Кишечная микробиота, метаболизм триптофана, качество жизни, психоэмоциональные и когнитивные нарушения при функциональном запоре

Цель: изучить взаимосвязь между особенностями метаболизма триптофана, составом кишечной микробиоты, маркерами системного воспаления и кортизолом, качеством жизни, а также состоянием психоэмоциональной и когнитивной сфер у пациенток с функциональным запором (ФЗ).
Материалы и методы. В исследование было включено 64 пациентки с ФЗ и 26 женщин без ФЗ, сопоставимых по возрасту и ИМТ (р > 0,05). Всем испытуемым проводилась оценка состава кишечной микробиоты в образцах кала (с помощью секвенирования 16S рРНК), связанного со здоровьем качества жизни (SF-36), состояния психоэмоциональной сферы (4DSQ, тест Спилбергера — Ханина, шкала Гамильтона), когнитивного статуса (когнитивные тесты BACS). Для оценки метаболизма триптофана исследовались уровни интерлейкина-1β, кортизола, нейротрофического фактора головного мозга, триптофана, кинуренина, кинуреновой кислоты, сывороточного и тромбоцитарного серотонина.
Результаты. В отличие от женщин без ФЗ, пациентки с данным заболеванием имели более высокие уровни кортизола (325 [266; 403] vs. 275 [255; 304] нмоль/л; p = 0,025), интерлейкина-1β (10,0 [9,2; 11,2] vs. 7,2 [6,5; 7,8] пг/мл; p < 0,001) и кинуренина в крови (0,65 [0,54; 0,82] vs. 0,44 [0,35; 0,48] мкг/мл; p < 0,001), а также меньший уровень серотонина плазмы (108 [85; 134] vs. 163 [117; 190] нг/мл; p < 0,001). При этом содержание триптофана, нейротрофического фактора головного мозга и кинурениновой кислоты в плазме крови и серотонина в тромбоцитах не различалось между группами. У пациенток с ФЗ наблюдались более выраженная депрессия по шкале Гамильтона (8 [6; 9] vs. 3 [2; 3] баллов; p < 0,001) и соматизация (9 [7; 12] vs. 5 [3; 9] баллов; p < 0,001); меньшие показатели когнитивной функции (50 [45; 54] vs. 54 [53; 56] баллов; p < 0,001), в том числе ответственной за слухоречевую память (p < 0,001) и скорость обработки информации (p < 0,001); снижение параметров качества жизни по опроснику SF-36 по шкалам физического функционирования (90 [83; 95] vs. 95 [95; 95] баллов; р < 0,001) и телесной боли (60 [50; 70] vs. 75 [56; 85] баллов; р < 0,001). Уровень кортизола прямо коррелировал с показателем качества жизни по шкале телесной боли (r = 0,379; p= 0,003), а уровень интерлейкина-1β — обратно со шкалами телесной боли (r = –0,391; p = 0,002), физического функционирования (r = –0,448; p < 0,001) и вербальной памяти (r = –0,252; p = 0,046), а также прямо с выраженностью депрессии (r = 0,311; p = 0,013) и соматизации (r = 0,266; p = 0,035). Уровень кортизола прямо коррелировал с обилием бактерий рода Oscillospira (r = 0,45; p = 0,01), а кинуренина — с Alistipes (r = 0,36; р = 0,04); содержание серотонина в плазме прямо коррелировало с обилием представителей рода Haemophilus (r = 0,37; p = 0,03) и обратно — с Bacteroides plebeius (r = –0,40; p = 0,02). Обнаружена прямая корреляция показателей качества жизни по шкале физического функционирования с обилием представителей рода Lachnospiraceae NK4B4 (r = 0,35; p = 0,04) и обратная корреляция выраженности депрессии (4DSQ) с уровнем Alistipes (r = –0,37; p = 0,03). Также выявлена обратная корреляция скорости обработки информации с обилием представителей класса Bacilli (r = –0,48; p = 0,004), порядков Lactobacillales (r = –0,48; p = 0,004) и Pasteurellales (r = –0,36; p = 0,03), семейств Pasteurellaceae (r = –0,36; p = 0,03) и Streptococcaceae (r = –0,47; p = 0,006), родов Haemophilus (r = –0,41; p = 0,02) и Streptococcus (r = –0,38; р = 0,02).
Заключение. Согласно полученным результатам, у пациенток с функциональным запором изменен метаболизм триптофана и нарушен состав кишечной микробиоты, что сопровождается развитием депрессии и соматизации, нарушением когнитивной функции и снижением качества жизни, связанного со здоровьем.

