Changes in Insulin Resistance and Gastrointestinal Microbiology in Patients with Traumatic Syndrome

Full Text

ОБОСНОВАНИЕ

В настоящее время существуют неоспоримые доказательства, что тяжелые сочетанные травмы в организме человека сопровождает реализация ряда причинно-следственных общебиологических закономерностей, рассматриваемых в рамках травматической болезни [1]. При этом происходят различные эндокринные, метаболические и иммунологические изменения, вызывающие сложный комплекс как адаптационных, так и патологических реакций [2]. Один из базовых процессов, развивающихся в ответ на травму, — это инсулинорезистентность [3]. E.V. Belik, O.V. Gruzdeva [4] рассматривают инсулинорезистентность как важный эволюционный механизм, способствующий выживанию в условиях травмы, голодания, воспаления путем поддержания определенного уровня глюкозы, необходимого для обеспечения многих биосинтетических процессов. Тем не менее установлено, что длительная гипергликемия и гиперметаболизм у пациентов с травмами связаны с возникновением инфекционных осложнений, снижением скорости заживления ран и, в целом, развитием неблагоприятных исходов [5].

Механизмы развития инсулинорезистентности на современном этапе раскрыты не полностью. Известно, что чувствительность тканей к инсулину определяют различные факторы: физическая активность, характер питания, уровень стресса, содержание эстрогенов, продолжительность ночного сна, возраст и др. [6]. Появляется все больше данных, указывающих на роль микробиоты желудочно-кишечного тракта (ЖКТ) в возникновении инсулинорезистентности [7].

Для оценки инсулинорезистентности в последние годы, наряду с классическими методиками (клэмп-тест, измерение концентрации инсулина плазмы крови натощак, индекс инсулинорезистентности (Homeostasis Model Assessment of Insulin Resistance — HOMA-IR), используют исследование триглицерид-глюкозного индекса (ТГИ) [8, 9]. Результаты ряда работ [10–13] свидетельствуют о том, что ТГИ служит независимым маркером сердечно-сосудистого риска и прогноза кардиоваскулярных заболеваний. A. Avagimyan и соавт. [14] показали, что в прогнозировании кардиометаболических исходов ТГИ превосходит эффективность традиционных маркеров, таких как индекс HOMA-IR. Взаимосвязь ТГИ с травмой и прогнозом хирургических операций изучена недостаточно [15].

Цель исследования — оценить динамику ТГИ во взаимосвязи с таксономическим составом микробиоты ЖКТ и крови у раненых с сочетанной травмой опорно-двигательного аппарата.

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ

В исследование включены 44 мужчины в возрасте от 19 до 51 года (средний возраст 31,5 ± 8,89 года) с сочетанной травмой опорно-двигательного аппарата, находившихся на стационарном лечении в клинике военно-полевой хирургии Военно-медицинской академии им. С.М. Кирова. От всех пациентов было получено информированное письменное согласие на участие в исследовании. Работа выполнена в рамках государственной программы поддержки университетов «Приоритет-2030».

Критериями исключения служили наличие повреждения органов брюшной полости, позвоночника, открытой черепно-мозговой травмы, сахарного диабета, туберкулеза, онкопатологии. Пациентам проведено стандартное хирургическое и консервативное лечение. На момент включения в исследование пациентам осуществляли антропометрическое, клиническое и лабораторно-инструментальное обследования. Оценивали наследственный и аллергологический анамнезы, а также данные по характеру питания, качеству сна, наличию вредных привычек (курение, употребление алкоголя, наркотиков) и коморбидной патологии. Для определения степени потребления алкоголя применяли тест на употребление алкоголя (Alcohol Use Disorders Identification Test — AUDIT). ТГИ рассчитывали по формуле:

$\ln [триглицериды натощак (мг/дл)\times глюкоза натощак (мг/дл\left)\right]/2$

с использованием калькулятора (https://www.mdapp.co/tyg-index-calculator-359/) [8].

Изучение кишечной и циркулирующей микробиоты осуществляли способом секвенирования 16S рибосомальной рибонуклеиновой кислоты (16S pРНК). Метагеномный анализ проведен на базе ООО «Сербалаб» (Россия). Образцы кала (n = 44) и сыворотки крови (n = 18) собирали в чистую одноразовую посуду, замораживали и хранили при температуре –80°С от 1 мес. до 1 года. После разморозки из образцов кала и сыворотки крови, подвергнутых гомогенизации в лизирующем растворе, выделяли тотальную дезоксирибонуклеиновую кислоту (ДНК). Гомогенизацию проводили вместе с шариками с последующей экстракцией ДНК с помощью сорбентной колонки фирмы «Qiagen, Germantown, MD» (США) в соответствии с рекомендациями производителя. Подготовка 16 S-метагеномных библиотек осуществлена по протоколу Illumina (Part #15044223 Rev.B). Для амплификации целевого фрагмента гена 16S рРНК с помощью рекомендованных праймеров для области V3–V4 использовали 5 нг общей ДНК на образец. Проводили 25 циклов полимеразной цепной реакции с применением смеси KAPA HiFi HotStart ReadyMix (2×) фирмы «Roche Diagnostics» (Швейцария). Далее для запуска секвенирования на платформе BGI использовали набор для конверсии библиотек Illumina MGIEasy Universal Library Conversion Kit (App-A).

