Порівняльний аналіз складу мікробіому кишечника пацієнтів із захворюваннями печінки різної етіології

Автор(и)

  • Vladyslav Martynov Дніпровський національний університет імені Олеся Гончара пр. Гагаріна, 72, м. Дніпро, Україна, 49010, Україна https://orcid.org/0000-0002-8602-6679
  • Viktoriia Havryliuk Дніпровський національний університет імені Олеся Гончара пр. Гагаріна, 72, м. Дніпро, Україна, 49010, Україна https://orcid.org/0000-0001-5982-2808
  • Tetiana Skliar Дніпровський національний університет імені Олеся Гончара пр. Гагаріна, 72, м. Дніпро, Україна, 49010, Україна https://orcid.org/0000-0003-2707-5240
  • Iryna Sokolova Дніпровський національний університет імені Олеся Гончара пр. Гагаріна, 72, м. Дніпро, Україна, 49010, Україна

DOI:

https://doi.org/10.15587/2519-8025.2020.192721

Ключові слова:

дисбіоз кишечника, неалкогольна жирова хвороба печінки, алкогольна хвороба печінки, вірусний гепатит С

Анотація

Мета: проаналізувати склад мікробіому кишечника в пацієнтів із захворюваннями печінки різної етіології.

Матеріали та методи: було обстежено 128 пацієнтів різної статі з патологічними ураженнями печінки. Діагностику захворювань проводили із застосуванням лабораторних та інструментальних методів дослідження. Вивчення складу мікробіоти за якісними та кількісними показниками проводили з використанням стандартних бактеріологічних методів. Статистична обробка даних здійснювалась із застосуванням t-критерія Стьюдента. Відмінності показників вважались достовірними при Р<0,05.

Результати: порівняльний аналіз складу мікробіоценозу кишечника пацієнтів з різними захворюваннями печінки показав значні падіння титрів симбіотичних бактерій: лактобактерій до 100–104 КУО/мл, біфідобактерій до 105–108 КУО/мл, ентерококів до 105–106 КУО/мл і типових кишкових паличок до 103–106 КУО/мл, а також збільшення кількості умовно-патогенних мікроорганізмів: грибів роду Candida до 104–109 КУО/мл, гемолітичних Escherichia coli до 107–109 КУО/мл, Staphylococcus spp. до 104–106 КУО/мл, Klebsiella spp. та Enterobacter spp. до 106–108 КУО/мл. За ступенем колонізації асоціативною та умовно-патогенною мікробіотою кишкового тракту найзначніші коливання відхилень показників зареєстровано у жінок та чоловіків з неалкогольним стеатогепатитом, алкогольним гепатитом і вірусним гепатитом С.

Висновки: при дослідженні виявлено значні порушення рівноваги мікробіому шлунково-кишкового тракту: спостерігалась тенденція до підвищення кількісних і якісних показників вмісту представників умовно-патогенної мікробіоти на фоні зниження титрів симбіотичних мікроорганізмів. Найзначніші відхилення у складі кишкового мікробіому спостерігались у пацієнтів із вірусним гепатитом С. Показано відмінності в мікробному пейзажі кишечнику пацієнтів різної статі з хворобами печінки, що відзначалось у змінах співвідношення окремих представників кишкової мікробіоти

Біографії авторів

Vladyslav Martynov, Дніпровський національний університет імені Олеся Гончара пр. Гагаріна, 72, м. Дніпро, Україна, 49010

Кафедра мікробіології, вірусології та біотехнології

Viktoriia Havryliuk, Дніпровський національний університет імені Олеся Гончара пр. Гагаріна, 72, м. Дніпро, Україна, 49010

Кандидат біологічних наук, доцент

Кафедра мікробіології, вірусології та біотехнології

Tetiana Skliar, Дніпровський національний університет імені Олеся Гончара пр. Гагаріна, 72, м. Дніпро, Україна, 49010

Кандидат біологічних наук, доцент

Кафедра мікробіології, вірусології та біотехнології

Iryna Sokolova, Дніпровський національний університет імені Олеся Гончара пр. Гагаріна, 72, м. Дніпро, Україна, 49010

