Оценка углеводного обмена и видового состава микробиоты кишечника у женщин с гестационным сахарным диабетом

Обложка


Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Обоснование. Распространенность гестационного сахарного диабета значительно увеличилась и стала глобальной проблемой здравоохранения, затрагивающей 9,3–25,5 % беременных во всем мире. Нарушение взаимодействия различных систем организма с кишечной микробиотой может являться причиной развития инсулинорезистентности. Изучение состояния кишечной микробиоты по результатам исследования видового состава микроорганизмов в кале методом полимеразной цепной реакции необходимо для понимания механизмов развития гестационного сахарного диабета.

Цель исследования — изучить состояния микробиоты кишечника у женщин при физиологически протекающей беременности и беременности, осложненной гестационным сахарным диабетом.

Материалы и методы. Обследована 51 беременная в период 2020–2022 гг. Средний возраст 20 женщин с физиологически протекающей беременностью составил 29 (27,0–32,5) лет, 31 женщины с гестационным сахарным диабетом — 31 (27,0–35,0) год. Состояние кишечной микробиоты проанализировано по результатам исследования видового состава микроорганизмов в кале методом полимеразной цепной реакции с детекцией в режиме реального времени. У всех женщин исследован углеводный обмен в различные сроки гестации.

Результаты. Подтверждена положительная зависимость количества Bacteroides thetaiotaomicron и индекса массы тела до беременности (r = 0,42). Выявлено, что количество Bacteroides thetaiotaomicron в I, II и III триместрах гестации положительно коррелирует с исходным весом женщин до беременности (r = 0,60, r = 0,52, r = 0,47 соответственно; p < 0,05). Установлена отрицательная связь между соотношением уровней Bacteroides spp. и Faecalibacterium prausnitzii у женщин с гестационным сахарным диабетом и средним уровнем глюкозы в крови в III триместре беременности (r = –0,81; p < 0,05). Отмечена положительная корреляция между наличием Parvimonas micra и уровнем глюкозы венозной плазмы при выявлении гестационного сахарного диабета (r = 0,58; p < 0,05). Получена положительная зависимость между количеством Escherichia coli у беременных в I триместре и средним уровнем глюкозы в крови в III триместре (r = 0,41; p < 0,05). Продемонстрировано, что рост Bacteroides fragilis в толстом кишечнике беременных с гестационным сахарным диабетом в III триместре коррелирует с субнормальным уровнем глюкозы в крови (r = –0,77; p < 0,05), что, возможно, связано с нарушением диеты (недостаточным потреблением углеводов) или передозировкой инсулина, способными приводить к гипогликемическим состояниям. В группе женщин с гестационным сахарным диабетом получена положительная корреляция уровня гликированного гемоглобина и количества представителя условно-патогенной флоры Klebsiella pneumoniae в I триместре беременности (r = 0,46; p < 0,05). Найдена зависимость между соотношением уровней Citrobacter spp. и Enterobacter spp. и максимальным уровнем глюкозы в крови у женщин с гестационным сахарным диабетом в I, II и III триместрах беременности (r = 0,49, r = 0,43, r = 0,47 соответственно; p < 0,05). Определена разница в потреблении пищевых волокон в контрольной группе и группе беременных женщин с гестационным сахарным диабетом [2 (1; 3) против 1 (1; 1); p < 0,05].

Заключение. В работе получены данные, подтверждающие связь между нарушениями микробиоценоза толстой кишки и углеводного обмена у беременных с гестационным сахарным диабетом. Выявлена зависимость между недостаточным потреблением пищевых волокон и риском развития гестационного сахарного диабета.

Об авторах

Татьяна Александровна Зинина

Женская консультация № 22

Email: zininat@mail.ru

MD

Россия, Санкт-Петербург

Алена Викторовна Тиселько

Научно-исследовательский институт акушерства, гинекологии и репродуктологии им. Д.О. Отта

Автор, ответственный за переписку.
Email: alenadoc@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-2512-833X
SPIN-код: 5644-9891
Scopus Author ID: 57194216306

д-р мед. наук

Россия, Санкт-Петербург

Мария Игоревна Ярмолинская

Научно-исследовательский институт акушерства, гинекологии и репродуктологии им. Д.О. Отта

Email: m.yarmolinskaya@gmail.com
ORCID iD: 0000-0002-6551-4147
SPIN-код: 3686-3605
Scopus Author ID: 7801562649
ResearcherId: P-2183-2014

