Значение пристеночной микробиоты тонкой кишки в нарушении энтерального переваривания и всасывания при метаболическом синдроме
Значение пристеночной микробиоты тонкой кишки в нарушении энтерального переваривания и всасывания при метаболическом синдроме
Ляпина М.В., Вахрушев Я.М. Значение пристеночной микробиоты тонкой кишки в нарушении энтерального переваривания и всасывания при метаболическом синдроме. Терапевтический архив. 2019; 91 (11): 32–37. DOI: 10.26442/00403660.2019.11.000300
________________________________________________
Lyapina M.V., Vakhrushev Ya.M. The value of mucosal small intestine microbiotа in digestion and absorption disorders in metabolic syndrome. Therapeutic Archive. 2019; 91 (11): 32–37. DOI: 10.26442/00403660.2019.11.000300
Значение пристеночной микробиоты тонкой кишки в нарушении энтерального переваривания и всасывания при метаболическом синдроме
Ляпина М.В., Вахрушев Я.М. Значение пристеночной микробиоты тонкой кишки в нарушении энтерального переваривания и всасывания при метаболическом синдроме. Терапевтический архив. 2019; 91 (11): 32–37. DOI: 10.26442/00403660.2019.11.000300
________________________________________________
Lyapina M.V., Vakhrushev Ya.M. The value of mucosal small intestine microbiotа in digestion and absorption disorders in metabolic syndrome. Therapeutic Archive. 2019; 91 (11): 32–37. DOI: 10.26442/00403660.2019.11.000300
Цель исследования: оценить качественный и количественный состав пристеночной микробиоты тонкой кишки (ТК) и ее значение в нарушении пищеварительной и всасывательной функции ТК при метаболическом синдроме (МС). Материалы и методы. Обследовано 67 больных с МС. Помимо клинических данных, проведено комплексное исследование пищеварительной и всасывательной функции ТК с помощью нагрузочных тестов с углеводами. Особенности состава мукозной микробиоты ТК у больных с МС определяли методом газовой хроматографии масс-спектрометрии. Взаимосвязь энтеральных нарушений с изменениями тонкокишечного микробиоценоза оценивали путем корреляционного анализа. Результаты. У большинства (82,9%) больных с МС отмечены клинические местные и общие признаки поражения ТК. Выявлены нарушения всех этапов гидролизно-резорбционного процесса на фоне изменений количественного и качественного состава пристеночной микробиоты ТК. У больных с МС наблюдается избыточный бактериальный рост в ТК преимущественно за счет условно-патогенных штаммов микробиоты и в сравнении с контрольной группой имеет место значительное увеличение роста аэробов, микроскопических грибов и вирусов. Установлена взаимосвязь между выраженностью избыточного бактериального роста и нарушением процессов пищеварения и всасывания в ТК при МС. Заключение. Результаты наших исследований позволяют полагать, что выявленные изменения функционального состояния ТК в сочетании с нарушением мукозного энтерального микробиоценоза являются важным звеном сложного патогенеза МС.
Aim. To evaluate the qualitative and quantitative composition of the parietal microbiota of the small intestine (SI) and its significance in the disturbance of the digestive and absorption functions of the small intestine in metabolic syndrome (MS). Materials and methods. 67 patients with metabolic syndrome were examined. In addition to clinical data, a comprehensive study of the digestive and absorption function of SI was carried out using exercise tests with carbohydrates. The compositional characteristics of mucosal SI microbiota in MS patients were determined by gas chromatography mass spectrometry. The relationship of enteric disorders with changes in small intestinal microbiocenosis was assessed by correlation analysis. Results. The majority (82.9%) of patients with metabolic syndrome showed clinical local and general signs of small intestinal lesions. Violations of all stages of the hydrolysis-resorption process were revealed against the background of changes in the quantitative and qualitative composition of the parietal microbiota of the small intestine. In patients with MS, excessive bacterial growth is observed in the small intestine mainly due to conditionally pathogenic microbiota strains, and, in comparison with the control group, there is a significant increase in the growth of aerobes, microscopic fungi and viruses. The relationship between the severity of excess bacterial growth and impaired digestion and absorption in the small intestine in MS. Conclusion. The results of our research suggest that the identified changes in the functional state of SI in combination with a violation of mucosal enteral microbiocenosis are an important link in the complex pathogenesis of the MS.
