Preview

Пульмонология

Расширенный поиск

Ось кишечник-лёгкие

Аннотация

Актуальность. Микробиота кишечника одна из наиболее многочисленных среди различных биотопов организма. Её метаболическая активность, а также антигенный состав во многом определяют метаболизм и иммунологический статус макроорганизма, которые влияют на активность местного иммунитета тканей лёгких, предотвращая не только развитие инфекционного процесса экзогенного характера, но и оппортунистических инфекций, а также развитие заболеваний лёгких неинфекционной природы. Целью исследования явилось выявление механизмов взаимодействия микробиоты кишечника с компонентами иммунной системы лёгких, микрофлорой лёгких, а также механизмов влияния микроорганизмов кишечника на развитие патологии лёгких. В обзоре представлены данные о влиянии дисбиотических изменений в кишечнике на развитие таких заболеваний, как бронхиальная астма, муковисцидоз, острый респираторный дистресс-синдром (ОРДС), хроническая обструктивная болезнь лёгких (ХОБЛ). Рассмотрено влияние микробиоты кишечника на формирование иммунологической резистентности к инфицированию Mycobacterium tuberculosis. Приведены данные об ассоциации респираторных вирусных инфекций и дисбиоза в кишечнике. Отмечена роль микробиоты кишечника в поддержании антионкогенных процессов в тканях лёгких.  Заключение. Микробиота кишечника оказывает большой вклад в развитие респираторной патологии через иммунологические и метаболические механизмы.  Подробное изучение данных механизмов позволит расширить представление о патогенезе заболеваний лёгких и найти точки приложения для фармакотерапии данной категории патологий.

Об авторах

В. С. Беляев
Федеральное государственое бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Тверской государственный медицинский университет Минздрава Российской Федерации"
Россия

Студент 5 курса стоматологического факультета, кафедра микробиологии и вирусологии с курсом иммунологии


Конфликт интересов:

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.



В. М. Червинец
Федеральное государственое бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Тверской государственный медицинский университет Минздрава Российской Федерации"
Россия

Заведующий кафедрой микробиологии и вирусологии с курсом иммунологии, д.м.н., профессор


Конфликт интересов:

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.



Ю. В. Червинец
Федеральное государственое бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Тверской государственный медицинский университет Минздрава Российской Федерации"
Россия

Профессор кафедры микробиологии и вирусологии с курсом иммунологии, д.м.н., профессор


Конфликт интересов:

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.



Список литературы

1. Budden, K., Gellatly, S., Wood, D. et al. Emerging pathogenic links between microbiota and the gut–lung axis. Nat Rev Microbiol 15, 55–63 (2017). https://doi.org/10.1038/nrmicro.2016.142

2. Dang, A.T., Marsland, B.J. Microbes, metabolites, and the gut–lung axis. Mucosal Immunol 12, 843–850 (2019). https://doi.org/10.1038/s41385-019-0160-6

3. Микробиом человека. Чаплин А.В., Ребриков Д.В., Болдырева М.Н. Вестник российского государственного медицинского университета. 2017, № 2, Стр.: 5-13

4. Bingula R, Filaire M, Radosevic-Robin N, et al. Desired Turbulence? Gut-Lung Axis, Immunity, and Lung Cancer. J Oncol. 2017;2017:5035371. doi:10.1155/2017/5035371

5. Zheng D, Liwinski T, Elinav E. Interaction between microbiota and immunity in health and disease. Cell Res. 2020;30(6):492-506. doi:10.1038/s41422-020-0332-7

6. Sommariva M, Le Noci V, Bianchi F, et al. The lung microbiota: role in maintaining

7. pulmonary immune homeostasis and its implications in cancer development and therapy. Cell Mol Life Sci. 2020;77(14):2739-2749. doi:10.1007/s00018-020-03452-8

8. Invernizzi R, Lloyd CM, Molyneaux PL. Respiratory microbiome and epithelial interactions shape immunity in the lungs. Immunology. 2020;160(2):171-182. doi:10.1111/imm.13195

9. Huffnagle GB, Dickson RP, Lukacs NW. The respiratory tract microbiome and lung inflammation: a two-way street. Mucosal Immunol. 2017;10(2):299-306. doi:10.1038/mi.2016.108