Биоинформатическая обработка базы данных 16SРНК осуществлена с использованием собственного биоинформатического пайплайна, реализованного на языках программирования R v.3.6 и Python3. Идентификация видов бактерий проведена с помощью алгоритма точного совпадения в DADA2 по предварительно обработанным соответствующим образом последовательностям SILVA v138 с помощью пользовательских скриптов.

Результаты клинического и лабораторно-инструментального обследования пациентов, а также данные метагеномного исследования анализировали с учетом сроков от момента получения ранения.

Статистическая обработка данных осуществлена с помощью программ Statistica 13,0 for Windows, IBM SPSS, Statgraphics. Описательная статистика выполнена с использованием программы Statistica 13,0 for Windows. Категориальные данные выражали в виде чисел и процентов. Нормальность данных проверяли комплексно: сравнением среднего и медианы, оценок гистограмм распределения по кривой Гаусса, коэффициентов девиации и эксцесса, нормально-вероятностных графиков, критериев Колмогорова–Смирнова и Шапиро–Уилка. Количественные показатели нормальным распределением описывали с помощью средних арифметических величин (M) и стандартных отклонений (SD), границ 95% доверительного интервала (95% ДИ). В случае отсутствия нормального распределения количественные данные выражали в виде медианы (Me), нижнего и верхнего квартилей [Q₁–Q₃]. Направление и тесноту корреляционной связи между двумя количественными показателями определяли с помощью коэффициента ранговой корреляции Спирмена. Корреляцию считали сильной, если коэффициент корреляции (r) превышал 0,7, умеренной — при r от 0,3 до 0,7; слабой — при r < 0,3. Для оценки взаимосвязи между ТГИ с анамнестическими и клиническими показателями с распределением, отличным от нормального, был применен метод полиномиальной регрессии. Различия считали статистически значимыми при p < 0,05. Относительную представленность филумов кишечной микробиоты анализировали с помощью программы R с использованием среды RStudio 2023.06.1. с построением тепловой карты [16].

Проведение исследования одобрено локальным этическим комитетом Военно-медицинской академии им. С.М. Кирова (протокол № 302 от 22.04.2025).

РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ

На момент включения в исследование у всех пациентов были сочетанные травмы опорно-двигательного аппарата, в 29,5% случаев — высокие ампутации конечностей. Пострадавшие переносили несколько оперативных вмешательств (n = 4 [1; 12]) и курсов антибактериальной терапии (n = 3,29 ± 1,32). Среди неблагоприятных факторов риска у пациентов отмечены курение (54,5%) и различная степень употребления алкоголя (77,2%). Среднее значение ТГИ у участников исследования составило 4,61 ± 0,22 усл. ед. У 79,5% пострадавших с травмами показатель ТГИ превышал 4,49 усл. ед. По данным ультразвукового исследования, у 29,54% пациентов обнаружено увеличение печени, у 11,36% — выявлены ультразвуковые признаки густой желчи и у 11,36% — повышение эхогенности поджелудочной железы. У всех пациентов определены высокие уровни маркеров системной воспалительной реакции (табл. 1).

 

Таблица 1. Клинико-анамнестические и лабораторно-инструментальные показатели обследованных пациентов на момент включения в исследование, абс. (%), М ± SD, Ме [Q₁–Q₃]

Показатель	Значение
Возраст, лет	31,91 ± 8,89
Курение, человек	24 (54,5)
Алкоголь, человек	34 (77,2)
Относительно низкий риск, связанный с употреблением алкоголя (0–7 балла), %	65,22
Опасное потребление алкоголя, угрожающее здоровью (8–15 балла), %	30,43
Пагубное употребление алкоголя, наносящее вред психическому и физическому здоровью (16–19 балла), %	4,34
Высокие ампутации конечностей	13 (29,5)
Количество дней после боевой хирургической травмы	11 [2; 80]
Количество оперативных вмешательств	4 [1; 12]
Количество курсов антибиотикотерапии	3,29 ± 1,32
Индекс массы тела, кг/м2	22,17 ± 5,13
Окружность талии, см	83,95 ± 10,49
Систолическое артериальное давление, мм рт. ст.	124,83 ± 16,02
Диастолическое артериальное давление, мм рт. ст.	70,61 ± 7,21
Глюкоза, ммоль/л	5,52 ± 1,88
Гликированный гемоглобин, %	5,06 ± 0,73
Общий холестерин, ммоль/л	3,69 ± 1,00
Холестерин липопротеины низкой плотности, ммоль/л	2,28 ± 0,88
Холестерин липопротеины очень низкой плотности, ммоль/л	0,58 [0, 19; 1, 01]
Холестерин липопротеины высокой плотности, ммоль/л	0,87 ± 0,26
Триглицериды, ммоль/л	1,28 ± 0,43
Триглицерид-глюкозный индекс, усл. ед.	4,61 ± 0,22
Амилаза общая, Ед/д	60,86 ± 28,58
С-реактивный белок, мг/л	72,78 [2, 53; 241, 61]
Фибриноген, г/л	5,28 ± 1,52
Скорость оседания эритроцитов, мм/ч	53,02 ± 11,91
Увеличение печени (УЗИ), человек	13 (29,54)
Густая желчь (УЗИ), человек	5 (11,36)
Эхогенность поджелудочной железы (УЗИ), человек	5 (11,36)

