Микробиота-ассоциированные заболевания как эндотоксин–инициированная патология или кишечный фактор индукции системного воспаления и прогрессирования старения

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Микробиота кишечника (МК) является жизненно важным органом — участником процессов адаптации и эволюции, индуктором воспаления и прогрессирования старения. Ключевым элементом взаимодействия МК с организмом являются липополисахариды (ЛПС), уровень которых в общем кровотоке существенно повышается при так называемых "микробиота-ассоциированных заболеваниях" (МАЗ), что свидетельствует об участии эндотоксиновой агрессии (ЭА) в их патогенезе, а скорее всего — их инициации. Одной из наиболее частых причин развития ЭА могут быть количественно-качественные изменения структуры МК, влекущие за собой повышение кишечной проницаемости, которые во многом определяются алиментарным фактором. Антиэндотоксиновая составляющая в схеме терапии больных различными нозологическими формами болезни существенно повышает эффективность лечебно-профилактического процесса, что может стать одним из наиболее перспективных направлений антивозрастных мероприятий.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

С. Г. Морозов

ФБГНУ "Научно-исследовательский институт общей патологии и патофизиологии"

Автор, ответственный за переписку.
Email: sergey_moroz@list.ru
Россия, Москва

А. С. Созинов

ФГБОУ ВО "Казанский государственный медицинский университет"

Email: sergey_moroz@list.ru
Россия, Казань

М. Ю. Яковлев

ФБГНУ "Научно-исследовательский институт общей патологии и патофизиологии"

