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 не инвазивных методов метаболомики и биоинформационного анализа данных может расширить наши представления о структуре и роли микробиоты тонкого кишечника в поддержании гомеостаза организма. Цель исследования – с помощью методов газовой хроматографии – 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). 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) максимальная степень кооперации между основными членами бактериального сообщества, обеспечивающая 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 найти применение в разработке новых способов терапии заболеваний инфекционной и неинфекционной природы.

Об авторах

Ю. Ю. Филиппова
Челябинский государственный университет
Россия

кафедра микробиологии, иммунологии и общей биологии биологического факультета, доцент, кандидат биологических наук



М. Е. Холодилина
Челябинский государственный университет
Россия

кафедра микробиологии, иммунологии и общей биологии биологического факультета, аспирант



А. Л. Бурмистрова
Челябинский государственный университет
Россия

кафедра микробиологии, иммунологии и общей биологии биологического факультета, заведующий, доктор медицинских наук, профессор



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.

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.

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.

4. Метаорганизм. Стресс и адаптация. Челябинск: Изд-во Челяб. гос. ун-та, 2019. С. 83-106.

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.

6. Филиппова Ю.Ю., Бурмистрова А.Л. Когнитивная ось старости: воспаление – микробиота тонкого кишечника // Журнал микробиологии эпидемиологии и иммунобиологии. 2017. №5. С. 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.

9. Belkaid Y., Hand T.W. Role of the microbiota in immunity and inflammation. Cell, 2014, vol. 157, no. 1. pp.121-141.

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.

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.

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.

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.

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, pp.1237439.

15. Hasan N, Yang H. Factors affecting the composition of the gut microbiota, and its modulation. Peer. J., 2019, 7:e7502.

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.

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.

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, pp. 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.


Дополнительные файлы

1. Неозаглавлен
Тема
Тип Исследовательские инструменты
Скачать (765KB)    
Метаданные

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. 2020;. https://doi.org/10.15789/2220-7619-TOA-1624

For citation:


Filippova Yu., Kholodilina M., Burmistrova A. TRAJECTORY OF AGE-ASSOCIATED CHANGES IN THE MICROBIAL COMMUNITY OF THE SMALL INTESTINE OF HEALTHY PERSONS IN THE CONTEXT OF METAORGANISM. Russian Journal of Infection and Immunity. 2020;. (In Russ.) https://doi.org/10.15789/2220-7619-TOA-1624

Просмотров: 14


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


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