Изменение состава кишечной микробиоты у пациентов с хронической сердечной недостаточностью и синдромом избыточного бактериального роста в тонкой кишке

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Изменение состава микробиоты кишечника является фактором риска развития и прогрессирования ряда социально значимых заболеваний. Так, распространенность синдрома избыточного бактериального роста (СИБР) в тонкой кишке у пациентов с хронической сердечной недостаточностью (ХСН), по разным данным, составляет 38,2–42,0%, что значительно превышает таковую среди лиц без ХСН. СИБР при ХСН ассоциирован с более высоким риском отдаленных осложнений (госпитализация и смерть).

Цель. Изучить качественные изменения кишечной микробиоты толстой кишки у пациентов с ХСН и СИБР.

Материал и методы. В исследовании приняли участие 60 пациентов с ХСН с фракцией выброса левого желудочка по данным эхокардиографии <50% (по Симпсону), которым для диагностики СИБР в тонкой кишке был проведен водородный дыхательный тест с лактулозой. В зависимости от результатов теста пациенты были разделены на 2 группы: 1-я (n=25) – пациенты с СИБР; 2-я (n=35) – пациенты без СИБР. В обеих группах с помощью секвенирования 16S рибосомальной РНК проведено исследование кишечной микробиоты в образцах кала.

Результаты. В 1-й группе отмечено снижение индекса Шеннона при расчете по бактериальным типам в сравнении со 2-й группой (0,61 [0,49; 0,72] и 0,75 [0,58; 0,86] соответственно; р=0,03). Также в 1-й группе наблюдалось более низкое содержание представителей типа Verrucomicrobia в сравнении со 2-й группой (0,21 [0,00; 4,03] и 2,61 [0,95; 8,02] % соответственно; p=0,05), в частности семейства Verrucomicrobiaceae (0,21 [0,00; 4,03] и 2,61 [0,50; 8,42] % соответственно; p=0,05). Сниженное содержание представителей семейства Verrucomicrobiaceae у пациентов с СИБР (1-я группа) обусловлено уменьшением содержания представителей рода Akkermansia (p=0,05), единственным идентифицированным представителем которого в данном исследовании была Akkermansia muciniphila. Кроме того, отмечено сниженное содержание представителей рода Desulfovibrio (p=0,01), рост представителей рода Dorea (p=0,005), а также представленных у небольшого числа пациентов родов Papillibacter (p=0,02), Coprobacillus (p=0,02), Oribacterium (p=0,02), Clostridium (XVIII кластера) (p=0,05), Slackia (p=0,01).

Заключение. СИБР в тонкой кишке при ХСН характеризуется снижением микробного разнообразия толстой кишки на уровне типов, о чем свидетельствует снижение индекса Шеннона и изменение качественного состава кишечной микробиоты на уровне бактериальных типов, семейств и родов.

Об авторах

М. В. Фадеева

Первый МГМУ им. И.М. Сеченова Минздрава России (Сеченовский университет)

Email: zolnikova_o_yu@staff.sechenov.ru
ORCID iD: 0000-0002-5467-2625
Россия, Москва

О. Ю. Зольникова

Первый МГМУ им. И.М. Сеченова Минздрава России (Сеченовский университет)

Автор, ответственный за переписку.
Email: zolnikova_o_yu@staff.sechenov.ru
ORCID iD: 0000-0002-6701-789X

доктор медицинских наук

Россия, Москва

М. Р. Схиртладзе

Первый МГМУ им. И.М. Сеченова Минздрава России (Сеченовский университет)

Email: zolnikova_o_yu@staff.sechenov.ru
ORCID iD: 0000-0002-6946-7771

кандидат медицинских наук

Россия, Москва

В. Т. Ивашкин

Первый МГМУ им. И.М. Сеченова Минздрава России (Сеченовский университет)

