4643
08 Декабря 2023
Ключевые слова:
Dis Markers. 2022; 2022: 3767373.
Systematic Review and Meta-analysis: Changes of Gut Microbiota before and after Menopause
Meina Yang, Shu Wen, Jing Zhang, Jin Peng, Xiaoyang Shen, Liangzhi Xu
Систематический обзор и метаанализ: изменения микробиоты кишечника до и после менопаузы
Аннотация
Ведение
Ежегодно около 1,5 миллиона женщин вступают в период менопаузы. Внимание к женщинам в постменопаузе и их социально-экономическим преимуществам в наши дни актуализировалось. Наиболее очевидным изменением у женщин в постменопаузе является снижение функции...
Systematic Review and Meta-analysis: Changes of Gut Microbiota before and after Menopause
Meina Yang, Shu Wen, Jing Zhang, Jin Peng, Xiaoyang Shen, Liangzhi Xu
Систематический обзор и метаанализ: изменения микробиоты кишечника до и после менопаузы
Аннотация
Ведение
Ежегодно около 1,5 миллиона женщин вступают в период менопаузы. Внимание к женщинам в постменопаузе и их социально-экономическим преимуществам в наши дни актуализировалось. Наиболее очевидным изменением у женщин в постменопаузе является снижение функции...
Dis Markers. 2022; 2022: 3767373.
Systematic Review and Meta-analysis: Changes of Gut Microbiota before and after Menopause
Meina Yang, Shu Wen, Jing Zhang, Jin Peng, Xiaoyang Shen, Liangzhi Xu
Систематический обзор и метаанализ: изменения микробиоты кишечника до и после менопаузы
Аннотация
Ведение
Ежегодно около 1,5 миллиона женщин вступают в период менопаузы. Внимание к женщинам в постменопаузе и их социально-экономическим преимуществам в наши дни актуализировалось. Наиболее очевидным изменением у женщин в постменопаузе является снижение функции яичников, приводящее к колебаниям эстрогена.
Исследования показали, что кишечная флора может быть связана с эстрогеном: кишечная флора с геном, связанным с метаболизмом эстрогена (эстроболом), может проходить через β-глюкозидазу, которая активирует несвязанную форму эстрогена, тем самым увеличивая количество свободного эстрогена в гепатоинтестинальной циркуляции. Эти эстрогены связываются с рецепторами и стимулируют развитие фолликулов и повышение плотности костной ткани, защищают сердечно-сосудистую систему и т. д.
В настоящее время существует крайне мало статей, посвященных взаимосвязи эстрогенов и кишечной флоры. Только следующие три статьи являются экспериментами по наблюдению за людьми: Shin et al. разделили испытуемых на низкую, среднюю и высокую группы в соответствии с уровнем половых гормонов. Результаты показывают, что уровень эстрогена связан с разнообразием и составом кишечных микроорганизмов, то есть у женщин в возрасте 25-65 лет уровень эстрадиола в сыворотке крови достоверно отрицательно коррелирует с Slackia и Butyricimonas. В парном исследовании женщин в пре- и постменопаузе, проведенном Santos-Marcos et al., установлено, что уровень эстрадиола в сыворотке крови положительно коррелировал с Gammaproteobacteria и неизвестным родом Myxococcales, но отрицательно коррелировал с Prevotellaceae. Zhu et al. обнаружили, что уровень эстрадиола слабо положительно коррелировал с Shewanella putrefaciens и Erwinia amylovora. Показано, что уровень эстрогенов может быть связан с кишечной флорой, поэтому изменение кишечной флоры может быть связано с менопаузальными изменениями и даже с климактерическим синдромом, включая остеопороз, метаболические нарушения, депрессию, болезнь Альцгеймера, урогенитальные симптомы. Исходя из этого, необходимо изучить различия кишечной флоры до и после менопаузы.
Эта статья направлена на изучение того, существуют ли различия в обилии микробиоты кишечника до и после менопаузы, а также связаны ли половые гормоны с микробиотой кишечника. Этот метаанализ направлен на поиск возможных подсказок, касающихся этиологии и механизма заболеваний, связанных с менопаузой, и доказательств в пользу применения пробиотиков и пребиотиков в качестве адъювантной терапии при менопаузе.
