Кишечная микробиота коренных народов Севера (систематический обзор)

Обложка

Цитировать

Полный текст

Аннотация

Обоснование. Микробиота коренного населения Севера может иметь важное значение в формировании полярного (северного) типа метаболизма, направленного на обеспечение повышенных энергетических потребностей и сохранение гомеостаза организма в экстремальных условиях холодного климата, однако эта область остаётся малоизученной. Секвенирование 16S рРНК бактерий позволяет установить полный таксономический состав микробного сообщества, что открывает перспективы для изучения связи микробиоты с условиями окружающей среды и формированием здоровья в разных популяциях.

Цель. На основе обзора литературных данных оценить факторы и принципы формирования микробиоты в экстремальных климатических условиях и её возможную роль в формировании здоровья у коренных народов Севера.

Материалы и методы. Систематический обзор проведён на основе рекомендаций PRISMA (2020 г.). Поиск источников оригинальных исследований осуществляли в базах данных PubMed, eLibrary и Google Scholar по ключевым словам: «микробиота кишечника», «Север», «gut microbiome», «16S rRNA», «Arctic».

Результаты. После фильтрации результатов первичного отбора статей в соответствии с критериями поиска было выявлено 5 публикаций, в которых представлены результаты исследования 16S рРНК кишечной микробиоты канадских инуитов, коренных жителей Аляски, якутов Республики Саха (Якутия). Кишечная микробиота представителей народов, проживающих в условиях Севера, отличается по разнообразию и таксономическому составу как от других групп населения, так и между собой. Несмотря на имеющееся сходство климатических условий и типа питания, различия в традиционных занятиях, рационе и видах окружающих животных находят отражение в составе микробиоты разных популяций Севера.

Заключение. Проведённые к настоящему времени исследования недостаточны для формирования цельного представления о северном микробиоме и его роли в сохранении здоровья коренных народов Севера. Тем не менее показано, что состав кишечной микробиоты популяций Севера разнообразен и имеет черты, благоприятные для метаболического здоровья, что требует дальнейшего изучения для выявления механизмов формирования метаболического здоровья в условиях холодного климата.

Об авторах

Татьяна Михайловна Сивцева

Северо-Восточный федеральный университет им. М.К. Аммосова

Автор, ответственный за переписку.
Email: tm.sivtseva@s-vfu.ru
ORCID iD: 0000-0002-1501-7433
SPIN-код: 9571-3044

канд. биол. наук

Россия, Якутск

Мичийэ Анатольевна Степанова

Северо-Восточный федеральный университет им. М.К. Аммосова

Email: michiyastepanov@gmail.com

магистрант

Россия, Якутск

Раиса Николаевна Захарова

Северо-Восточный федеральный университет им. М.К. Аммосова

Email: prn.inst@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-1395-8256
SPIN-код: 8399-6329

канд. мед. наук

Россия, Якутск

Сергей Иннокентьевич Семенов

Северо-Восточный федеральный университет им. М.К. Аммосова

Email: insemenov@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0001-8099-2270
SPIN-код: 4442-3374

