Адаптация человека к условиям Крайнего Севера: фокус на коррекцию микробно-тканевого комплекса желудочно-кишечного тракта

Обложка

Цитировать

Полный текст

Аннотация

Суровые природно-климатические условия, особенности труда, отдыха, питания, физической активности, перемещения и общения людей в Арктической зоне могут обусловливать нарушения качественного, количественного состава, функций и метаболической активности кишечной микробиоты. В статье представлены результаты исследований, свидетельствующие об уменьшении численности, изменении морфологических и биологических свойств лакто- и бифидобактерий, активации условно-патогенной и патогенной флоры кишечника жителей Крайнего Севера. Раскрыты некоторые механизмы коммуникации организма человека и кишечного микробиоценоза. Показано влияние микробиоты на нервные окончания, проницаемость кишечника, иммуновоспалительные процессы. Обобщены данные об участии молекул микробного происхождения в модуляции нейротрансмиссии в головном и спинном мозге, активности гипоталамо-гипофизарно-надпочечниковой системы. Освещены позитивные эффекты про-, пребиотиков и других биологически активных добавок в коррекции состояний, связанных с эколого-профессиональным стрессом.

Об авторах

Светлана Петровна Саликова

ФГБВОУ ВО «Военно-медицинская академия имени С. М. Кирова» Министерства обороны Российской Федерации

Email: tuv2@vmeda.org
доктор медицинских наук, доцент 2-й кафедры (терапии усовершенствования врачей) г. Санкт-Петербург

Андрей Александрович Власов

ФГБВОУ ВО «Военно-медицинская академия имени С. М. Кирова» Министерства обороны Российской Федерации

г. Санкт-Петербург

Владимир Борисович Гриневич

ФГБВОУ ВО «Военно-медицинская академия имени С. М. Кирова» Министерства обороны Российской Федерации