Материалы и методы
В обзор были включены исследования, которые соответствовали следующим критериям включения: тип исследования – исследование случай-контроль. Мы определили женщин в пременопаузе как контрольную группу, а женщин в постменопаузе как экспериментальную группу. Испытуемыми были женщины в пременопаузе и постменопаузе. Менопауза определяется как «исключение беременных женщин, старше 40 лет и более 12 месяцев после последней менструации». Результаты включают индекс относительной численности и разнообразия кишечной флоры (индекс Шеннона, индекс Chao1). Индекс Шеннона – индекс гетерогенности сообщества, H = ∑(PI) (ln PI), где PI – доля i-говида в общем количестве; индекс Chao1 – индекс видового богатства, Chao1 = n + (N 1∗(N 1 − 1))/(2∗(N 2 + 1)), где n – общее число, N1 – число, состоящее из одного прочтения, а N2– число 1 прочтения и коэффициент корреляции с эстрадиолом. Критерии исключения были следующими: испытуемые использовали антибиотики или пробиотики в течение 3 месяцев, и исследования, которые соответствовали критериям, были включены, когда были проведены те же исследования.
Базы данных включают базы данных MEDLINE (через Ovid, 1974-2020 гг.), EMBASE (через Ovid, 1974-2020 гг.), Кокрановский центральный регистр контролируемых клинических испытаний (CENTRAL) (через Ovid), Web of Science, CNKI, Wanfang и VIP. Период поиска — с 1974 года по 27 марта 2021 года, без ограничений по языку. Поисковые запросы: менопауза, постменопауза, пременопауза, кастрация, овариэктомия, сальпингоофорэктомия, микробиом желудочно-кишечного тракта, микробиом кишечника, Firmicutes, Bacteroidetes, Proteobacteria, Prevotella, Parabacteroidetes, Satrera и Brautia.
В общей сложности было проверено 1835 ссылок и 260 дублированных исследований были отсеяны программным обеспечением Endnote x8.
В обзор вошли три исследования случай-контроль, одно из которых включало женщин европеоидной расы (17 пременопаузальных, 20 постменопаузальных) и два восточноазиатских женщин (25 и 24 в пременопаузе, 46 и 24 в постменопаузе). В исследование было включено 156 женщин, в том числе 66 женщин в пременопаузе и 90 женщин в постменопаузе. В трех исследованиях сообщалось об обилии бактерий, из которых в двух исследованиях сообщалось об α индексах Шеннона и в одном исследовании сообщалось об индексе Chao1.
Во всех трех статьях использовались образцы кала, в двух из них упоминались условия хранения образцов (–80°C). В двух исследованиях упоминались протоколы и наборы для экстракции ДНК. Секвенирование проводилось во всех трех исследованиях, два из которых были метагеномными, а одно – секвенированием областей V1-V2. В двух исследованиях были предоставлены справочные базы данных, а в двух исследованиях использовались тесты множественных сравнений.
Обсуждение
Систематического обзора или метаанализа изменений кишечной флоры у женщин в постменопаузе не существует, таким образом, это первый релевантный метаанализ. После детального поиска в семи базах данных в эту статью были включены три исследования. Среди включенных исследований случай-контроль два исследования были оценены как средние и одно исследование как высокого качества по шкале NOS.
Основные результаты показали, что на уровне типов не было различий в Firmicutes, Bacteroidetes и Proteobacteria в период менопаузы, в то время как на уровне рода относительная численность Odoribacter и Bilophila у женщин в постменопаузе была выше, чем у женщин в пременопаузе. У других бактерий различий обнаружено не было. Несмотря на это, Sutterella, Roseburia и Blautia показали тенденцию к снижению после менопаузы, в то время как Prevotella, Parabacteroides и Bacteroidetes показали тенденцию к росту. Выявлена положительная корреляция между эстрадиолом и кишечной флорой Gammaproteobacteria, особенно Shewanella putrefaciens и Erwinia amylovora.
