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

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.