Комиссарова Дарья Валерьевна, канд. биол. наук
Москва
Moscow
Пастушкова Людмила Ханифовна, д-р биол. наук
Москва
Moscow
Каширина Дарья Николаевна, канд. биол. наук
Москва
Moscow
Ильин Вячеслав Константинович, д-р мед. наук, профессор
Москва
Moscow
Ларина Ирина Михайловна, д-р мед. наук, профессор
Москва
Moscow
Введение. Микрофлора кишечника человека обладает целым спектром важных для организма функций: осуществляет неспецифическую противовоспалительную защиту посредством продукции бактериоцинов, органических кислот и веществ с бактериостатическими свойствами, стимулирует эукариотические клетки к синтезу муцина и веществ с антимикробной активностью, подавляет развитие воспалительных реакций в клетках эпителия кишечника. Очевидно, эти бактерии действуют синергично с иммунокомпетентными клетками кишечника, претерпевающими изменения в условиях невесомости, моделируемых с помощью «сухой» иммерсии. Регуляторные и метаболические изменения, происходящие во время модельных экспериментов, отражаются в том числе на белковом составе крови.
Цель. Выявление взаимосвязи между уровнем белков в крови человека и количеством E. coli, Lactobacillus spp., Enterococcus spp. и Bifidobacterium spp. в кишечнике с применением экспериментальной модели 3-суточной «сухой» иммерсии для потенциального использования в качестве клинических рекомендаций по коррекции микрофлоры кишечника, основываясь на данных протеомного профиля крови.
Материалы и методы. Исследование проведено с участием 6 женщин возрастом 25–40 лет. Во время 3-суточной «сухой» иммерсии испытуемые находились в иммерсионной ванне полностью погруженными в воду комнатной температуры, исключая прямой контакт кожи испытуемых и воды. В ходе исследования отбирались фекальные пробы и образцы капиллярной крови у каждой из участниц. Для оценки количества белков проводили хромато-масс-спектрометрический анализ образцов высушенных пятен крови с использованием нано-ВЭЖХ Dionex Ultimate3000, совмещенным с масс-спектрометром TimsTOF Pro. Исследование количества кишечных бактерий проводили с помощью культурального посева предварительно разведенных образцов фекалий на селективные среды по стандартной методике с последующим учетом колоний.
Результаты. Регрессионная модель показала связь между уровнями отдельных белков и представителями кишечной микрофлоры. Была выявлена статистически значимая корреляционная взаимосвязь белков крови ENO1 (r = 0,71), MYH9 и SPTA1 (r = -0,99) с количеством E. coli; белков крови EPB41, VCP, C8B и CCT2 (r = 0,74) и белков FAH, YWHAE (r = -0,46) с количеством Bifidobacterium spp., а также достоверная сильная положительная корреляционная взаимосвязь между Lactobacillus spp. и белками ENO1, CA2 (r = 0,74), S100A6 и HSPA4 (r = -0,87). С количеством Enterococcus spp. коррелировал белок CALM2 (r = -0,76).
Выводы. Выявлены комплексы белков, количество которых коррелировало с количеством некоторых видов микрофлоры кишечника: белки, связанные с иммунной системой; белки, прямо или косвенно влияющие на процессы пищеварения и минеральный обмен; белки, влияющие на толерантность клеток к гипоксии.
Introduction. Human intestinal microflora fulfils a wide range of important functions for the body. It provides non-specific anti-inflammatory defense through the production of bacteriocins, organic acids and substances with bacteriostatic properties. It also stimulates eukaryotic cells to synthesize mucin and substances with antimicrobial activity, thus suppressing the development of inflammatory reactions in intestinal epithelial cells. These bacteria obviously act synergistically with immunocompetent intestinal cells undergoing changes in zero gravity conditions modeled using dry immersion. Regulatory and metabolic changes which occur during model experiments are reflected, inter alia, in the protein composition of the blood.
Objective. Identification of the relationship between the blood protein level and the amount of E. coli, Lactobacillus spp., Enterococcus spp. and Bifidobacterium spp. in the intestine using an experimental model of 3-day dry immersion for potential use as clinical recommendations for the correction of intestinal microflora, based on data from the proteomic profile of the blood.
Materials and methods. The study was conducted among six women aged 25–40 years. During 3-day dry immersion, the subjects were completely immersed in an immersion bath containing water at room temperature. Direct contact between the subjects’ skin and the water was excluded. During the study, fecal samples and capillary blood samples were taken from each of the participants. In order to assess the protein levels, chromatography-mass spectrometric analysis of samples of dried blood spots was performed using nano-HPLC Dionex Ultimate3000 combined with a timsTOF Pro mass spectrometer. The study of the number of intestinal bacteria was carried out using culture seeding of pre-diluted fecal samples on selective media according to a standard technique, followed by consideration of colonies.
Results. The regression model showed a relationship between the levels of individual proteins and representatives of the intestinal microflora. A statistically significant correlation was found between blood proteins ENO1 (r = 0.71), MYH9 and SPTA1 (r = –0.99) with the amount of E. coli; blood proteins EPB41, VCP, C8B, CCT2 (r = 0.74), FAH, YWHAE (r = –0.46) with the amount of Bifidobacterium spp. There was also a significant strong positive correlation between Lactobacillus spp. and proteins ENO1, CA2 (r =0.74) and S100A6 and HSPA4 (r =–0.87). The CALM2 protein (r = –0.76) correlated with the amount of Enterococcus spp.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.