 

Методом полиномиальной регрессии было установлено отсутствие значимой динамики уровня глюкозы в сыворотке крови (p = 0,555) и ТГИ (р = 0,448) в зависимости от сроков получения боевой хирургической травмы (рис. 1, а). Тем не менее выявлена следующая тенденция изменений ТГИ: в течение первых 8 суток после получения травмы происходило его нарастание более 4,49 усл. ед. со стабилизацией данного показателя к 11-м суткам и дальнейшим снижением к 22-м суткам (рис. 1, b). Были определены также сложные тренды зависимости ТГИ от количества выполненных пострадавшим оперативных вмешательств. Отмечено повышение значений ТГИ по мере роста числа операций до 4. При последующем увеличении числа операций до 8 роста ТГИ не наблюдали (рис. 1, c). В дальнейшем происходило его повышение. Установлено наличие прямой линейной зависимости ТГИ от количества проведенных пациентам курсов антибиотикотерапии (рис. 1, d).

 

Рис. 1. Зависимость ТГИ от: а — уровня глюкозы; b — момента получения травмы; с — количества выполненных операций; d — курсов антибиотикотерапии.

 

Общая оценка таксономического состава микробиоты кишечника включенных в исследование пациентов с отражением на тепловой карте различными цветами отдельных филумов представлена на рис. 2.

 

Рис. 2. Тепловая карта представленности бактериальных филумов в образцах кала пациентов с сочетанными травмами опорно-двигательного аппарата.

 

Секвенирование гена 16S рРНК позволило установить, что в фекальной микробиоте наиболее широко представлены филумы Bacillota (синоним: Firmicutes) (52%), Pseudomonadota (синоним: Proteobacteria) (16%), Bacteroidota (синоним: Bacteroidetes) (15%) (рис. 3), в сыворотке крови — Pseudomonadota (синоним: Proteobacteria) (32%), Actinomycetota (синоним: Actinobacteriota) (29%), Bacillota (синоним: Firmicutes) (18%) (рис. 4).

 

Рис. 3. Относительная численность основных филумов фекальной микробиоты пациентов с сочетанными травмами опорно-двигательного аппарата.

 

Рис. 4. Относительная численность основных филумов микробиоты в сыворотке крови пациентов с сочетанными травмами опорно-двигательного аппарата.

 

Проведенный корреляционный анализ позволил выявить взаимосвязи ТГИ со многими клиническими и лабораторно-инструментальными данными пациентов с сочетанными травмами опорно-двигательного аппарата. Так, умеренные прямые связи ТГИ были обнаружены с уровнем общего холестерина сыворотки крови (r = 0,39; р = 0,007), ультразвуковыми параметрами желчного пузыря (густая неоднородная желчь (r = 0,40, р = 0,021), левой доли печени (размер, мм, r = 0,42, p = 0,014) (табл. 2).

 

Таблица 2. Корреляционные связи между триглицерид-глюкозным индексом и клиническими/лабораторно-инструментальными показателями обследования пациентов с сочетанными травмами опорно-двигательного аппарата

Показатель	n	r	р
Общий холестерин	44	0,39	0,007
Размер левой доли печени	33	0,42	0,014
Наличие хронического панкреатита	35	0,39	0,021
Густая неоднородная желчь	33	0,40	0,021
Неоднородность структуры поджелудочной железы	32	0,38	0,033
Амилаза общая	41	0,32	0,039
Повышение эхогенности поджелудочной железы	32	0,35	0,047

 

Кроме того, прямые умеренные корреляционные взаимосвязи ТГИ были обнаружены с представленностью в кишечной микробиоте Pseudoscardovia (r = 0,40; р = 0,007), Pyramidobacter (r = 0,37; р = 0,014), Pediococcus (r = 0,33; р = 0,029) (табл. 3), а также в сыворотке крови — Bacillus (r = 0,51; р = 0,031) и Pseudomonas (r = 0,47; р = 0,045) (табл. 4).

 

Таблица 3. Корреляционные связи между триглицерид-глюкозным индексом и представленностью кишечной микробиоты пациентов с сочетанными травмами опорно-двигательного аппарата

Род/вид бактерий	n	r	р
Scardovia	44	–0,47	0,001
Pseudoscardovia	44	0,40	0,007
Pyramidobacter	44	0,37	0,014
Actinomyces	44	–0,33	0,028
Pediococcus	44	0,33	0,029
Allofournierella (Fournierella)	44	–0,32	0,033
Coriobacteriaceae bacterium CHKCI002	44	0,32	0,035
Butyricicoccaceae UCG-009	44	–0,31	0,042
Cutibacterium	44	0,30	0,046
Marvinbryantia	44	–0,29	0,049
Peptoniphilus	44	0,29	0,049