Сероводород вырабатывают бактерии Bilophila. Физиологическая функция сероводорода заключается в расслаблении гладкой мускулатуры подвздошной кишки и усилении кровоснабжения слизистой оболочки желудочно-кишечного тракта. Увеличение Bilophila у женщин в постменопаузе приводит к повышенной выработке сероводорода, что может привести к местному воспалению и повреждению слизистой оболочки, а затем индуцировать повышение эндотоксина в сыворотке крови и воспалительную реакцию различных тканей. Внутриклеточная воспалительная реакция, вызванная воспалительными факторами, может привести к обструкции передачи сигнала инсулина, что приводит к резистентности к инсулину. В костях большинство воспалительных факторов (таких как ФНО-α, ИЛ-1 и ИЛ-6) могут влиять на остеокласты, тем самым нарушая баланс между формированием и рассасыванием костной ткани, что приводит к остеопении. Кроме того, воспалительные факторы в периферической крови могут активировать клетки микроглии в центральной нервной системе через гематоэнцефалический барьер, вызывать воспаление нервных клеток, усугублять агрегацию и накопление клубков нервных волокон и белка β-амилоида, индуцируя болезнь Альцгеймера. Таким образом, увеличение Bilophila у женщин в постменопаузе может быть связано с остеопорозом, метаболическими нарушениями и болезнью Альцгеймера.
Увеличение Odoribacter у женщин в постменопаузе способствует увеличению короткоцепочечных жирных кислот (КЦЖК), водорода и сероводорода. Короткоцепочечные жирные кислоты могут (1) увеличивать окисление жирных кислот и энергетический обмен, (2) участвовать в регулировании синтеза серотонина и стабилизации нейронов и (3) увеличивать циркулирующий инсулиноподобный фактор роста-1 (ИФР-1), который способствует формированию костной ткани. Таким образом, увеличение количества короткоцепочечных жирных кислот, вызванное Odoribacter, может облегчить состояние ожирения, гиперлипидемию, депрессию и остеопороз у женщин в постменопаузе. Однако сероводород, вырабатываемый этими бактериями, также может вызвать воспалительную реакцию. Таким образом, Odoribacter способны не только оказывать определенное защитное действие на женщин в постменопаузе, но и вызывать симптомы, связанные с постменопаузальным синдромом. Общий эффект остается неизвестным.
Первое исследование различий в кишечной флоре у женщин в постменопаузе было проведено в Швеции в 2011 году. Бактерии идентифицировали методом мультиплексной ПЦР и частичного секвенирования 16s рДНК. Исследовали сосредоточили свое внимание только Lactobacillus. В последнее десятилетие развитие технологии секвенирования генов и создание баз данных привели к быстрому развитию исследований кишечной флоры. Большинство существующих исследований являются интервенционными исследованиями на женщинах в постменопаузе или самках крыс, подвергшихся овариоэктомии. В некоторых исследованиях нет однозначного вывода о различиях в обилии кишечной флоры и специфических бактерий, связанных с половыми гормонами. Причины могут быть объяснены расовой принадлежностью, критериями включения, методами обнаружения и так далее.
Гетерогенность кишечной флоры (в рамках метаанализа) в основном обусловлена двумя аспектами: во-первых, техническим, таким как схемы планирования экспериментов, стратегии набора, методы обнаружения и справочные базы данных; во-вторых, – биологическим, например, внутренними различиями в составе сообществ и мобильностью микроорганизмов в различных средах. Источником гетерогенности в данной работе могут быть методы секвенирования. Несмотря на то, что исследования показали, что платформа BGISEQ-500 хорошо согласуется с платформами Illumina HiSeq2000 и Illumina HiSeq4000, к данным с разных платформ все же следует относиться с осторожностью. Анализ в подгруппах показывает, что гетерогенность между двумя исследованиями, использующими Illumina в качестве инструмента секвенирования, незначительна, в то время как в BGISEQ она очевидна, что указывает на то, что использование инструмента секвенирования может быть одним из источников гетерогенности.