Email: zolnikova_o_yu@staff.sechenov.ru
ORCID iD: 0000-0002-6815-6015

академик РАН, доктор медицинских наук, профессор

Россия, Москва

Список литературы

  1. Yoshii K., Hosomi K., Sawane K. et al. Metabolism of Dietary and Microbial Vitamin B Family in the Regulation of Host Immunity. Front Nutr. 2019; 6: 48. doi: 10.3389/fnut.2019.00048
  2. Walker A.W., Ince J., Duncan S.H. et al. Dominant and diet-responsive groups of bacteria within the human colonic microbiota. ISME J. 2011; 5 (2): 220–30. doi: 10.1038/ismej.2010.118
  3. Martinez-Guryn K., Leone V., Chang E.B. Regional Diversity of the Gastrointestinal Microbiome. Cell Host Microbe. 2011; 26 (3): 314–24. doi: 10.1016/j.chom.2019.08.011
  4. Wu W., Chen F., Liu Z. et al. Microbiota-specific Th17 Cells: Yin and Yang in Regulation of Inflammatory Bowel Disease. Inflamm Bowel Dis. 2016; 22 (6): 1473–82. doi: 10.1097/MIB.0000000000000775
  5. Leite G., Morales W., Weitsman S. et al. The duodenal microbiome is altered in small intestinal bacterial overgrowth. PloS One. 2020; 15 (7): e0234906. doi: 10.1371/journal.pone.0234906
  6. Mollar A., Villanueva M. P., Núñez E. et al. Hydrogen- and Methane-Based Breath Testing and Outcomes in Patients with Heart Failure. J Card Fail. 2019; 25 (5): 319–27. doi: 10.1016/j.cardfail.2018.10.004
  7. Фадеева М.В., Схиртладзе М.Р., Ивашкин В.Т. Синдром избыточного бактериального роста в тонкой кишке как фактор риска развития желудочковой тахикардии при хронической сердечной недостаточности с систолической дисфункцией левого желудочка. Российский журнал гастроэнтерологии, гепатологии, колопроктологии. 2019; 29 (3): 38–48 [Fadeeva M.V., Skhirtladze M.R., Ivashkin V.T. Small Intestinal Bacterial Overgrowth Syndrome as a Risk Factor for Ventricular Tachycardia in Chronic Heart Failure with Left Ventricular Systolic Dysfunction. Russian Journal of Gastroenterology, Hepatology, Coloproctology. 2019; 29 (3): 38–48 (in Russ.)]. doi: 10.22416/1382-4376-2019-29-3-38-48
  8. Lauritano E.C., Valenza V., Sparano L. et al. Small intestinal bacterial overgrowth and intestinal permeability. Scand J Gastroenterol. 2010; 45 (9): 1131–2. doi: 10.3109/00365521.2010.485325
  9. Yang T., Santisteban M.M., Rodriguez V. et al. Gut dysbiosis is linked to hypertension. Hypertension. 2015; 65 (6): 1331–40. doi: 10.1161/HYPERTENSIONAHA.115.05315
  10. Luedde M., Winkler T., Heinsen F. A. et al. Heart failure is associated with depletion of core intestinal microbiota. ESC Heart Fail. 2017; 4 (3): 282–90. doi: 10.1002/ehf2.12155
  11. Katsimichas T., Ohtani T., Motooka D. et al. Non-Ischemic Heart Failure With Reduced Ejection Fraction Is Associated With Altered Intestinal Microbiota. Circ J. 2018; 82 (6): 1640–50. doi: 10.1253/circj.CJ-17-1285
  12. Фадеева М.В., Кудрявцева А.В., Краснов Г.С. и др. Кишечная микробиота у больных хронической сердечной недостаточностью с систолической дисфункцией. Российский журнал гастроэнтерологии, гепатологии, колопроктологии. 2020; 30 (2): 35–44 [Fadeeva M.V., Kudryavtseva A.V., Krasnov G.S. et al. Intestinal Microbiota in Patients with Chronic Heart Failure and Systolic Dysfunction. Russian Journal of Gastroenterology, Hepatology, Coloproctology. 2020; 30 (2): 35–44 (in Russ.)]. doi: 10.22416/1382-4376-2020-30-2-35-44