10. Gupta N, Kumar R, Agrawal B. New Players in Immunity to Tuberculosis: The Host Microbiome, Lung Epithelium, and Innate Immune Cells. Front Immunol. 2018;9:709. Published 2018 Apr 10. doi:10.3389/fimmu.2018.00709

11. Ver Heul A, Planer J, Kau AL. The Human Microbiota and Asthma. Clin Rev Allergy Immunol. 2019;57(3):350-363. doi:10.1007/s12016-018-8719-7

12. Hufnagl K, Pali-Schöll I, Roth-Walter F, Jensen-Jarolim E. Dysbiosis of the gut and lung microbiome has a role in asthma. Semin Immunopathol. 2020;42(1):75-93. doi:10.1007/s00281-019-00775-y

13. Frati F, Salvatori C, Incorvaia C, et al. The Role of the Microbiome in Asthma: The Gut⁻Lung Axis. Int J Mol Sci. 2018;20(1):123. Published 2018 Dec 30. doi:10.3390/ijms20010123

14. Enaud R, Prevel R, Ciarlo E, et al. The Gut-Lung Axis in Health and Respiratory Diseases: A Place for Inter-Organ and Inter-Kingdom Crosstalks. Front Cell Infect Microbiol. 2020;10:9. Published 2020 Feb 19. doi:10.3389/fcimb.2020.00009

15. Chiu CY, Chan YL, Tsai MH, Wang CJ, Chiang MH, Chiu CC. Gut microbial dysbiosis is associated with allergen-specific IgE responses in young children with airway allergies. World Allergy Organ J. 2019;12(3):100021. Published 2019 Mar 25. doi:10.1016/j.waojou.2019.100021

16. K. Loverdos, G. Bellos, L. Kokolatou, et al. Lung Microbiome in Asthma: Current Perspectives. J Clin Med. 2019 Nov; 8(11): 1967. Published online 2019 Nov 14. doi: 10.3390/jcm8111967

17. Cait, A., Hughes, M., Antignano, F. et al. Microbiome-driven allergic lung inflammation is ameliorated by short-chain fatty acids. Mucosal Immunol 11, 785–795 (2018). https://doi.org/10.1038/mi.2017.75

18. Gentzsch M, Mall MA. Ion Channel Modulators in Cystic Fibrosis. Chest. 2018;154(2):383-393. doi:10.1016/j.chest.2018.04.036

19. Cabrini G, Rimessi A, Borgatti M, et al. Role of Cystic Fibrosis Bronchial Epithelium in Neutrophil Chemotaxis. Front Immunol. 2020;11:1438. Published 2020 Aug 4. doi:10.3389/fimmu.2020.01438

20. Hwang TC, Yeh JT, Zhang J, Yu YC, Yeh HI, Destefano S. Structural mechanisms of CFTR function and dysfunction. J Gen Physiol. 2018;150(4):539-570. doi:10.1085/jgp.201711946

21. Hoen AG, Li J, Moulton LA, et al. Associations between Gut Microbial Colonization in Early Life and Respiratory Outcomes in Cystic Fibrosis. J Pediatr. 2015;167(1):138-47.e473. doi:10.1016/j.jpeds.2015.02.049

22. Ranucci G, Buccigrossi V, de Freitas MB, Guarino A, Giannattasio A. Early-Life Intestine Microbiota and Lung Health in Children. J Immunol Res. 2017;2017:8450496. doi:10.1155/2017/8450496

23. de Freitas MB, Moreira EAM, Tomio C, et al. Altered intestinal microbiota composition, antibiotic therapy and intestinal inflammation in children and adolescents with cystic fibrosis. PLoS One. 2018;13(6):e0198457. Published 2018 Jun 22. doi:10.1371/journal.pone.0198457

24. Burke DG, Fouhy F, Harrison MJ, et al. The altered gut microbiota in adults with cystic fibrosis [published correction appears in BMC Microbiol. 2017 Apr 27;17 (1):102]. BMC Microbiol. 2017;17(1):58. Published 2017 Mar 9. doi:10.1186/s12866-017-0968-8

25. Mukherjee S, Hanidziar D. More of the Gut in the Lung: How Two Microbiomes Meet in ARDS. Yale J Biol Med. 2018;91(2):143-149. Published 2018 Jun 28.

