Поиск связи профиля микробных метаболитов с динамикой неврологического

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ НАУЧНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ «ФЕДЕРАЛЬНЫЙ НАУЧНО-КЛИНИЧЕСКИЙ ЦЕНТР РЕАНИМАТОЛОГИИ И РЕАБИЛТОЛОГИИ (ФНКЦ РР)

FEDERAL RESEARCH AND CLINICAL CENTER OF INTENSIVE CARE MEDICINE AND REHABILITOLOGY

СБОРНИК ТРУДОВ

II научно-практической конференции (с международным участием) аспирантов, ординаторов и молодых ученых

«АКТУАЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ АНЕСТЕЗИОЛОГИИ-РЕАНИМАТОЛОГИИ И РЕАБИЛИТОЛОГИИ»

PROCEEDINGS nd 2 Scientific-Practical Conference (with international participation) of Graduate Students, Residents and Young Scientist “CURRENT ISSUES OF INTENSIVE CARE MEDICINE AND REHABILITOLOGY”

17 апреля 2019 г. Москва, Россия

17 April 2019 Moscow, Russia

Поиск связи профиля микробных метаболитов с динамикой неврологического статуса у пациентов с заболеваниями центральной нервной системы

И.В. Буякова

Накопленные данные о значении изменения профиля метаболитов микробиоты (в частности, ароматических микробных метаболитов (АММ)) при динамическом наблюдении и их возможной ассоциации с течением, прогнозом, исходом заболевания у пациентов с поражением центральной нервной системы различной этиологии, свидетельствуют о потенциале их использования при выборе тактики ведения пациентов с данной патологией.

Ключевые слова: ароматические микробные метаболиты; неврологический статус; поражение центральной нервной системы; восстановление/угнетение функции.

Введение. Микробиота кишечника человека является эволюционно сложившимся сообществом микроорганизмов и функционирует как сбалансированная микроэкологическая система. Симбионтная кишечная микрофлора находится в динамическом равновесии, формирует микробные ассоциации, занимающие определенную экологическую нишу, и относится к важнейшим факторам, влияющим на здоровье человека. В соответствии с современными представлениями, кишечная микробиота активно участвует в регулировании и поддержании оптимального уровня метаболических процессов, протекающих в организме хозяина.

Микробиота имеет огромное значение в создании колонизационной резистентности кишечного тракта, в том числе служит естественным барьером для госпитальных полирезистентных штаммов, ограничивая их адгезию, формирование биопленок и размножение. Микробиота участвует в обезвреживании микробных токсинов и других продуктов жизнедеятельности условно-патогенных микроорганизмов. При тяжелом заболевании/травме в условиях принципиального изменения гомеостаза хозяина, метаболизм микробиоты меняется, а измененный состав микробных метаболитов может по-разному воздействовать на организм человека, оказывая как негативный, так и позитивный эффект. Известно, что некоторые фенилкарбоновые кислоты (ФКК), например, пара гидроксифенилмолочная (п-ГФМК), фенилмолочная (ФМК), парагидроксифенилуксусная (п-ГФУК), фенилуксусная (ФУК), бензойная (БК), фенилпропионовая (ФПК) обладают биорегуляторной активностью и способны влиять как на бактерии, так и на эукариотические клетки организма человека. ФКК микробного происхождения также выступают в роли участников метаболических и сигнальных путей в процессе интеграции микробиома и человека. Интенсивно изучается связь головного мозга с так называемым «кишечным мозгом», этот процесс взаимодействия получил название «ось мозг-кишечник». Установлено, что эта связь является двусторонней, имеется взаимо-модулирующее влияние, то есть декомпенсация функционирования любой из составляющих (головного мозга или кишечника), может оказывать существенное дезадаптирующее действие.

По предварительным данным, нарушение состава микробиоты, особенно на фоне антибиотикотерапии, может влиять на прогноз исхода заболеваний центральной нервной системы, в том числе при черепно-мозговых травмах, острых нарушениях мозгового кровообращения, опухолях головного мозга. Исследований в этой области крайне мало, практически не изучена ассоциация клинических проявлений патологии центральной нервной системы, объективных признаков восстановления или усугубления неврологического дефицита, с динамикой метаболитов микробиоты.

Цель работы – выявить метаболиты микробиоты, ассоциированные с динамикой неврологического статуса по степени выраженности (уменьшение/увеличение) неврологического дефицита.

Материалы и методы. В исследование включили пациентов, поступивших на лечение в отделение нейрореанимации с поражением центральной нервной системы различного генеза: острое нарушение мозгового кровообращения, черепно-мозговая травма, нейрохирургическое вмешательство по поводу новообразований головного мозга. В процессе комплексного лечения осуществляли клиническое наблюдение и оценивали динамику неврологического статуса, с использованием: шкалы комы Глазго, шкалы инсульта национального института здоровья (NIHSS), шкалы комы FOUR, шкал Ривермид, Ашворта, Бартела. Оценку проводили два раза в неделю. C частотой не реже двух раз в неделю у пациентов брали образцы сыворотки крови и кишечное содержимое; биоматериал замораживали и хранили при температуре минус 20ºС. В контрольную группу включены 14 здоровых добровольцев, у которых также собраны образцы сыворотки крови и кишечного содержимого. Для определения низкомолекулярных ароматических метаболитов в биообразцах был применен метод  газовой хромато-масс-спектрометрии (ГХ-МС) с предшествующей пробоподготовкой

по описанной ранее методике.

Результаты и обсуждение. Всего под наблюдением находилось 43 пациента, которых в дальнейшем по результатам клинико-неврологического обследования разделили на две группы: А) с положительной (15 человека) и Б) с отрицательной динамикой (9 человек), В) без динамики(19 человек). В 231 образце клинического материала (сыворотка крови и кишечное содержимое), включая 203 – от пациентов и 28 – в группе контроля, выполнили ГХ-МС анализ с определением девяти ароматических микробных метаболитов (АММ). Провели детальный анализ профиля АММ в биоматериале от пациентов по сравнению с контрольной группой. Сопоставили результаты изменения профиля АММ в крови и кишечном содержимом с динамикой неврологического статуса. Предварительный анализ полученных результатов позволил выявить намечающуюся ассоциативную связь между клинической динамикой и профилем АММ (при дизайне исследования случай-контроль), а именно – у пациентов группы А общий уровень АММ оставался стабильным, в профиле отмечали тенденцию к повышению метаболитов анаэробных бактерий, например пара-гидроксибензойной кислоты (п-ГБК), фенилпропионовой кислоты (ФПК) и др. В группе Б отрицательная клиническая динамика сопровождалась повышением общего уровня АММ (по сравнению с исходным уровнем АММ), преимущественно за счет парагидроксифенилуксусной кислоты (п-ГФУК), что ухудшало прогноз заболевания.

Заключение. В результате исследования выявили несколько ключевых ароматических метаболитов, которые ассоциированы с уменьшением неврологического дефицита и положительной динамикой пациентов после тяжелого повреждения головного мозга. Использование микробных метаболитов для повышения реабилитационного потенциала пациентов с поражением ЦНС в перспективе весьма вероятно, особенно с учетом теоретических возможностей медикаментозной терапии, целенаправленно корректирующей метаболическую активность бактерий. Необходимо продолжить исследование для увеличения доказательной базы.