д-р мед. наук

Россия, Якутск

Владимир Леонидович Осаковский

Северо-Восточный федеральный университет им. М.К. Аммосова

Email: iz_labgene@mail.ru
ORCID iD: 0000-0001-9529-2488
SPIN-код: 2730-0390

канд. биол. наук

Россия, Якутск

Список литературы

  1. Shahi S.K., Zarei K., Guseva N.V., Mangalam A.K. Microbiota analysis using two-step PCR and next-generation 16S rRNA gene sequencing // J Vis Exp. 2019. N 152. P. 10.3791/59980. doi: 10.3791/59980
  2. Deschasaux M., Bouter K.E., Prodan A., et al. Depicting the composition of gut microbiota in a population with varied ethnic origins but shared geography // Nat Med. 2018. Vol. 24, N 10. P. 1526–1531. doi: 10.1038/s41591-018-0160-1
  3. Shin J.H., Sim M., Lee J.Y., et al. Lifestyle and geographic insights into the distinct gut microbiota in elderly women from two different geographic locations // J Physiol Anthropol. 2016. Vol. 35, N 1. P. 31. doi: 10.1186/s40101-016-0121-7
  4. Smith P.M., Howitt M.R., Panikov N., et.al. The microbial metabolites, short-chain fatty acids, regulate colonic Treg cell homeostasis // Science. 2013. Vol. 341, N 6145. P. 569–573. doi: 10.1126/science.1241165
  5. Cummings J.H., Macfarlane G.T. Role of intestinal bacteria in nutrient metabolism // JPEN J Parenter Enteral Nutr. 1997. Vol. 21, N 6. P. 357–365. doi: 10.1177/0148607197021006357
  6. Deleu S., Arnauts K., Deprez L., et al. High acetate concentration protects intestinal barrier and exerts anti-inflammatory effects in organoid-derived epithelial monolayer cultures from patients with ulcerative colitis // Int J Mol Sci. 2023. Vol. 24, N 1. P. 768. doi: 10.3390/ijms24010768
  7. Oliphant K., Allen-Vercoe E. Macronutrient metabolism by the human gut microbiome: major fermentation by-products and their impact on host health // Microbiome. 2019. Vol. 7, N 1. P. 91. doi: 10.1186/s40168-019-0704-8
  8. Mollick S.A., Maji S. Understanding the diversity of human gut microbes in indigenous populations across the world. PREPRINT (Version 1) available at Research Square. doi: 10.21203/rs.3.rs-3950664/v1
  9. De Filippo C., Cavalieri D., Di Paola M., et al. Impact of diet in shaping gut microbiota revealed by a comparative study in children from Europe and rural Africa // Proc Natl Acad Sci USA. 2010. Vol. 107, N 33. P. 14691–14696. doi: 10.1073/pnas.1005963107
  10. Schnorr S.L., Candela M., Rampelli S., et al. Gut microbiome of the Hadza hunter-gatherers // Nat Commun. 2014. Vol. 5. P. 3654. doi: 10.1038/ncomms4654
  11. Clemente J.C., Pehrsson E.C., Blaser MJ., et al. The microbiome of uncontacted Amerindians // Sci Adv. 2015. Vol. 1, N 3. P. e1500183. doi: 10.1126/sciadv.1500183
  12. Sánchez-Quinto A., Cerqueda-García D., Falcón L.I., et al. Gut microbiome in children from indigenous and urban communities in méxico: different subsistence models, different microbiomes // Microorganisms. 2020. Vol. 8, N 10. P. 1592. doi: 10.3390/microorganisms8101592
  13. Бойко Е.Р. Физиолого-биохимические основы жизнедеятельности человека на Севере. Екатеринбург: УрО РАН, 2005. EDN: TQOGJP
  14. Levy S.B., Klimova T.M., Zakharova R.N., et al. Brown adipose tissue, energy expenditure, and biomarkers of cardio-metabolic health among the Yakut (Sakha) of northeastern Siberia // Am J Hum Biol. 2018. Vol. 30, N 6. P. e23175. doi: 10.1002/ajhb.23175
  15. Haddaway N.R., Page M.J., Pritchard C.C., McGuinness L.A. PRISMA2020: An R package and Shiny app for producing PRISMA 2020-compliant flow diagrams, with interactivity for optimised digital transparency and Open Synthesis // Campbell Systematic Reviews. 2022. Vol. 18, N 2. P. e1230. doi: 10.1002/cl2.1230
