RU2803483C2 - Method of assessing the metabolic activity of the intestinal microbiota in young children - Google Patents

Method of assessing the metabolic activity of the intestinal microbiota in young children Download PDF

Info

Publication number
RU2803483C2
RU2803483C2 RU2022106484A RU2022106484A RU2803483C2 RU 2803483 C2 RU2803483 C2 RU 2803483C2 RU 2022106484 A RU2022106484 A RU 2022106484A RU 2022106484 A RU2022106484 A RU 2022106484A RU 2803483 C2 RU2803483 C2 RU 2803483C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
values
intestinal microbiota
scfa
children
metabolic activity
Prior art date
Application number
RU2022106484A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2022106484A (en
Inventor
Галина Викторовна Федотова
Ирина Вениаминовна Вахлова
Любовь Григорьевна Боронина
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Уральский государственный медицинский университет" Министерства здравоохранения Российской Федерации (ФГБОУ ВО УГМУ Минздрава России)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Уральский государственный медицинский университет" Министерства здравоохранения Российской Федерации (ФГБОУ ВО УГМУ Минздрава России) filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Уральский государственный медицинский университет" Министерства здравоохранения Российской Федерации (ФГБОУ ВО УГМУ Минздрава России)
Publication of RU2022106484A publication Critical patent/RU2022106484A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2803483C2 publication Critical patent/RU2803483C2/en

Links

Abstract

FIELD: medicine, pediatrics.
SUBSTANCE: invention can be used to assess the metabolic activity of the intestinal microbiota in children aged from 1 month to 3 years. The content of low-molecular SCFA, short-chain fatty acids, in samples of biological objects is determined by gas-liquid chromatography. In the feces of a child, the concentration in mg/g is determined: acetic acid — C2, propionic acid — C3, butyric acid — C4 and isoacids: isobutyric, isovaleric, isocaproic — iCn. The sum of isoacids EiCn, the anaerobic index, AI, and the total acid content, E, are calculated. The obtained indicators of SCFA values and the calculated values of EiCn, AI, E are compared with the values of the evaluation table presented in Figure 1, according to the age group. If the indicators of SCFA values and calculated values fall into the range of values above 10‰, but below or equal to 25‰ or above or equal to 75‰, but below 90‰, it indicates that the metabolic activity of the intestinal microbiota has minor deviations that require correction in the presence of clinical manifestations only. If the SCFA values and calculated values fall within the range of values above 3‰, but below or equal to 10‰, or above or equal to 90‰, but below 97‰, the values are considered low or high, respectively, which reflects deviations in the state of the intestinal microbiota and requires dynamic monitoring and correction in the presence of relevant clinical manifestations. If the indicators of SCFA values and calculated values fall into the ranges of values below 3‰ or above 97‰, it indicates that there are pronounced disturbances in the metabolic activity of the intestinal microbiota, which requires additional examination to identify pathological conditions of the intestines in children.
EFFECT: method provides the possibility of assessing the metabolic activity of the intestinal microbiota in children aged from 1 month to 3 years by determining the content of low molecular weight short-chain fatty acids in feces, which makes it possible to reliably assess disorders of the intestinal microbiota in functional and pathological conditions of the intestine in children.
1 cl, 2 dwg, 2 tbl, 3 ex

Description

Изобретение относится к медицине, а именно к сфере педиатрии, и может найти применение в оценке состояния микробиоты кишечника по изменению уровня ее метаболической активности у детей возрастного интервала от 1 месяца до 3 лет.The invention relates to medicine, namely to the field of pediatrics, and can be used in assessing the state of the intestinal microbiota by changes in the level of its metabolic activity in children aged 1 month to 3 years.

Известен способ оценки состояния дисбиоза ротоглотки у детей (пат. RU 2741709 С1, 2021). В слюне ребенка методом газожидкостной хроматографии определяют содержание уксусной, пропионовой, изомасляной, масляной и капроновой кислот. Затем с использованием классификационных уравнений линейного дискриминантного анализа рассчитывают значение диагностических коэффициентов, оценивающих состояние дисбиоза - F1 и F2. Способ обеспечивает возможность быстрой и достоверной оценки состояния дисбиоза ротоглотки у детей за счет идентификации специфического соотношения концентраций одноцепочечных жирных кислот в слюне.There is a known method for assessing the state of oropharyngeal dysbiosis in children (patent RU 2741709 C1, 2021). The content of acetic, propionic, isobutyric, butyric and caproic acids is determined in the child’s saliva using gas-liquid chromatography. Then, using classification equations of linear discriminant analysis, the value of diagnostic coefficients assessing the state of dysbiosis - F 1 and F 2 - is calculated. The method provides the ability to quickly and reliably assess the state of oropharyngeal dysbiosis in children by identifying the specific ratio of concentrations of single-chain fatty acids in saliva.