26. Dickson RP, Singer BH, Newstead MW, et al. Enrichment of the lung microbiome with gut bacteria in sepsis and the acute respiratory distress syndrome. Nat Microbiol. 2016;1(10):16113. Published 2016 Jul 18. doi:10.1038/nmicrobiol.2016.113

27. Lee SH, Yun Y, Kim SJ, et al. Association between Cigarette Smoking Status and Composition of Gut Microbiota: Population-Based Cross-Sectional Study. J Clin Med. 2018;7(9):282. Published 2018 Sep 14. doi:10.3390/jcm7090282

28. Bowerman KL, Rehman SF, Vaughan A, et al. Disease-associated gut microbiome and metabolome changes in patients with chronic obstructive pulmonary disease. Nat Commun. 2020;11(1):5886. Published 2020 Nov 18. doi:10.1038/s41467-020-19701-0

29. Chiu YC, Lee SW, Liu CW, et al. Comprehensive profiling of the gut microbiota in patients with chronic obstructive pulmonary disease of varying severity. PLoS One. 2021;16(4):e0249944. Published 2021 Apr 9. doi:10.1371/journal.pone.0249944

30. Zhang D, Li S, Wang N, Tan HY, Zhang Z, Feng Y. The Cross-Talk Between Gut Microbiota and Lungs in Common Lung Diseases. Front Microbiol. 2020;11:301. Published 2020 Feb 25. doi:10.3389/fmicb.2020.00301

31. Shukla SD, Budden KF, Neal R, Hansbro PM. Microbiome effects on immunity, health and disease in the lung. Clin Transl Immunology. 2017;6(3):e133. Published 2017 Mar 10. doi:10.1038/cti.2017.6

32. Dumas A, Corral D, Colom A, et al. The Host Microbiota Contributes to Early Protection Against Lung Colonization by Mycobacterium tuberculosis. Front Immunol. 2018;9:2656. Published 2018 Nov 14. doi:10.3389/fimmu.2018.02656

33. Shikha Negi, Susanta Pahari, Hilal Bashir, Javed N. Agrewala. Gut Microbiota Regulates Mincle Mediated Activation of Lung Dendritic Cells to Protect Against Mycobacterium tuberculosis. Front Immunol. 2019; 10: 1142. Published online 2019 May 28. doi: 10.3389/fimmu.2019.01142

34. Khan N, Vidyarthi A, Nadeem S, Negi S, Nair G, Agrewala JN. Alteration in the Gut Microbiota Provokes Susceptibility to Tuberculosis. Front Immunol. 2016;7:529. Published 2016 Nov 28. doi:10.3389/fimmu.2016.00529 25

35. Khan, N., Mendonca, L., Dhariwal, A. et al. Intestinal dysbiosis compromises alveolar macrophage immunity to Mycobacterium tuberculosis. Mucosal Immunol 12, 772–783 (2019). https://doi.org/10.1038/s41385-019-0147-3 26

36. Negatu DA, Gengenbacher M, Dartois V, Dick T. Indole Propionic Acid, an Unusual Antibiotic Produced by the Gut Microbiota, With Anti-inflammatory and Antioxidant Properties. Front Microbiol. 2020;11:575586. Published 2020 Oct 27. doi:10.3389/fmicb.2020.575586

37. Negatu DA, Yamada Y, Xi Y, et al. Gut Microbiota Metabolite Indole Propionic Acid Targets Tryptophan Biosynthesis in Mycobacterium tuberculosis. mBio. 2019;10(2):e02781-18. Published 2019 Mar 26. doi:10.1128/mBio.02781-18

38. Weiran Li, Yu Zhu, Qiong Liao, Zhiling Wang, and Chaomin Wan. Characterization of gut microbiota in children with pulmonary tuberculosis. BMC Pediatr. 2019; 19: 445.

39. Published online 2019 Nov 18. doi: 10.1186/s12887-019-1782-2

40. Aktas B, Aslim B. Gut-lung axis and dysbiosis in COVID-19. Turk J Biol. 2020;44(3):265-272. Published 2020 Jun 21. doi:10.3906/biy-2005-102

41. Министерство здравоохранения Российской Федерации. Временные методические рекомендации профилактика, диагностика и лечение новой коронавирусной инфекции (COVID-19). Временные методические рекомендации. Версия 12 (21.09.2021) Доступно по ссылке:https://static0.minzdrav.gov.ru/system/attachments/attaches/000/058/075/original/%D0%92%D0%9C%D0%A0_COVID-19_V12.pdf