Email: yakovlev-lps@yandex.ru
Россия, Москва

Список литературы

  1. Мечников И.И. Этюды о природе человека. М.: Наука, 1961. 290 с.
  2. Яковлев М.Ю. Роль кишечной микрофлоры и недостаточность барьерной функции печени в развитии эндотоксинемии и воспаления // Казанский медицинский журнал. 1988. Т. 69. № 5. С. 353.
  3. Аниховская И.А., Белоглазов В.А., Гордиенко A.И. и др. Краткая история изучения роли кишечного фактора в старении и/или индукции системного воспаления: достижения, проблемы, перспективы // Патогенез. 2019. Т. 17. № 1. С. 4.
  4. Medzhitov R., Janeway C.A., Jr. Innate immunity: impact on the adaptive immune response // Curr. Opin. Immunol. 1997. V. 9. № 1. P. 4.
  5. Medzhitov R., Janeway C.A., Jr. Innate immunity: the virtues of a nonclonal system of recognition // Cell. 1999. V. 91. № 3. P. 295.
  6. Medzhitov R., Preston-Hurlburt P., Janeway C.A., Jr. A human homologue of the Drosophila Toll protein signals activation of adaptive immunity // Nature. 1997. V. 388. № 6640. P. 394.
  7. Яковлев М.Ю. Системная эндотоксинемия: гомеостаз и общая патология. М.: Наука, 2021. 182 с.
  8. Богадельников И.В., Самохвалов В.П. Микробиом и психосфера. Симферополь: ИТ "АРИАЛ", 2020. 312 с.
  9. Бухарин О.В., Перунова Н.Б. Роль микробиоты в регуляции гомеостаза человека при инфекции // Ж. микробиол., эпидемиол. и иммунобиол. 2020. Т. 97. № 5. С. 458.
  10. Bäckhed F., Roswall J., Peng Y. et al. Dynamics and stabilization of the human gut microbiome during the first year of life // Cell Host Microbe. 2015. V. 17. № 5. P. 690.
  11. Doroszkiewicz J., Groblewska M., Mroczko B. The role of gut microbiota and gut–brain interplay in selected diseases of the central nervous system // Int. J. Mol. Sci. 2021. V. 22. № 18. P. 10028.
  12. Fallani M., Young D., Scott J. et al. Intestinal microbiota of 6-week-old infants across Europe: geographic influence beyond delivery mode, breast-feeding, and antibiotics // J. Pediatr. Gastroenterol. Nutr. 2010. V. 51. № 1. P. 77.
  13. Уразаев Р.А., Крупник А.Н., Яковлев М.Ю. Эндотоксинемия в раннем периоде адаптации новорожденных и их матерей // Казанский медицинский журнал. 1992. Т. 73. № 2. С. 114.
  14. García-Peña C., Álvarez-Cisneros T., Quiroz-Baez R., Friedland R.P. Microbiota and aging. A review and commentary // Arch. Med. Res. 2017. V. 48. № 8. P. 681.
  15. Аниховская И.А., Вышегуров Я.Х., Усов И.А., Яковлев М.Ю. Бифидумбактерии как средство профилактики и лечения "эндотоксиновой агрессии" у пациентов с хроническими заболеваниями в стадиях ремиссии и обострения // Физиология человека. 2004. Т. 30. № 6. С. 125.
  16. Flint H.J., Scott K.P., Louis P., Duncan S.H. The role of the gut microbiota in nutrition and health // Nat. Rev. Gastroenterol. Hepatol. 2012. V. 9. № 10. P. 577.
  17. Окороков П.Л., Аниховская И.А., Яковлева М.М. и др. Алиментарный фактор как вероятный индуктор воспаления или липидный компонент механизма транспорта кишечного эндотоксина // Физиология человека. 2012. Т. 38. № 6. С. 105.
  18. Аниховская И.А., Кубатиев А.А., Майский И.А. и др. Направления поиска средств снижения концентрации эндотоксина в общей гемоциркуляции // Патогенез. 2014. Т. 12. № 4. С. 25.
  19. Аниховская И.А., Кубатиев А.А., Хасанова Г.Р., Яковлев М.Ю. Эндотоксиновый компонент патогенеза хронических вирусных заболевании // Физиология человека. 2015. Т. 41. № 3. С. 119.
  20. Хасанова Г.Р., Биккинина О.И., Анохин В.А. и др. Кишечный фактор прогрессирования ВИЧ-инфекции // Успехи совр. биол. 2020. Т. 140. № 3. С. 278.
  21. Яцков И.А., Белоглазов В.А., Кубышкин А.В. и др. Влияние антибиотикотерапии на показатели эндотоксинемии и системного воспаления при остром SARS-CoV-2-поражении лёгких // Acta Biomed. Sci. 2022. Т. 7. № 1. С. 12.
  22. Маркелова М.М., Рюмина И.И., Салахов И.М., Яковлев М.Ю. Системная эндотоксинемия и показатели жирового обмены у новорожденных детей: одномоментное исследование // Патологическая физиология и экспериментальная терапия. 2017. Т. 61. № 3. С. 91.
  23. Яковлев М.Ю. Элементы эндотоксиновой теории физиологии и патологии человека // Физиология человека. 2003. Т. 29. № 4. С. 98.
