Изменения состава кишечной микробиоты и содержания уремических токсинов микробного происхождения у больных, находящихся на программном гемодиализе

Обложка


Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Доступ платный или только для подписчиков

Аннотация

Последние данные свидетельствуют о значительной роли кишечной микробиоты в патогенезе хронической болезни почек, особенно в ее терминальной стадии. Между тем мало что известно об особенностях кишечного дисбактериоза у лиц, находящихся на программном гемодиализе. Анализируются характер изменений кишечной микробиоты и содержание в крови уремических токсинов микробного происхождения у больных, страдающих терминальной почечной недостаточностью, получающих лечение гемодиализом. В исследование включено 80 пациентов, находящихся на лечении программным гемодиализом, и 20 сопоставимых по полу, возрасту, индексу массы тела и статусу курения лиц без нарушения функции почек. Состояние микробиоценоза толстой кишки исследовали с помощью полимеразной цепной реакции, используя коммерческий набор «Колонофлор 16 (премиум)» производства «Альфалаб» (Россия). Определение уровня триметиламина и его метаболита триметиламин-N-оксида в сыворотке крови проводили путем жидкостной хроматографии/масс-спектрометрии. Концентрацию индоксил сульфата и п-крезил сульфата оценивали способом иммуноферментного анализа по инструкции коммерческого набора. У пациентов, находящихся на программном гемодиализе, повышенная колонизация энтерококков, сочеталась с редукцией лакто- и бифидофлоры, кишечной палочки, руминококков, бактерий, продуцирующих короткоцепочечные жирные кислоты (Faecalibacterium prausnitzii, Eubacterium rectale, Roseburia inulinivorans, Blautia spp.), а также микроорганизмов, участвующих в поддержании целостности кишечного барьера (Bacteroides thetaomicron, Akkermansia muciniphila). Кроме того, в этой группе нередко обнаруживались повышенные титры представителей условно-патогенной и даже патогенной флоры. Кишечный дисбактериоз у больных, находящихся на программном гемодиализе, сопровождался значительным повышением концентрации в крови уремических токсинов. По сравнению с лицами с нормальной функцией почек уровень триметиламина у больных, находящихся на программном гемодиализе, был повышен в 22 раза, триметиламин-N-оксида — в 23 раза, индоксил сульфата — в 21 раз, п-крезил сульфата — в 5 раз. Таким образом, у лиц, получающих лечение гемодиализом, наблюдаются выраженные патологические изменения микробиоценоза кишечника, сопровождающиеся значительным повышением сывороточного уровня уремических токсинов микробного происхождения.

Полный текст

ВВЕДЕНИЕ

Интерес к дисбактериозу кишечника и его потенциальной роли в развитии и прогрессировании хронической болезни почек (ХБП) существенно возрос за последнее десятилетие [1, 2]. Результаты многочисленных экспериментальных и клинических исследований показали, что для ХБП характерны специфические качественные и количественные изменения микрофлоры кишечника, сопровождающиеся усиленной генерацией и накоплением уремических токсинов, таких как п-крезил сульфат (ПКС), индоксил сульфат (ИС) и триметиламин-N-оксид (ТМАО) [3, 4]. Содержание короткоцепочечных жирных кислот (КЦЖК), которые являются источником энергии для энтероцитов, поддерживают целостность кишечного барьера, а также обладают противовоспалительным и антиканцерогенным действием, у этих пациентов, напротив, снижается [5]. Характер изменений микробного сообщества кишечника может значительно варьировать в зависимости от этиологической причины почечной недостаточности и степени нарушения функции почек. Наиболее выраженные изменения наблюдаются у лиц, находящихся в терминальной стадии ХБП, получающих лечение гемодиализом [6].

Индуцированные уремией нарушения целостности эпителиального барьера стенки кишечника облегчают системную транслокацию иммуногенных продуктов бактериального происхождения, что, в свою очередь, способствует развитию хронического субклинического воспаления, прогрессированию ХБП и связанных с ней кардиоваскулярных, метаболических и других осложнений [7]. Это позволяет рассматривать кишечный дисбактериоз в качестве самостоятельного фактора риска неблагоприятных исходов у лиц, страдающих тяжелым нарушением функции почек.

Между тем исследований относительного состава и численности кишечных бактерий, а также их потенциальной связи с уровнями уремических токсинов в крови недостаточно. Накопленные к настоящему времени данные об особенностях кишечного дисбактериоза при ХБП характеризуются высокой гетерогенностью [8]. Проведение подобных исследований в нашей стране также существенно ограничено высокой стоимостью и низкой доступностью современных высокоинформативных метагеномных и протеомных методик изучения кишечной микробиоты [9].

Цель исследования — изучить особенности изменений состава кишечной микробиоты, а также содержание уремических токсинов микробного происхождения в российской когорте больных, находящихся на программном гемодиализе.