Известен способ разделения смеси жирных кислот фракции С - С методом газожидкостной хроматографии (пат. RU 2220755 С1, 2004). Способ позволяет проводить выделение, разделение и определение короткоцепочечных жирных кислот с высокой точностью при уменьшении веса (или объема) пробы биологического образца. Известен способ разделения смеси жирных кислот фракции С - С методом газожидкостной хроматографии (пат. RU 2145511 С, 2000). Способ позволяет проводить выделение, разделение и определение летучих жирных кислот для анализа биологических и иных объектов с высокой точностью.There is a known method for separating a mixture of fatty acids of fraction C - C by gas-liquid chromatography (patent RU 2220755 C1, 2004). The method allows for the isolation, separation and determination of short-chain fatty acids with high accuracy while reducing the weight (or volume) of the biological sample. There is a known method for separating a mixture of fatty acids of fraction C - C by gas-liquid chromatography (patent RU 2145511 C, 2000). The method allows for the isolation, separation and determination of volatile fatty acids for the analysis of biological and other objects with high accuracy.

Известные изобретения направлены на создание высокочувствительных способов разделения жирных кислот фракции С26 из биологических субстратов при малых пробах биологических объектов (меньших чем 2,0 г), а также в случаях низкого содержания кислот в биологических образцах методом газожидкостной хроматографии при обеспечении высокой степени разделения.Known inventions are aimed at creating highly sensitive methods for separating fatty acids of the C 2 -C 6 fraction from biological substrates with small samples of biological objects (less than 2.0 g), as well as in cases of low acid content in biological samples by gas-liquid chromatography while ensuring a high degree of divisions.

Задачей настоящего изобретения является создание способа оценки метаболической активности микробиоты кишечника у детей раннего возраста по содержанию низкомолекулярных короткоцепочечных жирных кислот в кале.The objective of the present invention is to create a method for assessing the metabolic activity of the intestinal microbiota in young children based on the content of low molecular weight short-chain fatty acids in feces.

Кишечная микробиота человека в настоящее время является предметом пристального изучения ученых всего мира в связи с тем, что обеспечивает биохимическое, метаболическое, иммунологическое равновесие и колонизационную резистентность к инфекционным возбудителям, необходимые для поддержания гомеостаза человеческого организма [1-5]. На данном этапе медицины активно внедряются в клиническую практику химические методы: газожидкостная хроматография и масс-спектрометрия, основанные на выявлении специфических бактериальных метаболитов в содержимом тощей кишки или в кале. С помощью данных методов можно косвенно определить состав и количество микроорганизмов соответствующих биотопов и изучить метаболическую активность кишечной микрофлоры по спектру и уровню короткоцепочечных жирных кислот (КЖК), обнаруживаемых в фекалиях [6-8]. Одним из самых перспективных методов метаболомики в плане оценки состояния микробиоценоза различных биотопов человеческого организма считается определение КЖК, являющихся продуктами жизнедеятельности различных родов микроорганизмов, методом газожидкостного хроматографического (ГЖХ) анализа [9].The human intestinal microbiota is currently the subject of close study by scientists around the world due to the fact that it provides biochemical, metabolic, immunological balance and colonization resistance to infectious pathogens necessary to maintain homeostasis of the human body [1-5]. At this stage of medicine, chemical methods are actively being introduced into clinical practice: gas-liquid chromatography and mass spectrometry, based on the identification of specific bacterial metabolites in the contents of the jejunum or in feces. Using these methods, it is possible to indirectly determine the composition and number of microorganisms in the corresponding biotopes and study the metabolic activity of intestinal microflora according to the spectrum and level of short-chain fatty acids (SCFA) found in feces [6-8]. One of the most promising methods of metabolomics in terms of assessing the state of microbiocenosis of various biotopes of the human body is the determination of SCFAs, which are the waste products of various genera of microorganisms, using gas-liquid chromatographic (GLC) analysis [9].