1. Драпкина О.М., Корнеева О.Н. Кишечная микробиота и ожирение. Патогенетические взаимосвязи и пути нормализации кишечной микрофлоры. Терапевтический архив. 2016;88(9):135-42 [Drapkina OM, Korneeva ON. Gut microbiota and obesity: Pathogenetic relationships and ways to normalize the intestinal microflora. Therapeutic Archive. 2016;88(9):135-42 (In Russ.)]. doi:10.17116/terarkh2016889135-142
2. Zhang C, Zhang M, Wang S, Han R, Cao Y, Hua W, et al. Interactions between gut microbiota, host genetics and diet relevant to development of metabolic syndromes in mice. ISME J. 2010;4:232-41. doi:10.1038/ismej.2009.112
3. Delzenne NM, Neyrinck AM, Cani PD. Gut microbiota and metabolic disorders: How prebiotic can work? Br J Nutr. 2013;109(Suppl 2):81-5. doi:10.1017/S0007114512004047
4. Чернин В.В., Парфенов А.И., Бондаренко В.М., Рыбальченко О.В., Червинец В.М. Симбионтное пищеварение человека. Физиология. Клиника, диагностика и лечение его нарушений. М.: ООО «Издательство «Триада», 2013 [Chernin VV, Parfenov AI, Bondarenko VM, Rybalchenko OV, Chervinets VM. Simbiontnoye pishchevareniye cheloveka. Fiziologiya. Klinika, diagnostika i lecheniye yego narusheniy. Moscow: OOO «Izdatel'stvo «Triada», 2013 (In Russ.)].
5. Вахрушев Я.М., Ляпина М.В. Комплексная клинико-функциональная оценка тонкой кишки при метаболическом синдроме. Архивъ внутренней медицины. 2015;23(3):3-9 [Vahrushev YM, Lyapina MV. Complex clinical and functional evaluation of the small intestine and metabolic syndrome. Arhiv vnutrennej mediciny. 2015;23(3):3-9 (In Russ.)].
6. Михайлова Д.О., Бобылева З.Д., Базарный В.В. и др. Диагностическое значение различных иммунологических методов лабораторной диагностики легионеллеза. Журнал микробиологии, эпидемиологии и иммунобиологии. 2008;2:51-3 [Mikhailova DO, Bobyleva ZD, Bazarnii VV, et al. Diagnostic value of various immunological methods of laboratory diagnostics of legionellosis. Zhurnal mikrobiologii, epidemiologii i immunobiologii. 2008;2:51-3 (In Russ.)].
7. Fenollar F, Roux V, Stein A, et al. Analysis of 525 samples to determine the usefulness of PCR amplifi cation and sequencing of the 16S rRNA gene for diagnosis of bone and joint infections. J Clin Microbiol. 2006;44(3):1018-28.
8. Осипов Г.А., Парфенов А.И., Верховцева Н.В. и др. Клиническое значение исследования микроорганизмов слизистой оболочки кишечника культурально-биохимическим и хромато-масс-спектрометрическим методами. Экспериментальная Клиническая Гастроэнтерология. 2003;4:59-67 [Osipov GA, Parfenov AI, Verhovceva NV, et al. Clinical signifi cance of the study of microorganisms of the intestinal mucosa by culture-biochemical and chromatographymass-spectrometric methods. Eksp Klin Gastroenterologiya. 2003;4:59-67 (In Russ.)].
9. Рекомендации по ведению больных с метаболическим синдромом (клинические рекомендации). Министерство здравоохранения Российской Федерации. М., 2013. http://www.gipertonik.ru/ files/recommendation/Recommendations_metabolic_syndrome.doc Ссылка активна на 31.01.2019 [Recommendations for the management of patients with metabolic syndrome (clinical guidelines). Ministry of Health of the Russian Federation. Moscow, 2013 (In Russ.). Available at: http://www. gipertonik.ru/files/recommendation/Recommendations_metabolic_syndrome.doc Accessed January 31, 2019].
10. Парфенов А.И. Энтерология: руководство для врачей. М.: ООО «Медицинское информационное агентство», 2009 [Parfenov AI. Enterology: a guide for doctors. Moscow: Medical Information Agency LLC, 2009 (In Russ.)].
11. Suau A, Bonnet R, Sutren M, et al. Direct analysis of genes encoding 16S rRNA from complex communities reveals many novel molecular species within the human gut. Appl Environ Microbiol. 1999;65(11):4799-807.
