Внимание! Статья адресована врачам-специалистам

Bayramli A.I., Bayramova R.S., Aliyeva H.M., Mansurova H.T., Vekilova G.F.

Azerbaijan Medical University, Baku

The role of Akkermansia muciniphila and Faecalibacterium prausnitzii in gut microbiota

Резюме. В последние годы все больше внимания уделяется обсуждению микробиоты кишечника как одного из важных компонентов организма человека, который, регулируя метаболические и иммунные процессы, способствует поддержанию здоровья хозяина. Микробиота кишечника представляет собой высокодинамичную экосистему, включая разнообразную популяцию видов микроорганизмов. Многочисленные исследования зарубежных ученых подчеркнули тесную связь между обитающими в кишечной микробиоте определенными микроорганизмами и воспалительными заболеваниями кишечника (ВЗК). Считается, что в этиопатогенезе и развитии ВЗК важнейшую роль играет состав и количественное содержание комменсальной, симбиотической и патогенной кишечной микробиоты, оказывающее влияние на организм хозяина опосредованно через стимуляцию иммунной системы.

Ключевые слова: Akkermansia muciniphila, Faecalibacterium prausnitzii, микробиота кишечника.

Медицинские новости. – 2025. – №4. – С. 77–78.

Summary. In recent years, more and more attention has been paid to the discussion of intestinal microbiota as one of the important components of the human body, which, by regulating metabolic and immune processes, helps maintain the health of the host. The intestinal microbiota is a highly dynamic ecosystem, including a diverse population of microorganisms. Numerous studies by foreign scientists have emphasized the close relationship between certain microorganisms living in the intestinal microbiota and some inflammatory bowel diseases (IBD). It is believed that the composition and quantitative content of commensal, symbiotic and pathogenic intestinal microbiota, which affect the host organism indirectly through stimulation of the immune system, play a key role in the etiopathogenesis and development of IBD.

Keywords: Akkermansia muciniphila, Faecalibacterium prausnitzii, intestinal microbiota.

Meditsinskie novosti. – 2025. – N4. – P. 77–78.

В настоящее время большинство клиницистов и микробиологов проявляют особый интерес к комменсальным обитателям кишечника: Faecalibacterium prausnitzii и Akkermansia muciniphila, оказывающих благотворное влияние на здоровье хозяина.F. prausnitziiприсутствует в больших количествах в микробиоте кишечника человека и составляет более 5% от общей популяции бактерий [6, 7]. Известно, что F. prausnitzii усиливает противовоспалительные иммунные реакции путем секреции бутирата и короткоцепочечных жирных кислот, используемые эпителиальными клетками кишечника для энергетического обеспечения пищеварительного тракта.

Принадлежащая к типу Verrucomicrobia, A. muciniphila является неподвижной, грамотрицательной неспорообразующей бактерией, которая у здоровых взрослых людей может составлять 3% от всех микроорганизмов, присутствующих в толстой кишке. A. muciniphilaНесмотря на относительную стабильность состава микробиоты кишечника, изменения уровней A. muciniphila и F. prausnitzii в кишечной флоре приводят к аномальным воспалительным реакциям и нарушениям обмена веществ, способствующим развитию воспалительных заболеваний кишечника (ВЗК), сахарного диабета, ожирения и других заболеваний. , колонизирующая слизистую оболочку кишечника, утилизирует муцин в качестве единственного источника углерода и азота [8], тем самым участвует в защите слизистой оболочки. A. muciniphila, являясь одной из наиболее распространенных представителей микробиоты кишечника, может применяться в качестве потенциального биомаркера.

Процесс лабораторной диагностики ВЗК в современных реалиях представляет собой поиск высокочувствительных, высокоспецифичных и малоинвазивных биомаркеров для понимания молекулярных механизмов, лежащих в основе воспалительных процессов в кишечнике. Одним из признанных диагностических маркеров для выявления и оценки степени тяжести ВЗК являются фекальные биомаркеры: фекальный кальпротектин, белок, связывающий жирные кислоты (FABP), зонулин. Кроме этого, важным диагностическим критерием при нарушении деятельности барьерной функции кишечника являются панкреатическая эластаза, альфа1-антитрипсин и секреторный IgA.