42. Ahlawat S, Asha, Sharma KK. Immunological co-ordination between gut and lungs in SARS-CoV-2 infection. Virus Res. 2020;286:198103. doi:10.1016/j.virusres.2020.198103

43. Viana SD, Nunes S, Reis F. ACE2 imbalance as a key player for the poor outcomes in COVID-19 patients with age-related comorbidities - Role of gut microbiota dysbiosis. Ageing Res Rev. 2020;62:101123. doi:10.1016/j.arr.2020.101123

44. Deriu E, Boxx GM, He X, et al. Influenza Virus Affects Intestinal Microbiota and Secondary Salmonella Infection in the Gut through Type I Interferons. PLoS Pathog. 2016;12(5):e1005572. Published 2016 May 5. doi:10.1371/journal.ppat.1005572

45. Groves HT, Cuthbertson L, James P, Moffatt MF, Cox MJ, Tregoning JS. Respiratory Disease following Viral Lung Infection Alters the Murine Gut Microbiota. Front Immunol. 2018;9:182. Published 2018 Feb 12. doi:10.3389/fimmu.2018. 00182

46. Роль короткоцепочечных жирных кислот в патогенезе острых кишечных инфекций и постинфекционных синдромов. Тлюстангелова Р.К., Долинный С.В., Пшеничная Н.Ю. Русский Медицинский Журнал. 2019, Т. 27, № 10, Стр.: 31-35

47. Soldavini J, Kaunitz JD. Pathobiology and potential therapeutic value of intestinal short-chain fatty acids in gut inflammation and obesity. Dig Dis Sci. 2013;58(10):2756-2766. doi:10.1007/s10620-013-2744-4

48. Kobayashi M, Mikami D, Kimura H, et al. Short-chain fatty acids, GPR41 and GPR43 ligands, inhibit TNF-α-induced MCP-1 expression by modulating p38 and JNK signaling pathways in human renal cortical epithelial cells. Biochem Biophys Res Commun. 2017;486(2):499-505. doi:10.1016/j.bbrc.2017.03.071

49. Sun M, Wu W, Liu Z, Cong Y. Microbiota metabolite short chain fatty acids, GPCR, and inflammatory bowel diseases. J Gastroenterol. 2017;52(1):1-8. doi:10.1007/s00535-016-1242-9

50. Izabela Galvão, Luciana P. Tavares, Renan O. Corrêa, José Luís Fachi, Vitor Melo Rocha et al. The Metabolic Sensor GPR43 Receptor Plays a Role in the Control of Klebsiella pneumoniae Infection in the Lung. Front Immunol. 2018; 9: 142. Published online 2018 Feb 20. doi: 10.3389/fimmu.2018.00142

51. Jiezhong Chen, Kong-Nan Zhao, Luis Vitetta. Effects of Intestinal Microbial–Elaborated Butyrate on Oncogenic Signaling Pathways. Nutrients. 2019 May; 11(5): 1026. Published online 2019 May 7. doi: 10.3390/nu11051026

52. Qifeng Gui, Hanyu Li, Ange Wang, Xinxiu Zhao, Zhongju Tan et al. The association between gut butyrate‐producing bacteria and non‐small‐cell lung cancer. J Clin Lab Anal. 2020 Aug; 34(8): e23318. Published online 2020 Mar 29. doi: 10.1002/jcla.23318

53. He Zhuang, Liang Cheng, Yao Wang, Yu-Kun Zhang, Man-Fei Zhao et al. Dysbiosis of the Gut Microbiome in Lung Cancer. Front Cell Infect Microbiol. 2019; 9: 112. Published online 2019 Apr 18. doi: 10.3389/fcimb.2019.00112

54. Fang Liu, Jingjing Li, Yubin Guan, Yanfeng Lou, Huiying Chen et al. Dysbiosis of the Gut Microbiome is associated with Tumor Biomarkers in Lung Cancer. Int J Biol Sci. 2019; 15(11): 2381–2392.Published online 2019 Sep 7. doi: 10.7150/ijbs.35980


Дополнительные файлы

Рецензия

Для цитирования:


Беляев В.С., Червинец В.М., Червинец Ю.В. Ось кишечник-лёгкие. Пульмонология. 0;.

For citation:


Belyaev V.S., Chervinets V.M., Chervinets Yu.V. Gut – lung axis. PULMONOLOGIYA. 0;.

Просмотров: 25


ISSN 0869-0189 (Print)
ISSN 2541-9617 (Online)