В настоящее время систематического обзора изменений кишечной флоры в период менопаузы не проводится. Данная работа представляет собой предварительное исследование различий кишечной флоры у женщин в пре- и постменопаузе. Отсутствие оригинальных статей, низкое качество и большая гетерогенность также создают трудности в метаанализе. Есть несколько исследований, которые могут быть включены в число оригинальных исследований. Поэтому мы должны с осторожностью относиться к результатам этой работы, и срочно нужны качественные эксперименты.
Этот метаанализ систематически обобщает изменения кишечной флоры у женщин в пре- и постменопаузе. Выводы нашего исследования могут дать ключ к пониманию механизма климактерического синдрома и обосновать возможные методы лечения, такие как пробиотики и трансплантация фекальной микробиоты.
Анализы Инвитро
Systematic Review and Meta-analysis: Changes of Gut Microbiota before and after Menopause
Meina Yang, Shu Wen, Jing Zhang, Jin Peng, Xiaoyang Shen, Liangzhi Xu
Систематический обзор и метаанализ: изменения микробиоты кишечника до и после менопаузы
Аннотация
Ведение
Ежегодно около 1,5 миллиона женщин вступают в период менопаузы. Внимание к женщинам в постменопаузе и их социально-экономическим преимуществам в наши дни актуализировалось. Наиболее очевидным изменением у женщин в постменопаузе является снижение функции яичников, приводящее к колебаниям эстрогена.
Исследования показали, что кишечная флора может быть связана с эстрогеном: кишечная флора с геном, связанным с метаболизмом эстрогена (эстроболом), может проходить через β-глюкозидазу, которая активирует несвязанную форму эстрогена, тем самым увеличивая количество свободного эстрогена в гепатоинтестинальной циркуляции. Эти эстрогены связываются с рецепторами и стимулируют развитие фолликулов и повышение плотности костной ткани, защищают сердечно-сосудистую систему и т. д.
В настоящее время существует крайне мало статей, посвященных взаимосвязи эстрогенов и кишечной флоры. Только следующие три статьи являются экспериментами по наблюдению за людьми: Shin et al. разделили испытуемых на низкую, среднюю и высокую группы в соответствии с уровнем половых гормонов. Результаты показывают, что уровень эстрогена связан с разнообразием и составом кишечных микроорганизмов, то есть у женщин в возрасте 25-65 лет уровень эстрадиола в сыворотке крови достоверно отрицательно коррелирует с Slackia и Butyricimonas. В парном исследовании женщин в пре- и постменопаузе, проведенном Santos-Marcos et al., установлено, что уровень эстрадиола в сыворотке крови положительно коррелировал с Gammaproteobacteria и неизвестным родом Myxococcales, но отрицательно коррелировал с Prevotellaceae. Zhu et al. обнаружили, что уровень эстрадиола слабо положительно коррелировал с Shewanella putrefaciens и Erwinia amylovora. Показано, что уровень эстрогенов может быть связан с кишечной флорой, поэтому изменение кишечной флоры может быть связано с менопаузальными изменениями и даже с климактерическим синдромом, включая остеопороз, метаболические нарушения, депрессию, болезнь Альцгеймера, урогенитальные симптомы. Исходя из этого, необходимо изучить различия кишечной флоры до и после менопаузы.
Эта статья направлена на изучение того, существуют ли различия в обилии микробиоты кишечника до и после менопаузы, а также связаны ли половые гормоны с микробиотой кишечника. Этот метаанализ направлен на поиск возможных подсказок, касающихся этиологии и механизма заболеваний, связанных с менопаузой, и доказательств в пользу применения пробиотиков и пребиотиков в качестве адъювантной терапии при менопаузе.
Материалы и методы
В обзор были включены исследования, которые соответствовали следующим критериям включения: тип исследования – исследование случай-контроль. Мы определили женщин в пременопаузе как контрольную группу, а женщин в постменопаузе как экспериментальную группу. Испытуемыми были женщины в пременопаузе и постменопаузе. Менопауза определяется как «исключение беременных женщин, старше 40 лет и более 12 месяцев после последней менструации». Результаты включают индекс относительной численности и разнообразия кишечной флоры (индекс Шеннона, индекс Chao1). Индекс Шеннона – индекс гетерогенности сообщества, H = ∑(PI) (ln PI), где PI – доля i-говида в общем количестве; индекс Chao1 – индекс видового богатства, Chao1 = n + (N 1∗(N 1 − 1))/(2∗(N 2 + 1)), где n – общее число, N1 – число, состоящее из одного прочтения, а N2– число 1 прочтения и коэффициент корреляции с эстрадиолом. Критерии исключения были следующими: испытуемые использовали антибиотики или пробиотики в течение 3 месяцев, и исследования, которые соответствовали критериям, были включены, когда были проведены те же исследования.