1. Mearin F., Lacy B.E., Chang L., Chey W.D., Lembo A.J., Simren M., et al. Bowel disorders. Gastroenterology. 2016; S0016-5085(16)00222-5. DOI: 10.1053/j.gastro.2016.02.031

2. Tomita T., Kazumori K., Baba K., Zhao X., Chen Y., Miwa H. Impact of chronic constipation on health-related quality of life and work productivity in Japan. J Gastroenterol Hepatol. 2021;36(6):1529–37. DOI: 10.1111/jgh.15295

3. Liang J., Zhao Y., Xi Y., Xiang C., Yong C., Huo J., et al. Association between depression, anxiety symptoms and gut microbiota in Chinese elderly with functional constipation. Nutrients. 2022;14(23):5013. DOI: 10.3390/nu14235013

4. Salvadori M., Rosso G. Update on the gut microbiome in health and diseases. World J Methodol. 2024;14(1):89196. DOI: 10.5662/wjm.v14.i1.89196

5. Hou K., Wu Z.X., Chen X.Y., Wang J.Q., Zhang D., Xiao C., et al. Microbiota in health and diseases. Signal Transduct Target Ther. 2022;7(1):135. DOI: 10.1038/s41392-022-00974-4

6. Cao H., Liu X., An Y., Zhou G., Liu Y., Xu M., et al. Dysbiosis contributes to chronic constipation development via regulation of serotonin transporter in the intestine. Sci Rep. 2017;7(1):10322. DOI: 10.1038/s41598-017-10835-8

7. Yang C., Hu T., Xue X., Su X., Zhang X., Fan Y., et al. Multi-omics analysis of fecal microbiota transplantation’s impact on functional constipation and comorbid depression and anxiety. BMC Microbiol. 2023;23(1):389. DOI: 10.1186/s12866-023-03123-1

8. Kolobaric A., Andreescu C., Jašarević E., Hong C.H., Roh H.W., Cheong J.Y., et al. Gut microbiome predicts cognitive function and depressive symptoms in late life. Mol Psychiatry. 2024;29(10):3064–75. DOI: 10.1038/s41380-024-02551-3

9. Ивашкин В.Т., Шелыгин Ю.А., Маев И.В., Шептулин А.А., Алешин Д.В., Ачкасов С.И. и др. Диагностика и лечение запора у взрослых (Клинические рекомендации Российской гастроэнтерологической ассоциации и Ассоциации колопроктологов России). Российский журнал гастроэнтерологии, гепатологии, колопроктологии. 2020;30(6):69–85. DOI: 10.22416/1382-4376-2020-30-6-69-85

10. Waclawiková B., Codutti A., Alim K., El Aidy S. Gut microbiota-motility interregulation: Insights from in vivo, ex vivo and in silico studies. Gut Microbes. 2022;14(1):1997296. DOI: 10.1080/19490976.2021.1997296

11. Ивашкин В.Т., Фомин В.В., Ткачева О.Н., Медведев О.С., Полуэктова Е.А., Абдулганиева Д.И. и др. Синдром избыточного бактериального роста в практике врачей различных специальностей (Обзор литературы и резолюция Экспертного совета). Российский журнал гастроэнтерологии, гепатологии, колопроктологии. 2024;34(2):14–34. DOI: 10.22416/1382-4376-2024-954

12. Browning K.N., Travagli R.A. Central nervous system control of gastrointestinal motility and secretion and modulation of gastrointestinal functions. Compr Physiol. 2014;4(4):1339–68. DOI: 10.1002/cphy.c130055