Спектр КЖК в кале определялся с помощью метода ГЖХ, который проводился согласно медицинской технологии «Способ определения короткоцепочечных жирных кислот фракции С26 с изомерами в различных биологических субстратах методом газожидкостной хроматографии» [10]. Определение содержания КЖК методом ГЖХ основывается на выявлении продуктов микробного метаболизма: уксусной кислоты (С2), пропионовой кислоты (С3), масляной кислоты (C4), изокислот (iCn). Измеряется концентрация каждой кислоты (абсолютное содержание, мг/г), рассчитывается их относительное содержание, суммарное содержание (Е), анаэробный индекс (АИ). Уксусная кислота (С2) является метаболитом облигатной микрофлоры (Bifidobacterium, Lactobacillus, E. coli) и снижение ее доли свидетельствует о снижении активности и численности молочнокислых микроорганизмов. Увеличение доли пропионовой (С3) и масляной (С4) кислот указывает на активацию условно-патогенной флоры и строгих анаэробов (Veillonella, Bacteroides, Clostridium, Eubacterium). Результаты изучения анаэробного индекса (АИ) указывают на «анаэробизацию» среды, при которой происходит угнетение жизнедеятельности облигатных анаэробов за счет блокирования терминальных ферредоксинсодержащих ферментов, и на этом фоне активизируются их факультативные и остаточные штаммы [11]. В современной доступной отечественной и зарубежной литературе имеются данные, посвященные изучению метаболической активности кишечника у новорожденных детей, у детей раннего возраста при функциональных нарушениях кишечника, в зависимости от вида вскармливания, у детей с аллергическими заболеваниями [12-14]. В то же время данных о показателях метаболической активности кишечной микробиоты, систематизированных с помощью метода перцентильного распределения, позволяющего формировать нормативные значения для возрастной популяции 1-3 года, нам не встретилось.The spectrum of SCFAs in feces was determined using the GLC method, which was carried out according to the medical technology “Method for determining short-chain fatty acids of the C 2 -C 6 fraction with isomers in various biological substrates by gas-liquid chromatography” [10]. Determination of the SCFA content by GLC is based on identifying the products of microbial metabolism: acetic acid ( C2 ), propionic acid ( C3 ), butyric acid ( C4 ), isoacids (iCn). The concentration of each acid is measured (absolute content, mg/g), their relative content, total content (E), and anaerobic index (AI) are calculated. Acetic acid ( C2 ) is a metabolite of obligate microflora (Bifidobacterium, Lactobacillus, E. coli) and a decrease in its proportion indicates a decrease in the activity and number of lactic acid microorganisms. An increase in the proportion of propionic (C 3 ) and butyric (C4) acids indicates the activation of opportunistic flora and strict anaerobes (Veillonella, Bacteroides, Clostridium, Eubacterium). The results of studying the anaerobic index (AI) indicate “anaerobization” of the environment, in which the vital activity of obligate anaerobes is inhibited due to the blocking of terminal ferredoxin-containing enzymes, and against this background their facultative and residual strains are activated [11]. In the modern available domestic and foreign literature, there is data devoted to the study of the metabolic activity of the intestine in newborns, in young children with functional intestinal disorders, depending on the type of feeding, in children with allergic diseases [12-14]. At the same time, we did not come across data on indicators of metabolic activity of the intestinal microbiota, systematized using the percentile distribution method, which allows us to form standard values for the age population of 1-3 years.

Авторами проведено проспективное когортное исследование у 213 детей раннего возраста. Дети были разделены на три группы в соответствии с возрастом: в первую группу (1) наблюдения вошли дети в возрасте от 1 месяца до 1 года (n=147); во вторую (II) группу от 1 до 2 лет (n=41); третья группа (III) - с 2-3 лет (n=25). Все дети относились к I, II группам здоровья: к I группе здоровья относились здоровые дети, имеющие нормальное физическое и психическое развитие, не имеющие анатомических дефектов, функциональных и морфофункциональных отклонений, ко II группе здоровья относились дети, у которых отсутствуют хронические заболевания, но имеются некоторые функциональные и морфофункциональные нарушения, реконвалесценты, особенно перенесшие тяжелые и средней тяжести инфекционные заболевания; дети с общей задержкой физического развития без эндокринной патологии, дети с дефицитом массы тела или избыточной массой тела, дети часто и/или длительно болеющие острыми респираторными заболеваниями; дети с физическими недостатками, последствиями травм или операций при сохранности соответствующих функций [15]. Критериями включения в исследование являлись возраст от 1 мес.до 3 лет, отсутствие жалоб со стороны желудочно-кишечного тракта, отсутствие антибактериальной терапии и пробиотических препаратов за 3 месяца до начала исследования. Исследование выполнено с учетом всех необходимых этических принципов и было подтверждено Локальным этическим комитетом ФГБОУ ВО УГМУ Минздрава России (протокол №10 от 20.12.2019). Анализ данных был выполнен с помощью пакета статистических программ STATISTICA, версия 10,0 (StatSoft Inc, США).The authors conducted a prospective cohort study in 213 young children. The children were divided into three groups according to age: the first observation group (1) included children aged from 1 month to 1 year (n=147); in the second (II) group from 1 to 2 years (n=41); third group (III) - from 2-3 years (n=25). All children belonged to health groups I and II: health group I included healthy children with normal physical and mental development, without anatomical defects, functional and morphofunctional abnormalities; health group II included children who do not have chronic diseases, but have some functional and morphofunctional disorders, convalescents, especially those who have suffered severe and moderate infectious diseases; children with general delay in physical development without endocrine pathology, children with underweight or overweight, children who often and/or suffer from acute respiratory diseases for a long time; children with physical disabilities, consequences of injuries or operations, while maintaining the corresponding functions [15]. The criteria for inclusion in the study were age from 1 month to 3 years, absence of complaints from the gastrointestinal tract, absence of antibacterial therapy and probiotic drugs 3 months before the start of the study. The study was carried out taking into account all the necessary ethical principles and was confirmed by the Local Ethics Committee of the Federal State Budgetary Educational Institution of Higher Education USMU of the Ministry of Health of Russia (protocol No. 10 of December 20, 2019). Data analysis was performed using the statistical software package STATISTICA, version 10.0 (StatSoft Inc, USA).