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ

В исследование включено 80 больных (40 мужчин и 40 женщин, медиана возраста 62,5 (51,3–69,8) лет), получающих лечение программным гемодиализом в течение 52 (21,5–120) мес. Медиана коэффициента очищения по мочевине составила 1,46 (1,39–1,57). Патология, приведшая к терминальной почечной недостаточности (ТПН) у лиц основной группы (ОГ), распределилась следующим образом: сахарный диабет 2-го типа — 27 (33,7 %), хронический гломерулонефрит — 23 (28,8 %), тубулоинтерстициальные нефриты — 4 (5 %), поликистозная болезнь почек — 8 (10 %), сахарный диабет 1-го типа — 3 (3,8 %), другие заболевания — 15 (18,7 %). Все обследованные пациенты преимущественно проживали на территории северо-западного региона и не придерживались каких-либо специфических диет, за исключением рекомендованного для тяжелой почечной недостаточности ограничения прима жидкости и продуктов с высоким содержанием калия и фосфора.

Контрольная группа (КГ) была представлена 20 относительно здоровыми лицами (10 мужчинами и 10 женщинами, медиана возраста 55 (49,3–66,8) лет) без нарушения функции почек. Группы были сопоставимы по полу, возрасту, индексу массы тела (ИМТ) и статусу курения.

Критерии исключения: острые воспалительные и некомпенсированные хронические заболевания; вирусные гепатиты; энтеропатии (болезнь Крона, неспецифический язвенный колит, целиакия и другие); прием антибактериальных, слабительных препаратов, пре- и пробиотиков, операции на органах желудочно-кишечного тракта (ЖКТ) в предшествующие исследованию 12 мес.

Оценку состояния микробиоценоза толстой кишки проводили в образцах кала массой 1 г. Экстракция дезоксирибонуклеиновой кислоты (ДНК) осуществлялась из бактериальной фракции фекалий набором «ДНК-сорбБ» производства «Некст-Био» (Россия), амплификация — способом RT-PCR коммерческим набором «Колонофлор 16 Премиум» производства «Альфалаб» (Россия) с помощью детектирующего амплификатора «ДТ-прайм» производства «ДНК-Технология» (Россия). Для интерпретации результатов использовалось программное обеспечение производителя.

Сравнительный анализ состава кишечной микробиоты выполнялся по качественным (частота отклонения от референтных значений) и количественным критериям (величина изменения признака). В последнем случае для статистического анализа учитывалась степень, в которой был изменен исследуемый показатель (например, если содержание Escherichia coli составило 3 × 105 колониеобразующих единиц (КОЕ)/мл, то для анализа учитывали 5). Сравнение общего содержания микроорганизмов между группами проводилось без учета случаев, в которых не удавалось определить их точное количество (в основном по причине снижения численности бактерий ниже порога чувствительности методики).

Определение уровня триметиламина (ТМА) и его метаболита ТМАО в сыворотке крови выполняли путем жидкостной хроматографии/масс-спектрометрии с использованием системы Shimadzu-8060 в сочетании с жидкостным хроматографом «Shimadzu LC-30AD» фирмы «Shimadzu» (Япония).

Сывороточную концентрацию ПКС и ИС определяли способом иммуноферментного анализа по инструкции коммерческого набора «Cloud-Clone Corp.» (Соединенные Штаты Америки — США) на планшетном анализаторе «Victor X5» фирмы «PerkinElmer, Inc.» (США).

Статистическая обработка данных проводилась с помощью программы SPSS Statistics 26. Ввиду небольшого количества наблюдений в КГ численные величины всех параметров представлены в виде медианы (Ме) и интерквартильного размаха (Q25–Q75). Качественные признаки представлены как абсолютное количество и доля от общего числа (в %). Сравнение групп по количественным показателям выполнялось с помощью критерия Манна — Уитни. Для сравнения качественных переменных использовали критерий хи-квадрат Пирсона и точный критерий Фишера. Значение р < 0,05 считалось статистически значимым.

Проведение исследования одобрено локальным этическим комитетом Военно-медицинской академии им. С.М. Кирова (протокол № 262 от 26.04.2022).

РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

Сравнительный анализ состава кишечной микробиоты в обеих группах выявил следующие особенности ее изменений (табл. 1, 2). Так, у 5 (6,3 %) гемодиализных больных обнаружено повышение общей численности кишечных бактерий, у 2 (2,5 %) — выраженное снижение количества микробных клеток. При этом каких-либо отклонений данного показателя в КГ не наблюдалось. Значимых различий по общему числу тотальных бактерий между группами не установлено. Клинически значимое снижение Lactobacillus spp. обнаружено у 35 (43,8 %), Bifidobacterium spp. — у 24 (30 %), сочетанное нарушение — у 19 (23,8 %) гемодиализных больных. В КГ аналогичные отклонения были выявлены только в 1 (5 %) случае. Это отразилось на заметно сниженном абсолютном числе кишечных бифидобактерий и лактобацилл у больных ОГ.