  13. Ивашкин В.Т., Маев И.В., Абдулганиева Д.И. и др. Практические рекомендации Научного сообщества по содействию клиническому изучению микробиома человека (НСОИМ) и Российской гастроэнтерологической ассоциации (РГА) по диагностике и лечению синдрома избыточного бактериального роста у взрослых. Российский журнал гастроэнтерологии, гепатологии, колопроктологии. 2022; 32 (3): 68–85 [Ivashkin V.T., Maev I.V., Abdulganieva D.I. et al. Practical Recommendation of the Scientific Сommunity for Human Microbiome Research (CHMR) and the Russian Gastroenterological Association (RGA) on Small Intestinal Bacterial Overgrowth in Adults. Russian Journal of Gastroenterology, Hepatology, Coloproctology. 2022; 32 (3): 68–85 (in Russ.)]. doi: 10.22416/1382-4376-2022-32-3-68-85
  14. Cani P.D., Bibiloni R., Knauf C. et al. Changes in gut microbiota control metabolic endotoxemia-induced inflammation in high-fat diet-induced obesity and diabetes in mice. Diabetes. 2008; 57 (6): 1470–81. doi: 10.2337/db07-1403
  15. Li J., Lin S., Vanhoutte P.M. et al. Akkermansia Muciniphila Protects Against Atherosclerosis by Preventing Metabolic Endotoxemia-Induced Inflammation in Apoe-/- Mice. Circulation. 2016; 133 (24): 2434–46. doi: 10.1161/CIRCULATIONAHA.115.019645
  16. Derrien M., Vaughan E.E., Plugge C.M. et al. Akkermansia muciniphila gen. nov., sp. nov., a human intestinal mucin-degrading bacterium. Int J Syst Evol Microbiol. 2004; 54 (Pt 5): 1469–76. doi: 10.1099/ijs.0.02873-0
  17. Zhang L., Qin Q., Liu M. et al. Akkermansia muciniphila can reduce the damage of gluco/lipotoxicity, oxidative stress and inflammation, and normalize intestine microbiota in streptozotocin-induced diabetic rats. Pathog Dis. 2018; 76 (4). doi: 10.1093/femspd/fty028
  18. Depommier C., Everard A., Druart C. et al. Supplementation with Akkermansia muciniphila in overweight and obese human volunteers: a proof-of-concept exploratory study. Nat Med. 2019; 25 (7): 1096–103. doi: 10.1038/s41591-019-0495-2
  19. Taras D., Simmering R., Collins M.D. et al. Reclassification of Eubacterium formicigenerans Holdeman and Moore 1974 as Dorea formicigenerans gen. nov., comb. nov., and description of Dorea longicatena sp. nov., isolated from human faeces. Int J Syst Evol Microbiol. 2002; 52 (Pt 2): 423–8. doi: 10.1099/00207713-52-2-423
  20. Companys J., Gosalbes M. J., Pla-Pagà L. et al. Gut Microbiota Profile and Its Association with Clinical Variables and Dietary Intake in Overweight/Obese and Lean Subjects: A Cross-Sectional Study. Nutrients. 2021; 13 (6): 2032. doi: 10.3390/nu13062032
  21. Liu R., Hong J., Xu X. et al. Gut microbiome and serum metabolome alterations in obesity and after weight-loss intervention. Nat Med. 2017; 23 (7): 859–68. doi: 10.1038/nm.4358
  22. Pitcher M.C., Beatty E.R., Cummings J.H. The contribution of sulphate reducing bacteria and 5-aminosalicylic acid to faecal sulphide in patients with ulcerative colitis. Gut. 2000; 46 (1): 64–72. doi: 10.1136/gut.46.1.64
  23. Jia W., Whitehead R.N., Griffiths L. et al. Diversity and distribution of sulphate-reducing bacteria in human faeces from healthy subjects and patients with inflammatory bowel disease. FEMS Immunol Med Microbiol. 2012; 65 (1): 55–68. doi: 10.1111/j.1574-695X.2012.00935.x
  24. Attene-Ramos M.S., Nava G.M., Muellner M.G. et al. DNA damage and toxicogenomic analyses of hydrogen sulfide in human intestinal epithelial FHs 74 Int cells. Environ Mol Mutagen. 2010; 51 (4): 304–14. doi: 10.1002/em.20546
  25. Earley H., Lennon G., Balfe A. et al. A Preliminary Study Examining the Binding Capacity of Akkermansia muciniphila and Desulfovibrio spp., to Colonic Mucin in Health and Ulcerative Colitis. PloS One. 2015; 10 (10): e0135280. doi: 10.1371/journal.pone.0135280

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».