Влияние низких доз этанола на таксономический состав и биоразнообразие микробиоты тонкой и толстой кишки мышей линий С57Bl6

Обложка

Цитировать

Полный текст

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

Аннотация

Потребление алкоголя оказывает пагубное влияние на состояние здоровья человека и ассоциировано с различными патологическими изменениями в организме. Помимо токсического действия на различные ткани и органы, этанол и его метаболиты способствуют устойчивым изменениям в составе и метаболической активности кишечной микробиоты, что может сказываться на пищевом поведении и работе эндокринной и иммунной систем макроорганизма. В большинстве исследований описывается воздействие продолжительного употребления алкоголя на микробиом толстой кишки, в то время как нет достаточного количества данных о влиянии краткосрочного потребления алкоголя в небольших количествах на микробный состав кишечника, в том числе микробиоту тонкой кишки.

Целью нашего исследования было изучение влияния краткосрочного употребления алкоголя в малых дозах на микробиоту тонкой и толстой кишки мышей линии С57Bl6.

Материал и методы. Для реализации поставленной цели в настоящем исследовании было проведено высокопроизводительное метагеномное секвенирование содержимого в отдельности тонкой и толстой кишки для каждого животного двух экспериментальных групп: 12 мышей линии C57Bl6, получавших стандартную диету, и 12 мышей линии C57Bl6, получавших стандартную диету и 0,0016 г этанола, вводимого ежедневно через гастральный зонд на протяжении 28 дней. Для микробных сообществ тонкой и толстой кишки исследуемых мышей была проанализирована структура на уровне классов, порядков, семейств, родов и видов.

Результаты. Было выявлено, что 28-дневная стандартная диета с низкими дозами алкоголя не приводит к изменению показателей углеводного и липидного обмена или индексов разнообразия микробных сообществ тонкой и толстой кишки мышей, однако сопровождается таксономическими изменениями в микробиоте, ассоциированными с развитием дисбиоза или воспаления.

Заключение. Результаты настоящего исследования помогут восполнить пробел в данных, касающихся воздействия низких доз этанола на кишечную микробиоту, что может учитываться при планировании диеты или терапии.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

Татьяна Александровна Ласкина

ФГАОУ ВО «Российский национальный исследовательский медицинский университет им. Н.И. Пирогова» Минздрава России

Автор, ответственный за переписку.
Email: tanya.tata.98@mail.ru
ORCID iD: 0009-0009-1484-3061

ассистент кафедры биохимии и молекулярной биологии лечебного факультета Института фармацевтической и медицинской химии

Россия, 117997, Москва, ул. Островитянова, д. 1

Анастасия Александровна Заболотнева

ФГАОУ ВО «Российский национальный исследовательский медицинский университет им. Н.И. Пирогова» Минздрава России

Email: a.zabolotneva@gmail.com
ORCID iD: 0000-0001-5389-7833

кандидат биологических наук, доцент кафедры биохимии и молекулярной биологии Института фармацевтической и медицинской химии

Россия, 117997, Москва, ул. Островитянова, д. 1

Дмитрий Николаевич Харчев

Акционерное общество «Позитив Текнолоджис»

Email: khardim08@yandex.ru
ORCID iD: 0009-0000-1686-6288

старший специалист

Россия, 107061, Москва, Преображенская пл., д. 8, пом. 60

Александр Вячеславович Шестопалов

ФГАОУ ВО «Российский национальный исследовательский медицинский университет им. Н.И. Пирогова» Минздрава России

Email: al-shest@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0002-1428-7706

доктор медицинских наук, профессор, заведующий кафедрой биохимии и молекулярной биологии Института фармацевтической и медицинской химии

