В Швеции оценили, как лекарства и кофе влияют на микробиом кишечника

Микробиом кишечника включает в себя бактерии, вирусы, микроскопические грибы и т.д. Давно известно, что многочисленные обитатели желудочно-кишечного тракта человека могут выделять продукты своей жизнедеятельности в кровоток, оказывая положительное или отрицательное влияние на здоровье хозяина. С другой стороны, диета, антибиотики и другие лекарства, особенности метаболизма хозяина влияют на количественный и качественный состав микробиома. Патогенные изменения микробиома могут играть роль в развитии хронических заболеваний сердечно-сосудистой системы, ожирения, диабета второго типа. Однако причинно-следственные связи недостаточно исследованы.

Изучение микробиома в контексте метаболома человека — одно из самых новых направлений в постгеномных исследованиях. Очередное исследование ассоциации между микробиомом кишечника и метаболитами крови провели ученые из Уппсальского и Лундского университетов (Швеция). Биологические образцы были собраны в рамках национального популяционного исследовательского проекта поиска маркеров риска сердечно-сосудистых и легочных заболеваний у пациентов 50–64 лет — SCAPIS (Swedish CArdioPulmonary bioImage Study). Всего исследовали 8583 образцов фекалий и крови.

Авторы провели метагеномное шотган-секвенирование фекальных образцов на системе Illumina Novaseq 6000 и по геномным данным определили разнобразие микроорганизмов. Было выявлено 1520 бактериальных видов, 4 архейных, 2 эукариотических и 2 неклассифицированных, в среднем 325 видов на образец.

Данные по биоразнообразию кишечного микробиома сопоставляли с данными по метаболому — составу низкомолекулярных аналитов в плазме крови этих же пациентов. Метаболом исследовали с помощью высокоэффективной жидкостной хроматографии — масс-спектрометрии; всего было найдено более тысячи метаболитов.

Авторы обнаружили, что микробиота кишечника объясняет до 58% дисперсии отдельных метаболитов плазмы. Они нашли 997 ассоциаций между альфа-разнообразием (видовым разнообразием внутри местообитания) и метаболитами и 546 819 ассоциаций — между конкретными видами и метаболитами.

В итоге получено большое количество новых ассоциативных пар микробиома и метаболома, которые достаточно устойчивы и зависят от образа жизни и состояния здоровья. Например, впервые показана прочная связь между двенадцатью метаболитами кофе в плазме крови, которые связаны с его высоким потреблением, и увеличением количества представителей порядка Eubacteriales и вида Streptococcus salivarius в кишечнике. Комменсальная бактерия S. salivarius колонизирует слизистую рта и кишечника одной из первых. Предполагается, что она положительно влияет на здоровье полости рта и верхних дыхательных путей, ингибируя колонизацию патогенами. Впрочем, авторы отмечают, что на результаты могло повлиять высокое содержание антиоксидантов в кофе и его действие на перистальтику кишечника.

У лиц, принимающих омепразол (препарат, понижающий кислотность желудочного сока), в кишечнике было больше бактерий, типичных для флоры полости рта и участвующих в углеводном обмене. При лечении противодиабетическим препаратом метформином возрастала численность бактерий, несущих гены метаболизма аминокислот и углеводов.

Полученные сведения было решено опубликовать в открытом доступе на сайте дата-центра университета Уппсалы, чтобы другие ученые, занимающиеся проблематикой микрофлоры кишечника и его взаимодействия с организмом хозяина, могли использовать полученные сведения в своей работе.

Кишечная микробиота эволюционирует вместе с людьми

На микробиом кишечника больше влияют условия жизни, чем наследственность

Искусственный микробиом защитил мышей от патогенной кишечной палочки