 

Таблица 4. Корреляционные связи между триглицерид-глюкозным индексом и представленностью микробиоты в сыворотке крови пациентов с сочетанными травмами опорно-двигательного аппарата

Таксономический состав бактерий	n	r	р
Род Bifidobacterium	18	–0,68	0,001
Род Phascolarctobacterium	18	–0,63	0,004
Род Hydrogenophilus	18	–0,56	0,014
Филум Cyanobacteriota	18	–0,51	0,029
Род Bacillus	18	0,51	0,031
Вид Escherichia albertii	18	–0,51	0,031
Род Pseudomonas	18	0,47	0,045
Вид Phascolarctobacterium faecium	18	–0,47	0,048

 

Все остальные корреляционные взаимосвязи ТГИ с бактериями статистически значимо носили обратный характер. Так, обратная умеренная связь выявлена между величиной ТГИ и представленностью в кале бактерий родов Scardovia (r = –0,47; p = 0,001), Actinomyces (r = –0,330; p = 0,028), рода Allofournierella (синоним: Fournierella) (r = –0,322; p = 0,033), видов Scardovia wiggsiae (r = –0,49; p = 0,001), Lactobacillus crispatus (r = –0,303; p = 0,046), в сыворотке крови — бактерий филума Cyanobacteriota (r = –0,51; р = 0,029), родов Bifidobacterium (r = –0,68; р = 0,001), Phascolarctobacterium (r = –0,63; р = 0,004), Hydrogenophilus (r = –0,56; р = 0,014), видов Escherichia albertii (r = –0,51; р = 0,031) и Phascolarctobacterium faecium (r = –0,47; р = 0,048).

Учитывая сложность патофизиологических механизмов, определяющих инсулинорезистентность, был проведен комплексный анализ полученных результатов, свидетельствующий о существовании целого ряда статистически значимых корреляций между клиническими и лабораторно-инструментальными показателями с представленностью различных бактерий в микробиоте кишечника и сыворотки крови, а также о наличии бактериально-бактериальных ассоциаций (табл. 5).

 

Таблица 5. Корреляционная матрица между триглицерид-глюкозным индексом и клиническими, инструментально-лабораторными, а также микробиологическими показателями

Показатель	Амилаза общая	Actinomyces	Lactobacillus crispatus	Escherichia albertii, кровь	Bacillus, кровь	Bifidobacterium, кровь
Применение цефазолина	–0,2819	–0,0042	0,3056	0,7289*	–0,5814*	0,5596*
Триглицерид-глюкозный индекс	0,3230*	–0,3302*	–0,3026*	–0,5073*	0,5080*	–0,6827*
Амилаза общая	1	0,0964	–0,1791	–0,0516	0,5207*	–0,3081
Escherichia albertii, кровь	–0,0516	0,0418	–0,2241	1	–0,6155*	0,6198*
Bacillus, кровь	0,5207*	0,0241	0,3337	–0,6155*	1	–0,6121*
Bifidobacterium, кровь	–0,3081	0,0979	–0,3322	0,6198*	–0,6121*	1
Scardovia wiggsiae	0,0529	0,3271*	0,3891*	–0,1401	0,1246	–0,0887

^* p < 0,05.

 

Наиболее сильные прямые связи были выявлены между уровнем амилазы крови и содержанием в крови бактерий рода Bacillus (r = 0,5207), применением в лечении цефазолина и относительной численностью в крови Bifidobacterium (r = 0,5596), а также Escherichia albertii (r = 0,7289).

Анализ полученных данных показал наличие обратных умеренной силы взаимосвязей между назначением пациентам цефазолина и относительным содержанием в крови бактерий рода Bacillus (r = –0,5814), которые, в свою очередь, обратно коррелировали с представленностью в крови Bifidobacterium (r = –0,6121) и бактерий вида Escherichia albertii (r = –0,6155).

В целом, установлено, что в ранние сроки после получения травмы у 79,5% раненых значение ТГИ, рассматриваемого в настоящее время в качестве суррогатного показателя инсулинорезистентности, превышало 4,49 усл. ед. На данном этапе исследования не стояла задача изучения прогностической роли ТГИ у пострадавших с травмами. Однако, учитывая, что длительная гипергликемия и гиперметаболизм в данной клинической ситуации связаны с развитием осложнений, можно предположить важное прогностическое значение ТГИ как маркера неблагоприятных исходов травматической болезни. В настоящее время исследований по изучению взаимосвязи ТГИ с прогнозом травматической болезни практически нет. S. Zhang и соавт. [17] показали, что ТГИ — это независимый предиктор смертности от всех причин у пациентов с диагностированным сепсисом в течение 28 дней после госпитализации. Было также установлено, что наряду с индексом массы тела, объемом висцерального жира, показателями липидного обмена и хронического системного воспаления повышение ТГИ ассоциировано со снижением резерва коронарного кровотока у ветеранов боевых действий, перенесших ампутацию конечностей, по сравнению с ранеными без ампутации и участниками боевых действий без ранений [18].

