RAS PhysiologyФизиология человека Human Physiology

  • ISSN (Print) 0131-1646
  • ISSN (Online) 3034-6150

Microbiota-associated diseases as an endotoxin-initiated pathology or intestinal factor in the induction of systemic inflammation and progression of aging

PII
10.31857/S0131164624030113-1
DOI
10.31857/S0131164624030113
Publication type
Review
Status
Published
Authors
Volume/ Edition
Volume 50 / Issue number 3
Pages
138-157
Abstract
The intestinal microbiota is a vital organ – a participant in the processes of adaptation and evolution, an inducer of inflammation and the progression of aging. The key element of the interaction of intestinal microbiota with the body is lipopolysaccharides, the level of which in the general bloodstream increases significantly in so-called “microbiota-associated diseases”, which indicates the participation of endotoxin aggression in their pathogenesis, and most likely their initiation. One of the most common reasons for the development of endotoxin aggression may be quantitative and qualitative changes in the structure of the intestinal microbiota, leading to an increase in intestinal permeability, which are largely determined by nutritional factors. The antiendotoxin component in the treatment regimen for patients with various nosological forms of the diseases significantly increases the effectiveness of the treatment and prophylactic process, which can become one of the most promising areas of anti-aging measures.
Keywords
микробиота кишечника воспаление сепсис эндотоксин кишечная проницаемость старение липополисахарид системная эндотоксинемия эндотоксиновая агрессия
Date of publication
01.03.2024
Year of publication
2024
Number of purchasers
0
Views
26