  16. Girard C., Tromas N., Amyot M., Shapiro B.J. Gut microbiome of the Canadian Arctic Inuit // mSphere. 2017. Vol. 2, N 1. P. e00297–16. doi: 10.1128/mSphere.00297-16
  17. Dubois G., Girard C., Lapointe F.J., Shapiro B.J. The Inuit gut microbiome is dynamic over time and shaped by traditional foods // Microbiome. 2017. Vol. 5, N 1. P. 151. doi: 10.1186/s40168-017-0370-7
  18. Abed J.Y., Godon T., Mehdaoui F., et al. Gut metagenome profile of the Nunavik Inuit youth is distinct from industrial and non-industrial counterparts // Commun Biol. 2022. Vol. 5, N 1. P. 1415. doi: 10.1038/s42003-022-04372-y
  19. Pasolli E., Schiffer L., Manghi P., et al. Accessible, curated metagenomic data through ExperimentHub // Nat Methods. 2017. Vol. 14, N 11. P. 1023–1024. doi: 10.1038/nmeth.4468
  20. Ocvirk S., Wilson A.S., Posma J.M., et al. A prospective cohort analysis of gut microbial co-metabolism in Alaska Native and rural African people at high and low risk of colorectal cancer // The American Journal of Clinical Nutrition. 2020. Vol. 111, N 2. P. 406–419. doi: 10.1093/ajcn/nqz301
  21. Wise J.L., Cummings B.P. The 7-α-dehydroxylation pathway: An integral component of gut bacterial bile acid metabolism and potential therapeutic target // Front Microbiol. 2023. Vol. 13. P. 1093420. doi: 10.3389/fmicb.2022.1093420
  22. Kuznetsova V., Tyakht A., Akhmadishina L., et al. Gut microbiome signature of Viliuisk encephalomyelitis in Yakuts includes an increase in microbes linked to lean body mass and eating behavior // Orphanet J Rare Dis. 2020. Vol. 15, N 1. P. 327. doi: 10.1186/s13023-020-01612-4
  23. Yu X., Avall-Jääskeläinen S., Koort J., et al. Comparative characterization of different host-sourced Lactobacillus ruminis strains and their adhesive, inhibitory, and immunomodulating functions // Front Microbiol. 2017. Vol. 8. P. 657. doi: 10.3389/fmicb.2017.00657
  24. Yang B., Li M., Wang S., et al. Lactobacillus ruminis relieves DSS-induced colitis due to inflammatory cytokines and modulation of the intestinal microbiota // Food products. 2021. Vol. 10, N 6. P. 1349. doi: 10.3390/foods10061349
  25. Zhernakova D.V., Brukhin V., Malov S., et al. Genome-wide sequence analyses of ethnic populations across Russia // Genomics. 2020. Vol. 112, N 1. P. 442–458. doi: 10.1016/j.ygeno.2019.03.007
  26. Angelakis E., Bachar D., Yasir M., et al. Treponema species enrich the gut microbiota of traditional rural populations but are absent from urban individuals // New Microbes New Infect. 2018. Vol. 27. P. 14–21. doi: 10.1016/j.nmni.2018.10.009
  27. Chevalier C., Stojanović O., Colin DJ., et al. Gut microbiota orchestrates energy homeostasis during cold // Cell. 2015. Vol. 163, N 6. P. 1360–1374. doi: 10.1016/j.cell.2015.11.004
  28. Bo T.B., Zhang X.Y., Wen J., et al. The microbiota-gut-brain interaction in regulating host metabolic adaptation to cold in male Brandt's voles (Lasiopodomys brandtii) // ISME J. 2019. Vol. 13, N 12. P. 3037–3053. doi: 10.1038/s41396-019-0492-y
  29. Wang Z., Wu Y., Li X., et al. The gut microbiota facilitate their host tolerance to extreme temperatures // BMC Microbiol. 2024. Vol. 24, N 1. P. 131. doi: 10.1186/s12866-024-03277-6
  30. Royall D., Wolever T.M., Jeejeebhoy K.N. Clinical significance of colonic fermentation // Am J Gastroenterol. 1990. Vol. 85, N 10. P. 1307–1312.