г. Санкт-Петербург

Список литературы

  1. Ахременко Я. А. Механизмы нарушений колонизационной резистентности у детей в условиях Севера: автореф. дис. ... канд. мед. наук. Якутск, 2004. 23 с
  2. Власов А. А., Шперлинг М. И., Тёркин Д. А., Быстрова О. В., Осипов Г. А., Саликова С. П., Гриневич В. Б. Влияние пребиотического комплекса на состояние микробиоценоза кишечника и эндотоксинемию у крыс-самок с экспериментальной сердечной недостаточностью // Бюллетень экспериментальной биологии и медицины. 2019. Т. 168, № 10. С. 416-419
  3. Гриневич В. Б., Кравчук Ю. А., Сас Е. И. Эволюция понятия микробно-тканевого комплекса кишечника // Экспериментальная и клиническая гастроэнтерология. 2020. Т. 183, № 11. С. 4-10. doi: 10.31146/1682-8658-ecg-183-11-4-10
  4. Иванова Т. Н. Микробиологические особенности дисбиоза кишечника у жителей Крайнего Севера: автореф. дис. ... канд. мед. наук. Санкт-Петербург, 2008. 24 с
  5. Ким Л. Б., Белишева Н. К., Путятина А. Н., Русских Г. С., Кожин П. М., Цыпышева О. Б. Возрастная динамика основных компонентов внеклеточного матрикса у жителей российской Арктики // Успехи геронтологии. 2017. Т. 30, № 3. С. 332-340
  6. Колпаков А. Р., Розуменко А. А., Панин Л. Е. Приполярная медицина: итоги, проблемы, перспективы // Вестник Уральской медицинской академической науки. 2014. № 2 (48). С. 56-59
  7. Листопадова А. П., Петренко Ю. В. Нейропептид Y: физиологическая роль и клиническое значение // Медицина: теория и практика. 2018. Т. 3, № S. С. 157-162
  8. Мухина А. Ю., Медведева О. А., Свищева М. В., Шевченко А. В., Ефремова Н. Н., Бобынцев И. И. и др. Состояние микробиоты толстой кишки на фоне иммобилизационного стресса и при применении селанка у крыс // Бюллетень экспериментальной биологии и медицины. 2019. Т. 167, № 2. С. 175-178
  9. Мызников И. Л., Бурцев Н. Н., Кузьминов О. В., Аскерко Н. В., Маточкина А. А., Полищук Ю. С., Ефимова О. А. Состояние здоровья военнослужащих, проходящих службу в морской пехоте на Европейском Севере // Вестник Уральской медицинской академической науки. 2014. № 2 (48). С. 88-90
  10. Пастухов Ю. Ф., Максимов А. Л., Хаскин В. В. Адаптация к холоду и условиям субарктики: проблемы термофизиологии / Науч. совет по физиол. наукам РАН. Магадан, 2003. 20 с
  11. Пат. 2233320 C2. Российская Федерация. Способ получения биологически активного препарата, биологически активная добавка (БАД) к пище пребиотического действия, приводящая к коррекции (нивелированию) метаболического синдрома и лекарственный препарат для регуляции микробиоценоза желудочно-кишечного тракта. Заявитель и патентообладатель Гриневич В. Б. № 2001 104412/13; заявл. 13.02.2001; опубл. 27.07.2004
  12. Раков А. Л., Гриневич В. Б., Крюков А. Е., Богданов И. В., Рысев А. В., Захарченко М. М. и др. Клиническая эффективность пребиотиков в комплексном лечении внебольничной пневмонии у военнослужащих, проходящих службу по призыву // Военно-медицинский журнал. 2006. Т. 327, № 4. С. 15-22
  13. Сарычев А. С., Гудков А. Б., Попова О. Н. Компенсаторно-приспособительные реакции внешнего дыхания у нефтяников в динамике экспедиционного режима труда в Заполярье // Экология человека. 2011. № 3. С. 7-13
  14. Симбирцев А. С. Цитокины в патогенезе инфекционных и неинфекционных заболеваний человека // Медицинский академический журнал. 2013. Т. 13, № 3. С. 18-41
  15. Ситкин С. И., Ткаченко Е. И., Вахитов Т. Я. Метаболический дисбиоз кишечника и его биомаркеры // Экспериментальная и клиническая гастроэнтерология. 2015. Т. 12, № 124. С. 6-29
  16. Смирнов С. К., Ильин В. К., Усанова Н. А., Орлов О. И. Влияние профилактического приема пребиотика эубикора на состояние микрофлоры в эксперименте с изоляцией // Авиакосмическая и экологическая медицина. 2016. Т. 50, № 2. С. 53-56
  17. Солонин Ю. Г., Бойко Е. Р. Медико-физиологические проблемы в Арктике // Известия Коми научного центра УрО РАН. 2017. № 4 (32). С. 33-40
  18. Тегза В. Ю., Уховский Д. М., Власов А. А. Взаимосвязи уровня барометеочувствительности с показателями сердечно-сосудистой системы, вегетативного баланса и гормонального статуса у барометеочувствительных военнослужащих, больных гипертонической болезнью, на Крайнем Севере // Вестник Российской военно-медицинской академии. 2011. № 3 (35). С. 108-111
