Обзор: ключевые моменты в процессе становления микробиома млекопитающих

Данный обзор направлен на обобщение современного понимания становления микробиоты новорожденных млекопитающих на основе результатов современных исследований в экспериментах с животными в трех аспектах, включая начальную колонизацию, влияние микробиоты на иммунную функцию кишечника развивающегося новорожденного и воздействие внешних факторов на формирование микробиома в ювенильный период. Результаты представленных в статье исследований подтверждают, что коррекция микробного пейзажа – важнейший фактор улучшения здоровья животного с учетом того, что именно здоровая микрофлора способствует снижению частоты и интенсивности кишечных инфекций, а это, в свою очередь, минимизирует использование антибиотиков. Известно, что микробиом влияет на развитие иммунной системы, метаболические процессы и даже на этологию, в связи с чем нетипичная микробная популяция способна вызвать нарушения как иммунитета, так и метаболизма организма. Активный процесс взаимодействия микроорганизмов и организма хозяина начинается уже при рождении. Даже различные способы родов – кесарево или вагинальное родоразрешение – могут определять начальную колонизацию новорожденного. Кроме того, на формирование микробиоты кишечника влияют генетика особи, питание и окружающая среда. В связи с этим актуально изучение пробиотиков – понимание их эффективности при профилактике и лечении диареи, использование как альтернативы антибиотикам, а также для повышения устойчивости животных к стрессовым факторам.

1. Abe F., Ishibashi N., Shimamura S. Effects of administration of bifidobacteria and lactic acid bacteria to newborn calves and piglets. J. Dairy Sci. 1995; 78 (12): 2838–2846. DOI: 10.3168/jds.S0022-0302(95)76914-4.

2. Шахов А. Г., Сашнина Л. Ю., Лебедев М. И., Лебедева Е. В. Исследование резистентности бактериальных возбудителей желудочно-кишечных и респираторных болезней поросят к антимикробным препаратам. Доклады Российской академии сельскохозяйственной наук. 2011; 2: 53–55. eLIBRARY ID:15594622.

3. Манжурина О. А., Скогорева А. М., Ромашов Б. В., Ромашова Н. Б. Современные тенденции антибиотикорезистентности микробиоты домашних и диких животных. Вестник Воронежского ГАУ. 2017; 1 (52): 41–45. DOI: 10.17238/issn2071-2243.2017.1.41.

4. Субботин В. В. Становление нормального микробиоценоза в постнатальном периоде у домашних животных. Материалы Перво- го съезда ветеринарных фармакологов России. 2007; 571–576. Режим доступа: http://zoovet.info/vet-knigi/123-farmakologiya/veterinarnayafarm/6716-stanovlenie-normalnogo-mikrobiotsenoza-v-postnatalnomperiode-u-domashnikh-zhivotnykh.

5. Sokol H., Pigneur B., Watterlot L., Lakhdari O., Bermudez-Humaran L. G., Gratadoux J. J., et al. Faecalibacterium prausnitzii is an anti-inflammatory commensal bacterium identified by gut microbiota analysis of Crohn disease patients. Proc.Natl. Acad. Sci. 2008; 105 (43): 16731–16736. DOI: 10.1073/pnas.0804812105.

6. Mazmanian S. K., Liu C. H., Tzianabos A. O., Kasper D. L. An immunomodulatory molecule of symbiotic bacteria directs maturation of the host immune system. Cell. 2005; 122 (1): 107–118. DOI: 10.1016/j.cell.2005.05.007.

7. Sjögren Y. M., Tomicic S., Lundberg A., Böttcher M. F., Björkstén B., Sverremark-Ekström E., Jenmalm M. C. Influence of early gut microbiota on the maturation of childhood mucosal and systemic immune responses. Clin. Exp. Allergy. 2009; 39 (12): 1842–1851. DOI: 10.1111/j.1365-2222.2009.03326.x.

8. Macpherson A. J., Harris N. L. Interactions between commensal intestinal bacteria and the immune system. Nat. Rev. Immunol. 2004; 4 (6): 478–485. DOI: 10.1038/nri1373.

9. Ismail I. H., Oppedisano F., Joseph S. J., Boyle R. J., Licciardi P. V., Robins-Browne R. M., Tang M. L. Reduced gut microbial diversity in early life is associated with later development of eczema but not atopy in high-risk infants. Pediatr. Allergy Immunol. 2012; 23 (7): 674–681. DOI: 10.1111/j.1399-3038.2012.01328.x.

10. Rutayisire E., Huang K., Liu Y., Tao F. The mode of delivery affects the diversity and colonization pattern of the gut microbiota during the first year of infants’ life: a systematic review. BMC Gastroenterol. 2016; 16 (1):86. DOI: 10.1186/s12876-016-0498-0.

11. Шахов А. Г., Сашнина Л. Ю., Федосов Д. В., Ерина Т. Е., Алехин Ю. Н. Формирование кишечного микробиоценоза у телят с синдромом гипотрофии в молочный период. Сельскохозяйственная биология. 2014; 49 (2): 105–111. DOI: 10.15389/agrobiology.2014.2.105rus.

12. Моторыгин А. В., Ленченко Е. М. Определение качественного и количественного состава микроорганизмов при дисбактериозе ки- шечника у телят. Сельскохозяйственная биология. 2011; 46 (2): 103–107. eLIBRARY ID: 16220466.

13. Laursen M. F., Andersen L. B., Michaelsen K. F., Mølgaard C., Trolle E., Bahl M. I., Licht T. R. Infant gut microbiota development is driven by transition to family foods independent of maternal obesity. mSphere. 2016; 1 (1):e00069-15. DOI: 10.1128/mSphere.00069-15.

14. Khachatryan Z. A., Ktsoyan Z. A., Manukyan G. P., Kelly D., Ghazaryan K. A., Aminov R. I. Predominant role of host genetics in controlling the composition of gut microbiota. PLoS One. 2008; 3 (8):e3064. DOI: 10.1371/journal.pone.0003064.

15. Zhou D., Zhang H., Bai Z., Zhang A., Bai F., Luo X., et al. Exposure to soil, house dust and decaying plants increases gut microbial diversity and decreases serum immunoglobulin E levels in BALB/c mice. Environ Microbiol. 2016; 18 (5): 1326–1337. DOI: 10.1111/1462-2920.12895.

16. Sudo N., Chida Y., Aiba Y., Sonoda J., Oyama N., Yu X. N., Kubo C., Koga Y. Postnatal microbial colonization programs the hypothalamicpituitary- adrenal system for stress response in mice. J. Physiol. 2004; 558 (Pt 1): 263–275. DOI: 10.1113/jphysiol.2004.063388.

17. Bercik P., Denou E., Collins J., Jackson W., Lu J., Jury J., et al. The intestinal microbiota affect central levels of brain-derived neurotropic factor and behavior in mice. Gastroenterology. 2011; 141 (2): 599–609. DOI: 10.1053/j.gastro.2011.04.052.

18. Vijay-Kumar M., Aitken J. D., Carvalho F. A., Cullender T. C., Mwangi S., Srinivasan S., et al. Metabolic syndrome and altered gut microbiota in mice lacking Toll-like receptor 5. Science. 2010; 328 (5975): 228–231. DOI: 10.1126/science.1179721.