 

Таблица 1. Общая численность некоторых представителей кишечной микробиоты у пациентов обеих групп

Table 1. Total number of representatives of the intestinal microbiota in both groups

Показатель

Норма

ОГ

КГ

р

Общая бактериальная масса

1011–1013

11 (10–12)

10,5 (10–11)

= 0,073

Lactobacillus spp.

107–108

6 5–7)

8 (7–8)

< 0,001

Bifidobacterium spp.

109–1010

8 (7–9)

9 (8–10)

= 0,014

Escherichia coli

106–108

6 (5–6)

7 (6–8)

< 0,001

Bacteroides spp.

109–1012

10 (10–11)

10 (9–11)

= 0,213

Faecalibacterium prausnitzii

108–1011

7 (9–10)

10 (9–10,75)

= 0,046

Eubacterium rectale

108–1011

6 (5–8)

10 (9–11)

< 0,001

Roseburia inulinivorans

108–1010

7 (6–9)

9 (8,25–10)

< 0,001

Bacteroides thetaomicron

7,5 (7–9)

10 (9–10,75)

< 0,001

Akkermansia muciniphila

≤ 1011

8 (6,25–10)

10 (9–10)

< 0,001

Enterococcus spp.

≤ 108

7 (6–9)

6,5 (5,75–7,25)

= 0,037§

Blautia spp.

108–1011

8 (7–9)

8 (7–9)

= 0,536¥

Prevotella spp.

≤ 1011

7 (6–9)

9 (8–10)

= 0,005

Methanobrevibacter smithii

≤ 1010

7,5 (6–9)

9 (7,25–10)

= 0,036

Ruminococcus spp.

≤ 1011

7 (6–8)

9 (8–10)

= 0,001

Отношение Bacteroides spp. и Faecalibacterium prausnitzii (Bfr/Fprau)

0,01–100

9,95 (3,63–54,25)

4,25 (2,54–9,5)

= 0,011

Примечание: — допустимо любое количество; § — значение рассчитано для 54 пациентов ОГ и 10 лиц КГ, у которых определено точное содержание Enterococcus spp.; ¥ — значение рассчитано для 44 пациентов ОГ и 18 лиц КГ, у которых определено точное содержание Blautia spp.; — значение рассчитано для 54 пациентов ОГ и 17 лиц КГ, у которых определено точное содержание Ruminococcus spp.

Note: — any amount is acceptable; § — value calculated for 54 patients in the study group and 10 in the control group wherein the exact content of Enterococcus spp. was determined; ¥ — value calculated for 44 patients in the study group and 18 in the control group wherein the exact content of Blautia spp. was determined; — value calculated for 54 patients in the study group and 17 in the control group wherein the exact content of Ruminococcus spp. was determined.

 

Таблица 2. Частота встречаемости клинически значимых изменений состава кишечной микробиоты у пациентов обеих групп, абс. (%)

Table 2. Frequency of occurrence of clinically significant changes in the composition of the intestinal microbiota in both groups, abs. (%)

Показатель

ОГ

КГ

р

Общая бактериальная масса > 1013

5 (6,3)

0

= 0,58

Общая бактериальная масса < 1011

2 (2,5)

0

= 1,0

Lactobacillus spp. < 106

35 (43,8)

1 (5)

= 0,001

Bifidobacterium spp. < 108

24 (30)

1 (5)

= 0,021

Escherichia coli < 105

8 (10)

0

= 0,352

Bacteroides spp. > 1012

12 (15)

1 (5)

= 0,456

Faecalibacterium prausnitzii < 107

18 (22,5)

0

= 0,02

Eubacterium rectale < 106

30 (37,5)

2 (10)

= 0,018

Roseburia inulinivorans < 108

21 (26,3)

3 (15)

= 0,387

Escherichia coli enteropathogenic > 104

4 (5)

0

= 0,581

Enterococcus spp. > 108

15 (18,8)

1 (5)

= 0,183

Klebsiella pneumoniae > 104

6 (7,5)

0

= 0,597

Klebsiella oxytoca > 104

1 (1,3)

0

= 1,0

Candida spp. > 104

2 (2,5)

0

= 1,0

Staphylococcus aureus > 104

1 (1,3)

0

= 1,0

Acinetobacter spp. > 106

2 (2,5)

0

= 1,0

Clostridium difficile

4 (5)

0

= 0,581

Clostridium perfringens

4 (5)

0

= 0,581

Proteus vulgaris/mirabilis > 104

2 (2,5)

0

= 1,0

Citrobacter spp. > 104

3 (3,8)

0

= 1,0

Enterobacter spp. > 104

6 (7,5)

0

= 0,597

Fusobacterium nucleatum

11 (13,8)

2 (10)

= 1,0

Streptococcus spp. > 108

0

0

Parvimonas micra > 104

4 (5)

1 (5)

= 1,0

Blautia spp. < 107

46 (57,5)

2 (10)

< 0,001

Methanobrevibacter smithii < 105

19 (23,8)

3 (15)

= 0,551

Methanobrevibacter smithii > 1010

7 (8,8)

0

= 0,339

Methanosphaera stadmanae > 106

18 (22,5)

0

= 0,02

Ruminococcus spp. < 105

26 (32,5)

3 (15)

= 0,17

Salmonella spp.

