Червинец Юлия Вячеславовна, доктор медицинских наук, профессор, заведующая кафедрой микробиологии и вирусологии с курсом иммунологии
170100, ул. Советская, д. 4, г. Тверь
Yulia V. Chervinets, DMD, PhD, DSc, Professor, Head of the Department of Microbiology and Virology with the Course of Immunology
4 Sovetskaya St., Tver, Russian Federation, 170100
Григорьянц Элина Олеговна, старший преподаватель кафедры микробиологии и вирусологии с курсом иммунологии
Тверь
Elina O. Grigoryants, Senior Lecturer at the Department of the Microbiology and Virology with the Course of Immunology
Tver
Беляев Всеволод Станиславович, ассистент кафедры микробиологии и вирусологии с курсом иммунологии
Тверь
Vsevolod S. Belyaev, Assistant at the Department of the Microbiology and Virology with the Course of Immunology
Tver
Попов Никита Сергеевич, кандидат фармацевтических наук, доцент, доцент кафедры фармакологии
Тверь
Nikita S. Popov, PhD, Docent, Associate Professor, Department of the Pharmacology
Tver
Червинец Вячеслав Михайлович, доктор медицинских наук, профессор кафедры микробиологии и вирусологии с курсом иммунологии
Тверь
Vyacheslav M. Chervinets, PhD, DSc, Professor, Professor of the Department of the Microbiology and Virology with the Course of Immunology
Tver
Михайлова Елена Сергеевна, кандидат медицинских наук, доцент кафедры микробиологии и вирусологии с курсом иммунологии
Тверь
Elena S. Mikhailova, DMD, PhD, Associate Professor, Department of the microbiology and virology with cource of immunology
Tver
Актуальность. В последние годы исследователи обращают внимание на метаболическую активность микробиоты кишечника как инициальный фактор развития различных заболеваний. Увеличивающаяся частота встречаемости расстройств аутистического спектра заставляет искать новые причины развития этой группы заболеваний и, соответственно, подходы к их лечению. Многочисленные исследования показывают, что выявленный у данной группы пациентов дисбаланс в метаболизме аминокислот и газовых молекул, регулирующих работу нервной системы, может иметь в том и числе бактериальное происхождение.
Цель. Оценка спектра и концентрации аминокислот и газовых сигнальных молекул, продуцируемых кишечными стафилококками и лактобациллами от здоровых лиц и пациентов с расстройствами аутистического спектра.
Материалы и методы. Исследование проводилось в рамках классического бактериологического метода исследования фекалий 12 здоровых детей и 12 детей с расстройствами аутистического спектра. Выявление продукции бактериальных аминокислот осуществляли методом высокоэффективной жидкостной хроматографии с масс-спектрометрическим детектированием. Оценка продукции газовых сигнальных молекул осуществлялась методом газовой хроматографии.
Результаты. Результаты исследования подтверждают имеющиеся в литературе ограниченные данные, а именно повышенную продукцию микроорганизмами кишечника глутамата и, наоборот, сниженную продукциюлейцина и изолейцина, а также лизина. Более того, кишечные штаммы Staphylococcus aureus продемонстрировали меньшую выработку треонина и фенилаланина, при повышенном синтезе пролина. Lactobacillus rhamnosus кишечника пациентов с расстройствами аутистического спектра продуцируют в большей степени, как NO, так CO, чем штаммы здоровых детей.
Заключение. Таким образом, микробиота кишечника у детей с расстройствами аутистического спектра в действительности показывает иную газовую и аминокислотную метаболическую активность, чем микробиота здоровых детей. Необходимы дальнейшие исследования, чтобы доказать влияние продуктов метаболизма микроорганизмов на развитие неврологических расстройств. Имеющиеся данные необходимо использовать для обогащения диагностических и терапевтических инструментов в арсенале врачей-неврологов для лечения детей с расстройствами аутистического спектра.
Relevance. In recent years, researchers have increasingly focused on the metabolic activity of the gut microbiota as a potential factor in the development of various diseases. The rising prevalence of autism spectrum disorder (ASD) has intensified efforts to identify additional etiological factors and develop new therapeutic approaches. Numerous studies suggest that the disturbances in amino acid metabolism and in the metabolism of gaseous signaling molecules involved in nervous system regulation observed in these patients may be partly attributable to bacterial activity.
Objective. To characterize the profiles and concentrations of amino acids and gaseous signaling molecules produced by intestinal staphylococcal and lactobacillus strains isolated from healthy children and children with ASD.
Materials and methods. Fecal samples from 12 healthy children and 12 children with ASD were analyzed using conventional bacteriological methods. Amino acid production by the bacterial isolates was assessed by high-performance liquid chromatography coupled with mass spectrometric detection, and gaseous signaling molecule production was measured by gas chromatography.
Results. Compared with strains isolated from healthy children, intestinal bacterial strains from children with ASD produced higher levels of glutamate and lower levels of leucine, isoleucine, and lysine, in line with the limited evidence reported in the literature. In addition, Staphylococcus aureus strains isolated from children with ASD produced less threonine and phenylalanine but more proline. Lactobacillus rhamnosus strains isolated from children with ASD produced greater amounts of both NO and CO than strains isolated from healthy children.
Conclusion. The gut microbiota of children with ASD differs from that of healthy children in its amino acid and gaseous signaling molecule metabolism. Further studies are needed to determine whether microbial metabolites contribute to the development of neurological disorders. These findings should be used to expand the range of diagnostic and therapeutic tools available to neurologists treating children with ASD.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.