Akkermansia muciniphila: 20 лет с момента открытия, результаты исследований, перспективы использования для коррекции метаболических нарушений у детей

Обложка


Цитировать

Полный текст

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

Аннотация

Akkermansia muciniphila — бактерия, впервые описанная в 2004 г. и с тех пор привлекающая внимание ученых и медицинских специалистов благодаря своим потенциальным возможностям влияния на здоровье человека.

По данным Всемирной организации здравоохранения 2024 г., количество взрослых, страдающих ожирением, превысило 890 млн и продолжает расти. В России уровень заболеваемости ожирением у детей в настоящее время также неуклонно растет. В период с 2010 по 2020 г. доля детской патологии увеличилась с 6,7 до 9,1%. Микробиота кишечника и продукты ее жизнедеятельности активно участвуют в регуляции метаболической активности органов желудочно-кишечного тракта. Установлено, что секретируемый Akkermansia muciniphila в окружающую среду белок P9 может специфически увеличивать секрецию глюкагоноподобного пептида-1 за счет взаимодействия с молекулой межклеточной адгезии-2, тем самым улучшая гомеостаз глюкозы и облегчая течение заболеваний, сопровождающихся метаболическими нарушениями, у мышей, в частности сахарного диабета 2-го типа. Снижение уровня Akkermansia muciniphila в кишечном содержимом отрицательно коррелирует с концентрацией глюкозы, липидов в крови и массой тела человека. Пероральное введение Akkermansia muciniphila значительно снижало сывороточные уровни таких провоспалительных цитокинов, как белок, связывающий липополисахарид, и интерлейкин-1β и повышало сывороточный уровень противовоспалительного цитокина интерлейкина-10 у крыс с индуцированным сахарным диабетом, что свидетельствует о противовоспалительном действии Akkermansia muciniphila.

Исследования Akkermansia muciniphila, проведенные в последние годы, демонстрируют ее высокий терапевтический и профилактический потенциал. Понимание ассоциативной связи между пищевыми волокнами и кишечной микробиотой, ее биодоступностью и потенциальной пользой для здоровья способствует созданию здоровых продуктов питания, повышению культуры приема пищи и профилактике заболеваний. Akkermansia muciniphila обозначена как потенциальный кандидат для включения в пробиотический препарат, играющий решающую роль в поддержании гомеостаза кишечника, в том числе у детей в возрасте до 5 лет. Интересно отметить, что положительные эффекты сохраняются в присутствии нежизнеспособных Akkermansia muciniphila, что подтверждает эффект от применения бактерий указанного вида в качестве постбиотика или синбиотика.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

Александр Владимирович Устюжанин

Уральский государственный медицинский университет

Автор, ответственный за переписку.
Email: ust103@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0001-8521-7652
SPIN-код: 8861-0584

канд. мед. наук

Россия, Екатеринбург

Маргарита Александровна Устюжанина

Уральский государственный медицинский университет

Email: ustmargarita@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-4285-6902
SPIN-код: 5438-4476

канд. мед. наук

Россия, Екатеринбург

Татьяна Георгиевна Смирнова

Уральский государственный медицинский университет

Email: tanya_bondarenko@list.ru
ORCID iD: 0009-0004-2920-2623
SPIN-код: 5845-5660

канд. биол. наук

Россия, Екатеринбург

Люция Рифкатовна Закирова

Уральский государственный медицинский университет

Email: zakirova-69@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-3598-4199

