INTESTINAL MICROBIOTA AND OXIDATIVE STRESS IN PATIENTS WITH METABOLIC SYNDROME


Cite item

Full Text

Abstract

Aim: To study intestinal microbiota and the parameters of oxidative stress in patients with metabolic syndrome (MS). Methods: The sample consisted of 50 patients with MS aged 55-65 years and residing in Saint Petersburg. The reference group consisted of 129 individuals of similar age without MS. The quantitative and qualitative composition of parietal intestinal microbiota was studied by gas chromatography with mass spectrometry using microbial markers in plasma. Oxidative stress the final oxidation products of protein molecules and lipids including 8-hydroxy-2-deoxyguanosine and malonic aldehyde were estimated. Nutritional antioxidants including vitamin E, unsaturated fatty acids etc. were assessed by chromatography mass spectrometry and mass spectrometry. Results: In the parietal layer of the intestine in individuals with MS, the total number of microbial markers is positively associated with the markers of the opportunistic microflora and lower levels of normal microflora. In MS patients, the ratio of normal microflora to conditionally pathogenic microflora is twice as low as in the reference group. Level of malonic dialdehyde and 8-hydroxy-2-deoxyguanosin were 48 % and 39 % higher in the MS group. Moreover, plasma concentrations of vitamin E and zinc were lower by 42 % and 80 % in patients with MS compared to the reference group. Сonclusions: The observed differences in the quantitative and qualitative composition of the parietal microbiota of the intestine in individuals with MS compared to the reference group suggest development of intestinal dysbiosis in MS patients. The intestinal dysbiosis is accompanied by oxidative stress manifested by an increase in the level of malonic dialdehyde in the blood plasma and 8-hydroxy-2-deoxyguanosine in the urine, as well as a decrease in the level of vitamin E and zinc in the blood plasma.

About the authors

I. I. Shantir'

Nikiforov Russian Center of Emergency and Radiation Medicine, EMERCOM of Russia

G. G. Rodionov

Nikiforov Russian Center of Emergency and Radiation Medicine, EMERCOM of Russia

Email: rodgengeor@yandex.ru
доктор медицинских наук, доцент, зав. научно-исследовательской лабораторией токсикологии и лекарственного мониторинга

