Modern Pediatrics. Ukraine. (2022). 5(125): 93-102. doi 10.15574/SP.2022.125.93
Крючко Т. А.¹, Пода О. А.¹, Несина И. Н.¹, Коленко И. А.¹, Черевко И. Г.^2
1Полтавский государственный медицинский университет, Украина
²Коммунальное предприятие «Детская городская клиническая больница Полтавского городского совета», Украина

Для цитирования: Kryuchko T, Poda O, Nesina I, Kolenko I, Cherevko I. (2022). The state of the intestinal microbiota as one of the pathogenetic factors in the development of metabolic disorders and a therapeutic target in children with obesity (literature review, own research). Modern Pediatrics. Ukraine. 5(125): 93-102. doi 10.15574/SP.2022.125.93.
Статья поступила в редакцию 02.07.2022 г., принята в печать 03.09.2022 г.

Высокий уровень распространенности ожирения среди детей и подростков на современном этапе составляет немаловажную медико-социальную проблему в педиатрической практике. Наличие ожирения у детей является значимым фактором риска развития метаболических нарушений в организме. Патогенетические механизмы развития метаболических нарушений у лиц с ожирением остаются до конца не изученными, но как один из ключевых факторов их формирования рассматривается наличие в организме хронического воспалительного процесса. На сегодня многими учеными изучается состояние микробиоты кишечника в качестве одного из вероятных триггеров хронического воспаления и метаболических изменений у людей с ожирением.
Цель — обобщить данные литературы и результаты собственных исследований изучения эффективности терапевтического воздействия пробиотических культур на основные метаболические показатели у детей с ожирением.
Результаты и выводы. На современном этапе продолжаются исследования по изучению роли кишечной микробиоты как в качестве маркера метаболических изменений в организме людей с ожирением, так и в качестве вероятной терапевтической мишени. По данным систематических обзоров, в организме лиц с ожирением значительно повышен уровень провоспалительных цитокинов и отмечаются выраженные дисбиотические нарушения. Добавление к терапии пробиотических культур, по данным разных исследователей, позволило улучшить основные метаболические показатели и снизить уровень маркеров воспаления у людей с ожирением. В результате проведенного собственного исследования выявлены улучшения показателей углеводного и липидного обменов, структурно-функционального состояния печени и общего состояния детей с ожирением, принимавших синбиотический препарат в комплексной терапии.
Исследование выполнено в соответствии с принципами Хельсинской декларации. Протокол исследования одобрен Локальным этическим комитетом всех участвующих учреждений. На проведение исследований получено информированное согласие родителей детей.
Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.
Ключевые слова: кишечная микробиота, ожирение, метаболический синдром, коморбидность, дети.

ЛИТЕРАТУРА

1. Абатуров ОЄ, Нікуліна АО. (2021). Метаболічно асоційована жирова хвороба печінки у дітей. Навчально-методичний посібник. Дніпро: ЛІРА: 724.

2. Bluemel S, Williams B, Knight R, Schnabl B. (2016). Precision medicine in alcoholic and nonalcoholic fatty liver disease via modulating the gut microbiota. Am J Physiol Gastrointest Liver Physiol. 311 (6): 1018-1036. https://doi.org/10.1152/ajpgi.00245.2016; PMid:27686615 PMCid:PMC5206291

3. Bodhini D, Mohan V. (2018). Mediators of insulin resistance & cardiometabolic risk: Newer insights. Indian J Med Res. 148 (2): 127-129. https://doi.org/10.4103/ijmr.IJMR_969_18; PMid:30381534 PMCid:PMC6206760

4. Canfora EE, Jocken JW, Blaak EE. (2015). Short-chain fatty acids in control of body weight and insulin sensitivity. Nat Rev Endocrinol. 11: 577-591. https://doi.org/10.1038/nrendo.2015.128; PMid:26260141