References

  1. 1. Мечников И.И. Этюды о природе человека. М.: Наука, 1961. 290 с.
  2. 2. Яковлев М.Ю. Роль кишечной микрофлоры и недостаточность барьерной функции печени в развитии эндотоксинемии и воспаления // Казанский медицинский журнал. 1988. Т. 69. № 5. С. 353.
  3. 3. Аниховская И.А., Белоглазов В.А., Гордиенко A.И. и др. Краткая история изучения роли кишечного фактора в старении и/или индукции системного воспаления: достижения, проблемы, перспективы // Патогенез. 2019. Т. 17. № 1. С. 4.
  4. 4. Medzhitov R., Janeway C.A., Jr. Innate immunity: impact on the adaptive immune response // Curr. Opin. Immunol. 1997. V. 9. № 1. P. 4.
  5. 5. Medzhitov R., Janeway C.A., Jr. Innate immunity: the virtues of a nonclonal system of recognition // Cell. 1999. V. 91. № 3. P. 295.
  6. 6. Medzhitov R., Preston-Hurlburt P., Janeway C.A., Jr. A human homologue of the Drosophila Toll protein signals activation of adaptive immunity // Nature. 1997. V. 388. № 6640. P. 394.
  7. 7. Яковлев М.Ю. Системная эндотоксинемия: гомеостаз и общая патология. М.: Наука, 2021. 182 с.
  8. 8. Богадельников И.В., Самохвалов В.П. Микробиом и психосфера. Симферополь: ИТ "АРИАЛ", 2020. 312 с.
  9. 9. Бухарин О.В., Перунова Н.Б. Роль микробиоты в регуляции гомеостаза человека при инфекции // Ж. микробиол., эпидемиол. и иммунобиол. 2020. Т. 97. № 5. С. 458.
  10. 10. Bäckhed F., Roswall J., Peng Y. et al. Dynamics and stabilization of the human gut microbiome during the first year of life // Cell Host Microbe. 2015. V. 17. № 5. P. 690.
  11. 11. Doroszkiewicz J., Groblewska M., Mroczko B. The role of gut microbiota and gut–brain interplay in selected diseases of the central nervous system // Int. J. Mol. Sci. 2021. V. 22. № 18. P. 10028.
  12. 12. Fallani M., Young D., Scott J. et al. Intestinal microbiota of 6-week-old infants across Europe: geographic influence beyond delivery mode, breast-feeding, and antibiotics // J. Pediatr. Gastroenterol. Nutr. 2010. V. 51. № 1. P. 77.
  13. 13. Уразаев Р.А., Крупник А.Н., Яковлев М.Ю. Эндотоксинемия в раннем периоде адаптации новорожденных и их матерей // Казанский медицинский журнал. 1992. Т. 73. № 2. С. 114.
  14. 14. García-Peña C., Álvarez-Cisneros T., Quiroz-Baez R., Friedland R.P. Microbiota and aging. A review and commentary // Arch. Med. Res. 2017. V. 48. № 8. P. 681.
  15. 15. Аниховская И.А., Вышегуров Я.Х., Усов И.А., Яковлев М.Ю. Бифидумбактерии как средство профилактики и лечения "эндотоксиновой агрессии" у пациентов с хроническими заболеваниями в стадиях ремиссии и обострения // Физиология человека. 2004. Т. 30. № 6. С. 125.
  16. 16. Flint H.J., Scott K.P., Louis P., Duncan S.H. The role of the gut microbiota in nutrition and health // Nat. Rev. Gastroenterol. Hepatol. 2012. V. 9. № 10. P. 577.
  17. 17. Окороков П.Л., Аниховская И.А., Яковлева М.М. и др. Алиментарный фактор как вероятный индуктор воспаления или липидный компонент механизма транспорта кишечного эндотоксина // Физиология человека. 2012. Т. 38. № 6. С. 105.
  18. 18. Аниховская И.А., Кубатиев А.А., Майский И.А. и др. Направления поиска средств снижения концентрации эндотоксина в общей гемоциркуляции // Патогенез. 2014. Т. 12. № 4. С. 25.
  19. 19. Аниховская И.А., Кубатиев А.А., Хасанова Г.Р., Яковлев М.Ю. Эндотоксиновый компонент патогенеза хронических вирусных заболевании // Физиология человека. 2015. Т. 41. № 3. С. 119.
  20. 20. Хасанова Г.Р., Биккинина О.И., Анохин В.А. и др. Кишечный фактор прогрессирования ВИЧ-инфекции // Успехи совр. биол. 2020. Т. 140. № 3. С. 278.
  21. 21. Яцков И.А., Белоглазов В.А., Кубышкин А.В. и др. Влияние антибиотикотерапии на показатели эндотоксинемии и системного воспаления при остром SARS-CoV-2-поражении лёгких // Acta Biomed. Sci. 2022. Т. 7. № 1. С. 12.
  22. 22. Маркелова М.М., Рюмина И.И., Салахов И.М., Яковлев М.Ю. Системная эндотоксинемия и показатели жирового обмены у новорожденных детей: одномоментное исследование // Патологическая физиология и экспериментальная терапия. 2017. Т. 61. № 3. С. 91.
  23. 23. Яковлев М.Ю. Элементы эндотоксиновой теории физиологии и патологии человека // Физиология человека. 2003. Т. 29. № 4. С. 98.