0

0

Shigella spp.

0

0

Отношение Bacteroides spp. и Faecalibacterium prausnitzii (Bfr/Fprau) > 100

13 (16,3)

0

= 0,065

 

Для гемодиализных больных характерно уменьшение общей популяции Escherichia coli, причем у 8 (10 %) пациентов ее содержание в фекальных образцах было < 105 КОЕ/мл. При этом энтеропатогенные штаммы кишечной палочки были обнаружены у 6 (7,5 %) больных, страдающих ТПН, из которых в 4 (5 %) случаях ее титр превышал клинически значимый порог 104 КОЕ/мл. Число больных, страдающих ТПН, у которых был повышен титр Bacteroides spp. (15 %), был несколько выше, чем среди относительно здоровых добровольцев (5 %). В то же время между группами отсутствовали значимые различия по общему содержанию бактероидов.

В ОГ обнаружено значительное снижение общей численности микроорганизмов — продуцентов бутирата и других КЦЖК: Faecalibacterium prausnitzii, Eubacterium rectale и Roseburia inulinivorans Относительно нормальных значений содержание Faecalibacterium prausnitzii было снижено у 18 (22,5 %), Eubacterium rectale — у 30 (37,5 %), Roseburia inulinivorans — у 21 (26,3 %) гемодиализных больных. У пациентов, получающих лечение гемодиализом, отмечены более высокие значения соотношения Bacteroides spp./Faecalibacterium prausnitzii: 9,95 (3,63–54,24) против 4,25 (2,54–9,5), р = 0,011. Повышение данного показателя может говорить о наличии анаэробного дисбаланса в кишечной микрофлоре, причем значения выше 100 считаются признаком клинически значимых расстройств. Подобные отклонения были обнаружены у 13 (16,3 %) больных ОГ.

Для больных, находящихся на гемодиализе, характерно выраженное снижение численности Bacteroides thetaomicron, обладающей противовоспалительными свойствами и способствующей усилению барьерной функции слизистой оболочки кишечника, а также Akkermansia muciniphila, которая разлагает муцин с образованием полезных продуктов, таких как КЦЖК. Эти метаболиты регулируют численность других полезных видов бактерий, а кроме того участвуют в иммунной модуляции стенки кишечника. Профиль кишечной микробиоты гемодиализных больных отличался повышенной колонизацией энтерококков. Их избыточное (> 108 КОЕ/мл) содержание выявлено у 15 (18,8 %) пациентов ОГ и только у 1 (5 %) больного КГ. У этой категории больных также отмечалось преобладание Enterococcus spp. над Escherichia coli, что считается признаком дисбактериоза и нередко может иметь патологические последствия.

В фекальных образцах больных, находящихся на гемодиализе, были обнаружены представители условно-патогенной флоры, причем в ряде случаев в клинически значимых титрах. Так, Fusobacterium nucleatum была выявлена у 11 (13,8 %), Klebsiella pneumoniae — у 6 (7,5 %), Enterobacter spp. — у 6 (7,5 %), Clostridium perfringens — у 4 (5 %), Clostridium difficile — у 4 (5 %), Citrobacter spp. — у 3 (3,8 %), Candida spp. — у 2 (2,5 %), Proteus vulgaris/mirabilis — у 2 (2,5 %), Klebsiella oxytoca — у 1 (1,3 %), Staphylococcus aureus — у 1 (1,3 %), Acinetobacter spp. — у 2 (2,5 %) пациентов ОГ, чего практически не наблюдалось среди условно здорового контингента КГ.

У 45 (56,3 %) гемодиализных больных и у 5 (25 %) представителей КГ в образцах кала были выявлены микроорганизмы группы Streptococcus spp., однако ни в одном из случаев их титр не превышал клинически значимый порог 108 КОЕ/мл. Частота обнаружения в фекальных образцах Parvimonas micra в клинически значимых титрах в обеих группах составила 5 %. Выявление этой облигатной анаэробной бактерии в количестве, превышающем 104 КОЕ/мл, рассматривается как один из ранних маркеров канцерогенеза толстого кишечника. Больше чем у половины больных ОГ (57,5 %) отмечалось пониженное количество Blautia spp. — резидентной анаэробной бактерии, синтезирующей ацетат и оказывающей защитное действие при внедрении патогенов. Число аналогичных случаев в КГ составило 2 (10 %).