канд. мед. наук

Россия, Екатеринбург

Список литературы

  1. Derrien M, Vaughan EE, Plugge CM, de Vos W.M. Akkermansia muciniphila gen. nov., sp. nov., a human intestinal mucin-degrading bacterium. Int J Syst Evol Microbiol. 2004;54(Pt 5):1469–1476. doi: 10.1099/ijs.0.02873-0
  2. Elzinga J, Narimatsu Y, de Haan N, et al. Binding of Akkermansia muciniphila to mucin is O-glycan specific. Nat Commun. 2024;15(1):4582. doi: 10.1038/s41467-024-48770-8
  3. Mohammed A, Jenq RR. Dietary fiber and gut bacteria shape infection susceptibility. Mol Syst Biol. 2024;20(6):593–595. doi: 10.1038/s44320-024-00042-9
  4. Mruk-Mazurkiewicz H, Kulaszyńska M, Czarnecka W, et al. Insights into the mechanisms of action of Akkermansia muciniphila in the treatment of non-communicable diseases. Nutrients. 2024;16(11):1695. doi: 10.3390/nu16111695
  5. Niu H, Zhou M, Zogona D, et al. Akkermansia muciniphila: a potential candidate for ameliorating metabolic diseases. Front Immunol. 2024;15:1370658. doi: 10.3389/fimmu.2024.1370658
  6. Choi SI, Kim N, Choi Y, et al. The effect of clostridium butyricum on gut microbial changes and functional profiles of metabolism in high-fat diet-fed rats depending on age and sex. J Neurogastroenterol Motil. 2024;30(2):236–250. doi: 10.5056/jnm23096
  7. Zhang Q, Zhou Y, He Q, et al. Effects of modified-BHI medium on the growth and metabolites of Akkermansia muciniphila. Food Sci Biotechnol. 2024;33(8):1921–1930. doi: 10.1007/s10068-023-01492-x
  8. Li W, Sun J, Jing Y, et al. Comparative genomics revealed wide intra-species genetic heterogeneity and lineage-specific genes of Akkermansia muciniphila. Microbiol Spectr. 2022;10(3):e0243921. doi: 10.1128/spectrum.02439-21
  9. Becken B, Davey L, Middleton DR, et al. Genotypic and phenotypic diversity among human isolates of Akkermansia muciniphila. mBio. 2021;12(3):e00478–21. doi: 10.1128/mBio.00478-21
  10. Jegatheesan T, Moorthy AS, Eberl HJ. A mathematical model of competition between fiber and mucin degraders in the gut provides a possible explanation for mucus thinning. J Theor Biol. 2024;587:111824. doi: 10.1016/j.jtbi.2024.111824
  11. Hu X, Yu C, He Y, et al. Integrative metagenomic analysis reveals distinct gut microbial signatures related to obesity. BMC Microbiol. 2024;24(1):119. doi: 10.1186/s12866-024-03278-5
  12. Zhang S, Dang Y. Roles of gut microbiota and metabolites in overweight and obesity of children. Front Endocrinol (Lausanne). 2022;13:994930. doi: 10.3389/fendo.2022.994930
  13. Zaharova IN, Berezhnaya IV, Dubovets NF, et al. Mysterious Akkermansia muciniphila. What do we know about it? A review. Pediatrics. Consilium Medicum. 2023;(1):74–80. doi: 10.26442/26586630.2023.1.202190
  14. Di W, Zhang Y, Zhang X, et al. Heterologous expression of P9 from Akkermansia muciniphila increases the GLP-1 secretion of intestinal L cells. World J Microbiol Biotechnol. 2024;40(7):199. doi: 10.1007/s11274-024-04012-z
  15. Niu H, Zhou M, Ji A, et al. Molecular mechanism of pasteurized Akkermansia muciniphila in alleviating type 2 diabetes symptoms. J Agric Food Chem. 2024;72(23):13083–13098 . doi: 10.1021/acs.jafc.4c01188
  16. Yan S, Chen L, Li N, et al. Effect of Akkermansia muciniphila on pancreatic islet β-cell function in rats with prediabetes mellitus induced by a high-fat diet. Bioresour Bioprocess. 2024;11(1):51. doi: 10.1186/s40643-024-00766-4
  17. Komisarska P, Pinyosinwat A, Saleem M, Szczuko M. Carrageenan as a potential factor of inflammatory bowel diseases. Nutrients. 2024;16(9):1367. doi: 10.3390/nu16091367
  18. Luo Y, Li M, Luo D, Tang B. Gut Microbiota: An important participant in childhood obesity. Adv Nutr. 2024;16(2):100362. doi: 10.1016/j.advnut.2024.100362
  19. Zhang H, Li C, Han L, et al. MUP1 mediates urolithin A alleviation of chronic alcohol-related liver disease via gut-microbiota-liver axis. Gut Microbes. 2024;16(1):2367342. doi: 10.1080/19490976.2024.2367342
  20. Wolter M, Grant ET, Boudaud M, et al. Diet-driven differential response of Akkermansia muciniphila modulates pathogen susceptibility. Mol Syst Biol. 2024;20(6):596–625. doi: 10.1038/s44320-024-00036-7
  21. Wang J, Zhao X, Li X, Jin X. Akkermansia muciniphila: a deworming partner independent of type 2 immunity. Gut Microbes. 2024;16(1):2338947. doi: 10.1080/19490976.2024.2338947
  22. Lu J, Gong X, Zhang C, et al. A multi-omics approach to investigate characteristics of gut microbiota and metabolites in hypertension and diabetic nephropathy SPF rat models. Front Microbiol. 2024;15:1356176. doi: 10.3389/fmicb.2024.1356176
  23. Nishiwaki H, Ueyama J, Ito M, et al. Meta-analysis of shotgun sequencing of gut microbiota in Parkinson’s disease. NPJ Parkinsons Dis. 2024;10(1):106. doi: 10.1038/s41531-024-00724-z
