Дисфункция микробиоты у пациентов с повреждением головного мозга, находящихся в хроническом критическом состоянии

У пациентов с тяжелым повреждением головного мозга тяжесть течения/исхода хронического критического состояния связана c дисфункцией микробиоты кишечника, что можно оценить по уровню циркулирующих в крови микробных метаболитов.

Цель исследования. Установить связь динамики хронического критического состояния, развившегося вследствие тяжелого повреждения головного мозга, с дисфункцией микробиоты.

Пациенты и методы. В исследование включены 83 пациента, из них в хроническом критическом состоянии (ХКС) с последствиями ишемического/геморрагического инсульта (n = 34), черепно-мозговой травмы (n = 18), гипоксического повреждения головного мозга (n = 7), нейрохирургических вмешательств (n = 7), менингита (n = 3), и 30 здоровых людей (группа контроля). Для оценки неврологического статуса в динамике использовали шкалы инсульта Национального института здоровья (NIHSS), шкалы FOUR, Рэнкина, индекса мобильности Ривермида. Таксономический состав микробиоты оценивали методом секвенирования по 16S рРНК и ПЦР. Дважды в неделю осуществляли мониторинг биомаркеров (ELISA Kit) и ароматических микробных метаболитов (ГХ-МС).

Результаты. Выявлены особенности таксономического состава микробиоты кишечника у длительно болеющих пациентов с повреждением головного мозга, преобладание условно-патогенных факультативных анаэробов (Klebsiella spp., Proteus spp., Staphylococcus aureus) над пулом строгих анаэробов. Установлена связь динамики микробных метаболитов в крови и кишечнике пациентов с течением и исходом заболевания. Для пациентов с положительной клинической динамикой ХКС был характерен стабильный уровень или снижение микробных метаболитов на фоне лечения. В группе пациентов с отрицательной клинической динамикой выявлен рост уровня микробных метаболитов, особенно гидроксилированных фенилкарбоновых кислот.

Заключение. У пациентов с повреждением головного мозга уровни циркулирующих в крови микробных метаболитов (п-гидроксифенилуксусной, фенилмолочной, п-гидроксифенилмолочной кислот) отражают степень дисфункции микробиоты и тяжесть течения ХКС, что имеет прогностическое значение.

1. Петрова М.В., Сергеев И.В., Шестопалов А.Е., Лукьянец О.Б. Метаболические нарушения у пациентов, находящихся в ХКС, обусловленных последствиями черепно-мозговой травмы. Физиология и биохимия питания. 2021;90(4). https://doi.org/10.33029/0042-8833-2021-90-4-103-111

2. Гречко А.В., Молчанов И.В., Петрова М.В., Пряников И.В. Реабилитация пациентов в хронических критических состояниях вследствие повреждений головного мозга в условиях отделений реанимации и интенсивной терапии: опыт федерального научно-клинического центра. Медико-социальная экспертиза и реабилитация. 2018;21(1–2):22–29. https://doi.org/10.18821/1560-9537-2018-21-1-22-29

3. Carabotti M., Scirocco A., Maselli M.A., Severi C. The gut-brain axis: interactions between enteric microbiota, central and enteric nervous systems. Ann. Gastroenterol. 2015;28(2):203–209. PMID: 25830558

4. Beloborodova N.V., Grechko A.V., Olenin A.Yu. Metabolomic discovery of microbiota dysfunction as the cause of pathology. Metabolomics — New Insights into Biology and Medicine. 2019. https://doi.org/10.5772/intechopen.87176

5. Beloborodova N., Grechko A. “Dialogue” between the Human Microbiome and the Brain. Human Microbiome. London: IntechOpen 2021;June16:27–41. https://doi.org/10.5772/intechopen.94431

6. Белобородова Н.В., Мороз В.В., Бедова А.Ю., Осипов А.А., Саршор Ю.Н., Черневская Е.А. Участие ароматических микробных метаболитов в развитии тяжелой инфекции и сепсиса. Анестезиология и реаниматология. 2016;61(3):202–208.

7. Белобородова Н.В., Мороз В.В., Осипов А.А., Бедова А.Ю., Оленин А.Ю., Гецина М.Л., Карпова О.В., Оленина Е.Г. Нормальный уровень сепсис-ассоциированных фенилкарбоновых кислот в сыворотке крови человека. Биохимия. 2015;80(3):449–455.