д-р мед. наук, профессор, профессор РАН

Россия, Санкт-Петербург

Список литературы

  1. Zhong H., Zhang J., Xia J., et al. Influence of gestational diabetes mellitus on lipid signatures in breast milk and association with fetal physical development // Front. Nutr. 2022. Vol. 9. doi: 10.3389/fnut.2022.924301
  2. Yang T., Santisteban M.M., Rodriguez V., et al. Gut dysbiosis is linked to hypertension // Hypertension. 2015. Vol. 65. No. 6. P. 1331–1340. doi: 10.1161/HYPERTENSIONAHA.115.05315
  3. Cortez R.V., Taddei C.R., Sparvoli L.G., et al. Microbiome and its relation to gestational diabetes // Endocrine. 2019. Vol. 64. No. 2. P. 254–264. doi: 10.1007/s12020-018-1813-z
  4. Nirmalkar K., Murugesan S., Pizano-Zárate M.L., et al. Gut microbiota and endothelial dysfunction markers in obese mexican children and adolescents // Nutrients. 2018. Vol. 10. No. 12. doi: 10.3390/nu10122009
  5. Wang B., Yao M., Lv L., et al. The human microbiota in health and disease // Engineering. 2017. Vol. 3. No. 1. P. 71–82. doi: 10.1016/J.ENG.2017.01.008
  6. Шестакова Е.А., Покровская Е.В., Самсонова М.Д. Подходы к изучению влияния кишечной микробиоты на развитие метаболических нарушений // Consilium Medicum. 2021. Т. 23. № 12. С. 905–909. doi: 10.26442/20751753.2021.12.201289
  7. Кравчук Е.Н., Неймарк А.Е., Гринева Е.Н., и др. Регуляция метаболических процессов, опосредованная кишечной микрофлорой // Сахарный диабет. 2016. Т. 19. № 4. С. 280–285. doi: 10.14341/DM7704
  8. Guinane C.M., Cotter P.D. Role of the gut microbiota in health and chronic gastrointestinal disease: understanding a hidden metabolic organ // Therap. Adv. Gastroenterol. 2013. Vol. 6. No. 4. P. 295–308. doi: 10.1177/1756283X13482996
  9. Rinninella E., Raoul P., Cintoni M., et al. What is the healthy gut microbiota composition? A changing ecosystem across age, environment, diet, and diseases // Microorganisms. 2019. Vol. 7. No. 1. P. 14. doi: 10.3390/microorganisms7010014
  10. Gasmi A., Mujawdiya P.K., Pivina L., et al. Relationship between gut microbiota, gut hyperpermeability and obesity // Curr. Med. Chem. 2021. Vol. 28. No. 4. P. 827–839. doi: 10.2174/0929867327666200721160313
  11. Thursby E., Juge N. Introduction to the human gut microbiota // Biochem. J. 2017. Vol. 474. No. 11. P. 1823–1836. doi: 10.1042/BCJ20160510
  12. Gilbert J.A., Blaser M.J., Caporaso J.G., et al. Current understanding of the human microbiome // Nat. Med. 2018. Vol. 24. No. 4. P. 392–400. doi: 10.1038/nm.4517
  13. Koren O., Goodrich J.K., Cullender T.C., et al. Host remodeling of the gut microbiome and metabolic changes during pregnancy // Cell. 2012. Vol. 150. No. 3. P. 470–480. doi: 10.1016/j.cell.2012.07.008
  14. Medici Dualib P., Ogassavara J., Mattar R., et al. Gut microbiota and gestational diabetes mellitus: a systematic review // Diabetes Res. Clin. Pract. 2021. Vol. 180. doi: 10.1016/j.diabres.2021.109078
  15. Ибрагимова Л.И., Колпакова Е.А., Дзагахова А.В., и др. Роль микробиоты кишечника в развитии сахарного диабета 1 типа // Сахарный диабет. 2021. Т. 24. № 1. С. 62–69. doi: 10.14341/DM10326
  16. Дзгоева Ф.Х., Егшатян Л.В. Кишечная микробиота и сахарный диабет типа 2 // Эндокринология: новости, мнения, обучение. 2018. Т. 3. № 24. С. 55–63. doi: 10.24411/2304-9529-2018-13005
  17. Huang L., Thonusin C., Chattipakorn N., et al. Impacts of gut microbiota on gestational diabetes mellitus: a comprehensive review // Eur. J. Nutr. 2021. Vol. 60. No. 5. P. 2343–2360. doi: 10.1007/s00394-021-02483-6