  31. Moreno-Navarrete J.M., Fernandez-Real J.M. The gut microbiota modulates both browning of white adipose tissue and the activity of brown adipose tissue // Rev Endocr Metab Disord. 2019. Vol. 20, N 4. P. 387–397. doi: 10.1007/s11154-019-09523-x
  32. Ramos-Romero S., Santocildes G., Piñol-Piñol D., et al. Implication of gut microbiota in the physiology of rats intermittently exposed to cold and hypobaric hypoxia // PLoS One. 2020. Vol. 15, N 11. P. e0240686. doi: 10.1371/journal.pone.0240686
  33. Li B., Li L., Li M., et al. Microbiota depletion impairs thermogenesis of brown adipose tissue and browning of white adipose tissue // Cell Rep. 2019. Vol. 26, N 10. P. 2720–2737.e5. doi: 10.1016/j.celrep.2019.02.015
  34. Chen P.C., Tsai T.P., Liao YC., et al. Intestinal dual-specificity phosphatase 6 regulates the cold-induced gut microbiota remodeling to promote white adipose browning // NPJ Biofilms Microbiomes. 2024. Vol. 10, N 1. P. 22. doi: 10.1038/s41522-024-00495-8
  35. Byrne C.S., Chambers E.S., Morrison D.J., Frost G. The role of short chain fatty acids in appetite regulation and energy homeostasis // Int J Obes. 2015. Vol. 39, N 9. P. 1331–1338. doi: 10.1038/ijo.2015.84
  36. Ma Y., Zhu L., Ma Z., et al. Distinguishing feature of gut microbiota in Tibetan highland coronary artery disease patients and its link with diet // Sci Rep. 2021. Vol. 11, N 1. P. 18486. doi: 10.1038/s41598-021-98075-9
  37. Heinzer K., Lang S., Farowski F., et al. Dietary omega-6/omega-3 ratio is not associated with gut microbiota composition and disease severity in patients with nonalcoholic fatty liver disease // Nutrition Research. 2022. Vol. 107. P. 12–25. doi: 10.1016/j.nutres.2022.07.006
  38. Lee Y., Lee H.Y. Revisiting the bacterial phylum composition in metabolic diseases focused on host energy metabolism // Diabetes Metab J. 2020. Vol. 44, N 5. P. 658–667. doi: 10.4093/dmj.2019.0220
  39. Magne F., Gotteland M., Gauthier L., et al. The Firmicutes/Bacteroidetes ratio: a relevant marker of gut dysbiosis in obese patients? // Nutrients. 2020. Vol. 12, N 5. P. 1474. doi: 10.3390/nu12051474
  40. Wu G.D., Chen J., Hoffmann C., et al. Linking long-term dietary patterns with gut microbial enterotypes // Science. 2011. Vol. 334, N 6052. P. 105–108. doi: 10.1126/science.1208344
  41. Hochachka P.W., Storey K.B. Metabolic consequences of diving in animals and man // Science. 1975. Vol. 187, N 4177. P. 613–621. doi: 10.1126/science.163485
  42. Zhou Z., Tran P.Q., Kieft K., Anantharaman K. Genome diversification in globally distributed novel marine Proteobacteria is linked to environmental adaptation // The ISME Journal. 2020. Vol. 14, N 8. P. 2060–2077. doi: 10.1038/s41396-020-0669-4
  43. Glad T., Kristiansen V.F., Nielsen K.M., et al. Ecological characterisation of the colonic microbiota in Arctic and Sub-Arctic Seals // Microb Ecol. 2010. Vol. 60, N 2. P. 320–330. doi: 10.1007/s00248-010-9690-x
  44. Мирошникова М.С. Основные представители микробиома рубца (обзор) // Животноводство и кормопроизводство. 2020. Т. 103, № 4. С. 174–185. EDN: AGNCZZ doi: 10.33284/2658-3135-103-4-174
  45. Mizrahi I., Jami E. Review: The compositional variation of the rumen microbiome and its effect on host performance and methane emission // Animal. 2018. Vol. 12, N s2. P. s220–s232. doi: 10.1017/S1751731118001957

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Блок-схема процесса отбора статей.

Скачать (800KB)
Метаданные

© Эко-Вектор, 2025

Creative Commons License
Эта статья доступна по лицензии Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.
 


Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».