На основании определения КЖК в кале изучена метаболическая активность микробиоты кишечника и разработаны оценочные таблицы значений КЖК с использованием перцентильного метода для детей в возрасте от 1 месяца до 3-х лет. Определены нормативные значения для уровня КЖК в кале у здоровых детей (Me [10%о-90%о]) данной возрастной популяции.Based on the determination of SCFA in feces, the metabolic activity of the intestinal microbiota was studied and evaluation tables of SCFA values were developed using the percentile method for children aged 1 month to 3 years. Standard values for the level of SCFA in feces in healthy children (Me [10%o-90%o]) of this age population were determined.

Концентрация КЖК в кале определялась газохроматографическим методом. Полученные данные были распределены с выделением интервалов значений: средних, ниже среднего, выше среднего, низких, высоких. Приведены значения медианы, или 50-го перцентиля - свойственные половине здоровых детей данного возраста.The concentration of SCFA in feces was determined by gas chromatography. The obtained data were distributed highlighting the intervals of values: average, below average, above average, low, high. The values of the median, or 50th percentile, are given - characteristic of half of healthy children of a given age.

Для удобства интерпретации результатов было использовано «правило светофора», отражающее принадлежность определенного цветового поля к перцентилям.For ease of interpretation of the results, the “traffic light rule” was used, reflecting the belonging of a certain color field to percentiles.

«Зеленый блок» - значения в интервале 25-75%о, данный интервал показывает количественные границы признака у 68,8% детей данного возраста. «Желтый блок» - значения, которые находятся в интервалах 25-10%о (значения ниже среднего) и 75-90%о (значения выше среднего). Эти показатели отражают незначительные отклонения метаболической активности микробиоты кишечника, требующие коррекции при наличии клинических проявлений. Значения, находящиеся в «желтом» и «зеленом» блоках (10-90%о), показывают количественные интервалы признака у 95,4% детей данного возраста, или находятся в диапазоне значений М (среднее) ± 2SD, что условно соответствует нормативным значениям изучаемого показателя - КЖК.“Green block” - values in the range of 25-75%o, this interval shows the quantitative boundaries of the trait in 68.8% of children of this age. “Yellow block” - values that are in the intervals of 25-10%o (values below average) and 75-90%o (values above average). These indicators reflect minor deviations in the metabolic activity of the intestinal microbiota, requiring correction in the presence of clinical manifestations. The values in the “yellow” and “green” blocks (10-90%o) show quantitative intervals of the trait in 95.4% of children of a given age, or are in the range of M values (average) ± 2SD, which conditionally corresponds to normative values the indicator being studied is QLC.

«Красный блок» - значения, которые находятся в интервалах 10-3%о (значения низкие) и 90-97%о (значения высокие) - отражают более выраженные отклонения в состоянии кишечной микробиоты, требующие динамического наблюдения и коррекции при наличии соответствующих клинических проявлений. Значения КЖК, располагающиеся в интервалах ниже 3%о или выше 97%о, что встречается у 6% (3% и 3%) детей данной возрастной группы, свидетельствуют о выраженных нарушениях метаболической активности кишечной микробиоты. Это зона повышенного внимания, требующая дополнительного обследования с целью выявления патологических состояний со стороны кишечника у детей. На Фиг. 1 представлена - Оценочная таблица значений КЖК в кале у детей раннего возраста; На Фиг. 2 - Интерпретация результатов оценочной таблицы.“Red block” - values that are in the ranges of 10-3%o (low values) and 90-97%o (high values) - reflect more pronounced deviations in the state of the intestinal microbiota, requiring dynamic monitoring and correction in the presence of corresponding clinical manifestations . SCFA values located in the intervals below 3%o or above 97%o, which occurs in 6% (3% and 3%) of children in this age group, indicate pronounced disturbances in the metabolic activity of the intestinal microbiota. This is an area of increased attention that requires additional examination in order to identify pathological conditions of the intestines in children. In FIG. 1 is presented - Evaluation table of SCFA values in feces in young children; In FIG. 2 - Interpretation of the results of the evaluation table.