  24. 24. Мешков М.В., Аниховская И.А., Яковлева М.М., Яковлев М.Ю. Кишечный эндотоксин в регуляции активности системы гемостаза и патогенезе ДВС-синдрома // Физиология человека. 2005. Т. 31. № 6. С. 91.
  25. 25. Foster J.A., Lyte M., Meyer E., Cryan J.F. Gut Microbiota and Brain Function: An Evolving Field in Neuroscience // Int. J. Neuropsychopharmacol. 2016. V. 19. № 5. P. pyv114.
  26. 26. Аниховская И.А., Двоеносов В.Г., Жданов Р.И. и др. Психоэмоциональный стресс как клиническая модель начальной фазы общего адаптационного синдрома // Патологическая физиология и экспериментальная терапия. 2015. Т. 59. № 4. С. 87.
  27. 27. Abdul-Aziz M.A., Cooper A., Weyrich L.S. exploring relationships between host genome and microbiome: New insights from genome-wide association studies // Front. Microbiol. 2016. V. 7. P. 1611.
  28. 28. Cani P.D., Amar J., Iglesias M.A. et al. metabolic endotoxemia initiates obesity and insulin resistance // Diabetes. 2007. V. 56. № 7. P. 1761.
  29. 29. Cani P.D., Bibiloni R., Knauf C. et al. Changes in gut microbiota control metabolic endotoxemia-induced inflammation in high-fatdiet-induced obesity and diabetes in mice // Diabetes. 2008. V. 57. № 6. P. 1470.
  30. 30. Окороков П.Л., Аниховская И.А., Волков И.Е., Яковлев М.Ю. Кишечный эндотоксин в индукции сахарного диабета первого типа // Физиология человека. 2011. Т. 37. № 2. С. 138.
  31. 31. Гордиенко А.И., Белоглазов В.Н., Кубышкин А.В. Дисбаланс показателей гуморального антиэндотоксинового иммунитета и низкоинтенсивное воспаление при сахарном диабете 1 и 2 типа // Патологическая физиология и экспериментальная терапия. 2016. Т. 60. № 3. С. 61.
  32. 32. Котрова А.Д., Шишкин А.Н., Ермоленко Е.И. и др. Микробиота кишечника при артериальной гипертензии // Артериальная гипертензия. 2020. Т. 26. № 6. С. 620.
  33. 33. Cani P.D. Human gut microbiome: Hopes, threats and promises // Gut. 2018. V. 67. № 9. P. 1716.
  34. 34. Белоглазов В.А., Яцков И.А., Кумельский Е.Д., Половинкина В.В. Метаболическая эндотоксинемия: возможные причины и последствия // Ожирение и метаболизм. 2021. Т. 18. № 3. С. 320.
  35. 35. Яковлев М.Ю. Кишечный эндотоксин и воспаление / Дерматология. Национальное руководство. Краткое издание. М.: ГЭОТАР-Медиа, 2013. Гл. 8. С. 70.
  36. 36. Аниховская И.А., Кубатиев А.А., Яковлев М.Ю. Эндотоксиновая теория атеросклероза // Физиология человека. 2015. Т. 41. № 1. С. 106.
  37. 37. Покусаева Д.П., Аниховская И.А, Коробкова Л.А. и др. Коррелятивные взаимосвязи между показателями системной эндотоксинемии и липидного профиля у пациентов без клинических проявлений атеросклероза // Патогенез. 2018. Т. 16. № 4. С. 182.
  38. 38. Покусаева Д.П., Аниховская И.А., Коробкова Л.А. и др. Прогностическая значимость показателей системной эндотоксинемии в атерогенезе // Физиология человека. 2019. Т. 45. № 5. С. 99.
  39. 39. Рябов В.В., Кретов Е.И., Попов С.В. и др. Технология коронарного стентирования и роль воспаления в атерогенезе: проблемы и перспективы // Бюлл. сиб. мед. 2021. Т. 20. № 1. С. 200.
  40. 40. Аниховская И.А., Голышев И.С., Теблоев И.К., Яковлев М.Ю. Роль эндотоксиновой агрессии в патогенезе острого инфаркта миокарда // Физиология человека. 2014. Т. 40. № 3. С. 129.
  41. 41. Гордиенко А.И., Белоглазов В.А., Кубышкин А.В. и др. Дисбаланс гуморального звена антиэндотоксинового иммунитета как вероятный фактор патогенеза аутоиммунных заболеваний // Физиология человека. 2019. Т. 45. № 3. С. 123.
  42. 42. Гордиенко А.И., Белоглазов В.А., Аниховская И.А. и др. Активность гуморального звена антиэндотоксинового иммунитета при анкилозирующем спондилите ассоциирована с низкоинтенсивным воспалением и оксидативным стрессом или эндотоксиновый компонент патогенеза заболевания // Физиология человека. 2022. Т. 48. № 5. С. 100.
  43. 43. Анохин В.А., Булатова Г.Р., Крупник А.Н., Яковлев М.Ю. Системная эндотоксинемия и бронхообструктивный синдром при острой респираторной вирусной инфекции у детей // Казанский медицинский журнал. 1992. Т. 73. № 2. С. 8.
  44. 44. Созинов А.С. Системная эндотоксинемия при хронических вирусных гепатитах // Бюл. эксп. биол. и мед. 2002. Т. 133. № 2. С. 183.