  18. Vetrani C., Di Nisio A., Paschou S.A., et al. From gut microbiota through low-grade inflammation to obesity: key players and potential targets // Nutrients. 2022. Vol. 14. No. 10. doi: 10.3390/nu14102103
  19. Youm Y.H., Nguyen K.Y., Grant R.W., et al. The ketone metabolite β-hydroxybutyrate blocks NLRP3 inflammasome-mediated inflammatory disease // Nat. Med. 2015. Vol. 21. No. 3. P. 263–269. doi: 10.1038/nm.3804
  20. Macia L., Tan J., Vieira A., et al. Metabolite-sensing receptors GPR43 and GPR109A facilitate dietary fibre-induced gut homeostasis through regulation of the inflammasome. // Nat. Commun. 2015. Vol. 6. doi: 10.1038/ncomms7734
  21. Saltzman E.T., Palacios T., Thomsen M., et al. Intestinal microbiome shifts, dysbiosis, inflammation, and non-alcoholic fatty liver disease // Front. Microbiol. 2018. Vol. 9. doi: 10.3389/fmicb.2018.00061
  22. Zhu L.B., Zhang Y.C., Huang H.H., et al. Prospects for clinical applications of butyrate-producing bacteria // World J. Clin. Pediatr. 2021. Vol. 10. No. 5. P. 84–92. doi: 10.5409/wjcp.v10.i5.84
  23. Sugawara T., Iwamoto N., Akashi M., et al. Tight junction dysfunction in the stratum granulosum leads to aberrant stratum corneum barrier function in claudin-1-deficient mice // J. Dermatol. Sci. 2013. Vol. 70. No. 1. P. 12–18. doi: 10.1016/j.jdermsci.2013.01.002
  24. Mokkala K., Röytiö H., Munukka E., et al. Gut microbiota richness and composition and dietary intake of overweight pregnant women are related to serum zonulin concentration, a marker for intestinal permeability // J. Nutr. 2016. Vol. 146. No. 9. P. 1694–1700. doi: 10.3945/jn.116.235358
  25. Egshatyan L., Kashtanova D., Popenko A., et al. Gut microbiota and diet in patients with different glucose tolerance // Endocr. Connect. 2016. Vol. 5. No. 1. P. 1–9. doi: 10.1530/EC-15-0094
  26. Sharon I., Quijada N.M., Pasolli E., et al. The core human microbiome: does it exist and how can we find it? A critical review of the concept // Nutrients. 2022. Vol. 14. No. 14. doi: 10.3390/nu14142872
  27. Qasim A., Turcotte M., de Souza R.J., et al. On the origin of obesity: identifying the biological, environmental and cultural drivers of genetic risk among human populations // Obes. Rev. 2018. Vol. 19. No. 2. P. 121–149. doi: 10.1111/obr.12625
  28. Российская ассоциация эндокринологов, Российское общество акушеров-гинекологов. Гестационный сахарный диабет. Диагностика, лечение, акушерская тактика, послеродовое наблюдение: клинические рекомендации. 2020 [дата обращения: 15.07.2022]. Доступно по ссылке: https://rae-org.ru/system/files/documents/pdf/kr_gsd_2020.pdf
  29. Neuman H., Koren O. The pregnancy microbiome // Nestle Nutr. Inst. Workshop Ser. 2017. Vol. 88. P. 1–9. doi: 10.1159/000455207
  30. Nuriel-Ohayon M., Neuman H., Ziv O., et al. Progesterone increases bifidobacterium relative abundance during late pregnancy // Cell Rep. 2019. Vol. 27. No. 3. P. 730–736. doi: 10.1016/j.celrep.2019.03.075
  31. Ferrarese R., Ceresola E.R., Preti A., et al. Probiotics, prebiotics and synbiotics for weight loss and metabolic syndrome in the microbiome era // Eur. Rev. Med. Pharmacol. Sci. 2018. Vol. 22. No. 21. P. 7588–7605. doi: 10.26355/eurrev_201811_16301
  32. Farhat S., Hemmatabadi M., Ejtahed H.S., et al. Microbiome alterations in women with gestational diabetes mellitus and their offspring: a systematic review // Front. Endocrinol. (Lausanne). 2022. Vol. 13. doi: 10.3389/fendo.2022.1060488
  33. Zhang X., Wang P., Ma L., et al. Differences in the oral and intestinal microbiotas in pregnant women varying in periodontitis and gestational diabetes mellitus conditions // J. Oral Microbiol. 2021. Vol. 13. No. 1. doi: 10.1080/20002297.2021.1883382