Фекальный кальпротектин – противомикробный, иммуномодулирующий и антипролиферативный белок с массой 36 кДа, входящий в семейство белков S100. Он содержится в мембранах макрофагов, в цитоплазме нейтрофилов, в моноцитах, а также в эпителиальных клетках слизистой оболочки. Антимикробные эффекты фекального кальпротектина связаны с его способностью хелатировать ионы металлов и предотвращать попадание патогенов. Кальпротектин устойчив во внешней среде и сохраняется в кале до 7 суток. У здоровых лиц кальпротектин в кале определяется в малых количествах [6]. Определение уровня фекального кальпротектина используется как один из диагностических критериев ВЗК.

Следующим биомаркером повреждения слизистой оболочки кишечника является зонулин. Являясь аналогом холерного токсина, он синтезируется в печени и эпителиальных клетках кишечника [32]. Основным регулятором высвобождения зонулина в кишечнике являются хемокиновые рецепторы 3-го типа (CXCR3), которые присутствуют в собственной пластинке кишечника, представляют собой рецепторы воспалительных хемокинов, участвующие в индуцировании хемотаксиса, клеточной миграции и адгезии иммунных клеток. Степень изменения концентраций сывороточного и фекального зонулина в различных биологических средах (кровь, кал) зависит от формы патологии. Например, у больных язвенным колитом сывороточный зонулин выступает как маркер повышенной проницаемости кишки, нежели фекальный. У ВИЧ-серопозитивных пациентов с гастроинтестинальными симптомами, напротив, уровень фекального зонулина значительно превышает сывороточный [36].

Белки, связывающие жирные кислоты (FattyAcid-Binding Protein, FABP), принадлежащие к семейству транспортных белков, облегчают перенос жирных кислот между внеклеточными и внутриклеточными мембранами. Присутствующий исключительно в энтероцитах тонкой кишки интестинальный белок, связывающий жирные кислоты (I-FABP) – это небольшой цитозольный белок массой 15 кДа, концентрация которого в сыворотке у здоровых людей составляет 2,0 нг/мл и меньше [28]. Его количество в крови увеличивается в течение нескольких часов после повреждения клеточной мембраны эпителия тонкого кишечника [29]. Повышение концентрации I-FABP в сыворотке крови указывает на нарушение кишечной проницаемости и может быть маркером ранней диагностики ВЗК.

Панкреатическая эластаза – протеолитический фермент, который способен расщеплять эластин, входящий в состав соединительной ткани. Фермент синтезируется в поджелудочной железе и экскретируется в виде проэластазы вместе с другими ферментами в двенадцатиперстную кишку, где под действием трипсина превращается в эластазу. Эластаза не распадается в кишечнике, поэтому ее содержание в кале можно использовать для определения степени повреждения кишечного барьера с повышенной проницаемостью слизистой оболочки кишечника.

Секреторный IgA – это тип антител, которые находятся в слизистой оболочке желудочно-кишечного тракта. Они играют ключевую роль в защите слизистой оболочки от инфекций, нейтрализуют вредные агенты и способствуют поддержанию баланса кишечной микробиоты. Тест на секреторный IgA в кале позволяет измерить уровень секреторного IgA в образце кала, предоставляя информацию о местном иммунном ответе в кишечнике.

По мнению экспертов Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ), болезни пищеварительной системы сегодня занимают ведущее место в структуре общей заболеваемости и смертности во всем мире. Одной из причин роста заболеваний органов пищеварения является образ жизни современного человека: снижение физической активности, нерациональное питание, вредные привычки, стресс. Чтобы оценить риск развития заболеваний, связанных с ВЗК, в последнее время большое внимание уделяется различным биологическим маркерам в качестве дополнительных инструментов, способных не только улучшить своевременную диагностику заболеваний желудочно-кишечного тракта, но и оценить эффективность проводимой терапии.

