МІКРОБІОМ У ФІЗІОЛОГІЇ ЛЮДИНИ

  • D. S. Yankovskyi Національний медичний університет імені О.О. Богомольця, Науково-виробнича компанія «О.Д. Пролісок», м. Київ
  • V. P. Shyrobokov Національний медичний університет імені О.О. Богомольця, Науково-виробнича компанія «О.Д. Пролісок», м. Київ
  • H. S. Dyment Національний медичний університет імені О.О. Богомольця, Науково-виробнича компанія «О.Д. Пролісок», м. Київ
Ключові слова: мікробіом, симбіоз, дисбіоз, біотоп, пробіотик, метагеном, метаболіти, мікробіоміка

Анотація

Загальні відомості про мікробіом людини. В результаті тривалої коеволюції людини з мікробним співтовариством сконструйовано і вдосконалено додаткову анатомічну структуру тіла людини, яка отримала назву мікробіом. Цей унікальний мікробний орган має складну органну структуру, функціонуючу у взаємній згоді з усіма іншими органами та системами людини.

Локалізація мікробіому в тілі людини. Всі біотопи тіла людини (ротова порожнина, волосся, ніс, вуха, сечостатеві шляхи, шкіра, очі, шлунково-кишковий тракт, бронхо-легенева системи) містять свій власний унікальний специфічний складний мікробний комплекс, що складається зі спеціалізованих мікробів з різними функціями. При цьому всі локальні мікробіоми перебувають у постійній взаємодії між собою і з макроорганізмом, утворюючи єдину надорганізмову систему.

Функціональна активність мікробіому. Мікробіом бере активну участь в реалізації широкого спектра життєво важливих фізіологічних процесів, включаючи енергетичний гомеостаз і метаболізм, синтез вітамінів та інших важливих нутрієнтів, ендокринну сигналізацію, регуляцію імунної функції, метаболізм ксенобіотиків, токсинів, канцерогенів та інших шкідливих сполук, запобігає колонізації патогенами. Більшість цих функцій взаємопов’язана та тісно переплетена з фізіологією людини.

Зміни мікробіому в онтогенезі. Процес формування мікробіому починається задовго до народження дитини і продовжується 2-3 роки після народження. У міру дорослішання та старіння організму спостерігаються помітні зміни мікробіому. Підтримка мікробіому на всіх етапах життя людини має величезне значення для поліпшення здоров’я населення всіх вікових категорій.

Місце мікробіомних порушень в етіології захворювань людини. Багатьма дослідженнями показано, що зміни в мікробіомі асоціюються з широким спектром шлунково-кишкових і системних захворювань, включаючи запальні хвороби кишечнику, астму, ожиріння, метаболічний синдром, серцево-судинну патологію, автоімунні, нейроповедінкові, та з багатьма іншими хворобами.

Сучасні підходи до оздоровлення мікробіому. Сьогодні пропонуються різні методи терапевтичного впливу на мікробіом: зміна дієти, застосування пробіотиків, пребіотиків або їх комплексів (синбіотиків), продуктів функціонального харчування, ентеросорбентів, проведення фекальної трансплантації та ін. Авторами запропоновані універсальні підходи до профілактики мікробіомних порушень та їх усунення в осіб різних вікових категорій, ефективність яких переконливо доведена клінікою.

Біографії авторів

D. S. Yankovskyi, Національний медичний університет імені О.О. Богомольця, Науково-виробнича компанія «О.Д. Пролісок», м. Київ

доктор біологічних наук, професор, Генеральний директор науково-виробничої компанії «О.Д. Пролісок»

V. P. Shyrobokov, Національний медичний університет імені О.О. Богомольця, Науково-виробнича компанія «О.Д. Пролісок», м. Київ

доктор медичних наук, професор, академік НАН України, академік НАМН України, завідувач кафедри мікробіології, вірусології та імунології Національного медичного університету імені О.О. Богомольця

H. S. Dyment, Національний медичний університет імені О.О. Богомольця, Науково-виробнича компанія «О.Д. Пролісок», м. Київ

кандидат технічних наук, директор наукового центру науково-виробничої компанії «О.Д. Пролісок»

Посилання

Yankovskiy, D.S., Shyrobokov, V.P., & Dyment, G.S. (2018). Microbiom [Microbiome]. Kyiv: FOP “Veres O.I.” [in Russian].