Россия, 117997, Москва, ул. Островитянова, д. 1

Список литературы

  1. Dukić M., Radonjić T., Jovanović I., Zdravković M., Todorović Z., Kraišnik N. et al. Alcohol, Inflammation, and Microbiota in Alcoholic Liver Disease. International J. of Molecular Sciences. 2023; 24 (4): 3735. doi: 10.3390/ijms24043735.
  2. Testino G., Caputo F., Patussi V., Scafato E. Alcohol and cancer: no threshold exists. Minerva Medica. 2020; 111 (6). doi: 10.23736/S0026-4806.20.06858-5.
  3. Rumgay H., Murphy N., Ferrari P., Soerjomataram I. Alcohol and Cancer: Epidemiology and Biological Mechanisms. Nutrients. 2021; 13 (9): 3173. doi: 10.3390/nu13093173.
  4. Calleja-Conde J., Echeverry-Alzate V., Bühler K.M., Durán-González P., Morales-Garcia J., Segovia-Rodriguez L. et al. The Immune System through the Lens of Alcohol Intake and Gut Microbiota. International J. of Molecular Sciences. 2021; 22 (14): 7485. doi: 10.3390/ijms22147485.
  5. Mederos M.A., Reber H.A., Girgis M.D. Acute Pancreatitis. JAMA. 2021; 325 (4): 382. doi: 10.1001/jama.2020.20317.
  6. Roerecke M. Alcohol’s Impact on the Cardiovascular System. Nutrients. 2021; 13 (10): 3419. doi: 10.3390/nu13103419.
  7. Davis B.T., Voigt R.M., Shaikh M., Forsyth C.B., Keshavarzian A. Circadian Mechanisms in Alcohol Use Disorder and Tissue Injury. Alcoholism: Clinical and Experimental Research. 2018; 42 (4): 668–77. doi: 10.1111/acer.13612.
  8. Bishehsari F., Magno E., Swanson G., Desai V., Voigt R.M., Forsyth C.B. et al. Alcohol and Gut-Derived Inflammation. Alcohol Research : Current Reviews. 2017; 38 (2): 163–71.
  9. Di Vincenzo F., Del Gaudio A., Petito V., Lopetuso L.R., Scaldaferri F. Gut microbiota, intestinal permeability, and systemic inflammation: a narrative review. Internal and Emergency Medicine. 2024; 19 (2): 275–93. doi: 10.1007/s11739-023-03374-w.
  10. Martino C., Zaramela L.S., Gao B., Embree M., Tarasova J., Parker S.J. et al. Acetate reprograms gut microbiota during alcohol consumption. Nature Communications. 2022; 13 (1): 4630. doi: 10.1038/s41467-022-31973-2.
  11. Ji M., Fang C., Jia W., Du H., Xu Y. Regulatory effect of volatile compounds in fermented alcoholic beverages on gut microbiota and serum metabolism in a mouse model. Food & Function. 2021; 12 (12): 5576–90. doi: 10.1039/D0FO03028G.
  12. Penberthy J.K., Ait-Daoud N., Breton M., Kovatchev B., DiClemente C.C., Johnson B.A. Evaluating Readiness and Treatment Seeking Effects in a Pharmacotherapy Trial for Alcohol Dependence. Alcoholism: Clinical and Experimental Research. 2007; 31 (9): 1538–44. doi: 10.1111/j.1530-0277.2007.00448.x.
  13. Dunn W., Shah V.H. Pathogenesis of Alcoholic Liver Disease. Clinics in Liver Disease. 2016; 20 (3): 445–56. doi: 10.1016/j.cld.2016.02.004.
  14. Canesso M.C.C., Lacerda N.L., Ferreira C.M., Gonçalves J.L., Almeida D., Gamba C. et al. Comparing the effects of acute alcohol consumption in germ-free and conventional mice: the role of the gut microbiota. BMC Microbiology. 2014; 14 (1): 240. doi: 10.1186/s12866-014-0240-4.
  15. Цао С., Зольникова О.Ю., Масленников Р.В., Полуэктова Е.А., Буеверова Е.Л., Решетова М.С., Жаркова М.С., Ивашкин В.Т. Метаболические профили микробиоты кишечника у пациентов с разными стадиями метаболиче- ски ассоциированной жировой болезни печени. Российский журнал гастроэнтерологии, гепатологии, колопроктологии. 2024; 34 (4): 64–74. [Cao X., Zolnikova O.Yu., Maslennikov R.V., Poluektova E.A., Bueverova E.L., Reshetova M.S. et al. Metabolic Profiles of the Gut Microbiota in Patients with Different Stages of Metabolism Dysfunction-Associated Fatty Liver Disease. Russian J. of Gastroenterology, Hepatology, Coloproctology. 2024; 34 (4): 64–74. doi: 10.22416/1382-4376-2024-34-4-64-74 (in Russian)]