Учитывая важное значение в регуляции метаболического гомеостаза организма человека печени, жировой ткани, поджелудочной железы, модулирующих анаболические и катаболические процессы в норме и патологии, не вызывает сомнений существование выявленных авторами данной работы прямых связей ТГИ с уровнем общего холестерина и амилазы, наличием в анамнезе пациентов хронического панкреатита, а также ультразвуковыми параметрами, характеризующими морфофункциональное состояние печени, желчного пузыря и поджелудочной железы.

L. Liu и соавт. [19] установили, что в патогенезе инсулинорезистентности важную роль играет микробиота ЖКТ и ее метаболиты: короткоцепочечные жирные кислоты (КЦЖК), триметиламин-N-оксид, желчные кислоты, аминокислоты с разветвленной цепью, имидазол и др. Развитие инсулинорезистентности может быть связано как повышением содержания и функциональной активности некоторых бактерий в кишечной микробиоте (Lachnospiraceae (Dorea, Blautia), Prevotella copri и Bacteroides vulgatus, Streptococcus mutans) [20], так и их снижением (Akkermansia muciniphila, Blautia hydrogenotrophica, Clostridium spp., Ruminococcus spp., Prevotella spp., Bifidobacterium spp.) [21]. Установлено, что дисбиотические нарушения приводят к изменению метаболизма углеводов в кишечнике с увеличением уровня фекальных моносахаридов (фруктозы, галактозы, маннозы, ксилозы), избыток которых может способствовать эктопическому накоплению липидов и активации иммунных клеток с дальнейшим усилением реакций организма на провоспалительные цитокины [22].

В подтверждение концепции о роли микробиоты ЖКТ в развитии инсулинорезистентности могут служить полученные авторами данной работы результаты, свидетельствующие о прямой связи нарастания ТГИ с увеличением количества проведенных пациентам курсов антибиотикотерапии, способствующих возникновению дисбиотических нарушений, на что ранее указывали D. Patangia и соавт. [23].

Исследований по изучению механизмов влияния микробиоты ЖКТ на развитие инсулинорезистентности при травме авторы настоящей статьи не обнаружили. Однако в немногочисленных экспериментальных и клинических работах было продемонстрировано изменение микробной экологии и кишечной проницаемости как в остром, так и в отдаленном периодах травматической болезни [24]. При этом отмечено истощение Bacillota (синоним: Firmicutes), Bacteroidales, Fusobacteriales и Verrucomicrobiales, увеличение относительной численности Pseudomonadota (синоним: Proteobacteria), Eubacteriales (синоним: Clostridiales) и Enterococcus на фоне повышения проницаемости кишечного барьера, сопровождаемого изменением уровней белков-биомаркеров кишечной проницаемости, таких как зонулин, липополисахарид-связывающий белок, клаудин-3 и белок, связывающий жирные кислоты, а также бактериальной транслокацией из кишечника в кровь [24–26].

Наиболее значимую обратную взаимосвязь наблюдали между ТГИ и представленностью в кале бактерий рода Scardovia и вида Scardovia wiggsiae. Известно, что бактерии рода Scardovia, относящиеся к филуму Actinomycetota, классу Actinomycetes, семейству Bifidobacteriaceae, ассоциированы прежде всего с заболеваниями полости рта [27]. Тем не менее исследованиями последних лет были установлены патогенетические связи между микробиотой полости рта (Granulicatella, Veillonella, Streptococcus и Scardovia) и неалкогольной жировой болезнью печени, обусловленные наличием путей метаболизма свободных сахаров [28]. Однако, в отличие от оральных бактерий, представители рода Scardovia в кишечнике могут выполнять совершенно противоположную роль, защищая организм от метаболических нарушений. Кроме того, Scardovia wiggsiae, как и пробиотические бифидобактерии, способна продуцировать уксусную и молочные кислоты, которые могут быть использованы для последующего синтеза бутирата, обратно связанного с метаболическими расстройствами [27].

Результаты настоящей работы свидетельствуют также о наличии обратной взаимосвязи ТГИ с относительным содержанием в кишечной микробиоте бактерий рода Allofournierella (синоним: Fournierella), принадлежащих к семейству Oscillospiraceae (синоним: Ruminococcaceae), служащими продуцентами КЦЖК. Типичный представитель рода Allofournierella massiliensis (базоним: Fournierella massiliensis) способен продуцировать уксусную кислоту, а также (в меньших количествах) масляную, изомасляную и пропионовую кислоты, что можно рассматривать как подтверждение имеющегося представления о значении КЦЖК в регуляции секреции инсулина, образования жиров, пролиферации и функции β-клеток поджелудочной железы — процессов, определяющих развитие инсулинорезистентности [19]. Впервые была выявлена обратная связь между ТГИ и относительной численностью рода Butyricicoccaceae UCG-009, относящегося в настоящее время, как и Allofournierella, к семейству Oscillospiraceae. Род Butyricicoccaceae UCG-009 — продуцент КЦЖК, оказывает благотворное влияние на здоровье человека, в том числе на иммунную систему организма [29].