Shreiner, A.B., Kao, J.Y., Young, V.B. (2015). The gut microbiome in health and in disease. Curr. Opin. Gastroenterol., 31, 69-75.

Lederberg, J., & McCray, A.T. (2001). ‘Ome sweet ‘omics – A genealogical treasury of words. Scientist, 15 (7), 8.

Underwood, M.A. (2014). Intestinal dysbiosis: Novel mechanisms by which gut microbes trigger and prevent disease. Prev. Med., 65, 133-137.

Shyrobokov, V.P., Yankovskiy, D.S., & Dyment, G.S. (2014). Mikroby v biogeokhimicheskikh protsessakh, evolyutsii biosfery i sushchestvovanii chelovechestva [Microbes in biogeochemical processes, evolution of biosphere and human life]. Кyiv: FOP “Veres O.I.” [in Russian].

Yankovskiy D.S., & Dyment G.S. (2008). Mikroflora i zdorovye cheloveka [Microflora and human health]. Кyiv: “Chervona Ruta-Turs” [in Russian].

Barko, P.C., McMichael, M.A., Swanson, K.S., & Williams, D.A. (2018). The Gastrointestinal Microbiome: A Review. J. Vet. Intern. Med., 32 (1), 9-25.

Yankovskiy, D.S., Shyrobokov, V.P., & Dyment, G.S. (2011). Integralnaya rol simbioticheskoy mikroflory v fiziologii cheloveka [Integrated role of symbiotic microflora in human physiology]. Kyiv: “Chervona Ruta-Turs” [in Russian].

Cavalcante-Silva, L.H.A., Galvão, J.G.F.M., da Silva, J.S. de F., de Sales-Neto, J.M., Rodrigues-Mascarenhas, S.Obesity-Driven. (2015). Gut microbiota inflammatory pathways to metabolic syndrome. Frontiers in Physiology, 6, 341: doi:10.3389/fphys.2015.00341.

Ahmed, I., Roy, B.C., Khan, S.A., Septer, S., & Umar, S. (2016). Microbiome, metabolome and inflammatory bowel disease. Microorganisms, 4 (2), 20. http: // doi: 10.3390/microorganisms4020020.

Barr, J.J., Auro, R., Furlan, M., Whiteson, K.L., Erb, M.L., Pogliano, J., Stotland, A., et al. (2013). Bacteriophage adhering to mucus provide a non-host-derived immunity. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A., 110 (26), 234-236.

Yankovskiy, D.S., Shyrobokov, V.P., Moyseyenko, R.A., Krivopustov, S.P., & Dyment, G.S. (2013). Novoye pokoleniye enterosorbentov i kompleksnykh probiotikov dlya ozdorovleniya mikrobnoy ekologii cheloveka [New generation of enterosorbents and complex probiotics for improvement of human microbe ecology]. Sovremennaya pediatriya – Modern Pediatrics, 6 (54), 1-9 [in Russian].

Yankovskiy, D.S., Antipkin, Yu.G., Dyment, G.S., Znamenskaya, T.K., Shunko, E.E., & Davydova, Yu.V. (2015). Mikrobnaya ekologiya novorozhdennykh: osobennosti formirovaniya microbioma i profilaktika eho narusheniy [Microbe ecology of newborns: formation of microbiome and prophylaxis of its disturbances]. Neonatolohiia, khirurhiia ta perynatalna medytsyna – Neonatology, Surgery and Perinatal Medicine, 5 (2), 93-105 [in Russian].

Dominguez-Bello, M.G., De Jesus-Laboy, K.M., Shen, N., Cox, L.M., Amir, A., Gonzalez, A., Bokulich, N.A. et al. (2016). Partial restoration of the microbiota of cesarean-born infants via vaginal microbial transfer. Nat. Med., 22, 250-253.

Whiteman, H. Placenta ‘not a sterile environment’, study suggests. (2014). Medical News Today. http://www.bodyecology.com/.../what-pregnant-women-ne.

Yankovskiy, D.S., Shyrobokov, V.P., Antipkin, Yu.G., Tatarchuk, T.F., & Dyment, G.S. (2015). Mikrobiom i zdorovye zhenshchiny [Microbiome and health of women]. Reproduktivnaya endokrinologiya – Reproductive Endocrinology, 4 (24), 40-55 [in Russian].