  34. Cui M.J., Qi C., Yang L.P., et al. A pregnancy complication-dependent change in SIgA-targeted microbiota during third trimester // Food Funct. 2020. Vol. 11. No. 2. P. 1513–24. doi: 10.1039/C9FO02919B
  35. Ситкин С.И., Вахитов Т.Я., Демьянова Е.В. Микробиом, дисбиоз толстой кишки и воспалительные заболевания кишечника: когда функция важнее таксономии // Альманах клинической медицины. 2018. Т. 46. № 5. С. 396–425. doi: 10.18786/2072-0505-2018-46-5-396-425
  36. Wei J., Qing Y., Zhou H., et al. 16S rRNA gene amplicon sequencing of gut microbiota in gestational diabetes mellitus and their correlation with disease risk factors // J. Endocrinol. Invest. 2022. Vol. 45. No. 2. P. 279–289. doi: 10.1007/s40618-021-01595-4
  37. Sililas P., Huang L., Thonusin C., et al. Association between gut microbiota and development of gestational diabetes mellitus // Microorganisms. 2021. Vol. 9. No. 8. doi: 10.3390/microorganisms9081686
  38. Mokkala K., Paulin N., Houttu N., et al. Metagenomics analysis of gut microbiota in response to diet intervention and gestational diabetes in overweight and obese women: a randomised, double-blind, placebo-controlled clinical trial // Gut. 2021. Vol. 70. No. 2. P. 309–318. doi: 10.1136/gutjnl-2020-321643
  39. Hou M., Li F. Changes of intestinal flora, cellular immune function and inflammatory factors in Chinese advanced maternal age with gestational diabetes mellitus // Acta Med. Mediterr. 2020. Vol. 36. No. 2. P. 1137–1142. doi: 10.19193/0393-6384_2020_2_178
  40. Chen T., Zhang Y., Zhang Y., et al. Relationships between gut microbiota, plasma glucose and gestational diabetes mellitus // J. Diabetes Investig. 2021. Vol. 12. No. 4. P. 641–650. doi: 10.1111/jdi.13373
  41. Wen H., Gris D., Lei Y., et al. Fatty acid-induced NLRP3-ASC inflammasome activation interferes with insulin signaling // Nat. Immunol. 2011. Vol. 12. No. 5. P. 408–415. doi: 10.1038/ni.2022
  42. Progatzky F., Sangha N.J., Yoshida N., et al. Dietary cholesterol directly induces acute inflammasome-dependent intestinal inflammation // Nat. Commun. 2014. Vol. 5. doi: 10.1038/ncomms6864
  43. Волкова Н.И., Набока Ю.Л., Ганенко Л.А., и др. Особенность микробиоты толстой кишки у пациентов с разными фенотипами ожирения (пилотное исследование) // Медицинский вестник Юга России. 2020. Т. 11. № 2. С. 38–45. doi: 10.21886/2219-8075-2020-11-2-38-45

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Корреляционные связи микробиоценоза кишечника с показателями углеводного обмена в группе женщин с гестационным сахарным диабетом. Mean — cредний уровень глюкозы; Max — cамый высокий уровень глюкозы; тр. — триместр; ОВ — общее количество бактерий; LBGI — индекс понижения уровня глюкозы в крови; HbA1c — гликированный гемоглобин; ГСД — гестационный сахарный диабет; ИМТ — индекс массы тела. * p < 0,05

Скачать (327KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Распределение условно-патогенной флоры (а) и нормобиоценоза (b) у женщин с физиологически протекающей беременностью (Контроль) и гестационным сахарным диабетом (ГСД) (0 % представителя вида обозначает отсутствие превышения колониеобразующих единиц в 1 г содержимого в дистальных отделах толстой кишки, принятого за норму)

Скачать (362KB)
Метаданные

© Эко-Вектор, 2023



Согласие на обработку персональных данных

 

Используя сайт https://journals.rcsi.science, я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных») даю согласие на обработку персональных данных на этом сайте (текст Согласия) и на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика» (текст Согласия).