5. Cavelti-Weder C, Babians-Brunner A, Keller C, Stahel MA, Kurz-Levin M, Zayed H et al. (2012). Effects of gevokizumab on glycemia and inflammatory markers in type 2 diabetes. Diabetes Care. 35: 16-54. https://doi.org/10.2337/dc11-2219; PMid:22699287 PMCid:PMC3402269

6. Chambers ES, Byrne CS, Morrison DJ, Murphy KG, Preston T, Tedford C et al. (2019). Dietary supplementation with inulin-propionate ester or inulin improves insulin sensitivity in adults with overweight and obesity with distinct effects on the gut microbiota, plasma metabolome and systemic inflammatory responses: a randomised cross-over trial. Gut. 68: 1430-1438. https://doi.org/10.1136/gutjnl-2019-318424; PMid:30971437 PMCid:PMC6691855

7. Dominguez H, Storgaard H, Rask-Madsen C, Steffen Hermann T, Ihlemann N, Baunbjerg Nielsen D et al. (2005). Metabolic and vascular effects of tumor necrosis factor-alpha blockade with etanercept in obese patients with type 2 diabetes. J Vasc Res. 42: 517-525. https://doi.org/10.1159/000088261; PMid:16155368

8. Famouri F, Shariat Z, Hashemipour M, Keikha M, Kelishadi R. (2017). Effects of Probiotics on Nonalcoholic Fatty Liver Disease in Obese Children and Adolescents. J Pediatr Gastroenterol Nutr. 64: 413-417. https://doi.org/10.1097/MPG.0000000000001422; PMid:28230607

9. Fleischman A, Shoelson SE, Bernier R, Goldfine AB. (2008). Salsalate improves glycemia and inflammatory parameters in obese young adults. Diabetes Care. 31: 289-294. https://doi.org/10.2337/dc07-1338; PMid:17959861 PMCid:PMC3226794

10. Ghoshal S, Witta J, Zhong J, De Villiers W, Eckhardt E. (2009). Chylomicrons promote intestinal absorption of lipopolysaccharides. J Lipid Res. 50: 90-97. https://doi.org/10.1194/jlr.M800156-JLR200; PMid:18815435

11. Gomes JMG, Costa JA, Alfenas RCG. (2017). Metabolic endotoxemia and diabetes mellitus: a systematic review. Metabolism. 68: 133-144. https://doi.org/10.1016/j.metabol.2016.12.009; PMid:28183445

12. Haffner SM. (2007). Abdominal adiposity and cardiometabolic risk: do we have all the answers? Am J Med. 120 (9): 10-16. Discussion S16-17. https://doi.org/10.1016/j.amjmed.2007.06.006; PMid:17720354

13. He X, Ji G, Jia W, Li H. (2016). Gut Microbiota and Nonalcoholic Fatty Liver Disease: Insights on Mechanism and Application of Metabolomics. Int J Mol Sci. 17 (3): 300. https://doi.org/10.3390/ijms17030300; PMid:26999104 PMCid:PMC4813164

14. Hjorth MF, Blædel T, Bendtsen LQ, Lorenzen JK, Holm JB, Kiilerich P, Roager HM, Kristiansen K et al. (2019). Prevotella-to-Bacteroides ratio predicts body weight and fat loss success on 24-week diets varying in macronutrient composition and dietary fiber: results from a post-hoc analysis. Int J Obes. 43: 149-157. https://doi.org/10.1038/s41366-018-0093-2; PMid:29777234 PMCid:PMC6331389

15. Hotamisligil GS, Shargill NS, Spiegelman BM. (1993). Adipose expression of tumor necrosis factor-alpha: direct role in obesity-linked insulin resistance. Science. 259: 87-91. https://doi.org/10.1126/science.7678183; PMid:7678183

16. Janssen F, Bardoutsos A, Vidra N. (2020). Obesity Prevalence in the LongTerm Future in 18 European Countries and in the USA. Obesity Facts. 1: 14. https://doi.org/10.1159/000511023; PMid:33075798 PMCid:PMC7670332

