Особенности биоразнообразия кишечной микробиоты у пациентов с воспалительными заболеваниями кишечника и метаболическими нарушениями (обзор литературы)

Актуальность. В настоящее время патология неинфекционного генеза занимает ведущую роль в структуре общей заболеваемости населения. Во всем мире отмечается рост воспалительных заболеваний кишечника, тяжесть которых осложняет наличие коморбидной патологии – метаболических нарушений, что приводит к инвалидизации и риску преждевременной смерти. Диагностические мероприятия, использующиеся в данный момент, способны определять нарушения на стадии клинических проявлений. Существует ряд причин, обусловливающих развитие изменений на ранней стадии, одна из которых – особенности формирования микробиома кишечника, а также преобладание определенных кластеров микроорганизмов с последующим формированием биотипа, что позволит диагностировать заболевание на латентной стадии.
Цель: оценить роль микробиоты кишечника в формировании воспалительных заболеваний кишечника и метаболических нарушений по данным отечественной и зарубежной литературы.
Материал и методы. Выполнен обзор литературных источников, посвященных данной теме, проведен анализ данных публикаций в базах данных Pubmed, Web of Science, Scopus, Google Academy, Elibrary за последние 10 лет.
Результаты. Выявлены данные о роли кишечной микробиоты в формировании изменений у пациентов с воспалительными заболеваниями кишечника и метаболическими нарушениями (ожирение, нарушение толерантности к глюкозе, сахарный диабет), определены новые возможные механизмы развития сахарного диабета 2-го типа, а также описаны особенности родового состава флоры у пациентов с коморбидной патологией.
Заключение. Полученные результаты могут говорить о дальнейшей необходимости исследований данной патологии, а также о создании методов коррекции флоры при выявленных нарушениях.

1. Ozato N., Saito S., Yamaguchi T., Katashima M., Tokuda I., Sawada K. et al. Blautia genus associated with visceral fat accumulation in adults 20–76 years of age. NPJ Biofilms Microbiomes. 2019;5(1):28. DOI: 10.1038/s41522-019-0101-x.

2. Hernández-Luengo M., Álvarez-Bueno C., Martínez-Hortelano J.A., Cavero-Redondo I., Martínez-Vizcaíno V., Notario-Pacheco B. The relationship between breastfeeding and motor development in children: a systematic review and meta-analysis. Nutr. Rev. 2022;80(8):1827–1835. DOI: 10.1093/nutrit/nuac013.

3. Zheng Y., Ley S.H., Hu F.B. Global aetiology and epidemiology of type 2 diabetes mellitus and its complications. Nat. Rev. Endocrinol. 2018;14(2):88–98. DOI: 10.1038/nrendo.2017.151.

4. Zhang Y., Lin C., Chen R., Luo L., Huang J., Liu H. et al. Association analysis of SOCS3, JAK2 and STAT3 gene polymorphisms and genetic susceptibility to type 2 diabetes mellitus in Chinese population. Diabetol. Metab. Syndr. 2022;14(1):4. DOI: 10.1186/s13098-021-00774-w.

5. Berg G., Rybakova D., Fischer D., Cernava T., Vergès M.C., Charles T. et al. Microbiome definition re-visited: old concepts and new challenges. Microbiome. 2020;8(1):103. DOI: 10.1186/s40168-020-00875-0.

6. Hillman E.T., Lu H., Yao T., Nakatsu C.H. Microbial ecology along the gastrointestinal tract. Microbes Environ. 2017;32(4):300–313. DOI: 10.1264/jsme2.ME17017.

7. Fan Y., Pedersen O. Gut microbiota in human metabolic health and disease. Nat. Rev. Microbiol. 2021;19(1):55–71. DOI: 10.1038/s41579-020-0433-9.

8. Amabebe E., Robert F.O., Agbalalah T., Orubu E.S.F. Microbial dysbiosis-induced obesity: role of gut microbiota in homoeostasis of energy metabolism. Br. J. Nutr. 2020;123:1127–1137. DOI: 10.1017/S0007114520000380.

9. Cryan J.F., O’Riordan K.J., Cowan C.S.M., Sandhu K.V., Bastiaanssen T.F.S., Boehme M. et al. The Microbiota-Gut-Brain Axis. Physiol. Rev. 2019;99(4):1877–2013. DOI: 10.1152/physrev.00018.2018.

10. Ni J., Wu G.D., Albenberg L., Tomov V.T. Gut microbiota and IBD: causation or correlation? Nat. Rev. Gastroenterol. Hepatol. 2017;14:573–584. DOI: 10.1038/nrgastro.2017.88.

