Preview

Инфекция и иммунитет

Расширенный поиск

Траектория возраст-ассоциированных изменений микробного сообщества тонкого кишечника здоровых лиц в контексте метаорганизма

https://doi.org/10.15789/2220-7619-TOA-1624

Полный текст:

Аннотация

Изучение микробиоты тонкого кишечника у человека затруднено в связи с малой доступностью биоматериала. Применение неинвазивных методов метаболомики и биоинформационного анализа данных может расширить наши представления о структуре микробиоты тонкого кишечника и ее роли в поддержании гомеостаза организма. Цель исследования — с помощью методов газовой хромато-масс-спектрометрии микробных маркеров (ГХМС ММ) и оптимального шкалирования оценить траекторию возрастных изменений микробного сообщества тонкого кишечника у здоровых лиц в контексте взаимодействия с цитокиновой и нейроэндокринной системами в рамках метаорганизма. В исследование включены 110 практически здоровых индивидуумов детского, репродуктивного и пожилого/старческого возраста. Численность представителей основных типов микробиоты тонкого кишечника (Bacteroidetes, Firmicutes, Actinobacteria, Proteobacteria и Fusobacteria) определяли методом ГХМС ММ в периферической крови. Для построения траекторий изменения сообщества микробиоты тонкого кишечника и показателей цитокиновой и нейроэндокринной систем с возрастом применяли технику оптимального шкалирования, основанную на многомерном преобразовании Джифи (метод CATPCA [Categorical Principal Components Analysis]). Установлено, что для бактериального сообщества тонкого кишечника детей и пожилых лиц была характерна значимо низкая общая численность микроорганизмов за счет низкого количества бактерий типов Firmicutes и Actinobacteria на фоне высокого числа представителей типов Proteobacteria и Fusobacteria по сравнению с аналогичными показателями в репродуктивном возрасте. Оценка траектории возраст-ассоциированных изменений микробиоты тонкого кишечника показала 1) наличие сильных динамических колебаний численности и связей внутри сообщества микроорганизмов на фоне формирования связей между основными регуляторными системами метаорганизма — иммунной и нейроэндокринной — в детском возрасте; 2) пластичность и согласованность функционирования иммунной и нервной систем, определяющие состояние динамического равновесия микробиоты тонкого кишечника у людей репродуктивного возраста; 3) максимальную степень кооперации между основными членами бактериального сообщества, обеспечивающую стабильность системы на новом уровне, как один из механизмов адаптации организма при здоровом старении. Таким образом, использование методов ГХМС ММ и оптимального шкалирования позволяет расширить наши представления о возраст-ассоциированной траектории изменений микробиоты тонкого кишечника и ее кооперации с иммунной и нейроэндокринной системами в рамках метаорганизма, что может быть использовано в разработке новых способов терапии заболеваний инфекционной и неинфекционной природы.

Об авторах

Ю. Ю. Филиппова
Челябинский государственный университет
Россия

Филиппова Юлия Юрьевна – кандидат биологических наук, доцент кафедры микробиологии, иммунологии и общей биологии биологического факультета.

454001, Челябинск, ул. Братьев Кашириных, 129.

Тел.: 8 912 404-52-72



М. Е. Холодилина
Челябинский государственный университет
Россия

Аспирант кафедры микробиологии, иммунологии и общей биологии биологического факультета.

454001, Челябинск, ул. Братьев Кашириных, 129.



А. Л. Бурмистрова
Челябинский государственный университет
Россия

Доктор медицинских наук., профессор, заведующая кафедрой микробиологии, иммунологии и общей биологии биологического факультета.

454001, Челябинск, ул. Братьев Кашириных, 129.



Список литературы

1. Аверина О.В., Даниленко В.Н. Микробиота человека: роль в становлении и функционировании нервной системы // Микробиология. 2017. Т. 86, № 1. С. 5–24. doi: 10.7868/S0026365617010050

2. Бурмистрова А.Л., Филиппова Ю.Ю. Конгруэнтность и фенотипическая пластичность иммунной и нервной систем у детей с расстройствами аутистического спектра в сравнении с расстройствами шизофренического спектра // Медицинская иммунология. 2020. Т. 22, № 4. С. 703–716. doi: 10.15789/1563-0625-CAP-1968

3. Лифшиц К., Захарова И.Н., Дмитриева Ю.А. Влияние кишечного микробиома в норме и патологии на здоровье человека // Медицинский совет. 2017. № 1. C. 155–159. doi: 10.21518/2079-701X-2017-1-155-159

4. Метаорганизм. Стресс и адаптация. Под ред. А.Л. Бурмистровой. Челябинск: Изд-во Челяб. гос. ун-та, 2019. 239 с.