  24. Мешков М.В., Аниховская И.А., Яковлева М.М., Яковлев М.Ю. Кишечный эндотоксин в регуляции активности системы гемостаза и патогенезе ДВС-синдрома // Физиология человека. 2005. Т. 31. № 6. С. 91.
  25. Foster J.A., Lyte M., Meyer E., Cryan J.F. Gut Microbiota and Brain Function: An Evolving Field in Neuroscience // Int. J. Neuropsychopharmacol. 2016. V. 19. № 5. P. pyv114.
  26. Аниховская И.А., Двоеносов В.Г., Жданов Р.И. и др. Психоэмоциональный стресс как клиническая модель начальной фазы общего адаптационного синдрома // Патологическая физиология и экспериментальная терапия. 2015. Т. 59. № 4. С. 87.
  27. Abdul-Aziz M.A., Cooper A., Weyrich L.S. exploring relationships between host genome and microbiome: New insights from genome-wide association studies // Front. Microbiol. 2016. V. 7. P. 1611.
  28. Cani P.D., Amar J., Iglesias M.A. et al. metabolic endotoxemia initiates obesity and insulin resistance // Diabetes. 2007. V. 56. № 7. P. 1761.
  29. Cani P.D., Bibiloni R., Knauf C. et al. Changes in gut microbiota control metabolic endotoxemia-induced inflammation in high-fatdiet-induced obesity and diabetes in mice // Diabetes. 2008. V. 57. № 6. P. 1470.
  30. Окороков П.Л., Аниховская И.А., Волков И.Е., Яковлев М.Ю. Кишечный эндотоксин в индукции сахарного диабета первого типа // Физиология человека. 2011. Т. 37. № 2. С. 138.
  31. Гордиенко А.И., Белоглазов В.Н., Кубышкин А.В. Дисбаланс показателей гуморального антиэндотоксинового иммунитета и низкоинтенсивное воспаление при сахарном диабете 1 и 2 типа // Патологическая физиология и экспериментальная терапия. 2016. Т. 60. № 3. С. 61.
  32. Котрова А.Д., Шишкин А.Н., Ермоленко Е.И. и др. Микробиота кишечника при артериальной гипертензии // Артериальная гипертензия. 2020. Т. 26. № 6. С. 620.
  33. Cani P.D. Human gut microbiome: Hopes, threats and promises // Gut. 2018. V. 67. № 9. P. 1716.
  34. Белоглазов В.А., Яцков И.А., Кумельский Е.Д., Половинкина В.В. Метаболическая эндотоксинемия: возможные причины и последствия // Ожирение и метаболизм. 2021. Т. 18. № 3. С. 320.
  35. Яковлев М.Ю. Кишечный эндотоксин и воспаление / Дерматология. Национальное руководство. Краткое издание. М.: ГЭОТАР-Медиа, 2013. Гл. 8. С. 70.
  36. Аниховская И.А., Кубатиев А.А., Яковлев М.Ю. Эндотоксиновая теория атеросклероза // Физиология человека. 2015. Т. 41. № 1. С. 106.
  37. Покусаева Д.П., Аниховская И.А, Коробкова Л.А. и др. Коррелятивные взаимосвязи между показателями системной эндотоксинемии и липидного профиля у пациентов без клинических проявлений атеросклероза // Патогенез. 2018. Т. 16. № 4. С. 182.
  38. Покусаева Д.П., Аниховская И.А., Коробкова Л.А. и др. Прогностическая значимость показателей системной эндотоксинемии в атерогенезе // Физиология человека. 2019. Т. 45. № 5. С. 99.
  39. Рябов В.В., Кретов Е.И., Попов С.В. и др. Технология коронарного стентирования и роль воспаления в атерогенезе: проблемы и перспективы // Бюлл. сиб. мед. 2021. Т. 20. № 1. С. 200.
  40. Аниховская И.А., Голышев И.С., Теблоев И.К., Яковлев М.Ю. Роль эндотоксиновой агрессии в патогенезе острого инфаркта миокарда // Физиология человека. 2014. Т. 40. № 3. С. 129.
  41. Гордиенко А.И., Белоглазов В.А., Кубышкин А.В. и др. Дисбаланс гуморального звена антиэндотоксинового иммунитета как вероятный фактор патогенеза аутоиммунных заболеваний // Физиология человека. 2019. Т. 45. № 3. С. 123.
  42. Гордиенко А.И., Белоглазов В.А., Аниховская И.А. и др. Активность гуморального звена антиэндотоксинового иммунитета при анкилозирующем спондилите ассоциирована с низкоинтенсивным воспалением и оксидативным стрессом или эндотоксиновый компонент патогенеза заболевания // Физиология человека. 2022. Т. 48. № 5. С. 100.
  43. Анохин В.А., Булатова Г.Р., Крупник А.Н., Яковлев М.Ю. Системная эндотоксинемия и бронхообструктивный синдром при острой респираторной вирусной инфекции у детей // Казанский медицинский журнал. 1992. Т. 73. № 2. С. 8.
  44. Созинов А.С. Системная эндотоксинемия при хронических вирусных гепатитах // Бюл. эксп. биол. и мед. 2002. Т. 133. № 2. С. 183.