  45. 45. Созинов А.С., Аниховская И.А., Еналеева Д.Ш. и др. Функциональная активность факторов, связывающих эндотоксин при хронических вирусных гепатитах В и С // Ж. микробиол., эпидемиол. и иммунобиол. 2001. № 6. С. 56.
  46. 46. Шмойлов Д.К., Каримов И.З. Показатели активности гуморального звена антиэндотоксинового иммунитета у больных гриппом А // Патогенез. 2020. Т. 18. № 1. С. 51.
  47. 47. Вышегуров Я.Х., Аниховская И.А., Батманов Ю.Е., Яковлев М.Ю. Кишечный эндотоксин в патогенезе воспалительной патологии глаза и антиэндотоксиновая составляющая лечения // Патологическая физиология и экспериментальная терапия. 2007. № 1. С. 12.
  48. 48. Вышегуров Я.Х., Аниховская И.А., Расческов А.Ю. и др. Эндотоксиновая агрессия как облигатный фактор патогенеза иридоциклитов и её этиология // Физиология человека. 2006. Т. 32. № 6. С. 109.
  49. 49. Bander Z.A., Nitert M.D., Mousa A., Naderpoor N. The gut microbiota and inflammation: An overview // Int. J. Environ. Res. Public Health. 2020. V. 17. № 20. P. 7618.
  50. 50. Sun P., Su L., Zhu H. et al. Gut microbiota regulation and their implication in the development of neurodegenerative disease // Microorganisms. 2021. V. 9. № 11. P. 2281.
  51. 51. Toledo L., Monroy G., Salazar F., Lee J. Gut–brain axis as a pathological and therapeutic target for neurodegenerative disorders // Int. J. Mol. Sci. 2022. V. 23. № 3. P. 1184.
  52. 52. Зозуля С.А., Отман И.Н., Юнилайнен О.А. и др. Показатели маркёров системного воспаления и системной эндотоксинемии у пациентов с эндогенными психозами // Патогенез. 2020. Т. 18. № 1. С. 34.
  53. 53. Зозуля С.А., Яковлев М.Ю., Клюшник Т.П. Микробиота кишечника и (нейро)воспаление: участие эндотоксина в патогенезе эндогенных психозов // Психиатрия. 2023. Т. 21. № 5. С. 86.
  54. 54. Энукидзе Г.Г., Аниховская И.А., Марачев А.А., Яковлев М.Ю. Антиэндотоксиновое направление в лечении хронического воспаления и женского бесплодия. Серия: Новые лечебно-диагностические технологии. M.: КДО-тест, 2007. Книга 3. 78 с.
  55. 55. Манухин И.Б., Крапошина Т.П., Керимова С.П. Эндотоксинемия и антиэндотоксиновый иммунитет у пациенток с неразвивающейся беременностью в 1 триместре // Российский вестник акушера-гинеколога. 2019. Т. 19. № 3. С. 17.
  56. 56. Мешков М.В., Аниховкая И.А., Гатауллин Ю.К., Яковлев М.Ю. Эндотоксиновая агрессия как универсальный фактор патогенеза расстройств гемостаза у детей с урологическими заболеваниями // Урология. 2006. № 1. С. 15.
  57. 57. Мешков М.В., Гатауллин Ю.К., Иванов В.Б., Яковлев М.Ю. Эндотоксиновая агрессия как причина послеоперационных осложнений в детской хирургии / Новые лечебно-диагностические технологии. М.: КДО-Тест, 2007. Книга 2. 142 с.
  58. 58. Меджитов Р., Джаневей Ч. Врожденный иммунитет // Казанский медицинский журнал. 2004. Т. 85. № 3. С. 161.
  59. 59. Яковлев М.Ю. Кишечный эндотоксин: иммунитет — воспаление — старение, как звенья одной цепи // Патогенез. 2020. Т. 18. № 1. С. 82.
  60. 60. Аниховская И.А., Салахов И.М., Яковлев М.Ю. Кишечный эндотоксин и стресс в адаптации и старении // Вестник РАЕН. 2016. Т 16. № 1. С. 19.
  61. 61. Manzel A., Muller D.N., Haflr D.A. et al. Role of "Western diet" in inflmmatory autoimmune diseases // Curr. Allergy Asthma Rep. 2014. V. 14. № 1. P. 404.
  62. 62. Timmermans S., Bogie J.F., Vanmierlo T. et al. High fat diet exacerbates neuroinflmmation in an animal model of multiple sclerosis by activation of the Renin Angiotensinsystem // J. Neuroimmune Pharmacol. 2014. V. 9. № 2. P. 209.
  63. 63. Hanna Kazazian N., Wang Y., Roussel-Queval A. et al. Lupus autoimmunity and metabolic parameters are exacerbated on high fat diet-induced obesity due to TLR7 signaling // Front. Immunol. 2019. V. 10. P. 2015.
  64. 64. Chehimi M., Vidal H., Eljaafari A. Pathogenic role of IL-17-producingimmune cells in obesity, and related inflmmatory diseases // J. Clin. Med. 2017. V. 6. № 7. P. 68.
  65. 65. Lassenius M.I., Pietilainen K.H., Kaartinen K. et al. Bacterial endotoxinactivity in human serum is associated with dyslipidemia, insulinresistance, obesity, and chronic inflammation // Diabetes Care. 2011. V. 34. № 8. P. 1809.
  66. 66. Савельев В.С., Петухов В.А., Каралкин А.В. и др. Синдром кишечной недостаточности в ургентной абдоминальной хирургии: новые методические подходы к лечению // Трудный пациент. 2005. Т. 3. № 4. С. 30.