13. Chojnacki C., Błońska A., Konrad P., Chojnacki M., Podogrocki M., Poplawski T. Changes in tryptophan metabolism on serotonin and kynurenine pathways in patients with irritable bowel syndrome. Nutrients. 2023;15(5):1262. DOI: 10.3390/nu15051262

14. Zhu Q., Wan L., Huang H., Liao Z. IL-1β, the first piece to the puzzle of sepsis-related cognitive impairment? Front Neurosci. 2024;18:1370406. DOI: 10.3389/fnins.2024.1370406

15. Santi N.S., Biswal S.B., Naik B.N., Sahoo J.P., Rath B. Comparison of Hamilton Depression Rating Scale and Montgomery-Åsberg Depression Rating Scale: Baked straight from a randomized study. Cureus. 2023;15(9):e45098. DOI: 10.7759/cureus.45098

16. Zhang Y.L., Li Z.J., Gou H.Z., Song X.J., Zhang L. The gut microbiota-bile acid axis: A potential therapeutic target for liver fibrosis. Front Cell Infect Microbiol. 2022;12:945368. DOI: 10.3389/fcimb.2022.945368

17. Vincent A.D., Wang X.Y., Parsons S.P., Khan W.I., Huizinga J.D. Abnormal absorptive colonic motor activity in germ-free mice is rectified by butyrate, an effect possibly mediated by mucosal serotonin. Am J Physiol Gastrointest Liver Physiol. 2018;315(5):G896–907. DOI: 10.1152/ajpgi.00237.2017

18. Losol P., Wolska M., Wypych T.P., Yao L., O'Mahony L., Sokolowska M. A cross talk between microbial metabolites and host immunity: Its relevance for allergic diseases. Clin Transl Allergy. 2024;14(2):e12339. DOI: 10.1002/clt2.12339

19. Maslennikov R., Ivashkin V., Efremova I., Alieva A., Kashuh E., Tsvetaeva E., et al. Gut dysbiosis is associated with poorer long-term prognosis in cirrhosis. World J Hepatol. 2021;13(5):557–70. DOI: 10.4254/wjh.v13.i5.557

20. Cheng J., Hu H., Ju Y., Liu J., Wang M., Liu B., et al. Gut microbiota-derived short-chain fatty acids and depression: Deep insight into biological mechanisms and potential applications. Gen Psychiatr. 2024;37(1):e101374. DOI: 10.1136/gpsych-2023-101374

21. Alemi F., Poole D.P., Chiu J., Schoonjans K., Cattaruzza F., Grider J.R., et al. The receptor TGR5 mediates the prokinetic actions of intestinal bile acids and is required for normal defecation in mice. Gastroenterology. 2013;144(1):145–54. DOI: 10.1053/j.gastro.2012.09.055

22. Oluwagbemigun K., Schnermann M.E., Schmid M., Cryan J.F., Nöthlings U. A prospective investigation into the association between the gut microbiome composition and cognitive performance among healthy young adults. Gut Pathog. 2022;14(1):15. DOI: 10.1186/s13099-022-00487-z

23. Martín R., Rios-Covian D., Huillet E., Auger S., Khazaal S., Bermúdez-Humarán L.G., et al. Faecalibacterium: A bacterial genus with promising human health applications. FEMS Microbiol Rev. 2023;47(4):fuad039. DOI: 10.1093/femsre/fuad039

24. Dinh D.M., Volpe G.E., Duffalo C., Bhalchandra S., Tai A.K., Kane A.V., et al. Intestinal microbiota, microbial translocation, and systemic inflammation in chronic HIV infection. J Infect Dis. 2015;211(1):19–27. DOI: 10.1093/infdis/jiu409

25. Chen Y.R., Zheng H.M., Zhang G.X., Chen F.L., Chen L.D., Yang Z.C. High Oscillospira abundance indicates constipation and low BMI in the Guangdong Gut Microbiome Project. Sci Rep. 2020;10(1):9364. DOI: 10.1038/s41598-020-66369-z