  45. Созинов А.С., Аниховская И.А., Еналеева Д.Ш. и др. Функциональная активность факторов, связывающих эндотоксин при хронических вирусных гепатитах В и С // Ж. микробиол., эпидемиол. и иммунобиол. 2001. № 6. С. 56.
  46. Шмойлов Д.К., Каримов И.З. Показатели активности гуморального звена антиэндотоксинового иммунитета у больных гриппом А // Патогенез. 2020. Т. 18. № 1. С. 51.
  47. Вышегуров Я.Х., Аниховская И.А., Батманов Ю.Е., Яковлев М.Ю. Кишечный эндотоксин в патогенезе воспалительной патологии глаза и антиэндотоксиновая составляющая лечения // Патологическая физиология и экспериментальная терапия. 2007. № 1. С. 12.
  48. Вышегуров Я.Х., Аниховская И.А., Расческов А.Ю. и др. Эндотоксиновая агрессия как облигатный фактор патогенеза иридоциклитов и её этиология // Физиология человека. 2006. Т. 32. № 6. С. 109.
  49. Bander Z.A., Nitert M.D., Mousa A., Naderpoor N. The gut microbiota and inflammation: An overview // Int. J. Environ. Res. Public Health. 2020. V. 17. № 20. P. 7618.
  50. Sun P., Su L., Zhu H. et al. Gut microbiota regulation and their implication in the development of neurodegenerative disease // Microorganisms. 2021. V. 9. № 11. P. 2281.
  51. Toledo L., Monroy G., Salazar F., Lee J. Gut–brain axis as a pathological and therapeutic target for neurodegenerative disorders // Int. J. Mol. Sci. 2022. V. 23. № 3. P. 1184.
  52. Зозуля С.А., Отман И.Н., Юнилайнен О.А. и др. Показатели маркёров системного воспаления и системной эндотоксинемии у пациентов с эндогенными психозами // Патогенез. 2020. Т. 18. № 1. С. 34.
  53. Зозуля С.А., Яковлев М.Ю., Клюшник Т.П. Микробиота кишечника и (нейро)воспаление: участие эндотоксина в патогенезе эндогенных психозов // Психиатрия. 2023. Т. 21. № 5. С. 86.
  54. Энукидзе Г.Г., Аниховская И.А., Марачев А.А., Яковлев М.Ю. Антиэндотоксиновое направление в лечении хронического воспаления и женского бесплодия. Серия: Новые лечебно-диагностические технологии. M.: КДО-тест, 2007. Книга 3. 78 с.
  55. Манухин И.Б., Крапошина Т.П., Керимова С.П. Эндотоксинемия и антиэндотоксиновый иммунитет у пациенток с неразвивающейся беременностью в 1 триместре // Российский вестник акушера-гинеколога. 2019. Т. 19. № 3. С. 17.
  56. Мешков М.В., Аниховкая И.А., Гатауллин Ю.К., Яковлев М.Ю. Эндотоксиновая агрессия как универсальный фактор патогенеза расстройств гемостаза у детей с урологическими заболеваниями // Урология. 2006. № 1. С. 15.
  57. Мешков М.В., Гатауллин Ю.К., Иванов В.Б., Яковлев М.Ю. Эндотоксиновая агрессия как причина послеоперационных осложнений в детской хирургии / Новые лечебно-диагностические технологии. М.: КДО-Тест, 2007. Книга 2. 142 с.
  58. Меджитов Р., Джаневей Ч. Врожденный иммунитет // Казанский медицинский журнал. 2004. Т. 85. № 3. С. 161.
  59. Яковлев М.Ю. Кишечный эндотоксин: иммунитет — воспаление — старение, как звенья одной цепи // Патогенез. 2020. Т. 18. № 1. С. 82.
  60. Аниховская И.А., Салахов И.М., Яковлев М.Ю. Кишечный эндотоксин и стресс в адаптации и старении // Вестник РАЕН. 2016. Т 16. № 1. С. 19.
  61. Manzel A., Muller D.N., Haflr D.A. et al. Role of "Western diet" in inflmmatory autoimmune diseases // Curr. Allergy Asthma Rep. 2014. V. 14. № 1. P. 404.
  62. Timmermans S., Bogie J.F., Vanmierlo T. et al. High fat diet exacerbates neuroinflmmation in an animal model of multiple sclerosis by activation of the Renin Angiotensinsystem // J. Neuroimmune Pharmacol. 2014. V. 9. № 2. P. 209.
  63. Hanna Kazazian N., Wang Y., Roussel-Queval A. et al. Lupus autoimmunity and metabolic parameters are exacerbated on high fat diet-induced obesity due to TLR7 signaling // Front. Immunol. 2019. V. 10. P. 2015.
  64. Chehimi M., Vidal H., Eljaafari A. Pathogenic role of IL-17-producingimmune cells in obesity, and related inflmmatory diseases // J. Clin. Med. 2017. V. 6. № 7. P. 68.
  65. Lassenius M.I., Pietilainen K.H., Kaartinen K. et al. Bacterial endotoxinactivity in human serum is associated with dyslipidemia, insulinresistance, obesity, and chronic inflammation // Diabetes Care. 2011. V. 34. № 8. P. 1809.