12. Ардатская М.Д. Пробиотики, пребиотики и метабиотики в коррекции микроэкологических нарушений кишечника. Медицинский совет. 2015;13:94-9 [Ardatskaya MD. Probiotics, prebiotics and metabiotics in the correction of microecological disorders of the intestine. Meditsinskiy sovet. 2015;13:94-9 (In Russ.)].
13. Egshatyan L, Kashtanova D, Popenko A, et al. Gut microbiota and diet in patients with different glucose tolerance. Endocrine Connections. 2016;5(1):1-9. doi.org/10.1530/ec-15-0094
14. Ардатская М.Д. Синдром избыточного бактериального роста и нарушение процессов пищеварения и всасывания. Поликлиника. 2009;2:38-40 [Ardatskaya MD. Syndrome of excessive bacterial growth and impaired digestion and absorption. Policlinika. 2009;2:38-40 (In Russ.)].
15. Wei P, Yang Y, Li T, et al. A engineered Bifidobacterium longum secreting a bioative penetratin-Glucagon-like peptide 1 fusion protein enhances Glucagon-like peptide 1 absorption in the intestine. J Microbiol Biotechnol. 2014;24:1-9.
16. Курмангулов А.А., Дороднева Е.Ф., Исакова Д.Н. Особенности пищеварения в кишечнике у людей с метаболическим синдромом. Медицинская наука и образование Урала. 2015;81(1):119-22 [Kurmangulov AA, Dorodneva EF, Isakova DN. Features of digestion in the intestines in people with metabolic syndrome. Meditsinskaya nauka i obrazovaniye Urala. 2015;81(1):119-22 (In Russ.)].
17. Рыбальченко О.В., Орлова О.Г., Вишневская О.Н., Парийская Е.Н. и др. Электронно-микроскопическое исследование влияния липополисахаридов на взаимодействие пробиотических бактерий с клетками ворсинчатого эпителия тощей кишки крысы. Гастроэнтерология Санкт-Петербурга. 2017;1:103 [Rybalchenko OV, Orlova OG, Vishnevskaya ON, Pariyskaya EN, et al. Electron-microscopic study of the effect of lipopolysaccharides on the interaction of probiotic bacteria with villous epithelium cells of rat jejunum. Gastroenterologiya Sankt-Peterburga. 2017;1:103 (In Russ.)].
18. Громова Л.В., Полозов А.С. Корнюшин О.В., Грефнер Н.М., Алексеева А.С. и др. Степень повышения всасывания глюкозы в тонкой кишке крыс при диабете типа 2 зависит от уровня гликемии. Российский журнал гастроэнтерологии, гепатологии, колопроктологии. 2017;28(5):30 [Gromova LV, Polozov AS, Kornyushin OV, Grefner NM, Alekseeva AS, et al. The degree of increase in glucose absorption in the small intestine of rats with type 2 diabetes depends on the level of glycemia. Rossiyskiy zhurnal gastroenterologii, gepatologii, koloproktologii. 2017;28(5):30 (In Russ.)].
19. Парфенов А.И., Белостоцкий Н.И., Дбар С.Р., Ахмаддулина О.В., Быкова С.В. и др. Энтеропатия с нарушением мембранного пищеварения. Эффективная фармакотерапия. 2018;16:2-27 [Parfenov AI, Belostotsky NI, Dbar SR, Akhmaddullina OV, Bykova SV, et al. Enteropathy with impaired membrane digestion. Effektivnaya farmakoterapiya. 2018;16:2-27 (In Russ.)].
20. Плотникова Е.Ю., Краснова М.В., Баранова Е.Н. и др. Непрошеные гости: избыточный бактериальный рост в тонкой кишке. Что делать? Consilium medicum. Гастроэнтерология. 2013;1:36-41 [Plotnikova EYu, Krasnova MV, Baranova EN, et al. Uninvited guests: excess bacterial growth in the small intestine. What to do? Consilium medicum. Gastroenterology. 2013;1:36-41 (In Russ.)].
21. Zeidel O, Lin HC. Univited Guests: The Impact of Small Intestinal Bacterial Overgrowth on Nutritional Status. Practical Gastroenterology. 2003;4:27-34.