Отдельного обсуждения в рамках настоящего исследования заслуживает наличие обратной связи ТГИ с представленностью в фекальной микробиоте Lactobacillus crispatus, участвующих в выработке перекиси водорода и молочной кислоты, создающих кислую среду, и продукции бактериоцинов (криспацин A, криспацин 467 и др.), препятствующих росту многих патогенных бактерий и грибов. Ранее рядом авторов было показано, что уменьшение количества Lactobacillus, Prevotella, Bacteroides, Desulfovibrio и Oxalobacter в кишечной микробиоте может изменять баланс между про- и противовоспалительными видами бактерий, способствуя развитию метаболических нарушений [19]. Авторам настоящей статьи не удалось найти данных о роли Lactobacillus crispatus в патогенезе инсулинорезистентности, однако было установлено значение некоторых других бактерий этого и других родов семейства Lactobacillaceae в возникновении резистентности к инсулину. В частности, было определено, что Lactobacillus gasseri повышают экспрессию и транслокацию GLUT-4, стимулируя опосредованное инсулином поглощение глюкозы периферическими тканями, а Lacticaseibacillus rhamnosus (синоним: Lactobacillus rhamnosus) увеличивает содержание в белой жировой ткани адипонектина, снижая тем самым инсулинорезистентность [30]. Кроме того, было установлено, что применение у экспериментальных животных с индуцированным сахарным диабетом пробиотиков, содержащих Lactobacillus crispatus, Limosilactobacillus reuteri (базоним: Lactobacillus reuteri) и Bacillus subtilis, приводило к снижению в плазме крови уровня глюкозы и гликированного гемоглобина, повышению инсулина и нормализации липидного спектра [31].

F. Sciarra и соавт. [32] показали значение микробиома крови в развитии сердечно-сосудистых, эндокринных, гастроэнтерологических, онкологических и других заболеваний. Публикаций, касающихся определения роли микробиоты крови в развитии травматической болезни, практически нет, хотя известно, что на фоне травм, часто сопровождающихся болевым шоком, кровопотерей, инфекционным загрязнением раны, отмечено повышение проницаемости кишечной стенки, что создает условия для проникновения микроорганизмов из просвета кишки в кровяное русло [25]. Результаты настоящего исследования свидетельствуют, что в сыворотке крови пострадавших с сочетанными травмами опорно-двигательного аппарата выявлен генетический материал различных микроорганизмов (Synergistota, Cyanobacteriota, Bacillus, Bifidobacterium, Hydrogenophilus, Phascolarctobacterium, Pseudomonas и др.). Авторы данной статьи обнаружили микробиом в сыворотке крови у пациентов без клинико-лабораторного подтверждения сепсиса. Вероятно, факт присутствия микробиома в крови пациентов с травмами опорно-двигательного аппарата можно расценивать как один из механизмов адаптации к стрессу и травматическому повреждению тканей. Феномен транслокации бактерий через кишечную стенку, бактериемия и накопление бактерий во внутренних органах уже ранее были описаны в экспериментальных условиях у здоровых животных и у животных с закрытыми переломами бедренной кости [33]. Результаты данного исследования позволили авторам высказать предположение, что транслокация бактерий через кишечную стенку служит защитным механизмом, обеспечивающим постоянный контакт иммунной системы с внешними факторами, который, в частности, можно рассматривать в качестве патогенетического звена адаптивного процесса человеческого организма к травме. Этот процесс направлен на ограничение инфекции в месте повреждения и стимуляцию регенераторного процесса в ране.

Эта гипотеза нашла подтверждение в ряде работ [32–35], на основании которых были сделан вывод, что кровь здорового человека не стерильна. Установлено, что в микробиоме крови преобладают филумы Bacillota, Actinomycetota, Pseudomonadota и Bacteroidota, роды Bacillus, Streptococcus, Corynebacterium, Pseudomonas, Bacteroides и др. [32]. Существует мнение, что выявленная в крови ДНК принадлежит бессимптомно сосуществующим в организме хозяина комменсальным микроорганизмам, иммуномодулирующие свойства которых определяют бессимптомный или симптомный (с развитием сепсиса) характер течения бактериемии у человека [34]. Недавние данные об обнаруженных в тканях микроорганизмах свидетельствуют о значении бактериальной транслокации в развитии кардиометаболических заболеваний [35].

Авторы данной статьи установили достоверные связи ТГИ со многими циркулирующими в крови бактериями. Выявленные ассоциации в большинстве своем носили обратный характер. Авторы впервые выявили прямую связь ТГИ только с бактериями родов Bacillus и Pseudomonas. Причины этой ассоциации требуют дальнейшего уточнения.

Известно, что род бактерий Bacillus включает в себя как патогенные, так и непатогенные микроорганизмы со сложными таксономическими взаимосвязями. Наиболее изученные патогенные виды рода Bacillus — B. anthracis, B. cereus и B. thuringiensis, способные вызывать локальные и системные инфекции [36]. Патогенетические звенья взаимодействия представителей рода Bacillus с организмом человека изучены недостаточно, так же как и механизмы перехода непатогенных форм в патогенные.