Базы данных включают базы данных MEDLINE (через Ovid, 1974-2020 гг.), EMBASE (через Ovid, 1974-2020 гг.), Кокрановский центральный регистр контролируемых клинических испытаний (CENTRAL) (через Ovid), Web of Science, CNKI, Wanfang и VIP. Период поиска — с 1974 года по 27 марта 2021 года, без ограничений по языку. Поисковые запросы: менопауза, постменопауза, пременопауза, кастрация, овариэктомия, сальпингоофорэктомия, микробиом желудочно-кишечного тракта, микробиом кишечника, Firmicutes, Bacteroidetes, Proteobacteria, Prevotella, Parabacteroidetes, Satrera и Brautia.
В общей сложности было проверено 1835 ссылок и 260 дублированных исследований были отсеяны программным обеспечением Endnote x8.
В обзор вошли три исследования случай-контроль, одно из которых включало женщин европеоидной расы (17 пременопаузальных, 20 постменопаузальных) и два восточноазиатских женщин (25 и 24 в пременопаузе, 46 и 24 в постменопаузе). В исследование было включено 156 женщин, в том числе 66 женщин в пременопаузе и 90 женщин в постменопаузе. В трех исследованиях сообщалось об обилии бактерий, из которых в двух исследованиях сообщалось об α индексах Шеннона и в одном исследовании сообщалось об индексе Chao1.
Во всех трех статьях использовались образцы кала, в двух из них упоминались условия хранения образцов (–80°C). В двух исследованиях упоминались протоколы и наборы для экстракции ДНК. Секвенирование проводилось во всех трех исследованиях, два из которых были метагеномными, а одно – секвенированием областей V1-V2. В двух исследованиях были предоставлены справочные базы данных, а в двух исследованиях использовались тесты множественных сравнений.
Обсуждение
Систематического обзора или метаанализа изменений кишечной флоры у женщин в постменопаузе не существует, таким образом, это первый релевантный метаанализ. После детального поиска в семи базах данных в эту статью были включены три исследования. Среди включенных исследований случай-контроль два исследования были оценены как средние и одно исследование как высокого качества по шкале NOS.
Основные результаты показали, что на уровне типов не было различий в Firmicutes, Bacteroidetes и Proteobacteria в период менопаузы, в то время как на уровне рода относительная численность Odoribacter и Bilophila у женщин в постменопаузе была выше, чем у женщин в пременопаузе. У других бактерий различий обнаружено не было. Несмотря на это, Sutterella, Roseburia и Blautia показали тенденцию к снижению после менопаузы, в то время как Prevotella, Parabacteroides и Bacteroidetes показали тенденцию к росту. Выявлена положительная корреляция между эстрадиолом и кишечной флорой Gammaproteobacteria, особенно Shewanella putrefaciens и Erwinia amylovora.
Сероводород вырабатывают бактерии Bilophila. Физиологическая функция сероводорода заключается в расслаблении гладкой мускулатуры подвздошной кишки и усилении кровоснабжения слизистой оболочки желудочно-кишечного тракта. Увеличение Bilophila у женщин в постменопаузе приводит к повышенной выработке сероводорода, что может привести к местному воспалению и повреждению слизистой оболочки, а затем индуцировать повышение эндотоксина в сыворотке крови и воспалительную реакцию различных тканей. Внутриклеточная воспалительная реакция, вызванная воспалительными факторами, может привести к обструкции передачи сигнала инсулина, что приводит к резистентности к инсулину. В костях большинство воспалительных факторов (таких как ФНО-α, ИЛ-1 и ИЛ-6) могут влиять на остеокласты, тем самым нарушая баланс между формированием и рассасыванием костной ткани, что приводит к остеопении. Кроме того, воспалительные факторы в периферической крови могут активировать клетки микроглии в центральной нервной системе через гематоэнцефалический барьер, вызывать воспаление нервных клеток, усугублять агрегацию и накопление клубков нервных волокон и белка β-амилоида, индуцируя болезнь Альцгеймера. Таким образом, увеличение Bilophila у женщин в постменопаузе может быть связано с остеопорозом, метаболическими нарушениями и болезнью Альцгеймера.