Сущность изобретения - оценка нарушений метаболической активности кишечной микробиоты с помощью определения концентрации низкомолекулярных КЖК в кале, и сопоставлении этих значений с разработанными оценочными таблицами перцентильного распределения значений КЖК в кале у детей указанной возрастной группы. Полученные результаты позволяют определять отклонения в состоянии кишечной микробиоты и принимать решения по дальнейшей тактике наблюдения. Метаболическая активность микробиоты кишечника у здоровых детей на протяжении трех лет жизни меняется. Отмечается достоверное снижение маркеров облигатной флоры (С2) начиная со второго полугодия первого года к трем годам (0,809 мг/г - 0,705 мг/г - 0,635 мг/г), маркеры анаэробной флоры - С3 в кале повышалось на протяжении всего периода наблюдения; С4 тоже достоверно увеличивался с возрастом ребенка. АИ повышался с возрастом и достигал максимальных значений у детей третьего года жизни. Сумма кислот на протяжении всех трех лет оставалась статистически стабильна. Данные изменения отражают усиление процессов анаэробизации кишечной микробиоты, на фоне снижения активности аэробной флоры с увеличением возраста ребенка. Изокислоты, продукты микробного переваривания аминокислот, являются маркерами протеолитической флоры. В группе детей первого года жизни были выявлены статистически значимо более низкие значения суммы изокислот в кале, что является отражением особенностей питания детей первого года жизни (таблица 1).The essence of the invention is the assessment of disturbances in the metabolic activity of the intestinal microbiota by determining the concentration of low molecular weight SCFAs in feces, and comparing these values with developed evaluation tables for the percentile distribution of SCFA values in feces in children of the specified age group. The results obtained make it possible to determine deviations in the state of the intestinal microbiota and make decisions on further monitoring tactics. The metabolic activity of the intestinal microbiota in healthy children changes over the course of three years of life. There was a significant decrease in markers of obligate flora (C 2 ) starting from the second half of the first year to three years (0.809 mg/g - 0.705 mg/g - 0.635 mg/g), markers of anaerobic flora - C 3 in feces increased throughout the entire observation period ; C 4 also significantly increased with the child’s age. AI increased with age and reached maximum values in children of the third year of life. The amount of acids remained statistically stable throughout all three years. These changes reflect increased processes of anaerobization of the intestinal microbiota, against the background of a decrease in the activity of aerobic flora with increasing age of the child. Isoacids, products of microbial digestion of amino acids, are markers of proteolytic flora. In the group of children of the first year of life, statistically significantly lower values of the amount of isoacids in feces were revealed, which is a reflection of the nutritional characteristics of children of the first year of life (Table 1).

Техническим результатом способа является упрощение способа и достоверная оценка состояния метаболической активности кишечной микробиоты у детей первых трех лет жизни.The technical result of the method is a simplification of the method and a reliable assessment of the state of metabolic activity of the intestinal microbiota in children of the first three years of life.

Осуществление изобретения:Implementation of the invention:

Предложенный способ с оценочной таблицей (с перцентильным распределением значений КЖК) был использован в скрининговой диагностике нарушений микробиоты кишечника у детей раннего возраста, имеющих отклонения в состоянии здоровья: детей, перенесших резекцию кишечника на первом году жизни, и детей с атопическим дерматитом. У детей, перенесших резекцию кишки, к возрасту 3 лет в кале определялись высокое содержание суммы кислот, тенденция к снижению С3 и вместе с этим к снижению АИ(-), преобладание количества детей с низкими и высокими значениями С4 (зона «красного блока»). Спектр КЖК в кале у детей с аллергией характеризовался высокими значениями С4, что свидетельствовало об активации анаэробной флоры и воспалительном процессе в кишечнике (таблица 2).The proposed method with a scoring table (with percentile distribution of SCFA values) was used in the screening diagnosis of intestinal microbiota disorders in young children with abnormal health conditions: children who underwent intestinal resection in the first year of life and children with atopic dermatitis. In children who underwent intestinal resection, by the age of 3 years, a high content of total acids was determined in the feces, a tendency towards a decrease in C 3 and, at the same time, a decrease in AI(-), a predominance of the number of children with low and high values of C 4 (the “red block” zone "). The spectrum of SCFA in feces in children with allergies was characterized by high C4 values, which indicated the activation of anaerobic flora and the inflammatory process in the intestines (Table 2).

Примеры оценки активности микробиоты кишечника с использованием оценочной таблицы (Фиг. 1).Examples of assessing the activity of the intestinal microbiota using a scoring table (Fig. 1).

Пример 1 (М. 1 г. 11 мес.) показатели метаболической активность микробиоты кишечника по показателям аэробной (С2-0,706) и анаэробной флоры (С3-0,174; С4- 0,118, АИ- 0,414) укладываются в средние значения для данного возраста в интервал 25-75%о («зеленая зона»). Маркер протеолитической активности (EiCn- 0,080) и сумма кислот (Е- 10,611) имеют значения выше среднего, в интервал ≥75<90 («желтая зона»). Заключение: У данного пациента метаболическая активность сопоставима со средними показателями у здоровых детей по показателям анаэробной (С3, С4, АИ) и аэробной флоры (С2). Значения суммы кислот (Е) и суммы изокислот (EiCn) имеют незначительные отклонения, требующие дообследования и коррекции только при наличии клинических проявлений.Example 1 (M. 1 year 11 months) indicators of metabolic activity of the intestinal microbiota in terms of aerobic (C2-0.706) and anaerobic flora (C3-0.174; C4- 0.118, AI-0.414) fall within the average values for a given age in the interval 25-75%o (“green zone”). The marker of proteolytic activity (EiCn- 0.080) and the sum of acids (E- 10.611) have values above average, in the range ≥75<90 (“yellow zone”). Conclusion: In this patient, metabolic activity is comparable to the average in healthy children in terms of anaerobic (C3, C4, AI) and aerobic flora (C2). The values of the sum of acids (E) and the sum of isoacids (EiCn) have minor deviations that require further examination and correction only in the presence of clinical manifestations.