Yu. A. Fominykh

Pavlov First Saint Petersburg State Medical University

S. S. Batskov

Nikiforov Russian Center of Emergency and Radiation Medicine, EMERCOM of Russia

I. E. Ushal

Nikiforov Russian Center of Emergency and Radiation Medicine, EMERCOM of Russia

E. A. Kolobova

Nikiforov Russian Center of Emergency and Radiation Medicine, EMERCOM of Russia

E. V. Svetkina

Nikiforov Russian Center of Emergency and Radiation Medicine, EMERCOM of Russia

M. V. Sannikov

Nikiforov Russian Center of Emergency and Radiation Medicine, EMERCOM of Russia

References

  1. Бондаренко В. М., Мацулевич Т. В. Дисбактериоз кишечника как клинико-лабораторный синдром: современное состояние проблемы. М.: ГЭОТАР-Медиа, 2007. 304 с.
  2. Борщев Ю. Ю., Ермоленко Е. И. Метаболический синдром и микроэкология кишечника // Трансляционная медицина. 2014. № 1. С. 19-28.
  3. Булаева Н. И., Голухова Е. З. Эндотелиальная дисфункция и оксидативный стресс: роль в развитии кардиоваскулярной патологии // Креативная кардиология. 2013. № 1. С 14-22.
  4. Дисбиоз кишечника: руководство по диагностике и лечению. 2-е изд., испр. и доп. / под ред. Е. И. Ткаченко, А. Н. Суворова. СПб.: ИнформМед, 2009. 276 с.
  5. Кудрин А. В., Громова О. А. Микроэлементы в иммунологии и онкологии. М.: ГЭОТАР-Медиа, 2007. 544 с.
  6. Лазебник Л. Б., Дроздов В. Н. Заболевания органов пищеварения у пожилых. М.: Анахарсис, 2003. 208 с.
  7. Лазебник Л. Б., Звенигородская Л. А. Метаболический синдром и органы пищеварения. М.: Анахарсис, 2009. 183 с.
  8. Меньщикова Е. Б., Ланкин В. З. Окислительный стресс. Прооксиданты и антиоксиданты. М., 2006. 556 с.
  9. Меньщикова Е. Б., Зенков Н. Н. Окислительный стресс: патологические состояния и заболевания. Новосибирск: АРТА, 2008. 284 с.
  10. Методика масс-спектрометрии как способ оценки пристеночной микробиоты кишечника при заболеваниях органов пищеварения / под ред. Г. А. Осипова, В. П. Новиковой. СПб., 2013. 96 с.
  11. Методика определения микроэлементов в диагностируемых биосубстратах методом масс-спектрометрии с индуктивно-связанной плазмой: методические рекомендации. Утверждены ФЦГСЭН МЗ РФ 26.03.2003 / Л. Г. Подунова [и др.]. М.: ФЦГСЭН МЗ РФ, 2006. 24 с.
  12. Немцов В. И. Нарушения состава кишечной микрофлоры и метаболический синдром // Клинико-лабораторный консилиум. 2010. № 1. С. 4-13.
  13. Оксидативный стресс и воспаление: патогенетиче ское партнерство: монография / под ред. О. Г. Хурцилавы, Н. Н. Плужникова, Я. А. Накатиса. СПб., 2012. 340 с.
  14. Протокол ведения больных. «Дисбактериоз кишечника» ОСТ 91500.11.0004-2003 дисбактериоз кишечника (утв. Приказом Минздрава РФ от 9 июня 2003 г. № 231).
  15. Скальный А. В. Химические элементы в физиологии и экологии человека. М., 2004. 216 с.
  16. Фадеенко Г. Д. «Жировая печень»: этиопатогенез, диагностика, лечение // Сучасна гастроентеролопя. 2003. № 3 (13). С. 9-17.
  17. Шварц В. Воспаление жировой ткани. Ч. 2. Патогенетическая роль при сахарном диабете 2-го типа // Проблемы эндокринологии. 2009. Т. 55, № 5. С. 43-48.
  18. Bartosinska E., Buszewska-Forajta M., Siluk D. GC-MS and LC-MS approaches for etermination of tocopherols and tocotrienols in biological and food matrices // Journal of Pharmaceutical and Biomedical Analysis. 2016. Vol. 127. P. 156-169.
  19. Cani P. D., Amor J., Iglesias M. A. et al. Metabolic endotoxemia initiates obesity and insulin resistance // Diabetes. 2007. Vol. 56, N 7. Р. 1761 - 1772.
  20. Cani P. D., Delzenne N. M. The role of gut microbiota in energy metabolism and metabolic disease // Curr. Pharm. Des. 2009. Vol. 15, N 13. P. 1546-1558.
  21. Hopkins M. J., Sharp R., Macfarlane G. T. Age and disease related changes in intestinal bacterial populations assessed by cell culture, 16S rRNA abundance, and community cellular fatty acid profiles // Gut. 2001. Vol. 48. P. 198-205.
  22. Lee J., Koo N., Min D. В. Reactive oxygen species, aging, and antioxidative nutraceuticals // Comprehensive Reviews in Food Science and Food Safety. 2004. Vol. 3, N 1. Р. 21-33.
  23. Ley R. E., Turnbaugh P. J., Klein S., Gordon J. I. Microbial ecology: human gut microbes associated with obesity // Nature. 2006. Vol. 444. P. 1022-1023.
  24. Lovric J., Mesic M., Macan M., Koprivac M., Kelava M., Bradamante V. Measurement of malondialdehyde (MDA) level in rat plasma after simvastatin treatment using two different analytical methods // Periodicum Biologorum. 2008. Vol. 110, N 1. P. 63-67.
  25. Mitsuoka T. Bifidobacteria and their role in human health // Journal of Industrial Microbiology. 1990. Vol. 6, Iss. 4. P. 263-267.
  26. Pekiner B. D. Vitamin E as an antioxidant // Journal of Faculty of Pharmacy of Ankara University. 2003. Vol. 32, N 4. Р. 243-267.
  27. Ren J., Mozurkewich E. L., Sen A., Vahratian A. M., Ferreri T. J., Morse A. N., Djuric Z. Total Serum Fatty Acid Analysis by GC-MS: Assay Validation and Serum Sample Stability // Current Pharmaceutical Analysis. 2013. Vol. 9, N 4. P. 331-339.
  28. Wang C. J., Yang N. H., Chang C. C., Liou S. H., Lee H. L. Rapid and simple on-step membrane extraction for the determination of 8-hydroxy-2’-deoxyguanosine in human plasma by a combination os on-line solid phase extraction and LC-MS/MS // Journal of Chromatography B. 2011. Vol. 879, Iss. 30. P. 3538-3543.
  29. Woodmansey E. J., McMurdo M. E. T., Macfarlane G. T., Macfarlane S. Comparison of compositions and metabolic activities of fecal microbiotas in young adults and in antibiotic-treated and non-antibiotic-treated elderly subjects // Applied and Environmental Microbiology. 2004. Vol. 70, N 10. P. 6113-6122.
  30. Zoetendal E. G., Rajilic-Stojanovic M., de Vos W. M. High-throughput diversity and functionality analysis of the gastrointestinal tract microbiota // Gut. 2008. Vol. 57, N 11. P. 1605-1615.

Copyright (c) 2019 Shantir' I.I., Rodionov G.G., Fominykh Y.A., Batskov S.S., Ushal I.E., Kolobova E.A., Svetkina E.V., Sannikov M.V.

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.
 


This website uses cookies

You consent to our cookies if you continue to use our website.

About Cookies