Характерный для большинства диализных больных пищевой рацион со сниженным потреблением продуктов растительного происхождения (особенно клетчатки) мог стать причиной значительного снижения у них Prevotella spp. Более низкие титры бактерий этого рода также могут быть ассоциированы с атрофическим гастритом и раком желудка. На фоне снижения в ОГ общего количества Methanobrevibacter smithii, содержание этого метанообразующего анаэробного микроорганизма у гемодиализных больных имело разнонаправленный характер. Так, у 7 (8,8 %) пациентов, страдающих ТПН, M. smithii была обнаружена в титре, превышающем 1010 КОЕ/мл, что ранее отмечено у лиц, страдающих ожирением. В то же время у 23 (28,8 %) больных наблюдалось уменьшение численности M. smithii < 105 КОЕ/мл, что может способствовать активации процессов брожения и гниения в кишечнике. У 18 (22,5 %) больных ТПН обнаружено повышение титра другого представителя домена археев Methanosphaera stadmanae. Подобных отклонений в КГ не отмечено. Считается, что M. stadmanae может стимулировать запуск реакций местного иммунитета и синтез провоспалительных цитокинов, способствуя таким образом развитию воспаления.

У 32,5 % больных ОГ обнаружено снижение Ruminococcus spp. против 15 % в КГ. Даже без учета показателей лиц, у которых их титр был менее 105 КОЕ/мл, общее содержание руминококков у больных, находящихся на гемодиализе, было значительно меньше, чем в КГ. Данные изменения могут быть следствием дефицита пищевых белков, незаменимых аминокислот и микроэлементов. Необходимо отметить, что некоторые бактерии этого рода (R. torques) являются продуцентами бутирата. Представителей патогенных штаммов Salmonella spp. и Shigella spp. в обеих группах не обнаружено.

Изменения в составе кишечной микробиоты у больных, находящихся на гемодиализе, сопровождались значительным повышение концентрации в крови уремических токсинов микробного происхождения. Так, по сравнению с лицами с нормальной функцией почек уровень ТМА у больных, находящихся на гемодиализе, был повышен в 22 раза, ТМАО — в 23 раза, ИС — в 21 раз, ПКС — в 5 раз (табл. 3).

 

Таблица 3. Сывороточный уровень уремических токсинов микробного происхождения у пациентов обеих групп

Table 3. Serum levels of uremic toxins of microbial origin in both groups

Уремический токсин

ОГ

КГ

р <

Триметиламин, нг/мл

153,8 (95,7–283,1)

7,1 (4,3–13,1)

0,001

Триметиламин-N-оксид, нг/мл

5223,3 (3389,3–9445,7)

227,1 (140,4–34)

0,001

Индоксил сульфат, мкмоль/л

2,1 (1,4–3)

0,1 (0–0,3)

0,001

П-крезил сульфат, нг/мл

33,6 (19,1–50,6)

6,4 (4,0–9,2)

0,001

 

Таким образом, впервые в российской популяции гемодиализных больных подробно изучены особенности изменений микробиоценоза кишечника, включая не только состав кишечной микробиоты, но и содержание в крови уремических токсинов микробного происхождения, таких как ТМА, ТМАО, ИС, ПКС. Установлено, что на фоне неизмененного общего числа микробных клеток у больных, страдающих ТПН, отмечаются разнонаправленные изменения в содержании облигатных представителей микрофлоры кишечника c признаками анаэробного дисбаланса: повышенная колонизация энтерококков сочеталась со снижением численности кишечной палочки, руминококков и различных видов бактерий, продуцирующих КЦЖК. Кроме того, у больных, находящихся на гемодиализе, нередко обнаруживались повышенные титры представителей условно-патогенной и даже патогенной флоры, а также измененное число микроорганизмов, ассоциированных с системными метаболическими расстройствами, воспалением и канцерогенезом ЖКТ. Те или иные варианты дисбактериоза кишечника были диагностированы у 100 % обследованных лиц, находящихся на гемодиализе.

Полученные нами данные в целом согласуются с результатами ранее проведенных исследований, которые показали, что в образцах стула гемодиализных больных определяется значительно меньшее количество бактерий из семейств Lactobacillaceae и Prevotellaceae и в 100 раз более высокое содержание энтеробактерий и энтерококков, чем у сопоставимых по возрасту, полу и этнической принадлежности здоровых добровольцев [10]. У лиц с поздними стадиями ХБП также наблюдается увеличение количества Eggerthella lenta из рода Actinobacteria, Fusobacterium nucleatum из рода Fusobacteriota и Alistipes shahii из рода Bacteroidetes [11]. Согласно данным J. Zhao, X. Ning, B. Liu et al. [12], для пациентов, страдающих ТПН, характерно повышенное содержание бактерий типа Proteobacteria и родов Streptococcus и Fusobacterium при более низком содержании Prevotella, Coprococcus, Megamonas и Faecalibacterium.

Кишечная бактерия Akkermansia из рода Verrucomicrobia играет ключевую роль в поддержании барьерной функции кишечника, густоты слизи и участвует в утилизации сероводорода. Она поддерживает рост бактерий, продуцирующих КЦЖК, обеспечивая их углеродом, азотом и энергией, образующимися в результате разложения слизи [13]. Исследования фекальных микробных сообществ показали, что обилие пробиотических бактерий Akkermansia у пациентов, страдающих ХБП, было снижено по сравнению со здоровой КГ [14].