  19. Тренева Е. В., Булгакова С. В., Романчук П. И., Захарова Н. О., Сиротко И. И. Мозг и микробиота: нейроэндокринные и гериатрические аспекты // Бюллетень науки и практики. 2019. Т. 5, № 9. С. 26-52. doi: 10.33619/2414-2948/46/03
  20. Хаснулин В. И., Артамонова М. В., Хаснулин П. В. Реальное состояние здоровья жителей высоких широт в неблагоприятных климатогеографических условиях Арктики и показатели официальной статистики здравоохранения // Международный журнал прикладных и фундаментальных исследований. 2015. № 9-1. С. 68-73
  21. Черкашин Д. В., Макиев Р. Г., Кириченко П. Ю., Марин А. И., Фисун А. Я., Аланичев А. Е. Современные подходы и технологии, используемые при медицинском обеспечении военнослужащих в условиях Крайнего Севера // Военно-медицинский журнал. 2020. Т. 341, № 3. С. 4-9
  22. Шендеров Б. А., Ткаченко Е. И., Захарченко М. М., Синица А. В. Метабиотики: перспективы, вызовы и возможности // Медицинский алфавит. 2019. Т. 2, № 13 (388). С. 43-48. doi: 10.33667/2078-5631-2019-2-13(388)-43-48
  23. Abdurasulov K. D., Dydymov N. A. Arctic pulmonary hypertension. Medicine of Kyrgyzstan. 2018, 6, pp. 35-39.
  24. Burokas A., Arboleya S., Moloney R. D., Peterson V. L., Murphy K., Clarke G. et al. Targeting the Microbiota-Gut-Brain Axis: Prebiotics Have Anxiolytic and Antidepressant-like Effects and Reverse the Impact of Chronic Stress in Mice. Biol Psychiatry. 2017, 82 (7), pp. 472-487. DOI: 10.1016/j. biopsych.2016.12.031
  25. Chashchin V. V, Kovshov A. A., Thomassen Y., Sorokina T., Gorbanev S. A., Morgunov B., Gudkov A. B., Chashchin M., Sturlis N. V, Trofimova A., Odland О. J., Nieboer E. Health Risk Modifiers of Exposure to Persistent Pollutants among Indigenous Peoples of Chukotka. International Journal of Environmental Research and Public Health. 2020, 17 (1), p. 128. doi: 10.3390/ijerph17010128
  26. Clarke G., Grenham S., Scully P., Fitzgerald P, Moloney R. D., Shanahan F. et al. The microbiome-gut-brain axis during early life regulates the hippocampal serotonergic system in a sex-dependent manner. Mol Psychiatry. 2013, 18 (6), pp. 666-673. doi: 10.1038/mp.2012.77
  27. Galland L. The gut microbiome and the brain. J Med Food. 2014, 17 (12), pp. 1261-1272. DOI: 10.1089/ jmf.2014.7000
  28. Holzer P., Farzi A. Neuropeptides and the microbiota-gut-brain axis. Adv Exp Med Biol. 2014, 817, pp. 195-219. doi: 10.1007/978-1-4939-0897-4 9
  29. Karl J. P., Margolis L. M., Madslien E. H., Murphy N. E., Castellani J. W., Gundersen Y. et al. Changes in intestinal microbiota composition and metabolism coincide with increased intestinal permeability in young adults under prolonged physiological stress. Am J Physiol Gastrointest Liver Physiol. 2017, 312 (6), pp. G559-571. DOI: 10.1152/ ajpgi.00066.2017
  30. Kazemi A., Noorbala A. A., Azam K., Eskandari M. H., Djafarian K. Effect of probiotic and prebiotic vs placebo on psychological outcomes in patients with major depressive disorder: A randomized clinical trial. Clin Nutr. 2019, 38 (2), pp. 522-528.
  31. Latorre E., Layunta E., Grasa L., Castro M., Pardo J., Gomollon F. et al. Intestinal Serotonin Transporter Inhibition by Toll-Like Receptor 2 Activation. A Feedback Modulation. PLoS One. 2016, 11 (12), p. e0169303. DOI: 10.1371/ journal.pone.0169303
  32. Li C., Cai Y. Y., Yan Z. X. Brain-derived neurotrophic factor preserves intestinal mucosal barrier function and alters gut microbiota in mice. Kaohsiung J Med Sci. 2018, 34 (3), pp. 134-141. doi: 10.1016/j.kjms.2017.1 1.002
  33. Liu X., Cao S., Zhang X. Modulation of Gut Microbiota-Brain Axis by Probiotics, Prebiotics, and Diet. J Agric Food Chem. 2015, 63 (36), pp. 7885-7895. doi: 10.1021/acs. jafc.5b02404
  34. Luczynski P., McVey Neufeld K.-A., Seira Oriach C., Clarke G., Dinan T. G., Cryan J. F. Growing up in a bubble: using germ-free animals to assess the influence of the gut microbiota on brain and behavior. Int. J. Neuropsychopharmacol. 2016, 19 (8), p. 020. DOI: 10.1093/ ijnp/pyw020
