Северного Кавказа
по надзору за соблюдением законодательства
в сфере массовых коммуникаций
и охране культурного наследия
ПИ №ФС77-26521 от 7 декабря 2006 года
ISSN 2073-8137
русский
english
Поиск по сайту
Адрес редакции
355017, Ставрополь, улица Мира, 310.
Телефоны
(8652) 35-25-11, 35-32-29.
E-mail
medvestnik@stgmu.ru
Журнал включён в Перечень ведущих рецензируемых научных журналов и изданий, в которых должны быть опубликованы результаты диссертаций на соискание учёной степени кандидата и доктора наук (решение Президиума ВАК Минобрнауки РФ №6/6, февраль 2010).
Журнал включён в Реферативный журнал и Базы данных ВИНИТИ РАН и зарегистрирован в Научной электронной библиотеке в базе данных Российского индекса научного цитирования на основании сублицензионного договора № 07-04/09-14 от 25 марта 2009 года.
Журнал индексируется: БД SCOPUS, Ulrich's International Periodicals Directory.
Коммуникационная система «микробиота – кишечник – мозг»: роль нейротрансмиттеров и нейропептидов
[Обзоры]
Самотруева Марина Александровна; Башкина Ольга Александровна; Цибизова Александра Александровна;
Микробиота кишечника человека, представляя собой уникальную совокупность метаболически активных микроорганизмов, играет важную роль в регуляции широкого спектра физиологических процессов, в том числе функционировании нейроиммуноэндокринной системы посредством нейрональных, иммунных и метаболических взаимодействий, играющих роль в патогенезе нейродегенеративных процессов. Указывается на гомеостатическую роль микробиоты кишечника, обусловленную продукцией биологически активных молекул (нейропептидов, нейротрансмиттеров, бактериоцинов, нейротрофических факторов и т. д.), проявляющих на локальном и системном уровнях нейроактивные, иммуномодулирующие, метаболические и антимикробные свойства, что актуализирует изучение их в качестве перспективных терапевтических агентов.
Список литературы:
1. Sun P., Su L., Zhu H., Li X., Guo Y. [et al.]. Gut Microbiota Regulation and Their Implication in the Development of Neurodegenerative Disease. Microorganisms. 2021;9(11):2281. https://doi.org/10.3390/microorganisms9112281
2. Rowland I., Gibson G., Heinken A., Scott K., Swann J. [et al.]. Gut microbiota functions: Metabolism of nutrients and other food components. Eur. J. Nutr. 2018;57:1-24. https://doi.org/10.1007/s00394-017-1445-8
3. Хазова Е. В., Сафина Д. Д. Состояние кишечной микробиоты у пациентов с хронической сердечной недостаточностью. Медицинский вестник Северного Кавказа. 2023;18(1):104-110. [Khazova E. V., Safina D. D. State of the gut microbiota in patients with chronic heart failure. Meditsinskii vestnik Severnogo Kavkaza. – Medical News of North Caucasus. 2023;18(1):104-110. (In Russ.)]. https://doi.org/10.14300/mnnc.2023.18024
4. Sanz J. A., Aidy S. E. Microbiota and gut neuropeptides: a dual action of antimicrobial activity and neuroimmune response. Psychopharmacology. 2019;236:1597-1609. https://doi.org/10.1007/s00213-019-05224-0
5. Sharon G., Sampson T. R., Geschwind D. H., Mazmanian S. K. The central nervous system and the gut microbiome. Cell. 2016;167(4):915-932. https://doi.org/10.1016/j.cell.2016.10.027
6. Еременко И. И. Как микробиота кишечника влияет на функционирование центральной нервной системы? Механизмы участия микробиоты в патогенезе болезни Альцгеймера. Международный научно-исследовательский журнал. 2020;6(96):101-106. https://doi.org/10.23670/IRJ.2020.96.6.057
7. Пименова Е. С., Русскина М. И., Петриков С. С., Рамазанов Г. Р., Завалий Л. Б. Патология энтеральной нервной системы при болезни паркинсона. Медицинский вестник Северного Кавказа. 2022;17(4):444-449. https://doi.org/10.14300/mnnc.2022.17108
8. Lin L., Zhang J. Role of intestinal microbiota and metabolites on gut homeostasis and human diseases. BMC Immunol. 2017;18:2. https://doi.org/10.1186/s12865-016-0187-3
9. Шаненко Е. Ф., Николаев Ю. А., Ганина В. И., Серых И. Н., Олескин А. В. [и др.]. Синтез биогенных аминов молочнокислыми бактериями на средах растительного и животного происхождения. Микробиология. 2022;91(4):433-450. https://doi.org/10.31857/S0026365622300206