11. Kitamoto S., Nagao-Kitamoto H., Jiao Y., Gillilland M.G. 3rd, Hayashi A., Imai J. et al. The intermucosal connection between the mouth and gut in commensal pathobiont-driven colitis. Cell. 2020;182(2):447–462.e14. DOI: 10.1016/j.cell.2020.05.048.

12. Desai M.S., Seekatz A.M., Koropatkin N.M., Kamada N., Hickey C.A., Wolter M. et al. A dietary fiber-deprived gut microbiota degrades the colonic mucus barrier and enhances pathogen susceptibility. Cell. 2016;167(5):1339–1353.e21. DOI: 10.1016/j.cell.2016.10.043.

13. Gallo A., Passaro G., Gasbarrini A., Landolfi R., Montalto M. Modulation of microbiota as treatment for intestinal inflammatory disorders: An uptodate. World J. Gastroenterol. 2016;22(32):7186–7202. DOI: 10.3748/wjg.v22.i32.7186.

14. Zhang Z., Mocanu V., Cai C., Dang J., Slater L., Deehan E.C. et al. Impact of fecal microbiota transplantation on obesity and metabolic syndrome – A systematic review. Nutrients. 2019;11(10):2291. DOI: 10.3390/nu11102291.

15. Wu H., Esteve E., Tremaroli V., Khan M.T., Caesar R., Mannerås-Holm L. et al. Metformin alters the gut microbiome of individuals with treatment-naive type 2 diabetes, contributing to the therapeutic effects of the drug. Nat. Med. 2017;23(7):850–858. DOI: 10.1038/nm.4345.

16. Mohajeri M.H., Brummer R.J.M., Rastall R.A., Weersma R.K., Harmsen H.J.M., Faas M. et al. The role of the microbiome for human health: From basic science to clinical applications. Eur. J. Nutr. 2018;57:1–14. DOI: 10.1007/s00394-018-1703-4.

17. Stremmel W., Schmidt K.V., Schuhmann V., Kratzer F., Garbade S.F., Langhans C.D. et al. Blood trimethylamine-N-oxide originates from microbiota mediated breakdown of phosphatidylcholine and absorption from small intestine. PLoS One. 2017;12:e0170742. DOI: 10.1371/journal.pone.0170742.

18. Dumas M.E., Rothwell A.R., Hoyles L., Aranias T., Chilloux J., Calderari S. et al. Microbial-host co-metabolites are prodromal markers predicting phenotypic heterogeneity in behavior, obesity, and impaired glucose tolerance. Cell Rep. 2017;20:136–148. DOI: 10.1016/j.celrep.2017.06.039.

19. Wahlström A., Sayin S.I., Marschall H.U., Bäckhed F. Intestinal crosstalk between bile acids and microbiota and its impact on host metabolism. Cell Metab. 2016;24(1):41–50. DOI: 10.1016/j.cmet.2016.05.005.

20. Allin K.H., Tremaroli V., Caesar R., Jensen B.A.H., Damgaard M.T.F., Bahl M.I. et al. Aberrant intestinal microbiota in individuals with prediabetes. Diabetologia. 2018;61(4):810–820. DOI: 10.1007/s00125-018-4550-1.

21. Ottosson F., Brunkwall L., Ericson U., Nilsson P.M., Almgren P., Fernandez C. et al. Connection between bmi-related plasma metabolite profile and gut microbiota. J. Clin. Endocrinol. Metab. 2018;103(4):1491–1501. DOI: 10.1210/jc.2017-02114.

22. Pokrovskaya E.V., Shamkhalova M.S., Shestakova M.V. Corrigendum: The new views on the state of the gut microbiota in obesity and diabetes mellitus type 2. Diabetes mellitus. 2019;22(3). DOI: 10.14341/DM10194.

23. Рубцов Ю.Е., Халимов Ю.Ш., Агафонов П.В. Особенности микробиоты кишечника у пациентов с сахарным диабетом 2 типа и абдоминальным ожирением. Сахарный диабет – пандемия XXI: сборник тезисов VIII (XXV) Всероссийского диабетологический конгресс с международным участием, Москва, 28–03 февраля 2018 г.; ФГБУ «НМИЦ эндокринологии» Минздрава России; ОО «Российская ассоциация эндокринологов». Москва: УП Принт, 2018:92–93.

24. Захарова И.Н., Бережная И.В., Дмитриева Ю.А. Ожирение и кишечная микробиота. Медицинский совет. 2017;(19):139–141. DOI: 10.21518/2079-701X-2017-19-139-141.

25. Севастьянова М.Н., Подгорская А.Ю. Кишечная микробиота как маркер метаболических нарушений. Бюллетень Северного государственного медицинского университета. 2021;46(1):107–108.