17. Kelishadi R, Farajian S, Safavi M, Mirlohi M, Hashemipour M. (2014). A randomized triple-masked controlled trial on the effects of synbiotics on inflammation markers in overweight children. J Pediatr. 90: 161-168. https://doi.org/10.1016/j.jped.2013.07.003; PMid:24184299

18. Larsen CM, Faulenbach M, Vaag A, Volund A, Ehses JA, Seifert B et al. (2007). Interleukin-1-receptor antagonist in type 2 diabetes mellitus. N Engl J Med. 356: 1517-1526. https://doi.org/10.1056/NEJMoa065213; PMid:17429083

19. Lassenius MI, Pietilainen KH, Kaartinen K, Pussinen PJ, Syrjanen J, Forsblom C et al. (2011). Bacterial endotoxin activity in human serum is associated with dyslipidemia, insulin resistance, obesity, and chronic inflammation. Diabetes Care. 34: 1809-1815. https://doi.org/10.2337/dc10-2197; PMid:21636801 PMCid:PMC3142060

20. Lazar V, Ditu L-M, Pircalabioru GG, Gheorghe I, Curutiu C, Holban AM et al. (2018). Aspects of gut microbiota and immune system interactions in infectious diseases, immunopathology, and cancer. Front Immunol. 9: 1830. https://doi.org/10.3389/fimmu.2018.01830; PMid:30158926 PMCid:PMC6104162

21. Liu C, Feng X, Li Q, Wang Y, Li Q, Hua M. (2016). Adiponectin, TNF-α and inflammatory cytokines and risk of type 2 diabetes: a systematic review and meta-analysis. Cytokine. 86: 100-109. https://doi.org/10.1016/j.cyto.2016.06.028; PMid:27498215

22. Luo X, Kong Q, Wang Y, Duan X, Wang P, Li C, Huan Y. (2021). Colonization of Clostridium butyricum in Rats and Its Effect on Intestinal Microbial Composition. Microorganisms. 9 (8): 1573. https://doi.org/10.3390/microorganisms9081573; PMid:34442652 PMCid:PMC8401576

23. Michalovich D, Rodriguez-Perez N, Smolinska S, Pirozynski M, Mayhew D, Uddin S et al. (2019). Obesity and disease severity magnify disturbed microbiome-immune interactions in asthma patients. Nat Commun. 10: 5711. https://doi.org/10.1038/s41467-019-13751-9; PMid:31836714 PMCid:PMC6911092

24. Nagata S, Chiba Y, Wang C, Yamashiro Y. (2017). The effects of the Lactobacillus casei strain on obesity in children: A pilot study. Benef Microbes. 8: 535-543. https://doi.org/10.3920/BM2016.0170; PMid:28618860

25. Nieto-Vazquez I, Fernández-Veledo S, De Alvaro C, Lorenzo M. (2008). Dual role of interleukin-6 in regulating insulin sensitivity in murine skeletal muscle. Diabetes. 57: 3211. https://doi.org/10.2337/db07-1062; PMid:18796617 PMCid:PMC2584126

26. Plomgaard P, Nielsen AR, Fischer CP, Mortensen OH, Broholm C, Penkowa M, et al. (2007). Associations between insulin resistance and TNF-alpha in plasma, skeletal muscle and adipose tissue in humans with and without type 2 diabetes. Diabetologia. 50: 2562-2571. https://doi.org/10.1007/s00125-007-0834-6; PMid:17928988

27. Qin J, Li Y, Cai Z, Li S, Zhu J, Zhang F et al. (2012). A metagenome-wide association study of gut microbiota in type 2 diabetes. Nature. 490: 55-60. https://doi.org/10.1038/nature11450; PMid:23023125

28. Safavi SM, Farajian S, Kelishadi R, Mirlohi M, Hashemipour M. (2013). The effects of synbiotic supplementation on some cardio-metabolic risk factors in overweight and obese children: A randomized triple-masked controlled trial. Int J Food Sci Nutr. 64: 687-693. https://doi.org/10.3109/09637486.2013.775224; PMid:23477506