8. Белобородова Н.В., Острова И.В. Сепсис-ассоциированная энцефалопатия (обзор). Общая реаниматология. 2017;13(5):121–139. https://doi.org/10.15360/1813-9779-2017-5-121-139

9. Белобородова Н.В. Метаболизм микробиоты при критических состояниях (обзор и постулаты). Общая реаниматология. 2019;15(6):62–79. https://doi.org/10.15360/1813-9779-2019-6-62-79

10. Шендеров Б.А., Ткаченко Е.И., Лазебник Л.Б., Ардатская М.Д., Синица А.В., Захарченко М.М. Метабиотики — новая технология профилактики и лечения заболеваний, связанных с микроэкологическими нарушениями в организме человека. Экспериментальная и клиническая гастроэнтерология. 2018;151(3):83–92. https://e-library/ID: 35351920

11. Голубев А.М., Кузовлев А.Н., Антонова В.В., Захарченко В.Е., Петрова М.В., Гречко А.В. Молекулярные биомаркеры прогнозирования неврологического исхода после внезапной остановки кровообращения (обзор). Общая реаниматология. 2018;14(3):68–81. https://doi.org/10.15360/1813-9779-2018-3-68-81

12. Зозуля С.А., Олейчик И.В., Андросова Л.В., Отман И.Н., Сарманова З.В., Столяров С.А., Бизяева А.С., Юнилайнен О.А., Клюшник Т.П. Мониторинг течения эндогенных психозов по иммунологическим показателям. Психическое здоровье. 2017;6:12–17. https://e-library/ID: 28371975

13. Мороз В.В., Белобородова Н.В., Бедова А.Ю., Ревельский А.И., Гецина М.Л., Осипов А.А. Разработка и адаптация к условиям клинической лаборатории методик газохроматографического определения фенилкарбоновых кислот в сыворотке крови. Журнал аналитической химии. 2015;70(4):418–425. https://doi.org/10.7868/5004445021504012Х

14. Мороз В.В., Белобородова Н.В., Осипов А.А., Власенко А.В., Бедова А.Ю., Паутова А.К. Фенилкарбоновые кислоты в оценке тяжести состояния и эффективности интенсивного лечения больных в реаниматологии. Общая реаниматология. 2016;12(4):37–48.

15. Mima K., Nishihara R., Qian Z.R., Cao Y., Sukawa Y., Nowak J.A. et al. Fusobacterium nucleatum in colorectal carcinoma tissue and patient prognosis. Gut. 2016;65(12):1973–80. doi: 10.1136/gutjnl-2015-310101

16. Ploton M.C., Caseris M., Bendavid M., Jost C., PicardY., Gaschignard J., Pierron C., Canivez S., Le Dalour R., Carol A., Bidet P., Bonacorst S. Likely false-positive pneumococcal antigen test BinaxNOW due to parvimonas micra: a fourcase series. Chest. 2018;153(4):71–73. https://doi.org/10.1016/j.chest.2017.12.026

17. Черневская Е.А., Меглей А.Ю., Буякова И.В., Ковалева Н.Ю., Горшков К.М., Захарченко В.Е., Белобородова Н.В. Таксономический дисбиоз микробиоты и сывороточные биомаркеры как отражение тяжести поражения центральной нервной системы. Вестник Российского государственного медицинского университета, издательство РНИМУ им. Н.И. Пирогова (Москва). 2020;5:58–65.

18. Chernevskaya E., Klimenko N., Pautova A., Buyakova I., Tyakht A., Beloborodova N. Host-Microbiome Interactions Mediated by Phenolic Metabolites in Chronically Critically Ill Patients. Metabolites. 2021;11(2):122. https://doi.org/10.3390/metabo11020122

19. Шендеров Б.А., Юдин С.М., Загайнова А.В., Шевырева М.П. Роль комменсальной кишечной микробиоты в этиопатогенезе хронических воспалительных заболеваний: Akkermansia municiphila. Экспериментальная и клиническая гастроэнтерология. 2018;11(159):4–13.

20. Белобородова Н.В., Черневская Е.А. Перспективы микробиота-ориентированной терапии в нейрореабилитологии. Физическая и реабилитационная медицина, медицинская реабилитация. 2020;1(2):79–85.

21. Черневская Е.А., Зозуля С.А., Белобородова Н.В., Клюшник Т.П., Буякова И.В. Связь ароматических микробных метаболитов, воспалительных и аутоиммунных биомаркеров с клинической динамикой при тяжелых заболеваниях центральной нервной системы. Журнал неврологии и психиатрии им. С.С. Корсакова. 2020;120(7):78–85.