В настоящее время авторы не могут дать однозначного ответа о клиническом и прогностическом значении обнаруженных связей ТГИ с микробиомом крови. Ранее J. Amar с соавт. [37] показал, что у людей, склонных к развитию сахарного диабета, отмечено повышение в крови уровня 16S рРНК. Результаты более поздних исследований подтвердили предположение о роли циркулирующего микробиома и микробных метаболитов в возникновении и прогрессировании сахарного диабета 2-го типа [38].

Выявленные авторами настоящей статьи различия в связях ТГИ с микробиотой кишечника и крови могут указывать на независимость происходящих изменений в разных биотопах организма человека при травматической болезни и подтверждать гипотезу о параллельном существовании кишечного и циркулирующего микробиома.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Резюмируя ранее изложенное, необходимо отметить, что тренды характера изменений инсулинорезистентности, установленные авторами, в зависимости от сроков получения боевой хирургической травмы свидетельствуют о динамике инсулинорезистентности, ассоциированной с течением травматической болезни. Инсулинорезистентность в ранний период травматической болезни, развивающуюся в ответ на стресс, кровопотерю, повреждение тканей, можно рассматривать как компенсаторно-приспособительную реакцию в рамках концепции общего адаптационного синдрома, направленную прежде всего на ликвидацию энергодефицита.

Авторы впервые выявили сложные, неоднозначные взаимосвязи между одним из активно изучаемых в последние годы показателей инсулинорезистентности — ТГИ с представителями микробиоты кишечника и крови у раненых с сочетанными травмами опорно-двигательного аппарата. Выбор когорты включенных в исследование пациентов был обусловлен, с одной стороны, наличием травмы как универсальной многофакторной модели стресса, позволяющей осуществить общебиологический подход к изучению проблемы, с другой стороны — увеличением в настоящее время в клинической практике пострадавших с травмами. Представленные факты — это результаты начального этапа комплексной работы по определению роли биототканевого комплекса ЖКТ в гомеостатических нарушениях у пациентов с травматической болезнью, что объясняет трудность их интерпретации. Тем не менее авторами показано существование множественных ассоциаций между микробиотой кишечника и циркулирующим микробиомом с различными клиническими и лабораторно-инструментальными показателями, патогенетически связанными с формированием ИР. На взгляд авторов, это может свидетельствовать о модулирующей роли микробиоты в механизмах развития инсулинорезистентности.

У исследования есть ряд ограничений. В работе не проведена оценка кишечного и циркулирующего вирома, не изучен микобиом. Проведенный анализ не позволил авторам окончательно ответить на вопрос о причинно-следственных отношениях выявленных взаимосвязей. Однако авторы считают, что изменения состава микробиоты ЖКТ и крови, структурно-функционального состояния кишечного барьера, а также содержания микробиотозависимых метаболитов служат базовыми этиопатогенетическими звеньями формирования различных заболеваний человека. Все это делает необходимым проведение дальнейших исследований, способных расширить представления об общепатологической роли биототканевого комплекса, а также разработать оптимальные стратегии его коррекции.

ДОПОЛНИТЕЛЬНАЯ ИНФОРМАЦИЯ

Вклад авторов. Е.В. Крюков — анализ данных, внесение окончательной правки; С.П. Саликова — разработка общей концепции, дизайн исследования, обзор литературы, хроматографическое исследование, сбор и анализ данных, написание статьи; В.Б. Гриневич — разработка общей концепции, дизайн исследования, анализ данных; Ю.А. Кравчук — обзор литературы, анализ данных; Л.С. Орешко — разработка общей концепции, дизайн исследования, сбор и обработка материалов, написание статьи; Д.В. Егоров, Ю.А. Макаренко — сбор и обработка материалов; И.М. Самохвалов, В.И. Бадалов — анализ данных; С.И. Ситкин — написание статьи; А.Н. Сорокин, С.Н. Петруков — сбор и обработка материалов, анализ данных. Авторы одобрили версию для публикации, а также согласились нести ответственность за все аспекты работы, гарантируя надлежащее рассмотрение и решение вопросов, связанных с точностью и добросовестностью любой ее части.

Этическая экспертиза. Проведение исследования одобрено локальным этическим комитетом Военно-медицинской академии им. С.М. Кирова (протокол № 302 от 22.04.2025).

Источник финансирования. Работа выполнена по проекту «Исследование роли биототканевого комплекса желудочно-кишечного тракта в развитии гомеостатических нарушений у пострадавших с политравмой» в рамках государственной программы поддержки университетов «Приоритет-2030».

Раскрытие интересов. Авторы заявляют об отсутствии отношений, деятельности и интересов за последние три года, связанных с третьими лицами (коммерческими и некоммерческими), интересы которых могут быть затронуты содержанием статьи.

Оригинальность. При создании настоящей работы авторы не использовали ранее опубликованные сведения (текст, иллюстрации, данные).

Доступ к данным. Все данные, полученные в настоящем исследовании, доступны в статье.

Генеративный искусственный интеллект. При создании настоящей статьи технологии генеративного искусственного интеллекта не использовали.

Рассмотрение и рецензирование. Настоящая работа подана в журнал в инициативном порядке и рассмотрена по обычной процедуре. В рецензировании участвовали два рецензента: внутренний и внешний.