29. Sanna S, Van Zuydam NR, Mahajan A, Kurilshikov A, Vich Vila A, Võsa U et al. (2019). Causal relationships among the gut microbiome, short-chain fatty acids and metabolic diseases. Nature. Genetics. 51: 600-605. https://doi.org/10.1038/s41588-019-0350-x; PMid:30778224 PMCid:PMC6441384

30. Savchenko LG, Digtiar NI, Selikhova LG, Kaidasheva EI, Shlykova OA, Vesnina LE, Kaidashev IP. (2019). Liraglutide exerts an anti-inflammatory action in obese patients with type 2 diabetes. Rom J Intern Med. 57 (3): 233-240. https://doi.org/10.2478/rjim-2019-0003; PMid:30901315

31. Segain J-P, De La Blétière DR, Bourreille A, Leray V, Gervois N, Rosales C et al. (2000). Butyrate inhibits inflammatory responses through NFκB inhibition: implications for Crohn's disease. Gut. 47: 397-403. https://doi.org/10.1136/gut.47.3.397; PMid:10940278 PMCid:PMC1728045

32. Spranger J, Kroke A, Möhlig M, Hoffmann K, Bergmann MM, Ristow M et al. (2003). Inflammatory cytokines and the risk to develop type 2 diabetes. Diabetes. 52: 812. https://doi.org/10.2337/diabetes.52.3.812; PMid:12606524

33. Stierman B, Afful J, Carroll MD et al. (2021). National Center for Health Statistics. National Health and Nutrition Examination Survey 2017-March 2020 Prepandemic Data Files Development of Files and Prevalence Estimates for Selected Health Outcomes. Source : National Health Statistics Reports. Series: NHSR No.158. URL: https://stacks.cdc.gov/view/cdc/106273.

34. Valdes AM, Walter J, Segal E, Spector TD. (2018). Role of the gut microbiota in nutrition and health. BMJ. 361: k2179. https://doi.org/10.1136/bmj.k2179; PMid:29899036 PMCid:PMC6000740

35. Wang DQ, Portincasa P, Neuschwander-Tetri BA. (2013). Steatosis in the liver. Compr Physiol. 3 (4): 1493-1532. https://doi.org/10.1002/cphy.c130001; PMCid:PMC3622341

36. Wang HH, Lee DK, Liu M, Portincasa P, Wang DQ. (2020). Novel Insights into the Pathogenesis and Management of the Metabolic Syndrome. Pediatr Gastroenterol Hepatol Nutr. 23 (3): 189-230. https://doi.org/10.5223/pghn.2020.23.3.189; PMid:32483543 PMCid:PMC7231748

37. Wiciński M, Gębalski J, Gołębiewski J, Malinowski B. (2020). Probiotics for the Treatment of Overweight and Obesity in Humans-A Review of Clinical Trials. Microorganisms. 8 (8): 11-48. https://doi.org/10.3390/microorganisms8081148; PMid:32751306 PMCid:PMC7465252

38. Xu E, Pereira MMA, Karakasilioti I, Theurich S, Al-Maarri M, Rappl G et al. (2017). Temporal and tissue-specific requirements for T-lymphocyte IL-6 signalling in obesity-associated inflammation and insulin resistance. Nat Commun. 8: 14803. https://doi.org/10.1038/ncomms14803; PMid:28466852 PMCid:PMC5418621

39. Yan H, Qin Q, Chen J, Yan S, Li T, Gao X, Yang Y, Li A and Ding S. (2022). Gut Microbiome Alterations in Patients With Visceral Obesity Based on Quantitative Computed Tomography. Front Cell Infect Microbiol. 11: 823262. https://doi.org/10.3389/fcimb.2021.823262; PMid:35127566 PMCid:PMC8811355

40. Zhao L, Zhang F, Ding X, Wu G, Lam YY, Wang X et al. (2018). Gut bacteria selectively promoted by dietary fibers alleviate type 2 diabetes. Science. 359: 1151-1156. https://doi.org/10.1126/science.aao5774; PMid:29590046