10. Chen Xu., Chen Y. Regulation of neurotransmitters by the intestinal microbiota and influence on cognition in neurological disorders. Nutrients. 2021;13(6):2099. https://doi.org/10.3390/nu13062099
11. Cui Y., Miao K., Niyaphorn S., Qu X. Production of gamma-aminobutyric acid from lactic acid bacteria: a systematic review. Int. J. Mol. Sci. 2020;21(3):995. https://doi.org/10.3390/ijms21030995
12. Chen Y., Xu J., Chen Y. Regulation of neurotransmitters by the gut microbiota and influence on cognition in neurological disorders. Nutrients. 2021;13(6):2099. https://doi.org/10.3390/nu13062099
13. Strandwitz F. Modulation of neurotransmitters by the gut microbiota. Brain Research. 2018;1693:128-133. https://doi.org/10.1016/j.brainres.2018.03.015
14. Levendahl N. K., Ryan J. F., Schellekens H. Intestinal Peptides and microbiome: Focus on ghrelin. Current opinion in the field of endocrinology, diabetes and obesity. 2021;28(2):243. https://doi.org/10.1097/MED.0000000000000616
15. Stewart O. A., Wu F., Chen Y. The role of the stomach microbiota in gastric cancer. Intestinal Microbes. 2020;11(5):1220-1230. https://doi.org/10.1080/19490976.2020.1762520
16. Capo-Ortuño M. I., Seoane L. M., Marie M., Prado M., Gomez-Sumacero H. M. [et al.]. The composition of the intestinal microbiota in male rat models with different nutritional status and physical activity and its relationship with serum levels of leptin and ghrelin. PloS one. 2013;8(5):e65465. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0065465
17. Kvasa M., Stephens R. V., Toderean R., Kose K. Intestinal perception by the intestinal microbiota: targeting intestinal peptides. Frontiers in Endocrinology. 2019;10:82. https://doi.org/10.3389/fendo.2019.00082
18. Stornello G., Capurso G. Gut microbiota and pancreatic diseases. Gastroenterologist and nutritionist Minerva. 2017;63(4):399-410. https://doi.org/10.23736/s1121-421x.17.02387-x
19. Rabbi M. F., Manyaka P. M., Assa N., Metz-Boutique M. H., Khafipour E. [et al.]. Human catestatin changes the composition of the gut microbiota in mice. Frontiers in Microbiology. 2017;7:2151. https://doi.org/10.3389/fmicb.2016.02151
20. Любимова Н. В., Тимофеев Ю. С., Чурикова Т. К., Маркович А. А., Емельянова Г. С. [и др.]. Хромогранин А и серотонин в оценке эффективности лечения нейроэндокринных опухолей. Альманах клинической медицины. 2019;47(8):685-690. https://doi.org/10.18786/2072-05-2019-47-054
21. Resino M. The Microbiota Revolution: excitement and caution. Europ. J. Immunol. 2017;47(9):1406-1413. https://doi.org/10.1002/eji.201646576
22. Li J., Li X., Song J., Yan B., Rock S. [et al.]. Absence of neurotensin attenuates intestinal dysbiosis and inflammation by maintaining Mmp7/α-defensin axis in diet-induced obese mice. FASEB journal: official publication of the Federation of American Societies for Experimental Biology. 2020;34(6):8596. https://doi.org/10.1096/fj.201902374RR
23. De Vader F., Grasset E., Manners Holm L., Karsenty G., Macpherson A. J. [et al.]. The gut microbiota regulates the maturation of the adult intestinal nervous system through enteral serotonin networks. Proceedings of the National Academy of Sciences. 2018;115(25):6458-6463. https://doi.org/10.1073/pnas.1720017115
24. Todorov S. D., In Holzapfel, Nero L. A. Characteristics of a new bacteriocin produced by plantarum lactobacillus ST8SH, and some aspects of its mechanism of action. Annals of Microbiology. 2016;66:949-962. https://doi.org/10.1007/s13213-015-1180-4
25. Mokoena M. Lactic acid bacteria and their bacteriocins: classification, biosynthesis and use against uropathogens: a mini-review. Molecules. 2017;22(8):1255. https://doi.org/10.3390/molecules22081255
26. Zimina M., Babich O., Prosekov A., Sukhoi S., Ivanova S. [et al.]. Overview of global trends in the classification, methods of production and use of bacteriocins. Antibiotics. 2020;9(9):553. https://doi.org/10.3390/antibiotics9090553
27. Soltani S., Hamami R., Cotter D., Rebuffat S., Said L. B. [et al.]. Bacteriocins as antimicrobials of a new generation: aspects of toxicity and regulation. Reviews of Microbiology FEMS. 2021;45(1):fuaa039. https://doi.org/10.1093/femsre/fuaa039