Увеличение Odoribacter у женщин в постменопаузе способствует увеличению короткоцепочечных жирных кислот (КЦЖК), водорода и сероводорода. Короткоцепочечные жирные кислоты могут (1) увеличивать окисление жирных кислот и энергетический обмен, (2) участвовать в регулировании синтеза серотонина и стабилизации нейронов и (3) увеличивать циркулирующий инсулиноподобный фактор роста-1 (ИФР-1), который способствует формированию костной ткани. Таким образом, увеличение количества короткоцепочечных жирных кислот, вызванное Odoribacter, может облегчить состояние ожирения, гиперлипидемию, депрессию и остеопороз у женщин в постменопаузе. Однако сероводород, вырабатываемый этими бактериями, также может вызвать воспалительную реакцию. Таким образом, Odoribacter способны не только оказывать определенное защитное действие на женщин в постменопаузе, но и вызывать симптомы, связанные с постменопаузальным синдромом. Общий эффект остается неизвестным.
Первое исследование различий в кишечной флоре у женщин в постменопаузе было проведено в Швеции в 2011 году. Бактерии идентифицировали методом мультиплексной ПЦР и частичного секвенирования 16s рДНК. Исследовали сосредоточили свое внимание только Lactobacillus. В последнее десятилетие развитие технологии секвенирования генов и создание баз данных привели к быстрому развитию исследований кишечной флоры. Большинство существующих исследований являются интервенционными исследованиями на женщинах в постменопаузе или самках крыс, подвергшихся овариоэктомии. В некоторых исследованиях нет однозначного вывода о различиях в обилии кишечной флоры и специфических бактерий, связанных с половыми гормонами. Причины могут быть объяснены расовой принадлежностью, критериями включения, методами обнаружения и так далее.
Гетерогенность кишечной флоры (в рамках метаанализа) в основном обусловлена двумя аспектами: во-первых, техническим, таким как схемы планирования экспериментов, стратегии набора, методы обнаружения и справочные базы данных; во-вторых, – биологическим, например, внутренними различиями в составе сообществ и мобильностью микроорганизмов в различных средах. Источником гетерогенности в данной работе могут быть методы секвенирования. Несмотря на то, что исследования показали, что платформа BGISEQ-500 хорошо согласуется с платформами Illumina HiSeq2000 и Illumina HiSeq4000, к данным с разных платформ все же следует относиться с осторожностью. Анализ в подгруппах показывает, что гетерогенность между двумя исследованиями, использующими Illumina в качестве инструмента секвенирования, незначительна, в то время как в BGISEQ она очевидна, что указывает на то, что использование инструмента секвенирования может быть одним из источников гетерогенности.
В настоящее время систематического обзора изменений кишечной флоры в период менопаузы не проводится. Данная работа представляет собой предварительное исследование различий кишечной флоры у женщин в пре- и постменопаузе. Отсутствие оригинальных статей, низкое качество и большая гетерогенность также создают трудности в метаанализе. Есть несколько исследований, которые могут быть включены в число оригинальных исследований. Поэтому мы должны с осторожностью относиться к результатам этой работы, и срочно нужны качественные эксперименты.
Этот метаанализ систематически обобщает изменения кишечной флоры у женщин в пре- и постменопаузе. Выводы нашего исследования могут дать ключ к пониманию механизма климактерического синдрома и обосновать возможные методы лечения, такие как пробиотики и трансплантация фекальной микробиоты.
Анализы Инвитро
Перевод на русский язык научной статьи осуществлен в соответствии с условиями открытой лицензии Creative Commons Attributions (CC BY) (Creative Commons — Attribution 4.0 International — CC BY 4.0)