Результаты сразу нескольких исследований продемонстрировали снижение уровня Roseburia на поздних стадиях ХБП, включая больных, находящихся на гемодиализе [6]. Roseburia является одними из основных продуцентов масляной кислоты (бутиратов) в толстой кишке. Ее содержание также снижается при различных воспалительных и метаболических заболеваниях [15].

Q. Hu, K. Wu, W. Pan et al. [16] продемонстрировали, что на уровне родов преобладание Ruminococcus обладало хорошей способностью различать пациентов с ранней стадией ХБП и здоровую контрольную группу. У больных, страдающих болезнью Крона, Ruminococcus gnavus способствует развитию воспаления стенки кишки, продуцируя воспалительные полисахариды, такие как глюкорамнан, которые индуцируют секрецию дендритными клетками воспалительного цитокина фактора некроза опухоли альфа [17]. В противоположность этим данным нами было установлено, что содержание Ruminococcus spp. у больных, находящихся на программном гемодиализе, было значительно меньше, чем в КГ. Возможным объяснением данных противоречий могут служить особенности используемой нами методики оценки состава кишечной микробиоты, которая позволяет определять общее количество всех руминококков, а не отдельных представителей этого рода, как известно, обладающих антагонистическим свойствами.

Данные об особенностях кишечного дисбактериоза в российской популяции больных, находящихся на программном гемодиализе, крайне ограничены. В доступной литературе нами найдена только одна работа, в которой И.В. Белова, А.Е. Хрулев, А.Г. Точилина и др. [18] с помощью MALDI-TOF масс-спектрометрии установили, что дисбиотические изменения микробиоценоза кишечника 62 пациентов на поддерживающем гемодиализе характеризовались полным отсутствием или угнетением лакто- и бифидофлоры с более высокой численностью и видовым разнообразием Bacteroides, Clostridium, Collinsella, Eggerthella и некоторых других микроорганизмов.

Кишечный дисбактериоз у обследованных нами гемодиализных больных сопровождался значительным повышением сывороточного уровня ИС, ПКС и ТМА (ТМАО). Накопление этих соединений в организме происходит как вследствие снижения их почечной экскреции, так и при участии дисбиотической микрофлоры кишечника [3]. В подтверждение этому J. Wong, Y.M. Piceno, T.Z. DeSantis et al. [5] показали, что среди бактерий у лиц, страдающих ТПН, доминировали микроорганизмы, обладающие ферментами, участвующими в синтезе уремических токсинов (уреаза, уриказа, триптофаназа и др.). Кроме того, при ХБП бактериальный состав изменяется в пользу протеолитических видов бактерий, продуцирующих фермент протеазу, который связывают с воспалением и повышенной проницаемостью кишечной стенки. Параллельно с этим уменьшается количество сахаролитических бактерий, расщепляющих сахара, продукты ферментации которых необходимы для синтеза КЦЖК [12, 19].

Попадая в системную циркуляцию, уремические токсины микробного происхождения через различные молекулярные механизмы и сигнальные пути индуцируют воспаление, а также оказывают непосредственное патогенное воздействие на различные типы клеток, тем самым способствуя развитию и прогрессированию у больных ХБП, сердечно-сосудистых, неврологических, минерально-костных, алиментарных и других осложнений [20].

Настоящее исследование имеет несколько ограничений. Во-первых, учитывая огромную межиндивидуальную вариабельность кишечного микробиома, число участников исследования могло быть недостаточным, чтобы экстраполировать выявленные особенности кишечного дисбактериоза на всю популяцию гемодиализных больных. Мы также не можем исключить влияние на результаты исследования индивидуальных диетических привычек, принимаемых пациентами лекарственных препаратов и некоторых других факторов, ранее показавших значимое влияние на состав кишечной микробиоты.

Кроме того, исходная патология, приведшая к ТПН, может быть более значимой детерминантой кишечного дисбактериоза по сравнению с тяжелым нарушением функции почек и потребностью в диализной терапии. Во-вторых, ограниченные возможности использованной нами методики изучения состава кишечной микрофлоры, которая позволяет оценить содержание только определенных микроорганизмов. Безусловно, «золотым стандартом» подобных исследований являются современные методики полногеномного секвенирования. Тем не менее полученные нами результаты могут лечь в основу будущих исследований в данном направлении.

ВЫВОДЫ

  1. У лиц, получающих лечение гемодиализом, наблюдаются выраженные изменения микрофлоры кишечника, сопровождающиеся значительным повышением концентрации в крови уремических токсинов микробного происхождения, таких как ИС, ПКС и ТМА (ТМАО).
  2. Результаты исследования в очередной раз подчеркивают важность дальнейшего изучения особенностей кишечного дисбактериоза у больных, страдающих заболеваниями почек.
  3. Улучшение понимания метаболического взаимодействия между кишечной микробиотой и организмом в перспективе может способствовать разработке новых персонализированных подходов лечения, ориентированных на коррекцию дисбактериоза и снижение концентрации уремических токсинов микробного происхождения, которые окажут значительное влияние на улучшение исходов больных, страдающих ХБП, в том числе получающих лечение программным гемодиализом.

