Журнал микробиологии, эпидемиологии и иммунобиологии. 2021; 98: 36-45
Состав микрофлоры и состояние системы сигнальных образраспознающих рецепторов семейства Toll-подобных клеточных факторов врожденного иммунитета во время 120-суточной изоляции в гермообъекте с искусственной средой обитания
https://doi.org/10.36233/0372-9311-95Аннотация
Цель работы — оценка влияния условий 120-суточной изоляции в гермообъекте с искусственной средой обитания на формирование микробиоценоза и систему сигнальных образ-распознающих рецепторов семейства Toll-like (TLRs) врожденного иммунитета.
Материалы и методы. Изучали микрофлору кишечника и верхних дыхательных путей, содержание в периферической крови моноцитов и гранулоцитов, экспрессирующих TLRs (TLR1, TLR2, TLR4, TLR6, TLR9), и базальную продукцию цитокинов (ИЛ-1β, ИЛ-6, ИЛ-8, ИЛ-10, ФНО-α) иммунокомпетентными клетками у 6 испытателей-добровольцев. Для предотвращения дисбактериоза кишечника и верхних дыхательных путей были использованы две группы препаратов: коммерческие штаммы пробиотиков и аутопробиотики, изготовленные на основе представителей протективной микрофлоры, изолированных индивидуально от каждого испытателя.
Результаты. Пребывание здорового человека в искусственной среде обитания оказало существенное влияние на состояние микрофлоры и систему TLRs клеток врождённого иммунитета. В работе впервые продемонстрированы однонаправленные изменения абсолютного содержания в периферической крови моноцитов, экспрессирующих TLR1, TLR2, TLR4, TLR6, TLR9, и общего микробного числа в желудочно-кишечном тракте и верхних дыхательных путях с 30-х по 120-е сутки экспериментального воздействия. Пероральный прием аутопробиотических препаратов способствовал снижению содержания условно-патогенной микрофлоры, одновременно поддерживая высокий уровень защитной микрофлоры кишечника, а также повышению продукции ФНО-α и ИЛ-10 иммунокомпетентными клетками периферической крови in vitro.
Список литературы
1. Belkaid Y., Hand T.W. Role of the microbiota in immunity and inflammation. Cell. 2014; 157(1): 121–41. https://doi.org/10.1016/j.cell.2014.03.011
2. Janeway C.A., Medzhitov R. Innate immune recognition. Annu. Rev. Immunol. 2002; 20(1): 197–216. https://doi.org/10.1146/annurev.immunol.20.083001.084359
3. Бондаренко В.М., Лиходед В.Г. Взаимодействие кишечной микрофлоры с Toll-подобными рецепторами в норме и патологии. Медицинский вестник Юга России. 2010; (1): 4–8.
4. Round J.L., Mazmanian S.K. The gut microbiota shapes intestinal immune responses during health and disease. Nat. Rev. Immunol. 2009; 9(5): 313–23. https://doi.org/10.1038/nri2515
5. Ильин В.К., Воложин А.И., Виха Г.В. Колонизационная резистентность организма в изменённых условиях обитания. М.: Наука; 2005.
6. Ильин В.К., Кирюхина Н.В. Синдром нарушения колонизационной резистентности человека в искусственной среде обитания и его профилактика. Acta Naturae. 2014; 6(2): 10–8.
7. Берендеева Т.А., Пономарев С.А., Антропова Е.Н., Рыкова М.П. Toll-подобные рецепторы клеток периферической крови космонавтов после длительных космических полётов на Международной космической станции. Авиакосмическая и экологическая медицина. 2015; 49(6): 49–54.
8. Пономарев С.А., Берендеева Т.А., Калинин С.А., Муранова А.В. Состояние системы сигнальных образ-распознающих рецепторов моноцитов и гранулоцитов периферической крови космонавтов до и после длительных полётов на Международную космическую станцию. Авиакосмическая и экологическая медицина. 2016; 50(5): 18–23. https://doi.org/10.21687/0233-528X-2016-50-5-18-23
9. Нетрусов А.И., Егорова М.А., Захарчук Л.М. Практикум по микробиологии. М.: Академия; 2005.
10. Akira S., Uematsu S., Takeuchi O. Pathogen recognition and innate immunity. Cell. 2006; 124(4): 783–801. https://doi.org/10.1016/j.cell.2006.02.015
11. Kumar H., Kawai T., Akira S. Toll-like receptors and innate immunity. Biochem. Biophys. Res. Commun. 2009; 388(4): 621–5. https://doi.org/10.1016/j.bbrc.2009.08.062
12. Medzhitov R. Toll-like receptors and innate immunity. Nat. Rev. Immunol. 2001; 1(1): 135–45. https://doi.org/10.1038/35100529
13. Akira S., Takeda K. Toll-like receptor signaling. Nat. Rev. Immunol. 2004; 4(7): 499–511.
14. Hardy H., Harris J., Lyon E., Beal J., Foey A.D. Probiotics, prebiotics and immunomodulation of gut mucosal defences: Homeostasis and immunopathology. Nutrients. 2013; 5(6): 1869–912. https://doi.org/10.3390/nu5061869
Journal of microbiology, epidemiology and immunobiology. 2021; 98: 36-45
Composition of microflora and state of the system of signal image-recognizing receptors of the family of Toll-like cell factors of innate immunity during 120-day isolation in sealed compartment
https://doi.org/10.36233/0372-9311-95Abstract
Aim. This work was undertaken to assess the effect of 120-day isolation conditions in a sealed compartment with an artificial habitat on the formation of microbiocenosis and the system of signaling image-recognizing receptors of the Toll-like (TLR) family of innate immunity.