  35. Luczynski P., Whelan S. O., O’Sullivan C., Clarke G., Shanahan F., Dinan T. G., Cryan J. F. Adult microbiota-deficient mice have distinct dendritic morphological changes: differential effects in the amygdala and hippocampus. Eur J Neurosci. 2016, 44 (9), pp. 2654-2666. DOI: 10.1111/ ejn.13291
  36. Lyte M., Cryan J. F. Editors Microbial Endocrinology: The Microbiota-Gut-Brain Axis in Health and Disease. New York, Springer, 2014. 436 р. doi: 10.1007/978-1-4939-0897-4
  37. McKean J., Naug H., Nikbakht E., Amiet B., Colson N. Probiotics and Subclinical Psychological Symptoms in Healthy Participants: A Systematic Review and Meta-Analysis. J Altern Complement Med. 2017, 23 (4), pp. 249-258. DOI: 10.1089/ acm.2016.0023
  38. Oleskin A. V, Shenderov B. A. Neuromodulatory effects and targets of the SCFAs and gasotransmitters produced by the human symbiotic microbiota. Microb Ecol Health Dis. 2016, 27, p. 3097.
  39. Pokusaeva K., Johnson C., Luk B., Uribe G., Fu Y., Oezguen N. et al. GABA-producing Bifidobacterium dentium modulates visceral sensitivity in the intestine. Neurogastroenterol Motil. 2017, 29, p. e12904. doi: 10.1111/nmo.12904
  40. Quagliariello A., Di Paola M., De Fanti S., Gnecchi-Ruscone G. A., Martinez-Priego L., Perez-Villaroya D. et al. Gut microbiota composition in Himalayan and Andean populations and its relationship with diet, lifestyle and adaptation to the high-altitude environment. J Anthropol Sci. 2019, 96, pp. 189-208. doi: 10.4436/JASS.97007
  41. Ramirez V. T., Sladek J., Godinez D. R., Rude K. M., Chicco P., Murray K. et al. Sensory nociceptive neurons contribute to host protection during enteric infection with Citrobacter rodentium. J Infect Dis. 2020, 221 (12), pp. 19781988. doi: 10.1093/infdis/jiaa014
  42. Rodino-Janeiro B. K., Alonso-Cotoner C., Pigrau M., Lobo B., Vicario M., Santos J. Role of Corticotropin-releasing Factor in Gastrointestinal Permeability. J Neurogastroenterol Motil. 2015, 21 (1), pp. 33-50. doi: 10.5056/jnm14084
  43. Schnupf P., Gaboriau-Routhiau V., Gros M., Friedman R., Moya-Nilges M., Nigro G. et al. Growth and host interaction of mouse segmented filamentous bacteria in vitro. Nature. 2015, 520 (7545), pp. 99-103. DOI: 10.1038/ nature14027
  44. Sudo N. Microbiome, HPA axis and production of endocrine hormones in the gut. Adv Exp Med Biol. 2014, 817, pp. 177-194. doi: 10.1007/978-1-4939-0897-4_8
  45. Tse J. K. Y. Gut Microbiota, Nitric Oxide, and Microglia as Prerequisites for Neurodegenerative Disorders. ACS Chem Neurosci. 2017, 8 (7), pp. 1438-1447.
  46. Valladares R., Bojilova L., Potts A. H., Cameron E., Gardner C., Lorca G., Gonzalez C. F. Lactobacillus johnsonii inhibits indoleamine 2,3-dioxygenase and alters tryptophan metabolite levels in BioBreeding rats. FASEB J. 2013, 27 (4), pp. 1711-20. doi: 10.1096/fj.12-223339
  47. Wang H., Braun C., Murphy E. F., Enck P. Bifidobacterium longum 1714™ Strain Modulates Brain Activity of Healthy Volunteers During Social Stress. Am J Gastroenterol. 2019, 114 (7), pp. 1152-1162. DOI: 10.14309/ ajg.0000000000000203
  48. Watanabe Y., Arase S., Nagaoka N., Kawai M., Matsumoto S. Chronic Psychological Stress Disrupted the Composition of the Murine Colonic Microbiota and Accelerated a Murine Model of Inflammatory Bowel Disease. PLoS One. 2016, 11 (3), p. e0150559. doi: 10.1371/journal. pone.0150559
  49. Yano J. M., Yu K., Donaldson G. P., Shastri G. G., Ann P., Ma L. et al. Indigenous bacteria from the gut microbiota regulate host serotonin biosynthesis. Cell. 2015, 161 (2), pp. 264-276. doi: 10.1016/j.cell.2015.02.047
  50. Zhou J., Martin R. J., Tulley R. T., Raggio A. M., McCutcheon K. L., Shen L. et al. Dietary resistant starch upregulates total GLP-1 and PYY in a sustained day-long manner through fermentation in rodents. American Journal of Physiology - Endocrinology and Metabolism. 2008, 295 (5), pp. E1160-E1166.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

© Саликова С.П., Власов А.А., Гриневич В.Б., 2021

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


Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».