ДОПОЛНИТЕЛЬНАЯ ИНФОРМАЦИЯ

Вклад авторов. Все авторы внесли существенный вклад в разработку концепции, проведение исследования и подготовку статьи, прочли и одобрили финальную версию перед публикацией.

Вклад каждого автора. М.О. Пятченков — разработка общей концепции, дизайн исследования, написание статьи; Е.В. Щербаков — сбор и статистическая обработка материала; А.Е. Трандина — иммуноферментный анализ; Р.И. Глушаков — обзор литературы, редактирование статьи; К.А. Леонов — хроматографический анализ; В.И. Казей — анализ данных, контент-анализ.

Конфликт интересов. Авторы декларируют отсутствие явных и потенциальных конфликтов интересов, связанных с публикацией настоящей статьи.

Источник финансирования. Авторы заявляют об отсутствии внешнего финансирования при проведении исследования.

ADDITIONAL INFORMATION

Authors’ contribution. Thereby, all authors made a substantial contribution to the conception of the study, acquisition, analysis, interpretation of data for the work, drafting and revising the article, final approval of the version to be published and agree to be accountable for all aspects of the study.

The contribution of each author. M.O. Pyatchenkov — general concept development, research design, article writing; E.V. Shcherbakov — collection and statistical processing of material; A.E. Trandina — enzyme immunoassay; R.I. Glushakov — literature review, article editing; K.A. Leonov — chromatographic analysis; V.I. Kazey — data analysis, content analysis.

Competing interests. The authors declare that they have no competing interests.

Funding source. This study was not supported by any external sources of funding.

×

Об авторах

Михаил Олегович Пятченков

Военно-медицинская академия имени С.М. Кирова

Автор, ответственный за переписку.
Email: pyatchenkovMD@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0002-5893-3191
SPIN-код: 5572-8891

канд. мед. наук

Россия, Санкт-Петербург

Евгений Вячеславович Щербаков

Военно-медицинская академия имени С.М. Кирова

Email: evgenvmeda@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-3045-1721
SPIN-код: 6337-6039
Россия, Санкт-Петербург

Александра Евгеньевна Трандина

Военно-медицинская академия имени С.М. Кирова

Email: sasha-trandina@rambler.ru
ORCID iD: 0000-0003-1875-1059
SPIN-код: 6089-3495
Россия, Санкт-Петербург

Руслан Иванович Глушаков

Военно-медицинская академия имени С.М. Кирова

Email: glushakoffruslan@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0002-0161-5977
SPIN-код: 6860-8990

д-р мед. наук

Россия, Санкт-Петербург

Клим Андреевич Леонов

Экзактэ Лабс

Email: pyatchenkovMD@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0003-4268-1724

канд. хим. наук

Россия, Москва

Василий Игоревич Казей

Экзактэ Лабс

Email: pyatchenkovMD@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0003-2032-6289
SPIN-код: 6253-0211