  67. 67. Needham B.D., Kaddurah-Daouk R., Mazmanian S.K. Gut microbial molecules in behavioural and neurodegenerative conditions // Nat. Rev. Neurosci. 2020. V. 21. № 12. P. 717.
  68. 68. Sgritta M., Dooling S.W., Buffington S.A. et al. Mechanisms underlying microbial-mediated changes in social behavior in mouse models of autism spectrum disorder // Neuron. 2019. V. 101. № 2. P. 246.
  69. 69. Zhao J., Bi W., Xiao S. et al. Neuroinflammation induced by lipopolysaccharide causes cognitive impairment in mice // Sci. Rep. 2019. V. 9. № 1. P. 5790.
  70. 70. Izvolskaia M., Sharova V., Zakharov L. Prenatal programming of neuroendocrine system development by lipopolysaccharide: long-term effects // Int. J. Mol. Sci. 2018. V. 19. № 11. P. 3695.
  71. 71. Parker A., Fonseca S., Carding S.R. Gut microbes and metabolites as modulators of blood-brain barrier integrity and brain health // Gut Microbes. 2020. V. 11. № 2. P. 135.
  72. 72. Sherwin E., Bordenstein S.R., Quinn J.L. et al. Microbiota and the social brain // Science. 2019. V. 366. № 6465. P. eaar2016.
  73. 73. Сперанский А.Д. Элементы построения теории медицины. М.-Л.: Изд-во Всес. ин-та эксперимент. медицины, 1935. 344 с.
  74. 74. Расческов А.А., Маркелова М.М., Аниховская И.А. и др. Определение этиологии эндотоксиновой агрессии как перспектива повышения эффективности лечебно-профилатического процесса // Казанский медицинский журнал. 2022. Т. 103. № 3. С. 467.
  75. 75. Tan L.Y., Yeo X.Y., Bae H.G. et al. Association of gut microbiome dysbiosis with neurodegeneration: Can gut microbe-modifying diet prevent or alleviate the symptoms of neurodegenerative diseases? // Life (Basel). 2021. V. 11. № 7. P. 698.
  76. 76. Athari Nik Azm S., Djazayeri A., Safa M. et al. Lactobacilli and bifidobacteria ameliorate memory and learning deficits and oxidative stress in beta-amyloid (1-42) injected rats // Appl. Physiol. Nutr. Metab. 2018. V. 43. № 7. P. 718.
  77. 77. Mohammadi G., Dargahi L., Naserpour T. et al. Probiotic mixture of Lactobacillus helveticus R0052 and Bifidobacterium longum R0175 attenuates hippocampal apoptosis induced by lipopolysaccharide in rats // Int. Microbiol. 2019. V. 22. № 3. P. 317.
  78. 78. Магаева С.В., Морозов С.Г. Нейроиммунофизиология. М.: Изд-во ГУ НИИ биомед. химии им. В.Н. Ореховича РАМН, 2005. 160 с.
  79. 79. Морозов С.Г., Лобанов А.В., Кожевникова Е.Н. и др. Перинатальная нейроиммунопатология: от эксперимента к клинике // Патогенез. 2022. Т. 20. № 3. С. 24.
  80. 80. Папышева О.В., Морозов С.Г., Грибова И.Е. и др. Отдаленные неврологические последствия у детей от матерей с гестационным сахарным диабетом // Вопросы практической педиатрии. 2022. Т. 17. № 2. С. 23.
  81. 81. Likhoded V.G., Anikhovskaya I.A., Salakhov I.M. et al. Fc-receptor-mediated binding of lipopolysaccharides by human leukocytes in physiology and pathology // J. Endotoxin Res. 2000. V. 6. № 2. P. 24.
  82. 82. Huang X., Fend Y., Xiong G. et al. Caspase-11, a specific sensor for entracellular lipopolysaccharide recognition mediates the non-canonical inflammation pathway of pyroptosis // Cell Biosci. V. 9. P. 31.
  83. 83. Franceschi C., Bonafè M., Valensin S. et al. Inflamm-aging. An evolutionary perspective on immunosenescence // Ann. N.Y. Acad. Sci. 2000. V. 908. P. 244.
  84. 84. Franceschi C., Garagnani P., Vitale G. et al. Inflmmaging and ‘Garb-aging’ // Trends Endocrinol. Metab. 2017. V. 28. № 3. P. 199.
  85. 85. Чернихова Е.А., Аниховская И.А., Гатауллин Ю.К. и др. Энтеросорбция как важное средство устранения хронической эндотоксиновой агрессии // Физиология человека. 2007. Т. 33. № 3. С. 135.
  86. 86. Гордиенко А.И., Химич Н.В., Белоглазов В.А. и др. Полиреактивная трансформация иммуноглобулинов класса G как вектор поиска потенциальных средств повышения активности антиэндотоксинового иммунитета // Физиология человека. 2020. Т. 46. № 5. С. 107.
QR
Translate

Индексирование

Scopus

Scopus

Scopus

Crossref

Scopus

Higher Attestation Commission

At the Ministry of Education and Science of the Russian Federation

Scopus

Scientific Electronic Library