Подводя итог, можно сказать, что изменения структуры и количества комменсальной кишечной флоры во время ВЗК тесно связаны с повреждением барьера слизистой оболочки кишечника. Поэтому регулирование состояния микробиоты кишечника для улучшения повреждения барьера слизистой оболочки кишечника может быть эффективным методом лечения.

ЛИТЕРАТУРА

1. Alam A., et al. The microenvironment of injured murine gut elicits a local pro-restitutive microbiota // Nat. Microbiol. – 2016. – Vol.1. – P.15021.

2. Alam M.S., Gangiredla J., Hasan N.A., Barnaba T., Tartera C. Aging-Induced Dysbiosis of Gut Microbiota as a Risk Factor for Increased Listeria monocytogenes Infection // Front. Immunol. – 2021. – Vol.12. – P.672353.

3. Ansaldo E., et al. Akkermansia muciniphila induces intestinal adaptive immune responses during homeostasis // Sci. (N. Y.). – 2019. – Vol.364. – P.1179–1184.

4. Asnicar F., et al. Blue poo: impact of gut transit time on the gut microbiome using a novel marker // Gut. – 2021. – Vol.70. – P.1665–1674.

5. Bäckhed F., et al. Dynamics and Stabilization of the Human Gut Microbiome during the First Year of Life // Cell host microbe. – 2015. – Vol.17. – P.690–703.

6. Bae M., et al. Akkermansia muciniphila phospholipid induces homeostatic immune responses // Nature. – 2022. https://doi.org/10.1038/s41586-022-04985-7

7. Bárcena C., et al. Healthspan and lifespan extension by fecal microbiota transplantation into progeroid mice // Nat. Med. – 2019. – Vol.25. – P.1234–1242.

8. Becken B., et al. Genotypic and Phenotypic Diversity among Human Isolates of Akkermansia muciniphila // mBio. – 2021. – Vol.12. – e00478–21.

9. Biagi E., et al. Gut Microbiota and Extreme Longevity // Curr. Biol. – 2016. – CB 26. – P.1480–1485.

10. Bian X., et al. Administration of Akkermansia muciniphila Ameliorates Dextran Sulfate Sodium-Induced Ulcerative Colitis in Mice // Front. Microbiol. – 2019. – Vol.10. – P.2259.

11. Blikslager A.T., Moeser A.J., Gookin J.L., Jones S.L., Odle J. Restoration of barrier function in injured intestinal mucosa // Physiological Rev. – 2007. – Vol.87. – P.545–564.

12. Bodogai M., et al. Commensal bacteria contribute to insulin resistance in aging by activating innate B1a cells // Sci. Transl. Med. – 2018. – Vol.10. – P.4271.

13. Bolte L.A., et al. Long-term dietary patterns are associated with pro-inflammatory and anti-inflammatory features of the gut microbiome // Gut. – 2021. – Vol.70. – P.1287–1298.

14. Borton M.A., et al. Chemical and pathogen-induced inflammation disrupt the murine intestinal microbiome // Microbiome. – 2017. – Vol.5. – P.47.

15. Bunker J.J., et al. Innate and Adaptive Humoral Responses Coat Distinct Commensal Bacteria with Immunoglobulin A // Immunity. – 2015. – Vol.43. – P.541–553.

16. Chelakkot C., et al. Akkermansia muciniphila-derived extracellular vesicles influence gut permeability through the regulation of tight junctions // Exp. Mol. Med. – 2018. – Vol.50. – e450.

17. Chen M., et al. Resveratrol attenuates high-fat diet-induced non-alcoholic steatohepatitis by maintaining gut barrier integrity and inhibiting gut inflammation through regulation of the endocannabinoid system // Clin. Nutr. (Edinb., Scotl.). – 2020. – Vol.39. – P.1264–1275.

18. Chung Y., et al. A synthetic probiotic engineered for colorectal cancer therapy modulates gut microbiota // Microbiome. – 2021. – Vol.9. – P.122.

