– 77. doi: 10.1177/0148607114529596.
  12. Guarino A, Canani RB. Probiotics in childhood diseases: from basic science to guidelines in 20 years of research and development. J Pediatr Gastroenterol Nutr. 2016;63 Suppl 1:S1–2. doi: 10.1097/MPG.0000000000001220.
  13. Bäckhed F, Roswall J, Peng Y, Feng Q, Jia H, Kovatcheva-Datchary P, Li Y, Xia Y, Xie H, Zhong H, Khan MT, Zhang J, Li J, Xiao L, Al-Aama J, Zhang D, Lee YS, Kotowska D, Colding C, Tremaroli V, Yin Y, Bergman S, Xu X, Madsen L, Kristiansen K, Dahlgren J, Wang J. Dynamics and stabilization of the human gut microbiome during the first year of life. Cell Host Microbe. 2015;17(5): 690–703. doi: 10.1016/j.chom.2015.04.004.
  14. Bridgman SL, Azad MB, Field CJ, Haqq AM, Becker AB, Mandhane PJ, Subbarao P, Turvey SE, Sears MR, Scott JA, Wishart DS, Kozyrskyj AL; CHILD Study Investigators. Fecal Short-Chain Fatty Acid Variations by Breastfeeding Status in Infants at 4 Months: Differences in Relative versus Absolute Concentrations. Front Nutr. 2017;4:11. doi: 10.3389/fnut.2017.00011.
  15. Martin FP, Moco S, Montoliu I, Collino S, Da Silva L, Rezzi S, Prieto R, Kussmann M, Inostroza J, Steenhout P. Impact of breast-feeding and high- and low-protein formula on the metabolism and growth of infants from overweight and obese mothers. Pediatr Res. 2014;75(4): 535–43. doi: 10.1038/pr.2013.250.
  16. Shenderov BA. Probiotic (symbiotic) bacterial languages. Anaerobe. 2011;17(6): 490–5. doi: 10.1016/j.anaerobe.2011.05.009.
  17. Ардатская МД, Дубинин АВ, Минушкин ОН. Дисбактериоз кишечника: современные аспекты изучения проблемы, принципы диагностики и лечения. Терапевтический архив. 2001;(2): 67–72.
  18. Затевалов АМ, Киселева ИА, Копанев ЮА, Алешкин АВ, Афанасьев СС, Селькова ЕП. Влияние бактериофагов на микрофлору толстой кишки. В: Материалы международной научно-практической конференции «Бактериофаги: Теоретические и практические аспекты применения в медицине, ветеринарии и пищевой промышленности», Ульяновск, 23–25 апреля 2013 г. Т. 2. Ульяновск: УГСХА им. П.А. Столыпина; 2013. с. 9–14.
  19. Verbeke KA, Boobis AR, Chiodini A, Edwards CA, Franck A, Kleerebezem M, Nauta A, Raes J, van Tol EA, Tuohy KM. Towards microbial fermentation metabolites as markers for health benefits of prebiotics. Nutr Res Rev. 2015;28(1): 42–66. doi: 10.1017/S0954422415000037.
  20. Mariat D, Firmesse O, Levenez F, Guimarăes V, Sokol H, Doré J, Corthier G, Furet JP. The Firmicutes/Bacteroidetes ratio of the human microbiota changes with age. BMC Microbiol. 2009;9:123. doi: 10.1186/1471-2180-9-123.
  21. Agans R, Rigsbee L, Kenche H, Michail S, Khamis HJ, Paliy O. Distal gut microbiota of adolescent children is different from that of adults. FEMS Microbiol Ecol. 2011;77(2): 404– 12. doi: 10.1111/j.1574-6941.2011.01120.x.
  22. Balamurugan R, Janardhan HP, George S, Chittaranjan SP, Ramakrishna BS. Bacterial succession in the colon during childhood and adolescence: molecular studies in a southern Indian village. Am J Clin Nutr. 2008;88(6): 1643–7. doi: 10.3945/ajcn.2008.26511.
  23. Midtvedt AC, Carlstedt-Duke B, Midtvedt T. Establishment of a mucin-degrading intestinal microflora during the first two years of human life. J Pediatr Gastroenterol Nutr. 1994;18(3): 321–6.
  24. Derrien M, van Passel MW, van de Bovenkamp JH, Schipper RG, de Vos WM, Dekker J. Mucin-bacterial interactions in the human oral cavity and digestive tract. Gut Microbes. 2010;1(4): 254–68. doi: 10.4161/gmic.1.4.12778.
  25. Lagkouvardos I, Kläring K, Heinzmann SS, Platz S, Scholz B, Engel KH, Schmitt-Kopplin P, Haller D, Rohn S, Skurk T, Clavel T. Gut metabolites and bacterial community networks during a pilot intervention study with flaxseeds in healthy adult men. Mol Nutr Food Res. 2015;59(8): 1614–28. doi: 10.1002/mnfr.201500125.
  26. Gill CI, Heavey P, McConville E, Bradbury I, Fässler C, Mueller S, Cresci A, Dore J, Norin E, Rowland I. Effect of fecal water on an in vitro model of colonic mucosal barrier function. Nutr Cancer. 2007;57(1): 59–65. doi: 10.1080/01635580701268220.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

© Затевалов А.М., Селькова Е.П., Гудова Н.В., Оганесян А.С., 2018

Creative Commons License
Эта статья доступна по лицензии Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Данный сайт использует cookie-файлы

Продолжая использовать наш сайт, вы даете согласие на обработку файлов cookie, которые обеспечивают правильную работу сайта.

О куки-файлах