Кандидат біологічних наук, доцент

Кафедра мікробіології, вірусології та біотехнології

Посилання

  1. Compare, D., Coccoli, P., Rocco, A., Nardone, O. M., De Maria, S., Cartenì, M., Nardone, G. (2012). Gut–liver axis: The impact of gut microbiota on non alcoholic fatty liver disease. Nutrition, Metabolism and Cardiovascular Diseases, 22 (6), 471–476. doi: http://doi.org/10.1016/j.numecd.2012.02.007
  2. Trukhan, D. I., Viktorova, I. A., Safonov, A. D. (2019). Bolezni pecheni. Saint-Peterburg, 239.
  3. Loomba, R., Sanyal, A. J. (2013). The global NAFLD epidemic. Nature Reviews Gastroenterology & Hepatology, 10 (11), 686–690. doi: http://doi.org/10.1038/nrgastro.2013.171
  4. Aron-Wisnewsky, J., Gaborit, B., Dutour, A., Clement, K. (2013). Gut microbiota and non-alcoholic fatty liver disease: new insights. Clinical Microbiology and Infection, 19 (4), 338–348. doi: http://doi.org/
  5. Gangarapu, V., Yildiz, K., Tuzun Ince, A., Baysal, B. (2014). Role of gut microbiota: Obesity and NAFLD. The Turkish Journal of Gastroenterology, 25 (2), 133–140. doi: http://doi.org/
  6. Miele, L., Valenza, V., La Torre, G., Montalto, M., Cammarota, G., Ricci, R. et. al. (2009). Increased intestinal permeability and tight junction alterations in nonalcoholic fatty liver disease. Hepatology, 49 (6), 1877–1887. doi: http://doi.org/10.1002/hep.22848
  7. Zhu, L., Baker, S. S., Gill, C., Liu, W., Alkhouri, R., Baker, R. D., Gill, S. R. (2013). Characterization of gut microbiomes in nonalcoholic steatohepatitis (NASH) patients: A connection between endogenous alcohol and NASH. Hepatology, 57 (2), 601–609. doi: http://doi.org/10.1002/hep.26093
  8. Lieber, C. S. (1993). Aetiology and pathogenesis of alcoholic liver disease. Baillière’s Clinical Gastroenterology, 7 (3), 581–608. doi: http://doi.org/10.1016/0950-3528(93)90003-b
  9. Hartmann, P., Seebauer, C. T., Schnabl, B. (2015). Alcoholic Liver Disease: The Gut Microbiome and Liver Cross Talk. Alcoholism: Clinical and Experimental Research, 39 (5), 763–775. doi: http://doi.org/10.1111/acer.12704
  10. Aly, A. M., Adel, A., El-Gendy, A. O., Essam, T. M., & Aziz, R. K. (2016). Gut microbiome alterations in patients with stage 4 hepatitis C. Gut Pathogens, 8 (1). doi: http://doi.org/10.1186/s13099-016-0124-2
  11. EASL–EASD–EASO Clinical Practice Guidelines for the management of non-alcoholic fatty liver disease. (2016). Journal of Hepatology, 64 (6), 1388–1402. doi: http://doi.org/10.1016/j.jhep.2015.11.004
  12. EASL Clinical Practical Guidelines: Management of Alcoholic Liver Disease (2012). Journal of Hepatology, 57 (2), 399–420. doi: http://doi.org/10.1016/j.jhep.2012.04.004
  13. Brenner, D. J., Krieg, N. R., Staley, J. T. (Eds.). (2005). Bergey’s Manual of Systematic Bacteriology. Boston: Springer. doi: http://doi.org/10.1007/0-387-29298-5
  14. Backhed, F., Ding, H., Wang, T., Hooper, L. V., Koh, G. Y., Nagy, A. et. al. (2004). The gut microbiota as an environmental factor that regulates fat storage. Proceedings of the National Academy of Sciences, 101 (44), 15718–15723. doi: http://doi.org/10.1073/pnas.0407076101
  15. Drenick, E. J., Fisler, J., Johnson, D. (1982). Hepatic Steatosis After Intestinal Bypass—Prevention and Reversal by Metronidazole, Irrespective of Protein-Calorie Malnutrition. Gastroenterology, 82 (3), 535–548. doi: http://doi.org/10.1016/s0016-5085(82)80403-4
  16. Cope, K., Risby, T., Diehl, A. M. (2000). Increased gastrointestinal ethanol production in obese mice: Implications for fatty liver disease pathogenesis. Gastroenterology, 119 (5), 1340–1347. doi: http://doi.org/10.1053/gast.2000.19267