  66. Савельев В.С., Петухов В.А., Каралкин А.В. и др. Синдром кишечной недостаточности в ургентной абдоминальной хирургии: новые методические подходы к лечению // Трудный пациент. 2005. Т. 3. № 4. С. 30.
  67. Needham B.D., Kaddurah-Daouk R., Mazmanian S.K. Gut microbial molecules in behavioural and neurodegenerative conditions // Nat. Rev. Neurosci. 2020. V. 21. № 12. P. 717.
  68. Sgritta M., Dooling S.W., Buffington S.A. et al. Mechanisms underlying microbial-mediated changes in social behavior in mouse models of autism spectrum disorder // Neuron. 2019. V. 101. № 2. P. 246.
  69. Zhao J., Bi W., Xiao S. et al. Neuroinflammation induced by lipopolysaccharide causes cognitive impairment in mice // Sci. Rep. 2019. V. 9. № 1. P. 5790.
  70. Izvolskaia M., Sharova V., Zakharov L. Prenatal programming of neuroendocrine system development by lipopolysaccharide: long-term effects // Int. J. Mol. Sci. 2018. V. 19. № 11. P. 3695.
  71. Parker A., Fonseca S., Carding S.R. Gut microbes and metabolites as modulators of blood-brain barrier integrity and brain health // Gut Microbes. 2020. V. 11. № 2. P. 135.
  72. Sherwin E., Bordenstein S.R., Quinn J.L. et al. Microbiota and the social brain // Science. 2019. V. 366. № 6465. P. eaar2016.
  73. Сперанский А.Д. Элементы построения теории медицины. М.-Л.: Изд-во Всес. ин-та эксперимент. медицины, 1935. 344 с.
  74. Расческов А.А., Маркелова М.М., Аниховская И.А. и др. Определение этиологии эндотоксиновой агрессии как перспектива повышения эффективности лечебно-профилатического процесса // Казанский медицинский журнал. 2022. Т. 103. № 3. С. 467.
  75. Tan L.Y., Yeo X.Y., Bae H.G. et al. Association of gut microbiome dysbiosis with neurodegeneration: Can gut microbe-modifying diet prevent or alleviate the symptoms of neurodegenerative diseases? // Life (Basel). 2021. V. 11. № 7. P. 698.
  76. Athari Nik Azm S., Djazayeri A., Safa M. et al. Lactobacilli and bifidobacteria ameliorate memory and learning deficits and oxidative stress in beta-amyloid (1-42) injected rats // Appl. Physiol. Nutr. Metab. 2018. V. 43. № 7. P. 718.
  77. Mohammadi G., Dargahi L., Naserpour T. et al. Probiotic mixture of Lactobacillus helveticus R0052 and Bifidobacterium longum R0175 attenuates hippocampal apoptosis induced by lipopolysaccharide in rats // Int. Microbiol. 2019. V. 22. № 3. P. 317.
  78. Магаева С.В., Морозов С.Г. Нейроиммунофизиология. М.: Изд-во ГУ НИИ биомед. химии им. В.Н. Ореховича РАМН, 2005. 160 с.
  79. Морозов С.Г., Лобанов А.В., Кожевникова Е.Н. и др. Перинатальная нейроиммунопатология: от эксперимента к клинике // Патогенез. 2022. Т. 20. № 3. С. 24.
  80. Папышева О.В., Морозов С.Г., Грибова И.Е. и др. Отдаленные неврологические последствия у детей от матерей с гестационным сахарным диабетом // Вопросы практической педиатрии. 2022. Т. 17. № 2. С. 23.
  81. Likhoded V.G., Anikhovskaya I.A., Salakhov I.M. et al. Fc-receptor-mediated binding of lipopolysaccharides by human leukocytes in physiology and pathology // J. Endotoxin Res. 2000. V. 6. № 2. P. 24.
  82. Huang X., Fend Y., Xiong G. et al. Caspase-11, a specific sensor for entracellular lipopolysaccharide recognition mediates the non-canonical inflammation pathway of pyroptosis // Cell Biosci. V. 9. P. 31.
  83. Franceschi C., Bonafè M., Valensin S. et al. Inflamm-aging. An evolutionary perspective on immunosenescence // Ann. N.Y. Acad. Sci. 2000. V. 908. P. 244.
  84. Franceschi C., Garagnani P., Vitale G. et al. Inflmmaging and ‘Garb-aging’ // Trends Endocrinol. Metab. 2017. V. 28. № 3. P. 199.
  85. Чернихова Е.А., Аниховская И.А., Гатауллин Ю.К. и др. Энтеросорбция как важное средство устранения хронической эндотоксиновой агрессии // Физиология человека. 2007. Т. 33. № 3. С. 135.
  86. Гордиенко А.И., Химич Н.В., Белоглазов В.А. и др. Полиреактивная трансформация иммуноглобулинов класса G как вектор поиска потенциальных средств повышения активности антиэндотоксинового иммунитета // Физиология человека. 2020. Т. 46. № 5. С. 107.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Семейство TOL-подобных рецепторов, их лиганды и сигнальные пути (по [6] в авторской модификации).