22. Звенигородская Л.А. Атеросклероз и органы пищеварения. М.: ИД «Медпрактика-М», 2011 [Zvenigorodskaya LA. Ateroskleroz i organy pishchevareniya. Moscow: ID «Medpraktika-M», 2011 (In Russ.)].
23. Вахрушев Я.М., Горбунов А.Ю., Тронина Д.В., Сучкова Е.В., Ляпина М.В., Хохлачева Н.А. Желчнокаменная болезнь как возможное проявление системной патологии органов пищеварения. Терапевтический архив. 2015;87(2):54-8 [Vakhrushev YM, Gorbunov AYu, Tronina DV, Suchkova EV, Lyapina MV, Khokhlacheva NA. Gallstone disease as a possible manifestation of systemic pathology of the digestive system. Therapeutic Archive. 2015;87(2):54-8 (In Russ.)]. doi: 10.17116/ terarkh201587254-58
24. Лазебник Л.Б., Звенигородская Л.А. Метаболический синдром и органы пищеварения. М.: Анахарсис, 2009 [Lazebnik LB, Zvenigorodskaya LA. Metabolicheskiy sindrom i organy pishchevareniya. Moscow: Anakharsis, 2009 (In Russ.)].
________________________________________________
1. [Drapkina OM, Korneeva ON. Gut microbiota and obesity: Pathogenetic relationships and ways to normalize the intestinal microflora. Therapeutic Archive. 2016;88(9):135-42 (In Russ.)]. doi:10.17116/terarkh2016889135-142
2. Zhang C, Zhang M, Wang S, Han R, Cao Y, Hua W, et al. Interactions between gut microbiota, host genetics and diet relevant to development of metabolic syndromes in mice. ISME J. 2010;4:232-41. doi:10.1038/ismej.2009.112
3. Delzenne NM, Neyrinck AM, Cani PD. Gut microbiota and metabolic disorders: How prebiotic can work? Br J Nutr. 2013;109(Suppl 2):81-5. doi:10.1017/S0007114512004047
4. [Chernin VV, Parfenov AI, Bondarenko VM, Rybalchenko OV, Chervinets VM. Simbiontnoye pishchevareniye cheloveka. Fiziologiya. Klinika, diagnostika i lecheniye yego narusheniy. Moscow: OOO «Izdatel'stvo «Triada», 2013 (In Russ.)].
5. [Vahrushev YM, Lyapina MV. Complex clinical and functional evaluation of the small intestine and metabolic syndrome. Arhiv vnutrennej mediciny. 2015;23(3):3-9 (In Russ.)].
6. [Mikhailova DO, Bobyleva ZD, Bazarnii VV, et al. Diagnostic value of various immunological methods of laboratory diagnostics of legionellosis. Zhurnal mikrobiologii, epidemiologii i immunobiologii. 2008;2:51-3 (In Russ.)].
7. Fenollar F, Roux V, Stein A, et al. Analysis of 525 samples to determine the usefulness of PCR amplifi cation and sequencing of the 16S rRNA gene for diagnosis of bone and joint infections. J Clin Microbiol. 2006;44(3):1018-28.
8. [Osipov GA, Parfenov AI, Verhovceva NV, et al. Clinical signifi cance of the study of microorganisms of the intestinal mucosa by culture-biochemical and chromatographymass-spectrometric methods. Eksp Klin Gastroenterologiya. 2003;4:59-67 (In Russ.)].
9. [Recommendations for the management of patients with metabolic syndrome (clinical guidelines). Ministry of Health of the Russian Federation. Moscow, 2013 (In Russ.). Available at: http://www. gipertonik.ru/files/recommendation/Recommendations_metabolic_syndrome.doc Accessed January 31, 2019].
10. Парфенов А.И. Энтерология: руководство для врачей. М.: ООО «Медицинское информационное агентство», 2009 [Parfenov AI. Enterology: a guide for doctors. Moscow: Medical Information Agency LLC, 2009 (In Russ.)].
11. Suau A, Bonnet R, Sutren M, et al. Direct analysis of genes encoding 16S rRNA from complex communities reveals many novel molecular species within the human gut. Appl Environ Microbiol. 1999;65(11):4799-807.
12. [Ardatskaya MD. Probiotics, prebiotics and metabiotics in the correction of microecological disorders of the intestine. Meditsinskiy sovet. 2015;13:94-9 (In Russ.)].