  17. Baker, S. S., Baker, R. D., Liu, W., Nowak, N. J., Zhu, L. (2010). Role of Alcohol Metabolism in Non-Alcoholic Steatohepatitis. PLoS ONE, 5 (3), e9570. doi: http://doi.org/10.1371/journal.pone.0009570
  18. Lichtman, S. N., Keku, J., Schwab, J. H., Sartor, R. B. (1991). Hepatic injury associated with small bowel bacterial overgrowth in rats is prevented by metronidazole and tetracycline. Gastroenterology, 100 (2), 513–519. doi: http://doi.org/10.1016/0016-5085(91)90224-9
  19. Yokota, A., Fukiya, S., Islam, K. B. M. S., Ooka, T., Ogura, Y., Hayashi, T. et. al. (2012). Is bile acid a determinant of the gut microbiota on a high-fat diet? Gut Microbes, 3 (5), 455–459. doi: http://doi.org/10.4161/gmic.21216
  20. Devkota, S., Wang, Y., Musch, M. W., Leone, V., Fehlner-Peach, H., Nadimpalli, A. et. al. (2012). Dietary-fat-induced taurocholic acid promotes pathobiont expansion and colitis in Il10−/− mice. Nature, 487 (7405), 104–108. doi: http://doi.org/10.1038/nature11225
  21. Turnbaugh, P. J. (2012). Fat, bile and gut microbes. Nature, 487 (7405), 47–48. doi: http://doi.org/10.1038/487047a
  22. Machado, M. V., Cortez-Pinto, H. (2012). Gut microbiota and nonalcoholic fatty liver disease. Annals of Hepatology, 11 (4), 440–449. doi: http://doi.org/10.1016/s1665-2681(19)31457-7
  23. Tremaroli, V., Bäckhed, F. (2012). Functional interactions between the gut microbiota and host metabolism. Nature, 489 (7415), 242–249. doi: http://doi.org/10.1038/nature11552
  24. Abu-Shanab, A., Quigley, E. M. M. (2010). The role of the gut microbiota in nonalcoholic fatty liver disease. Nature Reviews Gastroenterology & Hepatology, 7 (12), 691–701. doi: http://doi.org/10.1038/nrgastro.2010.172
  25. Casafont Morencos, F., de Las Heras Castaño, G., Martín Ramos, L., López Arias, M. J., Ledesma, F., Pons Romero, F. (1996). Small bowel bacterial overgrowth in patients with alcoholic cirrhosis. Digestive Diseases and Sciences, 41 (3), 552–556. doi: http://doi.org/10.1007/bf02282340
  26. Mutlu, E., Keshavarzian, A., Engen, P., Forsyth, C. B., Sikaroodi, M., Gillevet, P. (2009). Intestinal Dysbiosis: A Possible Mechanism of Alcohol-Induced Endotoxemia and Alcoholic Steatohepatitis in Rats. Alcoholism: Clinical and Experimental Research, 3 3(10), 1836–1846. doi: http://doi.org/10.1111/j.1530-0277.2009.01022.x
  27. Canesso, M. C. C., Lacerda, N. L., Ferreira, C. M., Gonçalves, J. L., Almeida, D., Gamba, C. et. al. (2014). Comparing the effects of acute alcohol consumption in germ-free and conventional mice: the role of the gut microbiota. BMC Microbiology, 14 (1). doi: http://doi.org/10.1186/s12866-014-0240-4
  28. Bajaj, J. S., Heuman, D. M., Hylemon, P. B., Sanyal, A. J., White, M. B., Monteith, P. et. al. (2014). Altered profile of human gut microbiome is associated with cirrhosis and its complications. Journal of Hepatology, 60 (5), 940–947. doi: http://doi.org/10.1016/j.jhep.2013.12.019
  29. Leclercq, S., Matamoros, S., Cani, P. D., Neyrinck, A. M., Jamar, F., Stärkel, P. et. al. (2014). Intestinal permeability, gut-bacterial dysbiosis, and behavioral markers of alcohol-dependence severity. Proceedings of the National Academy of Sciences, 111 (42), E4485–E4493. doi: http://doi.org/10.1073/pnas.1415174111