Materials and methods. The microflora of the intestine and upper respiratory tract, as well as the content of monocytes and granulocytes expressing TLRs (TLR1, TLR2, TLR4, TLR6, TLR9) in the peripheral blood, and the basal production of cytokines (IL-1β, IL-6, IL-8, IL-10, TNF-α) by immunocompetent cells of six volunteers was studied. To prevent intestinal and upper respiratory tract dysbiosis, two groups of medication were used: commercial strains (Linex and Bifidumbacterin Forte) and autoprobiotics made on the basis of protective microflora representatives isolated from each individual before the experiment.
Results. The studies showed that the stay of a healthy person in an artificial environment had a significant impact on the state of microflora and the system of TLRs of innate immunity cells. This work demonstrates for the first time unidirectional changes in the absolute content of monocytes in the peripheral blood expressing TLR1, TLR2, TLR4, TLR6, TLR9, and the total microbial count in the gastrointestinal tract and in the upper respiratory tract from the 30th to the 120th day of the experimental exposure. Oral administration of autoprobiotic medication contributed to a decrease in the content of opportunistic microflora, while maintaining a high level of protective intestinal microflora, as well as an increase in the production of TNF-α and IL-10 by immunocompetent peripheral blood cells in vitro.
References
1. Belkaid Y., Hand T.W. Role of the microbiota in immunity and inflammation. Cell. 2014; 157(1): 121–41. https://doi.org/10.1016/j.cell.2014.03.011
2. Janeway C.A., Medzhitov R. Innate immune recognition. Annu. Rev. Immunol. 2002; 20(1): 197–216. https://doi.org/10.1146/annurev.immunol.20.083001.084359
3. Bondarenko V.M., Likhoded V.G. Vzaimodeistvie kishechnoi mikroflory s Toll-podobnymi retseptorami v norme i patologii. Meditsinskii vestnik Yuga Rossii. 2010; (1): 4–8.
4. Round J.L., Mazmanian S.K. The gut microbiota shapes intestinal immune responses during health and disease. Nat. Rev. Immunol. 2009; 9(5): 313–23. https://doi.org/10.1038/nri2515
5. Il'in V.K., Volozhin A.I., Vikha G.V. Kolonizatsionnaya rezistentnost' organizma v izmenennykh usloviyakh obitaniya. M.: Nauka; 2005.
6. Il'in V.K., Kiryukhina N.V. Sindrom narusheniya kolonizatsionnoi rezistentnosti cheloveka v iskusstvennoi srede obitaniya i ego profilaktika. Acta Naturae. 2014; 6(2): 10–8.
7. Berendeeva T.A., Ponomarev S.A., Antropova E.N., Rykova M.P. Toll-podobnye retseptory kletok perifericheskoi krovi kosmonavtov posle dlitel'nykh kosmicheskikh poletov na Mezhdunarodnoi kosmicheskoi stantsii. Aviakosmicheskaya i ekologicheskaya meditsina. 2015; 49(6): 49–54.
8. Ponomarev S.A., Berendeeva T.A., Kalinin S.A., Muranova A.V. Sostoyanie sistemy signal'nykh obraz-raspoznayushchikh retseptorov monotsitov i granulotsitov perifericheskoi krovi kosmonavtov do i posle dlitel'nykh poletov na Mezhdunarodnuyu kosmicheskuyu stantsiyu. Aviakosmicheskaya i ekologicheskaya meditsina. 2016; 50(5): 18–23. https://doi.org/10.21687/0233-528X-2016-50-5-18-23
9. Netrusov A.I., Egorova M.A., Zakharchuk L.M. Praktikum po mikrobiologii. M.: Akademiya; 2005.
10. Akira S., Uematsu S., Takeuchi O. Pathogen recognition and innate immunity. Cell. 2006; 124(4): 783–801. https://doi.org/10.1016/j.cell.2006.02.015
11. Kumar H., Kawai T., Akira S. Toll-like receptors and innate immunity. Biochem. Biophys. Res. Commun. 2009; 388(4): 621–5. https://doi.org/10.1016/j.bbrc.2009.08.062
12. Medzhitov R. Toll-like receptors and innate immunity. Nat. Rev. Immunol. 2001; 1(1): 135–45. https://doi.org/10.1038/35100529
13. Akira S., Takeda K. Toll-like receptor signaling. Nat. Rev. Immunol. 2004; 4(7): 499–511.
14. Hardy H., Harris J., Lyon E., Beal J., Foey A.D. Probiotics, prebiotics and immunomodulation of gut mucosal defences: Homeostasis and immunopathology. Nutrients. 2013; 5(6): 1869–912. https://doi.org/10.3390/nu5061869
