Changes of intestinal microbiota and ivabradine biotransformation in rats after alcohol introduction

Cover Page

Cite item

Full Text

Abstract

The role of intestinal microbiota in progress of many pathological processes is discussed in recent publications. It was shown that the continuous intestinal dysbiosis, including the increased bacterial growth syndrome, affects the digestion and the biotransformation of xenobiotics. Intestinal microbiota provokes metabolic failures leading to severe diseases acting via several mechanisms. Alcohol is found to be a common dysbiotic factor and toxic agent affecting the systems of biotransformation. This study was to estimate the associations between the intestinal microbiota and the biotransformation of ivabradine, CYP3A4 substrate, in rats during the chronic alcohol intake. The study used 30 male Wistar rats divided into two groups – control and experimental, administrated 15% ethanol as a sole water supply during 40 days to model the chronic alcohol intake. The decrease of bifido- and lactobacterium spp. found in experimental group correlated with excretion and metabolic ratio of ivabradine metabolite and ivabradine in urine. These findings demonstrate the participation of intestinal microbiota in the metabolism of ivabradine after oral introduction.

About the authors

Boris Evgenyevich Tolkachev

Volgograd State Medical University

Author for correspondence.
Email: boris.volgmed@mail.ru

candidate of medical sciences, associate professor of Fundamental Medicine and Biology Department

Russian Federation, Volgograd

Evgeny Igorevich Morkovin

Volgograd State Medical University; Volgograd Medical Research Center

Email: e.i.morkovin@gmail.com

candidate of medical sciences, associate professor of Fundamental Medicine and Biology Department; senior researcher of Genomic and Proteomic Researches Laboratory

Russian Federation, Volgograd; Volgograd

Liliya Petrovna Knyshova

Volgograd State Medical University; Volgograd Medical Research Center

Email: knyshova-liliya@inbox.ru

postgraduate student of Clinical Laboratory Diagnostics Department; junior researcher of Genomic and Proteomic Researches Laboratory

Russian Federation, Volgograd; Volgograd

Anatoly Trofimovich Yakovlev

Volgograd State Medical University

Email: yakov1609@yandex.ru

doctor of medical sciences, professor, head of Clinical Laboratory Diagnostics Department

Russian Federation, Volgograd

Andrey Valeryevich Strygin

Volgograd State Medical University; Volgograd Medical Research Center

Email: drumsav@mail.ru

candidate of medical sciences, head of Fundamental Medicine and Biology Department; head of Genomic and Proteomic Researches Laboratory