28. Dischinger J., Chipalu S. B., Bierbaum G. Antibiotics: promising candidates for future healthcare applications. International Journal of Medical Microbiology. 2014;304(1):51-62. https://doi.org/10.1016/j.ijmm.2013.09.003
29. Enezawa H., Motegi M., Oishi A., Hose F., Higashi S. [et al.]. Antibiotics produced by oral inhabitants as a trigger of dysbiosis of the human intestinal microbiota. International Journal of Molecular Sciences. 2021;22(7):3343. https://doi.org/10.3390/ijms22073343
30. Simons A., Alhanut K., Duval R. E. Bacteriocins, antimicrobial peptides of bacterial origin: a review of their biology and their effects on multidrug-resistant bacteria. Microorganisms. 2020;8(5):639. https://doi.org/10.3390/microorganisms8050639
31. Bolatchiev A. V., Baturin V. V., Shchetinin E. V., Bogacheva E. V. New antimicrobial peptides developed using a recurrent neural network reduce mortality in experimental sepsis. Antibiotics (Basel). 2022;11(3):411. https://doi.org/10.3390/antibiotics11030411
32. Yu S., Balasubramanian I., Laubitz D., Cadwell K., Kiela P. R. [et al.]. Lysozyme obtained from Paneta cells determines the composition of the mucolytic microbiota and the inflammatory tone of the intestine. Immunity. 2020;53(2):398-416. https://doi.org/10.1016/j.immuni.2020.07.010
33. Шамова О. В., Жаркова М. С., Чернов А. Н., Владимирова Е. В., Сухарева М. С. [и др.]. Антимикробные пептиды врожденного иммунитета как прототипы новых средств борьбы с антибиотикорезистентными бактериями. Российский журнал персонализированной медицины. 2021;1(1):146-172.
34. Gao X., Ding J., Liao K., Xu J., Liu X., Lu V. Defensins: a natural peptide antibiotic. Advanced Drug Delivery Reviews. 2021;179:114008. https://doi.org/10.1016/j.addr.2021.114008
35. Van Eyck M., Borysthenes S., Cen L., Rosa M., Moreno M. J. [et al.]. Antimicrobial peptides inspired by cathelicidin as new antifungal compounds. Medical Mycology. 2020;58(8):1073-1084. https://doi.org/10.1093/mmy/myaa014
36. Lei J., Sun L., Huang S., Zhu C., Li P. [et al.]. Antimicrobial peptides and their potential clinical application. American Journal of Translational Research. 2019;11(7):3919.
37. Miki T., Goto R., Fujimoto M., Okada N., Hardt W. D. Bactericidal lectin RegIIIß prolongs intestinal colonization and enteropathy in a mouse model of streptomycin for salmonella diarrhea. Cellular Host and Microbe. 2017;21(2):195-207. https://doi.org/10.1016/j.chem.2016.12.008
38. Fusco A., Savio V., Cammarota M., Alfano A., Schiraldi C., Donnarumma G. Beta-defensin-2 and beta-defensin-3 reduce intestinaL damage caused by Salmonella typhimurium moduLating the expression of cytokines and enhancing the probiotic activity of Enterococcus faecium. J. Immunol. Res. 2017;2017:6976935. https://doi.org/10.1155/2017/6976935
39. Yoo B. B., Mazmanian S. K. The enteric network: interactions betweenthe immune and nervous systems of the gut. Immunity. 2017;46:910-926. https://doi.org/10.1016/j.immuni.2017.05.011
40. Wu Yu., He H., Cheng Z., Bai Yu., Ma H. The role of neuropeptide Y and peptide YY in the development of obesity along the gut-brain axis. Modern Science of Proteins and Peptides. 2019;20(7):750-758. https://doi.org/10.2174/1389203720666190125105401
41. Biagini K., Barbie K., Barrel V., Filoli M., Deshelotte [et al.]. The pathogenic potential of Pseudomonas fluorescens MFN1032 on enterocytes can be modulated by serotonin, substance P and adrenaline. Archive of Microbiology. 2015;197:983-990. https://doi.org/10.1007/s00203-015-1135-y
42. Arrest Sanz J., El Aidi S. Microbiota and intestinal neuropeptides: double action of antimicrobial activity and neuroimmune response. Psychopharmacology. 2019;236(5):1597-1609. https://doi.org/10.1007/s00213-019-05224-0
43. Erickson A. S., Baines M., McAdams Z., Daniels J., Busy S. B. [et al.]. The receptor associated with the G-protein, VPAC1, mediates vasoactive intestinal peptide-dependent functional homeostasis of the intestinal microbiota. Gastro Hepatitis Advances. 2022;1(2):253-264. https://doi.org/10.1016/j.gastha.2021.11.005