5. Попова А.Ю., Кафтырева Л.А., Сужаева Л.В., Войтенкова Е.В., Забровская А.В., Егорова С.А., Макарова М.А., Матвеева З.Н., Зуева Е.В., Порин А.А., Буаро М.Й., Константинов О.К., Тотолян А.А. Сравнительная характеристика особенностей микробиоты кишечника жителей Гвинейской Республики и России // Инфекция и иммунитет. 2017. Т. 7, № 4. С. 375–382. doi: 10.15789/2220-7619-2017-4-375-382

6. Филиппова Ю.Ю., Бурмистрова А.Л. Когнитивная ось старости: воспаление — микробиота тонкого кишечника // Журнал микробиологии эпидемиологии и иммунобиологии. 2017. № 5. С. 3–9. doi: 10.36233/0372-9311-2017-5-3-9

7. Щеплягина Л.А., Круглова И.В. Возрастные особенности иммунитета у детей // Русский медицинский журнал. 2009. № 23. С. 1564.

8. Arain M., Haque M., Johal L., Mathur P., Nel W., Rais A., Sandhu R., Sharma S. Maturation of the adolescent brain. Neuropsychiatr. Dis. Treat., 2013, vol. 9, pp. 449–461. doi: 10.2147/NDT.S39776

9. Belkaid Y., Hand T.W. Role of the microbiota in immunity and inflammation. Cell, 2014, vol. 157, no. 1, pp. 121–141. doi: 10.1016/j.cell.2014.03.011

10. Coyte K.Z., Schluter J., Foster K.R. The ecology of the microbiome: networks, competition, and stability. Science, 2015, vol. 350, no. 6261, pp. 663–666. doi: 10.1126/science.aad2602

11. Ding T., Schloss P.D. Dynamics and associations of microbial community types across the human body. Nature, 2014, vol. 509, no. 7500, pp. 357–360. doi: 10.1038/nature13178

12. El Aidy S., van den Bogert B., Kleerebezem M. The small intestine microbiota, nutritional modulation and relevance for health. Curr. Opin. Biotechnol., 2015, vol. 32, pp. 14–20. doi: 10.1016/j.copbio.2014.09.005

13. Esser D., Lange J., Marinos G., Sieber M., Best L., Prasse D., Bathia J., Rühlemann M.C., Boersch K., Jaspers C., Sommer F. Functions of the microbiota for the physiology of animal metaorganisms. J. Innate Immun., 2019, vol. 11, no. 5, pp. 393–404. doi: 10.1159/000495115

14. Faith J.J., Guruge J.L., Charbonneau M., Subramanian S., Seedorf H., Goodman A.L., Clemente J.C., Knight R., Heath A.C., Leibel R.L., Rosenbaum M., Gordon J.I. The long-term stability of the human gut microbiota. Science, 2013, vol. 341, no. 6141: 1237439. doi: 10.1126/science.1237439

15. Hasan N., Yang H. Factors affecting the composition of the gut microbiota, and its modulation. Peer. J., 2019, vol. 7: e7502. doi: 10.7717/peerj.7502

16. Kastl A.J. Jr, Terry N.A., Wu G.D., Albenberg L.G. The structure and function of the human small intestinal microbiota: current understanding and future directions. Cell Mol. Gastroenterol. Hepatol., 2020, vol. 9, no. 1. pp. 33–45. doi: 10.1016/j.jc-mgh.2019.07.006

17. Levy M., Thaiss C.A., Elinav E. Metabolites: messengers between the microbiota and the immune system. Genes Dev., 2016, vol. 30, no. 14, pp. 1589–1597. doi: 10.1101/gad.284091.116

18. Mariat D., Firmesse O., Levenez F., Guimarăes V., Sokol H., Doré J., Corthier G., Furet J.P. The Firmicutes/Bacteroidetes ratio of the human microbiota changes with age. BMC microbiology, 2009, vol. 9: 123. doi: 10.1186/1471-2180-9-123

19. Segal J.P., Mullish B.H., Quraishi M.N., Acharjee A., Williams H.R.T., Iqbal T., Hart A.L., Marchesi J.R. The application of omics techniques to understand the role of the gut microbiota in inflammatory bowel disease. Therap. Adv. Gastroenterol., 2019, vol. 12: 1756284818822250. doi: 10.1177/1756284818822250


Дополнительные файлы

Рецензия

Для цитирования:


Филиппова Ю.Ю., Холодилина М.Е., Бурмистрова А.Л. Траектория возраст-ассоциированных изменений микробного сообщества тонкого кишечника здоровых лиц в контексте метаорганизма. Инфекция и иммунитет. 2021;11(6):1190-1199. https://doi.org/10.15789/2220-7619-TOA-1624

For citation:


Filippova Yu.Yu., Kholodilina M.E., Burmistrova A.L. Trajectory of age-associated changes in small intestinal microbial community of healthy person metaorganism. Russian Journal of Infection and Immunity. 2021;11(6):1190-1199. (In Russ.) https://doi.org/10.15789/2220-7619-TOA-1624

Просмотров: 166


Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 2220-7619 (Print)
ISSN 2313-7398 (Online)