  24. Wang L, Christophersen CT, Sorich MJ, et al. Low relative abundances of the mucolytic bacterium Akkermansia muciniphila and Bifidobacterium spp. in feces of children with autism. Appl Environ Microbiol. 2011;77(18):6718–6721. doi: 10.1128/AEM.05212-11
  25. Cherevko NA, Novikov PS, Khudyakova MI, et al. The influence of modulation of intestinal microbiota on clinical and immunological parameters and oxytocin levels in children with autism spectrum disorders. Russian Journal of Immunology. 2024;27(4):831–838. doi: 10.46235/1028-7221-16873-TIO
  26. Zheng Y, Qin C, Wen M, et al. The effects of food nutrients and bioactive compounds on the gut microbiota: a comprehensive review. Foods. 2024;13(9):1345. doi: 10.3390/foods13091345
  27. Ahmadi Badi S, Malek A, Seyedi SA, et al. Direct and macrophage stimulation mediated effects of active, inactive, and cell-free supernatant forms of Akkermansia muciniphila and Faecalibacterium duncaniae on hepcidin gene expression in HepG2 cells. Arch Microbiol. 2024;206(7):287. doi: 10.1007/s00203-024-04007-2
  28. Zhang L, Wu Z, Kang M, et al. Utilization of Ningxiang pig milk oligosaccharides by Akkermansia muciniphila in vitro fermentation: enhancing neonatal piglet survival. Front Microbiol. 2024;15:1430276. doi: 10.3389/fmicb.2024.1430276
  29. Bechberger M, Eigenbrod T, Boutin S, et al. IL-1β knockout increases the intestinal abundancy of Akkermansia muciniphila. Benef Microbes. 2023;14(4):361–370. doi: 10.1163/18762891-20220042
  30. Tian R, Yu L, Tian F, et al. Effect of inulin, galacto-oligosaccharides, and polyphenols on the gut microbiota, with a focus on Akkermansia muciniphila. Food Funct. 2024;15(9):4763–4772. doi: 10.1039/d4fo00428k
  31. Lee MC, Hsu YJ, Chen MT, et al. Efficacy of lactococcus lactis subsp. lactis LY-66 and Lactobacillus plantarum PL-02 in enhancing explosive strength and endurance: a randomized, double-blinded clinical trial. Nutrients. 2024;16(12):1921. doi: 10.3390/nu16121921
  32. Chiantera V, Laganà AS, Basciani S, et al. A critical perspective on the supplementation of Akkermansia muciniphila: benefits and harms. Life (Basel). 2023;13(6):1247. doi: 10.3390/life13061247
  33. Ayala-García JC, García-Vera AM, Lagunas-Martínez A, et al. Interaction between Akkermansia muciniphila and diet is associated with proinflammatory index in school-aged children. Children (Basel). 2023;10(11):1799. doi: 10.3390/children10111799
  34. Sheynova AD, Podosokorskaya OA, Gubernatorova EO. The effect of the probiotic bacteria Akkermansia Muciniphila in intestinal homeostasis and DSS-induced inflammation in mice. Russian Journal of Infection and Immunity. 2024;14(3):564–568. doi: 10.15789/2220-7619-TEO-16882
  35. Bembeeva BO, Isaeva EL, Muravieva VV, et al. Optimising conditions for the preservation of extremely oxygen sensitive obligate anaerobes of the gut microbiota as candidates for probiotic strains. Epidemiology and Vaccinal Prevention. 2024;23(6):54–60. doi: 10.31631/2073-3046-2024-23-6-54-60
  36. Xiang X, Chen J, Zhu M, et al. Multiomics revealed the multi-dimensional effects of late sleep on gut microbiota and metabolites in children in Northwest China. Nutrients. 2023;15(20):4315. doi: 10.3390/nu15204315
  37. Yang Y, Chen J, Gao H, et al. Characterization of the gut microbiota and fecal and blood metabolomes under various factors in urban children from Northwest China. Front Cell Infect Microbiol. 2024;14:1374544. doi: 10.3389/fcimb.2024.1374544
  38. George CM, Birindwa A, Li S, et al. Akkermansia muciniphila associated with improved linear growth among young children, Democratic Republic of the Congo. Emerg Infect Dis. 2023;29(1):81–88. doi: 10.3201/eid2901.212118
  39. Midya V, Nagdeo K, Lane JM, et al. Akkermansia muciniphila attenuates association between specific metal exposures during pregnancy and depressive symptoms in late childhood. iScience. 2024;27(12):111335. doi: 10.1016/j.isci.2024.111335
  40. Demirci M, Tokman HB, Uysal HK, et al. Reduced Akkermansia muciniphila and Faecalibacterium prausnitzii levels in the gut microbiota of children with allergic asthma. Allergol Immunopathol (Madr). 2019;47(4):365–371. doi: 10.1016/j.aller.2018.12.009
  41. Lan C, Li H, Shen Y, et al. Next-generation probiotic candidates targeting intestinal health in weaned piglets: Both live and heat-killed Akkermansia muciniphila prevent pathological changes induced by enterotoxigenic Escherichia coli in the gut. Anim Nutr. 2024;17:110–122. doi: 10.1016/j.aninu.2024.01.007
  42. Xue C, Li G, Gu X, et al. Health and disease: Akkermansia muciniphila, the shining star of the gut flora. Research (Wash D C). 2023;6:0107. doi: 10.34133/research.0107

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML

© Эко-Вектор, 2025

Ссылка на описание лицензии: https://eco-vector.com/for_authors.php#07

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 - 70763 от 21.08.2017 г.