Скачать (532KB)
Метаданные
3. Рис. 2. В условиях системной эндотоксинемии (А) иммунный статус сбалансирован, при эндотоксиновой агрессии (Б) провоспалительный преобладает, поскольку не уравновешивается противоспалительным действием коры надпочечников (по [35] в авторской модификации).

Скачать (489KB)
Метаданные
4. Рис. 3. Процент (А) и число бактерий (Б) формирующих эндотоксиновую агрессию (по [74] в авторской модификации).

Скачать (318KB)
Метаданные
5. Рис. 4. Периодичность синдрома системного воспалительного ответа (ССВО) при ВИЧ-инфекции, когда фаза ЛПС-индуцированной гиперактивации иммунной системы сменяется ее истощением, связана с циклами репликации вируса и обусловленной ими повреждением кишечного барьера (по [19] в авторской модификации).

Скачать (123KB)
Метаданные
6. Рис. 5. Возрастные изменения интегральных показателей системной эндотоксинемии характеризуются увеличением уровня ЛПС в крови, снижением интегральных показателей активности гуморального звена антиэндотоксинового иммунитета и способности организма к повышению температуры тела (по [7] в авторской модификации).

Скачать (365KB)
Метаданные
7. Рис. 6. Универсальная роль эндотоксиновой агрессии общей патологии — в индукции системного воспаления (по [7] в авторской модификации).

Скачать (648KB)
Метаданные

© Российская академия наук, 2024