ADDITIONAL INFORMATION

Authors’ contribution. E.V. Kryukov: data analysis, final revision; S.P. Salikova: general concept development, research design, literature review, chromatographic study, data collection and analysis, article writing; V.B. Grinevich: general concept development, research design data analysis; Yu.A. Kravchuk: literature review, data analysis, introduction; L.S. Oreshko: development of a general concept, research design, collection and processing of materials, writing an article; D.V. Egorov, Yu.A. Makarenko: collection and processing of materials; I.M. Samokhvalov, V.I. Badalov: data analysis; S.I. Sitkin: writing an article; A.N. Sorokin, S.N. Petrukov: collection and processing of materials, data analysis. The authors have approved the version for publication and have also agreed to be responsible for all aspects of the work, ensuring that issues relating to the accuracy and integrity of any part of it are properly considered and addressed.

Ethics approval. The study was approved by the local Ethical Committee of the Kirov Military Medical Academy (Protocol no. 302 from 22.04.2025).

Funding source. The work was carried out under the project «Investigation of the role of the biotech complex of the gastrointestinal tract in the development of homeostatic disorders in patients with polytrauma» within the framework of the «PRIORITY 2030» state university support program.

Disclosure of interests. The authors have no relationships, activities or interests for the last three years related with for-profit or not-for-profit third parties whose interests may be affected by the content of the article.

Statement of originality. The authors did not use previously published information (text, illustrations, data) to create this paper.

Data availability statement. All the data obtained in this study is available in the article.

Generative AI. Generative AI technologies were not used for this article creation.

Provenance and peer review. This work was submitted to the journal on its own initiative and reviewed according to the usual procedure. Two reviewers: internal and external participated in the review.

About the authors

Evgeny V. Kryukov

Kirov Military Medical Academy

Email: vmeda-nio@mil.ru
ORCID iD: 0000-0002-8396-1936
SPIN-code: 3900-3441

MD, Dr. Sci. (Medicine), Professor

Russian Federation, Saint Petersburg

Svetlana P. Salikova

Kirov Military Medical Academy

Author for correspondence.
Email: vmeda-nio@mil.ru
ORCID iD: 0000-0003-4839-9578
SPIN-code: 2012-8481

MD, Dr. Sci. (Medicine), Associate Professor

Russian Federation, Saint Petersburg

Vladimir B. Grinevich

Kirov Military Medical Academy

Email: vmeda-nio@mil.ru
ORCID iD: 0000-0002-1095-8787
SPIN-code: 1178-0242

MD, Dr. Sci. (Medicine), Professor

Russian Federation, Saint Petersburg

Yuri A. Kravchuk

Kirov Military Medical Academy

Email: vmeda-nio@mil.ru
ORCID iD: 0000-0001-8347-0531
SPIN-code: 6767-5189

MD, Dr. Sci. (Medicine), Associate Professor

Russian Federation, Saint Petersburg

Lyudmila S. Oreshko

Kirov Military Medical Academy

Email: vmeda-nio@mil.ru
ORCID iD: 0000-0002-2726-9996
SPIN-code: 3158-7425

MD, Dr. Sci. (Medicine), Professor

Russian Federation, Saint Petersburg

Denis V. Egorov

Kirov Military Medical Academy

Email: vmeda-nio@mil.ru
ORCID iD: 0000-0002-3247-0600
SPIN-code: 6248-2023

MD, Cand. Sci. (Medicine)

Russian Federation, Saint Petersburg

Julia A. Makarenko

Kirov Military Medical Academy

Email: vmeda-nio@mil.ru
ORCID iD: 0009-0000-6386-5739
Russian Federation, Saint Petersburg

Igor M. Samokhvalov

Kirov Military Medical Academy

Email: vmeda-nio@mil.ru
ORCID iD: 0000-0003-1398-3467
SPIN-code: 4590-8088

MD, Dr. Sci. (Medicine), Professor

Russian Federation, Saint Petersburg

Vadim I. Badalov

Kirov Military Medical Academy

Email: vmeda-nio@mil.ru
ORCID iD: 0000-0002-8461-2252
SPIN-code: 9314-5608

MD, Dr. Sci. (Medicine), Professor

Russian Federation, Saint Petersburg

Stanislav I. Sitkin

Almazov National Medical Research Centre; Institute of Experimental Medicine; Mechnikov North-Western State Medical University

Email: vmeda-nio@mil.ru
ORCID iD: 0000-0003-0331-0963
SPIN-code: 3961-8815

MD, Cand. Sci. (Medicine), Associate Professor

Russian Federation, Saint Petersburg; Saint Petersburg; Saint Petersburg

Arseny N. Sorokin

Kirov Military Medical Academy

Email: vmeda-nio@mil.ru
ORCID iD: 0000-0001-7921-667X
SPIN-code: 4620-7390

Applicant

Russian Federation, Saint Petersburg

Sergey N. Petrukov

Kirov Military Medical Academy

Email: vmeda-nio@mil.ru
ORCID iD: 0009-0009-2354-2885
SPIN-code: 4237-1913

Psychotherapist

Russian Federation, Saint Petersburg

References

Supplementary files