канд. биол. наук

Россия, Москва

Список литературы

  1. Mishima E., Abe T. Gut microbiota dynamics and uremic toxins // Toxins (Basel). 2022. Vol. 14, N. 2, ID 146. doi: 10.3390/toxins14020146
  2. Ткаченко Е.И., Гриневич В.Б., Губонина И.В., и др. Болезни как следствие нарушений симбиотических взаимоотношений организма хозяина с микробиотой и патогенами // Вестник Российской военно-медицинской академии. 2021. Т. 23, № 2. С. 243–252. EDN: OIYFED doi: 10.17816/brmma58117
  3. Пятченков М.О., Власов А.А., Щербаков Е.В., и др. Особенности оценки проницаемости кишечного барьера при хронической болезни почек // Экспериментальная и клиническая гастроэнтерология. 2022. № 11. С. 46–59. EDN: BLYDXK doi: 10.31146/1682-8658-ecg-207-11-46-59
  4. Пятченков М.О., Саликова С.П., Щербаков Е.В., Власов А.А. Состояние микробно-тканевого комплекса кишечника у больных хронической болезнью почек // Вестник Российской военно-медицинской академии. 2023. Т. 25, № 1. С. 155–164. EDN: RBHWNK doi: 10.17816/brmma124822
  5. Wong J., Piceno Y.M., DeSantis T.Z., et al. Expansion of urease- and uricase-containing, indole- and p-cresol-forming and contraction of short-chain fatty acid-producing intestinal microbiota in ESRD // Am J Nephrol. 2014. Vol. 39, N. 3. P. 230–237. doi: 10.1159/000360010
  6. Voroneanu L., Burlacu A., Brinza C., et al. Gut microbiota in chronic kidney disease: from composition to modulation towards better outcomes-A systematic review // J Clin Med. 2023. Vol. 12, N. 5. ID 1948. doi: 10.3390/jcm12051948
  7. Vaziri N.D., Zhao Y.-Y., Pahl M. Altered intestinal microbial flora and impaired epithelial barrier structure and function in CKD: the nature, mechanisms, consequences and potential treatment // Nephrol Dial Transplant. 2016. Vol. 31, N. 5. P. 737–746. doi: 10.1093/ndt/gfv095
  8. Sturov N.V., Popov S.V., Belikov I.I. Gut microbiota and the ways to correct it in chronic kidney disease // Indian J Nephrol. 2023. Vol. 33, N. 3. P. 162–169. doi: 10.4103/ijn.ijn_469_21
  9. Корноухова Л.А., Эмануэль В.Л., Денисов Н.Л. Рутинные методы лабораторных исследований микробиоты кишечника: роль и место в практике // Доказательная гастроэнтерология. 2021. Т. 10, № 4. С. 5–11. EDN: YKMKPG doi: 10.17116/dokgastro2021100415
  10. Vaziri N.D., Wong J., Pahl M., et al. Chronic kidney disease alters intestinal microbial flora // Kidney Int. 2013. Vol. 83, N. 2. P. 308–315. doi: 10.1038/ki.2012.345
  11. Wehedy E., Shatat I.F., Al Khodor S. The human microbiome in chronic kidney disease: a double-edged sword // Front Med (Lausanne). 2022. Vol. 8. ID 790783. doi: 10.3389/fmed.2021.790783
  12. Zhao J., Ning X., Liu B., et al. Specific alterations in gut microbiota in patients with chronic kidney disease: an updated systematic review // Ren Fail. 2021. Vol. 43, N. 1. P. 102–112. doi: 10.1080/0886022X.2020.1864404
  13. Bhargava S., Merckelbach E., Noels H., et al. Homeostasis in the gut microbiota in chronic kidney disease // Toxins (Basel). 2022. Vol. 14, N. 10. ID 648. doi: 10.3390/toxins14100648
  14. Hänninen A., Toivonen R., Pöysti S., et al. Akkermansia muciniphila induces gut microbiota remodelling and controls islet autoimmunity in NOD mice // Gut. 2018. Vol. 67, N. 8. P. 1445–1453. doi: 10.1136/gutjnl-2017-314508
  15. Tamanai-Shacoori Z., Smida I., Bousarghin L., et al. Roseburia spp.: a marker of health? // Future Microbiol. 2017. Vol. 12. P. 157–170. doi: 10.2217/fmb-2016-0130
  16. Hu Q., Wu K., Pan W., et al. Intestinal flora alterations in patients with early chronic kidney disease: a case-control study among the Han population in southwestern China // J Int Med Res. 2020. Vol. 48, N. 6. P. 1–12. doi: 10.1177/0300060520926033
  17. Henke M.T., Kenny D.J., Cassilly C.D., et al. Ruminococcus gnavus, a member of the human gut microbiome associated with Crohn’s disease, produces an inflammatory polysaccharide // PNAS USA. 2019. Vol. 116, N. 26. P. 12672–12677. doi: 10.1073/pnas.1904099116
  18. Белова И.В., Хрулев А.Е., Точилина А.Г., и др. Микробиоценоз толстой кишки пациентов, получающих лечение программным гемодиализом, и его коррекция // Современные технологии в медицине. 2020. Т. 12, № 5. С. 62–70. EDN: ZPWVRM doi: 10.17691/stm2020.12.5.07
  19. Noce A., Marchetti M., Marrone G., et al. Link between gut microbiota dysbiosis and chronic kidney disease // Eur Rev Med Pharmacol Sci. 2022. Vol. 26, N. 6. P. 2057–2074. doi: 10.26355/eurrev_202203_28354
  20. Пятченков М.О., Власов А.А., Щербаков Е.В., Саликова С.П. Уремические токсины микробного происхождения: роль в патогенезе коморбидной патологии у пациентов с хронической болезнью почек // Российский журнал гастроэнтерологии, гепатологии, колопроктологии. 2023. Т. 33, № 3. С. 7–15. EDN: DZGPXN doi: 10.22416/1382-4376-2023-33-3-7-15
  21. Крюков Е.В., Потехин Н.П., Чаплюк А.Л., и др. Экспертные подходы при хронической болезни почек // Военно-медицинский журнал. 2016. Т. 337, № 10. C. 13–18. EDN: XBTEMF doi: 10.17816/RMMJ73839

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML

© Эко-Вектор, 2024

Creative Commons License
Эта статья доступна по лицензии Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.

СМИ зарегистрировано Федеральной службой по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций (Роскомнадзор).
Регистрационный номер и дата принятия решения о регистрации СМИ: серия ПИ № ФС 77 - 77762 от 10.02.2020.


Данный сайт использует cookie-файлы

Продолжая использовать наш сайт, вы даете согласие на обработку файлов cookie, которые обеспечивают правильную работу сайта.

О куки-файлах