ХАРАКТЕРИСТИКА МИКРОБИОТЫ У ПОДРОСТКОВ ГОРОДА АРХАНГЕЛЬСК

DISTINCTION OF THE MICROBIOTA IN ADOLESCENTS IN THE EUROPEAN NORTH

Elizaveta Berezina

6th year student, Faculty of Medical and Preventive Affairs and Medical Biochemistry, Northern State Medical University,

Russia, Arkhangelsk

АННОТАЦИЯ

В статье представлено современное исследование о количественном и качественном составе кишечной микробиоты подростков Европейского Севера. В результатах у большинства отмечается повышение общей массы факультативной микрофлоры: Acinetobacter spp., Roseburia inulinivorans и Bacteroides spp и снижение Escherichia coli. Среди облигатной микрофлоры происходит характерное снижение Lactobacillus spp. и Bifidobacterium spp. Особое внимание стоит уделить отсутствию обнаружения Blautia в исследовании. Для более детального анализа необходимо дальнейшее исследование данной темы.

ABSTRACT

This article presents a modern study on composition of the gut microbiota in adolescents in the European North. In the results, among the majority of participants, there was an increase in the total mass of facultative microflora: Acinetobacter spp., Roseburia inulinivorans and Bacteroides spp and a decrease of Escherichia coli. Among the obligate microflora, there is a major decrease in Lactobacillus spp. and Bifidobacterium spp. Particular attention should be paid to the lack of detection of Blautia in the study. A more detailed analysis requires further research on this topic.

Ключевые слова: микробиота толстой кишки, нормофлора, колонофор-16, Архангельская область.

Key words: gut microbiota, normal flora, colonophore-16, Arkhangelsk region.

Введение

Микробиота толстого кишечника играет важнейшую роль в физиологии и поддержании гомеостаза у человека. Для того чтобы охарактеризовать микробиоту используют термины «облигатная» и «факультативная» [10, 12].

И хотя интерес к изучению состава и роли кишечной микробиоты продолжает нарастать, до сих пор остается ряд вопросов, который касается качественного и количественного состава микробиоты среди групп людей: с различным ИМТ (индексом массы тела), проживающих на определенных территориях, имеющих определенную возрастную группу [4, 11].

Микробиота широко варьируется и зависит от особенностей питания, генетических факторов (этническая принадлежность), окружающей среды и возраста [7, 8]. Треть кишечной микробиоты считается общей для большинства населения, а две трети индивидуальны. Ее разнообразие указывает на генетическую вариацию среди людей и приводит к повышению толерантности к негативным факторам окружающей среды [2, 9].

Подростковый возраст – фаза жизни, которая связана с масштабными физиологическими изменениями организма. Незрелость кишечной микробиоты в подростковом возрасте может быть уязвима для стрессовых факторов окружающей среды.

Agans et al., 2011 и Hollister et al., 2015 обнаружили, что микробиом подростков функционально отличается от микробиома взрослых, экспрессируя гены, связанные с развитием и ростом [1, 3].

Цель: изучить и охарактеризовать состав микробиоты толстого кишечника подростков г. Архангельска в 2021 году с использованием метода ПЦР-РВ.

Материалы и методы

Исследования производилось в лаборатории клинической микробиологии и ПЦР-диагностики на базе кафедры клинической биохимии, микробиологии и лабораторной диагностики Северного Государственного Медицинского Университета (СГМУ).

Обследовано 34 человека (средний возраст 15,09 ± 1,60 лет) за период 2021-2022 года с нормальным ИМТ. Анализ ИМТ вычислен с использованием компьютерной программы ANTHROPlus. Сформирована одна клиническая группа (n=34) – потенциально здоровые подростки с нормальной массой тела. Данные исследования сравнивали с нормативными количественными показателями, предоставленные в наборе «Колонофлор-16».

Исследование фекалий для состава микробиоты выполнено методом полимеразной цепной реакции в реальном времени (ПЦР-РВ) с флуоресцентной детекцией с помощью детектирующего амплификатора ДТлайт «ДНК технологии», для которого использовался набор производства «Колонофлор 16».

Анализ данных проводился с помощью пакета статистических программ «STATA» 2014 г. Получившиеся результаты проанализированы с помощью описательной статистики с определением моды, медианы и процентных соотношений. Нормальность распределения оценена критерием Шапиро–Уилка.

Результаты

В анализах обследованных подростков по сравнению с нормативными количественными показателями, предоставленными в стандарте, обнаружено снижение Lactobacillus (у 73,53%), Bifidobacterium (у 35,29 %) и Escherichia coli (у 32,35 %). Особое внимание стоит уделить дефициту лактобактерий, выявленный у большинства подростков, проживающих на территории г. Архангельска.

Также замечено повышение показателей микробиоты Acinetobacter (у 88,24 % подростков), Roseburia inulinivorans (у 42,12 %), Bacteroides (у 38,24 %) и Bifidobacterium (у 26,47%). Стоит отметить, что все результаты Acinetobacter оказались выше нормы.