Arrieta, M.C., Stiemsma, L.T., Amenyogbe, N., Brown, E.M., Finlay, B. (2014). The intestinal microbiome in early life: Health and disease. Front. Immunol., 5, 427. https: // doi: 10.3389/fimmu.2014.00427. eCollection 2014.

Yang, I., Corwin, E.J., Brennan, P.A., Jordan, S., Murphy, J.R., & Dunlop, A. (2016). The infant microbiome: Implications for infant health and neurocognitive development. Nurs. Res., 65, 76-88.

Lemas, D.J., Young, B.E., Baker, P.R., Tomczik, A.C., Soderborg, T.K., Hernandez, T.L., de la Houssaye et al. (2016). Alterations in human milk leptin and insulin are associated with early changes in the infant intestinal microbiome. Am. J. Clin. Nutr., 103, 1291-1300.

Mueller, N.T., Bakacs, E., Combellick, J., Grigoryan, Z., Dominguez-Bello, & M.G. (2015). The infant microbiome development: Mom matters. Trends Mol. Med., 21, 109-117.

Ianiro, G. Tilg, H., & Gasbarrini, A. (2016). Antibiotics as deep modulators of gut microbiota: Between good and evil. Gut, 65, 1906-1915.

Gallo, A., Passaro, G., Gasbarrini, A., Landolfi, R., & Montalto, M. (2016). Modulation of microbiota as treatment for intestinal inflammatory disorders: An uptodate. World J. Gastroenterol., 22, 7186-7202.

Yankovskiy, D.S., Shyrobokov, V.P., Volosovets, A.P., Moyseyenko, R.A., & Dyment, G.S. (2013). Microbiom cheloveka i sovremennye metody eho ozdorovleniya [Human microbiome and modern approaches to its improvement]. Zhurnal natsionalnoy akademii nauk Ukrainy – Journal of the National Academy of Sciences of Ukraine, 4, 411-420 [in Russian].

Zhou, L., Foster, J.A. (2015). Psychobiotics and the gut-brain axis: in the pursuit of happiness. Neuropsychiatr. Dis. Treat., 11, 715-723.

Martinez-Guryn, K., Hubert, N., Frazier, K., Urlass, S., Musch, M.W., Ojeda, P., Pierre, J.F. (2018). Small intestine microbiota regulate host digestive and absorptive adaptive responses to dietary lipids. Cell Host & Microbe, 23 (4), 458. – Retrieved from: http: // doi: 10.1016/j.chom.2018.03.011.

Yankovskiy, D.S., Shyrobokov, V.P., Dyment, G.S., Moyseyenko, R.A., Martynyuk, V.Yu., Shunko, E.E., & Berezhnoy, V.V. (2014). Microekologicheskie aspekty zabolevaniy tsentralnoy nervnoy sistemy u detey [Microecological aspects of central nervous system afflictions in children]. Sotsialna pediatriia ta reabitalohiia – Social Pediatrics and Rehabilitation, 1 (7), 70-76 [in Russian].

Goodrich, J.K., Davenport, E.R., Beaumont, M., Jackson, M.A., Knight, R., Ober, C., Spector et al. (2016). Genetic determinants of the gut microbiome in UK twins. Cell Host Microbe, 19, 731-743.

Choi, H.H., & Cho, Y.S. (2016). Fecal microbiota transplantation: Current applications, effectiveness, and future perspectives. Clin. Endosc., 49, 257-265.

Shyrobokov, V.P., Yankovskiy, D.S., & Dyment, G.S. (2010). Novye strategii v oblasti sozdaniya i klinicheskogo ispolzovaniya probiotikov [New strategies in the field of developing and clinical application of probiotics]. Visnyk farmakolohii ta farmatsii – Journal of Pharmacology and Pharmacy, 2, 18-30 [in Russian].

Shyrobokov, V.P., Yankovskiy, D.S., & Dyment, G.S. (2015). Sozdanie ozdorovitelnykh sredstv novogo pokoleniya na osnove smektita [Creating a new generation of health-improving means based on smectite]. Vrachebnoe delo – Doctor’s Business, 1/2, 3-9 [in Russian].

Опубліковано
2018-10-11
Номер
Розділ
Передова стаття