Russian Federation, Volgograd; Volgograd

References

  1. Rolfe R.D. Interactions among microorganisms of the indigenous intestinal flora and their influence on the host // Rev Infect Dis. 1984. Vol. 6. Suppl 1. S. 73-79.
  2. Goodacre R. Metabolomics of a superorganism // J. Nutr 2007. Vol. 137 (1 Suppl). P. 259-266.
  3. Turnbaugh P.J., Ley R.E., Hamady M. et al. The human microbiome project // Nature. 2007. Vol. 449 (7164). P. 804-810.
  4. Пауков B.C., Угрюмов А.И., Беляева Н.Ю. Межорганные отношения при алкогольной интоксикации // Архив патологии. 1991. Т. 53, № 3. С. 3-10.
  5. Jenkins D.J.A., Kendall C.W.C., Vuksan V. Inulin, Oligofructose and Intestinal Function // J. Nutr. 1999. Vol. 129. P. 1431-1433.
  6. Тюренков И.Н., Куркин Д.В., Волотова Е.В., Бакулин Д.А. Роль микрофлоры кишечника, состава пищи, GPR41 и GPR43 рецепторов к короткоцепочечным жирным кислотам в энергетическом обмене позвоночных животных // Успехи физиологических наук. 2017. Т. 48, № 2. С. 141-153.
  7. Хавкин А.И. Микрофлора пищеварительного тракта. М.: Фонд социальной педиатрии, 2006. 416 с.
  8. Кнышова Л.П., Яковлев А.Т., Морковин Е.И., Доценко А.М. Динамика микробиологических показателей и провоспалительных интерлейкинов при моделировании хронической алкогольной интоксикации у крыс // Врач-аспирант. 2017. Т. 84, № 5. С. 69-75.
  9. Кнышова Л.П., Яковлев А.Т. Роль эндогенной интоксикации в нарушении гомеостаза организма человека при алкогольной интоксикации // Наука в современном информационном обществе: мат-лы IX междунар. науч.-практ. конф. М.: НИЦ «Академический», 2016. С. 31-33.
  10. Кнышова Л.П., Яковлев А.Т., Ларионов С.С. Экзо- и эндогенные этиологические факторы нарушения микробиоценоза // Современные инновации. 2016. № 5 (7). С. 53-57.
  11. Bode Ch., Schäfer C., Bode J.Ch. The role of gut-derived bacterial toxins (endotoxin) for the development of alcoholic liver disease in man // Gut and the Liver. Kluwer Academic Publishers, Dordrecht, Boston, London. 1998. P. 281-298.
  12. Paiva S.A.R., Sepe T.E., Booth S.L., Camilo M.E., O'Brien M.E., Davidson K.W., Sadowski J.A., Russell R.M. Interaction between vitamin K nutriture and bacterial overgrowth in hypochlorhydria induced by omeprazole // Am. J. Clin. Nutr. 1998. Vol. 68. P. 699-704.
  13. Gill S.R., Pop М., DeBoy R.T. et al. Metagenomic Analysis of the Human Distal Gut Microbiome // Science. 2 June 2006. Vol. 312. P. 1355-1359.
  14. Куценко С.А. Основы токсикологии. М.: Фолиант, 2004. 570 с.
  15. Черняк Ю.И., Колесников С.И., Черняк Е.В. Цитохром Р450: основные представления, методы исследования, значение для практической медицины: учеб.-метод. пособие. 2-е изд., испр. Иркутск: Изд-во ИГУ, 2014. С. 47.
  16. Кнышова Л.П., Поройский С.В., Яковлев А.Т., Морковин Е.И., Тарасов А.С. Критерии достоверности воспроизведения экспериментальной модели хронической алкогольной интоксикации // Волгоградский научно-медицинский журнал. 2016. № 4 (52). С. 48-52.
  17. Кнышова Л.П., Поройский С.В., Яковлев А.Т., Морковин Е.И. Влияние экспериментальной хронической эндогенной алкогольной интоксикации на микрофлору кишечника // Вестник Волгоградского государственного медицинского университета. 2016. № 4 (60). С. 40-44.
  18. Даштемирова Д.Х., Яковлев А.Т., Кнышова Л.П. Влияние хронической алкогольной интоксикации на состояние микрофлоры кишечника в эксперименте // Современные тенденции в науке и образовании: сб. материалов XVIII междунар. науч.-практ. конф. 2017. С. 303-304.
  19. Петров В.И., Магницкая О.В., Толкачев Б.Е. и др. Определение метаболического отношения N-деметиливабрадин/ивабрадин для оценки активности CYP3A4 // Вестник ВолгГМУ. 2013. № 3 (47). С. 30-32.
  20. Петров В.И., Магницкая О.В., Толкачев Б.Е. и др. Сравнительная оценка методов определения метаболического коэффициента N-деметиливабрадин/ ивабрадин в плазме и моче // Вестник ВолгГМУ. 2013. № 3 (47). С. 33-34.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download
2. Figure 1 - The state of the saccharolytic microbiota of the intestine of rats after alcoholization. Note: ** - p <0.01 (Mann-Whitney U-test)

Download (29KB)
Indexing metadata
3. Figure 2 - Metabolic ratio of N-desmethylivabradine / ivabradine and their total excretion. Note: *** - p <0.05 (Student's t-test)

Download (26KB)
Indexing metadata
4. Figure 3 - Correlation of indices of ivabradine metabolism and the state of the saccharolytic microbiota. Note: the correlation coefficients and the level of significance according to the Spearman rank test are shown, the solid line is the results of linear regression for lactobacilli, the dotted line is for bifidobacteria.

Download (32KB)
Indexing metadata

Copyright (c) 2017 Tolkachev B.E., Morkovin E.I., Knyshova L.P., Yakovlev A.T., Strygin A.V.

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 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».