Отсутствие микроорганизмов было определено у Enterococcus (79,41%), Blautia (73,53%), Methanosphaera stadmanae (67,65%), Methanobrevibacter smithii (64,71%), Prevotella (55,88%). Такие высокие показатели обусловлены нормативными показателями, в которых отсутствие этих микроорганизмов считается нормой, за исключением Blautia, чей показатель заметно отличается от нормативных показателей. Сравнительный анализ количественных показателей представлен в таблице 1.

Таблица 1.

Сравнение количественных показателей кишечной микробиоты у подростков г. Архангельска с нормативными значениями

Обсуждение

В зарубежных исследованиях Agans et al., 2011 и Hollister et al., 2015 определено, что у подростков уровень содержание Bifidobacterium значительно выше, чем у взрослых, что полностью противоречит нашим данным [1, 3]. Напротив, в отечественных исследованиях Волкова Н.И., 2020 отмечено характерное снижение Lactobacillus spp. и Bifidobacterium spp., что совпадает с нашими данными о дефиците облигатной микрофлоры [6]. Это подтверждается в исследованиях Ахременко Я. А. и Красноженов Е. П., 2006 года, где было замечено снижение содержания лакто- и бифидобактерий [5].

Таким образом, полученные результаты о микробиоте толстого кишечника у подростков, проживающих в условиях Европейского Севера, можно считать нормальными для данного географического региона и данного возраста.

Заключение

За последние годы все больше исследований доказывают ценность микробиоты толстого кишечника в формировании и сохранении здоровья.

Наши данные были проанализированы и сравнены с другими исследованиями, для определения особенностей кишечной микрофлоры у подростков Европейского Севера.

Таким образом, у исследованных подростков г. Архангельска найдено повышение некоторых условно-патогенных микроорганизмов (Acinetobacter, Roseburia inulinivorans и Bacteroides) вместе со снижением значений у Escherichia coli. Заметен характерный дефицит облигатной микрофлоры (Lactobacillus, Blautia, Bifidobacterium), что говорит о возможных скрытых нарушениях организма.

Возможно, часть нарушений является характерной особенностью для подростков, проживающих на Европейском Севере, но для подтверждения данного высказывания необходимо провести более детальные и глубокие исследования.

Список литературы:

1. Agans, R., Rigsbee, L., Kenche, H., Michail, S., Khamis, H. J., & Paliy, O. Distal gut microbiota of adolescent children is different from that of adults // FEMS microbiologyecology. 2011. 77(2): 404–412.
2. Hall AB, Tolonen AC, Xavier RJ. Human genetic variation and the gut microbiome in disease // Nature Reviews Genetics. 2017. 18: 690-699.
3. Hollister, E.B., Riehle, K. et al.. Structure and function of the healthy pre-adolescent pediatric gut microbiome // Microbiome. 2015. 3: 36.
4. Pozuelo M, Pand S, Santiago A, Mendez S, Accarino A, Santos J, et al. Reduction of butyrate-and methane-producing microorganisms in patients with Irritable Bowel Syndrome // Sci Rep. 2015. 5: 12693.
5. Ахременко Я. А., Красноженов Е. П. Механизмы нарушений колонизационной резистентности в аспекте формирования преморбидных состояний у детей // Дальневосточный медицинский журнал. 2006. №3: 8-11.
6. Волкова Н.И., Набока Ю.Л., Ганенко Л.А., Оксенюк О.С. Особенность микробиоты толстой кишки у пациентов с разными фенотипами ожирения (пилотное исследование) // Медицинский вестник Юга России. 2020. №2: 38-45.
7. Воловникова В.А., Котрова А.Д., Иванова К.А., Ермоленко Е.И., Шишкин А.Н. Роль кишечной микробиоты в развитии ожирения // Juvenisscientia. 2019. №6: 4-10.
8. Кляритская И.Л., Стилиди Е.И., Максимова Е.В., Шахбазиди Г.  Кишечная микробиота и гематологические заболевания // Крымский терапевтический журнал. 2017. №1 (32): 16-21.
9. Немченко У.М., Савелькаева М.В., Григорова Е.В., Иванова Е.И., Погодина А.В., Рычкова Л.В. Сравнение микроэкологических показателей кишечника у детей с различной величиной индекса массы тела // Acta Biomedica Scientifica. 2017. №5-1 (117): 111-115.
10.  Николаева И.В., Царегородцев А.Д., Шайхиева Г.С. Формирование кишечной микробиоты ребенка и факторы, влияющие на этот процесс // Рос вестн перинатол и педиат. 2018. №3: 13-18.
11.  Романица А.И., Немченко У.М., Погодина А.В., Григорова Е.В., Белькова Н.Л., Воропаева Н.М., Григорьева Е.А., Савелькаева М.В., Рычкова Л.В. Ассоциации клинических проявлений функциональных кишечных расстройств с характеристиками микробиоты толстой кишки у подростков: пилотное исследование // Acta Biomedica Scientifica. 2021. №6-2: 73-81.
12. Самойлова Ю.Г., Олейник О.А., Саган Е.В., Ворожцова И.Н., Филиппова Т.А., Денисов Н.С., Дьяков Д.А. Состав и метаболическая активность микробиоты пищеварительной системы у детей и подростков с ожирением // СМЖ. 2020: 38-46.