26. Шестакова Е. А., Покровская Е.В., Самсонова М.Д. Подходы к изучению влияния кишечной микробиоты на развитие метаболических нарушений. Consilium Medicum. 2021;23(12):905–909. DOI: 10.26442/20751753.2021.12.201289.

27. Калачнюк Т.Н., Щербаков П.Л., Александрова-Жгун Е.С. Трансплантация фекальной микробиоты у пациента с язвенным колитом. Гастроэнтерология Санкт-Петербурга. 2017;(1):81–82.

28. Шендеров Б.А., Юдин С.М., Загайнова А.В., Шевырева М.П. Роль комменсальной кишечной микробиоты в этиопатогенезе хронических воспалительных заболеваний: Akkermansia muciniphila. Экспериментальная и клиническая гастроэнтерология. 2018;11(159):4–13. DOI: 10.31146/1682-8658-ecg-159-11-4-13.

29. Ситкин С.И., Вахитов Т.Я., Ткаченко Е.И., Орешко Л.С., Жигалова Т.Н., Радченко В.Г. и др. Микробиота кишечника при язвенном колите и целиакии. Экспериментальная и клиническая гастроэнтерология. 2017;137(1):8–30.

30. Ситкин С.И., Вахитов Т.Я., Демьянова Е.В. Микробиом, дисбиоз толстой кишки и воспалительные заболевания кишечника: когда функция важнее таксономии. Альманах клинической медицины. 2018;46(5):396–425. DOI: 10.18786/2072-0505-2018-46-5-396-425.

31. Ким А.Д., Лепехова С.А., Чашкова Е.Ю., Коваль Е.В., Пивоваров Ю.И., Фадеева Т.В. и др. Результаты оценки микробиоты в условиях экспериментального язвенного поражения толстой кишки. Бюллетень сибирской медицины. 2021;20(1):59–66. DOI: 10.20538/1682-0363-2021-1-59-66.

32. Ковалева А.Л., Ульянин А.И., Киселева О.Ю., Полуэктова Е.А., Шифрин О.С., Тертычный А.С. и др. Прукалоприд и мультиштаммовый пробиотик в разрешении автономной кишечной нейропатии у пациентов, находящихся в критическом состоянии (Клинический разбор). Российский журнал гастроэнтерологии, гепатологии, колопроктологии. 2018;28(3):88–100. DOI: 10.22416/1382-4376-2018-28-3-88-100.

33. Лагутина С.Н., Зуйкова А.А., Добрынина И.С., Корчагина Н.С. Особенности микробиома кишечника у пациентов с ишемической болезнью сердца и метаболическими нарушениями. Научно-медицинский вестник Центрального Черноземья. 2022;(87):20–24.

34. Шевцова В.И., Васько А.В., Зуйкова А.А. Коморбидный пациент с ожирением: особенности ведения на амбулаторном этапе. Молодежь, наука, медицина: материалы 65-й Всероссийской межвузовской студенческой научной конференции с международным участием; Тверь, 17–18 апреля 2019 г. Тверь: Государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования Тверская государственная медицинская академия Министерства здравоохранения Российской Федерации, 2019:1034–1037.

35. Мелихова С.П., Зуйкова А.А., Шевцова В.И. Расчет индексов коморбидности при сахарном диабете 2 типа как осложнение метаболического синдрома. Молодежный инновационный вестник. 2018;7(S1):68–69.

36. Хавкин А.И., Волынец Г.В., Никитин Н.А. Взаимосвязь кишечного микробиома и метаболизма желчных кислот. Вопросы практической педиатрии. 2020;15(1):53–60. DOI: 10.20953/1817-7646-2020-1-53-60.

37. Бочарова А.А., Котова Ю.А., Красноруцкая О.Н. и др. Пациент и сахарный диабет: отношение к болезни. Медико-биологические, клинические и социальные вопросы здоровья и патологии человека: Материалы V Всероссийской научной конференции студентов и молодых ученых с международным участием, Иваново; 09–11 апреля 2019 г. Иваново: Ивановская государственная медицинская академия, 2019:111–113.

38. Плотникова Е.Ю. Микробный пейзаж кишечника и метаболический синдром – что общего? Вестник клуба панкреатологов. 2016;31(2):63–72.

39. Фадеенко Г.Д., Никифорова Я.В. Микробиом человека: общая информация и клиническое значение эубиоза пищеварительного канала. Современная гастроэнтерология. 2019;109(5):65–74. DOI: 10.30978/MG-2019-5-65.

40. Агапов Г. Г. Микробиота – новый орган человека? Бюллетень медицинских интернет-конференций. 2017;7(6):1016.

41. Демидова Т.Ю., Лобанова К.Г., Ойноткинова О.Ш. Кишечная микробиота как эндокринный орган. Ожирение и метаболизм. 2020;17(3):299–306. DOI 10.14341/omet12457.