Пример 2 Щ. 2 г. 6 мес.) Маркеры облигатной флоры (С2 - 0,898) находятся в интервале очень высоких значений ≥90<97, напротив маркеры анаэробной флоры (С3-0,022; АИ-0,113) находятся в интервалах очень низких значений ≤3%о, что отражает отклонения, в сравнении со средними значениями в данном возрасте у здоровых детей. Сумма кислот (Е- 2,407), отражающая видовое разнообразие микробиоты, находится в интервале очень низких значений ≤3%о. Заключение: Таким образом, у данного пациента выявлены выраженные изменения метаболической активности микробиоты кишечника («красные зоны»), что требует обязательного дальнейшего дообследования.Example 2 Sh. 2 years 6 months) Markers of obligate flora (C2 - 0.898) are in the range of very high values ≥90<97, on the contrary, markers of anaerobic flora (C3-0.022; AI-0.113) are in the range of very low values ≤ 3%o, which reflects deviations in comparison with the average values at a given age in healthy children. The sum of acids (E-2.407), reflecting the species diversity of the microbiota, is in the range of very low values ≤3%o. Conclusion: Thus, this patient showed pronounced changes in the metabolic activity of the intestinal microbiota (“red zones”), which requires further further examination.

Пример 3 (Р, 11 мес.) Маркеры облигатной флоры (С2=0,925) имеют значения выше среднего, но укладываются в показатели средних значений в данном возрастном периоде ≥75<90 («желтая зона»). Анаэробные показатели (С3=0,048; С4=0,025) и сумма изокислот (EiCn=0,039) находятся в пределах средних значений 25-75%о («зеленая зона»). Сумма кислот (Е=18,141) находится в интервале выше среднего ≥75<90, АИ=0,080 - ниже среднего >10%о≤25%о («желтая зона»). Заключение: Таким образом, у данного пациента показатели метаболической активности микробиоты кишечника имеют незначительные отклонения и требуют коррекции только при наличии клинических проявлений.Example 3 (P, 11 months) Obligate flora markers (C2=0.925) have values above average, but fall within the average values for this age period ≥75<90 (“yellow zone”). Anaerobic indicators (C3=0.048; C4=0.025) and the sum of isoacids (EiCn=0.039) are within the average values of 25-75%o (“green zone”). The amount of acids (E=18.141) is in the range above average ≥75<90, AI=0.080 - below average >10%o≤25%o (“yellow zone”). Conclusion: Thus, in this patient, the indicators of metabolic activity of the intestinal microbiota have minor deviations and require correction only in the presence of clinical manifestations.

Таким образом, предлагаемый способ прост в исполнении и позволяет достоверно по значениям КЖК оценивать нарушения состояния кишечной микробиоты при функциональных и патологических состояниях кишечника у детей возрастной группы 1-3 лет.Thus, the proposed method is simple to implement and allows reliably assessing disturbances in the state of the intestinal microbiota in functional and pathological conditions of the intestine in children aged 1-3 years using SCFA values.

Литература:Literature:

1. Николаева И.В., Шайхиева Г.С., Анохин В.А., Царегородцев А.Д., Шарафутдинов И.Х. Метаболическая активность кишечной микрофлоры у новорожденных детей при различном способе родоразрешения. Российский вестник перинатологии и педиатрии. - 2019. - Т. 64. - №2. - С.81-86. - DOI 10.21508/1027-4065-2019-64-2-81-86.1. Nikolaeva I.V., Shaikhieva G.S., Anokhin V.A., Tsaregorodtsev A.D., Sharafutdinov I.Kh. Metabolic activity of intestinal microflora in newborns with different methods of delivery. Russian Bulletin of Perinatology and Pediatrics. - 2019. - T. 64. - No. 2. - P.81-86. - DOI 10.21508/1027-4065-2019-64-2-81-86.

2. Бондаренко В.М., Мацулевич Т.В. Дисбактериоз кишечника как клинико-лабораторный синдром: современное состояние проблемы. Москва: ГЭОТАР-Медиа, 2007.2. Bondarenko V.M., Matsulevich T.V. Intestinal dysbiosis as a clinical and laboratory syndrome: current state of the problem. Moscow: GEOTAR-Media, 2007.

3. Thursby Е., Juge N. Introduction to the human gut microbiota. Biochem J 2017; 474(11): 1823-1836. DOI: 10.1042/BCJ20160510.3. Thursby E., Juge N. Introduction to the human gut microbiota. Biochem J 2017; 474(11): 1823-1836. DOI: 10.1042/BCJ20160510.

4. Успенский Ю.П., Барышникова H.B., Суворова M.A., Людыно В.И., Иванова А.В., Суворов А.Н. Особенности микробиоты кишечника у больных воспалительными заболеваниями кишечника. // Гастроэнтерология Санкт-Петербурга. 2020. №1-2. С.92.4. Uspensky Yu.P., Baryshnikova N.B., Suvorova M.A., Lyudyno V.I., Ivanova A.V., Suvorov A.N. Features of the intestinal microbiota in patients with inflammatory bowel diseases. // Gastroenterology of St. Petersburg. 2020. No. 1-2. P.92.