44. Johnson K. V., Burnet V. The opposite effect of antibiotics and antimicrobial status on neuropeptide systems involved in social behavior and pain regulation. Neurology BMC. 2020;21(1):1-14. https://doi.org/10.1186/s12868-020-00583-3
45. Shizuka S., Kita T., natsu H., Kitamura K. Adrenomedulline: a new therapeutic agent for the treatment of inflammatory bowel diseases. Biolekarstvo. 2021;9(8):1068. https://doi.org/10.3390/biomedicines9081068
46. Farzi A., Frelich E. E., Holzer Р. Gut microbiota and neuroendocrine system. Neurotherapy. 2018;15:5-22. https://doi.org/10.1007/s13311-017-0600-5
47. Yu Y., Yang W., Li Y., Cong Y. Enteroendocrine cells: sensitive gut microbiota and regulating inflammatory bowel diseases. Inflammatory Bowel Diseases. 2020;26(1):11-20. https://doi.org/10.1093/ibd/izz217
48. Rojas-Perila M., Kemmerling U., Quinones V., Michels A., Rojas V. Antimicrobial peptides (AMP): a potential therapeutic strategy against trypanosomiasis? Biomolecules. 2023;13(4):599. https://doi.org/10.3390/biom13040599
49. Kumar A. A. Adrenomedulline in sepsis: finally, friend or foe? Indian Journal of Intensive Care Medicine: Peer-reviewed. Official Publication of the Indian Society of Intensive Care Medicine. 2020;24(12):1151. https://doi.org/10.5005/jp-journals-10071-23669
50. Margolis K. G., Gershon M. D. Enteral neuronal regulation of intestinal inflammation. Trends in Neuroscience. 2016;39(9):614-624. https://doi.org/10.1016/j.tins.2016.06.007
51. Trid R. D. Mechanisms of gain control in the nociceptive system. Pain. 2016;157(6):1199-1204. https://doi.org/10.1097/j.pain.0000000000000499
52. Udit S., Blake K. and Chu I. M. Somatosensory and autonomic neuronal regulation of the immune response. Nature Reviews Neurology. 2022;23(3):157-171. https://doi.org/10.1038/s41583-021-00555-4
53. Mark-Yuzefovich L., Nedoshitko B., Grokhotskaya M., Zhmievsky M. A., Tchaikovsky R. [et al.]. Molecular mechanisms of neurogenic inflammation of the skin. International Journal of Molecular Sciences. 2023;24(5):5001. https://doi.org/10.3390/ijms24055001
54. Li K., Wu H., Liu S., Zhao Yu, Zhu J. [et al.]. The role of neuropeptide Y in neurodegenerative and neuroimmune diseases. Frontiers in Neurology. 2019;13:869. https://doi.org/10.3389/fnins.2019.00869
55. Heik M., Ibarra A. Microbiota and memory: symbiotic therapy to counteract cognitive decline? Blood Circulation of the Brain. 2019;5(3):124. https://doi.org/10.4103/bc.bc_34_19
56. Sánchez B., Gueimonde M., Salvador A. Peña, Bernardo D. Intestinal Microbiota as Modulators of the Immune System. Journal of Immunology Research. 2015;2015. https://doi.org/10.1155/2015/159094
57. Banik S., Nat K., Roy R. Microbiome and gut-brain axis affecting stress behavior. American Journal of Applied Biotechnological Research. 2023;3(4):17-34. https://doi.org/10.15864/ajabtr.343
58. Wozniak D., Tsikhi V., Pshislavsky J., Drzhimala-Chizh S. The role of microbiota and enteroendocrine cells in maintaining homeostasis in the human digestive tract. Advances in Medical Sciences. 2021;66(2):284-292. https://doi.org/10.1016/j.advms.2021.05.003
59. Sorboni S. G., Moghaddam H. S., Jafarzadeh-Esfehani R., Suleymanpour S. A comprehensive review of the role of the gut microbiome in human neurological disorders. Reviews of Clinical Microbiology. 2022;35(1):e00338-20. https://doi.org/10.1128/CMR.00338-20
60. Manderino L., Carroll I., Azcarate-Peril M. A., Rochette A., Heinberg L. [et al.]. Preliminary Evidence for an Association Between the Composition of the Gut Microbiome and Cognitive Function in Neurologically Healthy Older Adults. J. Int. Neuropsychol. Soc. 2017;23(8):700-705.
Ключевые слова: микробиота кишечника, нейропептиды, нейротрансмиттеры, бактериоцины, антимикробные пептиды, нейротрофические факторы, нейрональные взаимодействия
Учредители:
Ставропольская государственная медицинская академия
Государственный научно-исследовательский институт курортологии
Пятигорская государственная фармацевтическая академия