13. Egshatyan L, Kashtanova D, Popenko A, et al. Gut microbiota and diet in patients with different glucose tolerance. Endocrine Connections. 2016;5(1):1-9. doi.org/10.1530/ec-15-0094
14. [Ardatskaya MD. Syndrome of excessive bacterial growth and impaired digestion and absorption. Policlinika. 2009;2:38-40 (In Russ.)].
15. Wei P, Yang Y, Li T, et al. A engineered Bifidobacterium longum secreting a bioative penetratin-Glucagon-like peptide 1 fusion protein enhances Glucagon-like peptide 1 absorption in the intestine. J Microbiol Biotechnol. 2014;24:1-9.
16. [Kurmangulov AA, Dorodneva EF, Isakova DN. Features of digestion in the intestines in people with metabolic syndrome. Meditsinskaya nauka i obrazovaniye Urala. 2015;81(1):119-22 (In Russ.)].
17. [Rybalchenko OV, Orlova OG, Vishnevskaya ON, Pariyskaya EN, et al. Electron-microscopic study of the effect of lipopolysaccharides on the interaction of probiotic bacteria with villous epithelium cells of rat jejunum. Gastroenterologiya Sankt-Peterburga. 2017;1:103 (In Russ.)].
18. [Gromova LV, Polozov AS, Kornyushin OV, Grefner NM, Alekseeva AS, et al. The degree of increase in glucose absorption in the small intestine of rats with type 2 diabetes depends on the level of glycemia. Rossiyskiy zhurnal gastroenterologii, gepatologii, koloproktologii. 2017;28(5):30 (In Russ.)].
19. [Parfenov AI, Belostotsky NI, Dbar SR, Akhmaddullina OV, Bykova SV, et al. Enteropathy with impaired membrane digestion. Effektivnaya farmakoterapiya. 2018;16:2-27 (In Russ.)].
20. [Plotnikova EYu, Krasnova MV, Baranova EN, et al. Uninvited guests: excess bacterial growth in the small intestine. What to do? Consilium medicum. Gastroenterology. 2013;1:36-41 (In Russ.)].
21. Zeidel O, Lin HC. Univited Guests: The Impact of Small Intestinal Bacterial Overgrowth on Nutritional Status. Practical Gastroenterology. 2003;4:27-34.
22. [Zvenigorodskaya LA. Ateroskleroz i organy pishchevareniya. Moscow: ID «Medpraktika-M», 2011 (In Russ.)].
23. [Vakhrushev YM, Gorbunov AYu, Tronina DV, Suchkova EV, Lyapina MV, Khokhlacheva NA. Gallstone disease as a possible manifestation of systemic pathology of the digestive system. Therapeutic Archive. 2015;87(2):54-8 (In Russ.)]. doi: 10.17116/ terarkh201587254-58
24. [Lazebnik LB, Zvenigorodskaya LA. Metabolicheskiy sindrom i organy pishchevareniya. Moscow: Anakharsis, 2009 (In Russ.)].
Авторы
Цель исследования: оценить качественный и количественный состав пристеночной микробиоты тонкой кишки (ТК) и ее значение в нарушении пищеварительной и всасывательной функции ТК при метаболическом синдроме (МС). Материалы и методы. Обследовано 67 больных с МС. Помимо клинических данных, проведено комплексное исследование пищеварительной и всасывательной функции ТК с помощью нагрузочных тестов с углеводами. Особенности состава мукозной микробиоты ТК у больных с МС определяли методом газовой хроматографии масс-спектрометрии. Взаимосвязь энтеральных нарушений с изменениями тонкокишечного микробиоценоза оценивали путем корреляционного анализа. Результаты. У большинства (82,9%) больных с МС отмечены клинические местные и общие признаки поражения ТК. Выявлены нарушения всех этапов гидролизно-резорбционного процесса на фоне изменений количественного и качественного состава пристеночной микробиоты ТК. У больных с МС наблюдается избыточный бактериальный рост в ТК преимущественно за счет условно-патогенных штаммов микробиоты и в сравнении с контрольной группой имеет место значительное увеличение роста аэробов, микроскопических грибов и вирусов. Установлена взаимосвязь между выраженностью избыточного бактериального роста и нарушением процессов пищеварения и всасывания в ТК при МС. Заключение. Результаты наших исследований позволяют полагать, что выявленные изменения функционального состояния ТК в сочетании с нарушением мукозного энтерального микробиоценоза являются важным звеном сложного патогенеза МС.