19. Coskun M., et al. Regulation of Laminin γ2 Expression by CDX2 in Colonic Epithelial Cells Is Impaired During Active Inflammation // J. Cell. Biochem. – 2017. – Vol.118. – P.298–307.

20. Cozzolino A., et al. Preliminary Evaluation of the Safety and Probiotic Potential of Akkermansia muciniphila DSM 22959 in Comparison with Lactobacillus rhamnosus GG // Microorganisms. – 2020. – Vol.8. – P.189.

21. Craft J.E. Follicular helper T cells in immunity and systemic autoimmunity // Nat. Rev. Rheumatol. – 2012. – Vol.8. – P.337–347. https://doi.org/10.1038/nrrheum.2012.58

22. Crespo-Piazuelo D., et al. Association between the pig genome and its gut microbiota composition // Sci. Rep. – 2019. – Vol.9. – P.8791.

23. David L.A., et al. Diet rapidly and reproducibly alters the human gut microbiome // Nature. – 2014. – Vol.505. https://doi.org/10.1038/nature12820

24. Depommier C., et al. Supplementation with Akkermansia muciniphila in overweight and obese human volunteers: a proof-of-concept exploratory study // Nat. Med. – 2019. – Vol.25. – P.1096–1103.

25. Derrien M., et al. Modulation of Mucosal Immune Response, Tolerance, and Proliferation in Mice Colonized by the Mucin-Degrader Akkermansia muciniphila // Front. Microbiol. – 2011. – Vol.2. – P.166.

26. Derrien M., Collado M.C., Ben-Amor K., Salminen S., deVos W.M. The Mucin degrader Akkermansia muciniphila is an abundant resident of the human intestinal tract // Appl. Environ. Microbiol. – 2008. – Vol.74. – P.1646–1648.

27. Derrien M., Vaughan E.E., Plugge C.M., deVos W.M. Akkermansia muciniphila gen. nov., sp. nov., a human intestinal mucin-degrading bacterium // Int. J. Syst. Evolut. Microbiol. – 2004. – Vol.54. – P.1469–1476.

28. Desai M.S., et al. A Dietary Fiber-Deprived Gut Microbiota Degrades the Colonic Mucus Barrier and Enhances Pathogen Susceptibility // Cell. – 2016. – Vol.167. – P.1339–1353.

29. Dowd S.E., et al. Evaluation of the bacterial diversity in the feces of cattle using 16S rDNA bacterial tag-encoded FLX amplicon pyrosequencing (bTEFAP) // BMC Microbiol. – 2008. – Vol.8. – P.125.

30. Druart C., et al. Toxicological safety evaluation of pasteurized Akkermansia muciniphila // J. Appl. Toxicol. – 2021. – Vol.41. – P.276–290.

31. Dubourg G., et al. High-level colonisation of the human gut by Verrucomicrobia following broad-spectrum antibiotic treatment // Int. J. antimicrobial agents. – 2013. – Vol.41. – P.149–155.

32. Earley H., et al. The abundance of Akkermansia muciniphila and its relationship with sulphated colonic mucins in health and ulcerative colitis // Sci. Rep. – 2019. – Vol.9. – P.15683.

33. Evans D.F., et al. Measurement of gastrointestinal pH profiles in normal ambulant human subjects // Gut. – 1988. – Vol.29. – P.1035–1041.

34. Everard A., et al. Cross-talk between Akkermansia muciniphila and intestinal epithelium controls diet-induced obesity // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. – 2013. – Vol.110. – P.9066–9071.

35. Fan L., et al. B. adolescentis ameliorates chronic colitis by regulating Treg/Th2 response and gut microbiota remodeling // Gut microbes. – 2021. – Vol.13. – P.1–17.

36. Fang S., et al. Faecal microbiota and functional capacity associated with weaning weight in meat rabbits // Microb. Biotechnol. – 2019. – Vol.12. – P.1441–1452.

Медицинские новости. – 2025. – №4. – С. 77-78.

Внимание! Статья адресована врачам-специалистам. Перепечатка данной статьи или её фрагментов в Интернете без гиперссылки на первоисточник рассматривается как нарушение авторских прав.