5. Ивашкин В.Т., Зольникова О.Ю. Синдром раздраженного кишечника с позиций изменений микробиоты. Российский журнал гастроэнтерологии, гепатологии, колопроктологии. 2019;29(1):84-92. https://doi.org/10.22416/1382-4376-2019-29-1-84-925. Ivashkin V.T., Zolnikova O.Yu. Irritable bowel syndrome from the perspective of microbiota changes. Russian Journal of Gastroenterology, Hepatology, Coloproctology. 2019;29(1):84-92. https://doi.org/10.22416/1382-4376-2019-29-1-84-92

6. Костюкевич О.И., Современные проедставления о микробиоценозе кшечника. Дисбактериоз и его коррекция. РМЖ-20076. Kostyukevich O.I., Modern ideas about the microbiocenosis of the intestine. Dysbacteriosis and its correction. RMJ-2007

7. Guilarte М, Santos J, de Torres I, Alonso C, Vicario M, Ramos L, Mar tinez C, Casellas F, Saperas E, Malagelada JR. Diarrhoea-predominant IBS patients show mast cell activation and hyperplasia in the jejunum // Gut. -2007. - Vol.56.7. Guilarte M, Santos J, de Torres I, Alonso C, Vicario M, Ramos L, Martinez C, Casellas F, Saperas E, Malagelada JR. Diarrhoea-predominant IBS patients show mast cell activation and hyperplasia in the jejunum // Gut. -2007. - Vol.56.

8. Biasucci G., Rubini M., Riboni S., Morelli L., Bessi E., Retetangos C. Mode of delivery affects the bacterial community in the newborn gut. Early Hum Dev 2010; 86(1):13-18. DOI: 10.1016/j.earlhumdev.2010.01.0048. Biasucci G., Rubini M., Riboni S., Morelli L., Bessi E., Retetangos C. Mode of delivery affects the bacterial community in the newborn gut. Early Hum Dev 2010; 86(1):13-18. DOI: 10.1016/j.earlhumdev.2010.01.004

9. Ардатская М.Д., Гарушьян Г.В., Мойсак Р.П., Топчий Т. Б. Роль короткоцепочечных жирных кислот в оценке состояния микробиоценоза кишечника и его коррекции у пациентов с НАЖБП различных стадий. Экспериментальная и клиническая гастроэнтерология. 2019;161(1): 106-116. DOI: 10.31146/1682-8658-ecg-161-1-106-1169. Ardatskaya M.D., Garushyan G.V., Moisak R.P., Topchiy T.B. The role of short-chain fatty acids in assessing the state of intestinal microbiocenosis and its correction in patients with NAFLD of various stages. Experimental and clinical gastroenterology. 2019;161(1): 106-116. DOI: 10.31146/1682-8658-ecg-161-1-106-116

10. Минушкин О.Н., Ардатская М.Д., Иконников Н.С.Способ определения короткоцепочечных жирных кислот (фракции С2-С6 с изомерами) в различных биологических субстратах методом газожидкостной хроматографии: метод, рекомендации для врачей, руководителей органов управления здравоохранением и ЛПУ. Российская медицинская академия последипломного образования. Москва; 2005.10. Minushkin O.N., Ardatskaya M.D., Ikonnikov N.S. Method for determining short-chain fatty acids (fractions C2-C6 with isomers) in various biological substrates by gas-liquid chromatography: method, recommendations for doctors, heads of health authorities and health care facilities. Russian Medical Academy of Postgraduate Education. Moscow; 2005.

11. Ардатская М.Д. Клиническое значение короткоцепочечных жирных кислот при патологии желудочно-кишечного тракта. Автореферат дис. докт. мед. наук. - М., 2003., 45 с.11. Ardatskaya M.D. Clinical significance of short-chain fatty acids in gastrointestinal pathology. Abstract of thesis. doc. honey. Sci. - M., 2003., 45 p.

12. Rao S.C., Esvaran М., Patole S.K., et al. Gut microbiota in neonates with congenital gastrointestinal surgical conditions: a prospective study. Pediatr Res 2020; 88(6):878-886. doi: 10.1038/s41390-020-0824-7.12. Rao S.C., Esvaran M., Patole S.K., et al. Gut microbiota in neonates with congenital gastrointestinal surgical conditions: a prospective study. Pediatr Res 2020; 88(6):878-886. doi:10.1038/s41390-020-0824-7.

13. Сугян Н.Г. Клиническое значение короткоцепочечных жирных кислот при функциональных нарушениях желудочно-кишечного тракта у детей раннего возраста: автореф. дис.... канд. мед. наук. - М.; 2010. - С.5-23.13. Sugyan N.G. Clinical significance of short-chain fatty acids in functional disorders of the gastrointestinal tract in young children: abstract. dis.... cand. honey. Sci. - M.; 2010. - P.5-23.