  16. Hsu C.L., Schnabl B. The gut–liver axis and gut microbiota in health and liver disease. Nature Reviews Microbiology. 2023; 21 (11): 719–33. doi: 10.1038/s41579-023-00904-3.
  17. Bischoff S.C. “Gut health”: a new objective in medicine? BMC Medicine. 2011; 9 (1): 24. doi: 10.1186/1741-7015-9-24.
  18. Vicentini F.A., Keenan C.M., Wallace L.E., Woods C., Cavin J.B., Flockton A.R. et al. Intestinal microbiota shapes gut physiology and regulates enteric neurons and glia. Microbiome. 2021; 9 (1): 210. doi: 10.1186/s40168-021-01165-z.
  19. Horrocks V., King O.G., Yip A.Y.G., Marques I.M., McDonald J.A.K. Role of the gut microbiota in nutrient competition and protection against intestinal pathogen colonization. Microbiology. 2023; 169 (8). doi: 10.1099/mic.0.001377.
  20. Gomaa E.Z. Human gut microbiota/microbiome in health and diseases: a review. Antonie van Leeuwenhoek. 2020; 113 (12): 2019–40. doi: 10.1007/s10482-020-01474-7.
  21. Day A.W., Kumamoto C.A. Gut Microbiome Dysbiosis in Alcoholism: Consequences for Health and Recovery. Frontiers in Cellular and Infection Microbiology. 2022; 12. doi: 10.3389/fcimb.2022.840164.
  22. Lang S., Fairfied B., Gao B., Duan Y., Zhang X., Fouts D. E. et al. Changes in the fecal bacterial microbiota associated with disease severity in alcoholic hepatitis patients. Gut Microbes 2020; 12 (1): 1785251. doi: 10.1080/19490976.2020.1785251.
  23. Lakshmanan A.P., Al Zaidan S., Bangarusamy D.K., Al-Shamari S., Elhag W., Terranegra A. Increased Relative Abundance of Ruminoccocus Is Associated With Reduced Cardiovascular Risk in an Obese Population. Frontiers in Nutrition. 2022; 9. doi: 10.3389/fnut.2022.849005.
  24. Gao F., Lv Y.W., Long J., Chen J.M., He J. ming, Ruan X.Z. et al. Butyrate Improves the Metabolic Disorder and Gut Microbiome Dysbiosis in Mice Induced by a High-Fat Diet. Frontiers in Pharmacology. 2019; 10. doi: 10.3389/fphar.2019.01040.
  25. Kasubuchi M., Hasegawa S., Hiramatsu T., Ichimura A., Kimura I. Dietary Gut Microbial Metabolites, Short-chain Fatty Acids, and Host Metabolic Regulation. Nutrients. 2015; 7 (4): 2839–49. doi: 10.3390/nu7042839.
  26. Lu X., Wang F. Lactobacillus acidophilus and vitamin C attenuate ethanol induced intestinal and liver injury in mice. Experimental and Therapeutic Medicine. 2021; 22 (3): 1005. doi: 10.3892/etm.2021.10438.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Динамика изменения средней массы тела животных в группах сравнения в течение 4-недельного эксперимента (а) и результаты анализа биохимических показателей в сыворотке крови мышей групп сравнения: (б) уровень глюкозы натощак, (в) уровень общего холестерола, (г) уровень ТАГ

Скачать (122KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Различия в представленности бактериальных таксонов в микробиоте тонкой и толстой кишки мышей, получавших этанол, по сравнению с микробиотой мышей, содержавшихся на стандартной диете без этанола (пояснения см. в тексте)

Скачать (363KB)
Метаданные
4. Рис. 3. Сравнение представленности микробов различных филумов в тонкой и толстой кишке мышей, содержавшихся на нормальной диете или диете с добавлением этанола (низкоалкогольная диета). Обнаружены отличия в представленности Actinobacteria, Bacteroidetes, Deferribacteres и Tenericutes в тонкой и толстой кишке. Сравнение проводилось с использованием метода Манна–Уитни

Скачать (93KB)
Метаданные

© ИД "Русский врач", 2025