  30. Bajaj, J. S., Ridlon, J. M., Hylemon, P. B., Thacker, L. R., Heuman, D. M., Smith, S. et. al. (2012). Linkage of gut microbiome with cognition in hepatic encephalopathy. American Journal of Physiology-Gastrointestinal and Liver Physiology, 302 (1), G168–G175. doi: http://doi.org/10.1152/ajpgi.00190.2011
  31. Liu, Q., Duan, Z. P., Ha, D. K., Bengmark, S., Kurtovic, J., Riordan, S. M. (2004). Synbiotic modulation of gut flora: Effect on minimal hepatic encephalopathy in patients with cirrhosis. Hepatology, 39 (5), 1441–1449. doi: http://doi.org/10.1002/hep.20194
  32. Gupta, A., Dhiman, R. K., Kumari, S., Rana, S., Agarwal, R., Duseja, A., Chawla, Y. (2010). Role of small intestinal bacterial overgrowth and delayed gastrointestinal transit time in cirrhotic patients with minimal hepatic encephalopathy. Journal of Hepatology, 53 (5), 849–855. doi: http://doi.org/10.1016/j.jhep.2010.05.017
  33. Chari, S., Teyssen, S., Singer, M. V. (1993). Alcohol and gastric acid secretion in humans. Gut, 34 (6), 843–847. doi: http://doi.org/10.1136/gut.34.6.843
  34. Dinoso, V. P. (1972). Gastric secretion and gastric mucosal morphology in chronic alcoholics. Archives of Internal Medicine, 130 (5), 715–719. doi: http://doi.org/10.1001/archinte.130.5.715
  35. Shindo, K., Machida, M., Miyakawa, K., Fukumura, M. (1993) A syndrome of cirrhosis, achlorhydria, small intestinal bacterial overgrowth, and fat malabsorption. American Journal of Gastroenterology, 88, 2084–2091.
  36. Yan, A. W., E. Fouts, D., Brandl, J., Stärkel, P., Torralba, M., Schott, E. et. al. (2010). Enteric dysbiosis associated with a mouse model of alcoholic liver disease. Hepatology, 53 (1), 96–105. doi: http://doi.org/10.1002/hep.24018
  37. Hartmann, P., Chen, P., Wang, H. J., Wang, L., McCole, D. F., Brandl, K. et. al. (2013). Deficiency of intestinal mucin-2 ameliorates experimental alcoholic liver disease in mice. Hepatology, 58 (1), 108–119. doi: http://doi.org/10.1002/hep.26321
  38. Hetta, H. F. (2014). Gut immune response in the presence of hepatitis C virus infection. World Journal of Immunology, 4 (2), 52. doi: http://doi.org/10.5411/wji.v4.i2.52
  39. Mantis, N. J., Rol, N., Corthésy, B. (2011). Secretory IgA’s complex roles in immunity and mucosal homeostasis in the gut. Mucosal Immunology, 4 (6), 603–611. doi: http://doi.org/10.1038/mi.2011.41
  40. Haro, C., Rangel-Zúñiga, O. A., Alcalá-Díaz, J. F., Gómez-Delgado, F., Pérez-Martínez, P., Delgado-Lista, J. et. al. (2016). Intestinal Microbiota Is Influenced by Gender and Body Mass Index. PLOS ONE, 11 (5), e0154090. doi: http://doi.org/10.1371/journal.pone.0154090

##submission.downloads##

Опубліковано

2020-04-30

Як цитувати

Martynov, V., Havryliuk, V., Skliar, T., & Sokolova, I. (2020). Порівняльний аналіз складу мікробіому кишечника пацієнтів із захворюваннями печінки різної етіології. ScienceRise: Biological Science, (2 (23), 15–22. https://doi.org/10.15587/2519-8025.2020.192721

Номер

№ 2 (23) (2020)

Розділ

Біологічні науки

Ліцензія

Авторське право (c) 2020 Владислав Олександрович Мартинов, Вікторія Григорівна Гаврилюк, Тетяна Володимирівна Скляр, Ірина Євгенівна Соколова

Creative Commons License

Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Наше видання використовує положення про авторські права Creative Commons CC BY для журналів відкритого доступу. 

Автори, які публікуються у цьому журналі, погоджуються з наступними умовами:

1. Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons CC BY, котра дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у цьому журналі.

2. Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у цьому журналі.