14. Носкова О.Ю., Григорович М.С., Ардатская М.Д. Функциональная активность микробиоты кишечника у детей раннего возраста в зависимости от свойств кисломолочного прикорма // Медицинский альманах. - 2015. - №2(37). - С.102-106.14. Noskova O.Yu., Grigorovich M.S., Ardatskaya M.D. Functional activity of the intestinal microbiota in young children depending on the properties of fermented milk complementary foods // Medical almanac. - 2015. - No. 2(37). - P.102-106.

15. Приложение N2 к Порядку проведения профилактических медицинских осмотров несовершеннолетних, утвержденному приказом Министерства здравоохранения Российской Федерации от 10 августа 2017 г. N 514н.15. Appendix N2 to the Procedure for conducting preventive medical examinations of minors, approved by order of the Ministry of Health of the Russian Federation dated August 10, 2017 N 514n.

Claims (4)

Способ оценки метаболической активности микробиоты кишечника у детей в возрасте от 1 месяца до 3 лет, включающий определение содержания низкомолекулярных короткоцепочечных жирных кислот - КЖК в пробах биологических объектов методом газожидкостной хроматографии, отличающийся тем, что в кале ребенка определяют концентрацию в мг/г: уксусной кислоты - С2, пропионовой кислоты - С3, масляной кислоты - С4 и изокислот: изомасляной, изовалериановой, изокапроновой – iCn, рассчитывают сумму изокислот EiCn, анаэробный индекс – АИ и суммарное содержание кислот - Е, сравнивают полученные показатели значений КЖК и расчетные величины EiCn, АИ, Е со значениями оценочной таблицы, представленной на фиг.1, согласно возрастной группе, иA method for assessing the metabolic activity of the intestinal microbiota in children aged 1 month to 3 years, including determining the content of low molecular weight short-chain fatty acids - SCFAs in samples of biological objects using gas-liquid chromatography, characterized in that the concentration in mg/g is determined in the child’s feces: acetic acid - C 2 , propionic acid - C 3 , butyric acid - C 4 and isoacids: isobutyric, isovaleric, isocaproic - iCn, calculate the sum of isoacids EiCn, anaerobic index - AI and the total content of acids - E, compare the obtained indicators of the QFA values and the calculated values EiCn, AI, E with the values of the evaluation table presented in Fig. 1, according to the age group, and - если показатели значений КЖК и расчетных величин попадают в интервал значений выше 10‰, но ниже или равный 25‰ или выше или равный 75‰, но ниже 90‰, это свидетельствует о том, что метаболическая активность кишечной микробиоты имеет незначительные отклонения, требующие коррекции только при наличии клинических проявлений;- if the indicators of SCFA values and calculated values fall into the range of values greater than 10‰, but below or equal to 25‰ or above or equal to 75‰, but below 90‰, this indicates that the metabolic activity of the intestinal microbiota has minor deviations that require correction only in the presence of clinical manifestations; - если показатели значений КЖК и расчетных величин попадают в интервал значений выше 3‰, но ниже или равный 10‰ или выше или равный 90‰, но ниже 97‰, то значения считают соответственно низкими или высокими, что отражает отклонения в состоянии кишечной микробиоты и требует динамического наблюдения и коррекции при наличии соответствующих клинических проявлений;- if the indicators of the SCFA values and the calculated values fall into the range of values above 3‰, but below or equal to 10‰ or above or equal to 90‰, but below 97‰, then the values are considered low or high, respectively, which reflects deviations in the state of the intestinal microbiota and requires dynamic monitoring and correction in the presence of appropriate clinical manifestations; - если показатели значений КЖК и расчетных величин попадают в интервалы значений ниже 3‰ или выше 97‰, то это свидетельствует о выраженных нарушениях метаболической активности кишечной микробиоты, что требует дополнительного обследования для выявления патологических состояний со стороны кишечника у детей.- if the indicators of SCFA values and calculated values fall into the range of values below 3‰ or above 97‰, then this indicates pronounced disturbances in the metabolic activity of the intestinal microbiota, which requires additional examination to identify pathological conditions in the intestines in children.
RU2022106484A 2022-03-10 Method of assessing the metabolic activity of the intestinal microbiota in young children RU2803483C2 (en)

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2022106484A RU2022106484A (en) 2023-09-11
RU2803483C2 true RU2803483C2 (en) 2023-09-14

Family

ID=

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2145511C1 (en) * 1999-04-09 2000-02-20 НИФ "Ультрасан" Method of separating mixture of fatty acid c2-c7-fraction by liquid chromatography technique
WO2012080754A2 (en) * 2010-12-16 2012-06-21 Genetic Analysis As Oligonucleotide probe set and methods of microbiota profiling
WO2016156251A1 (en) * 2015-03-27 2016-10-06 Genetic Analysis As Method for determining gastrointestinal tract dysbiosis
RU2680268C1 (en) * 2017-10-20 2019-02-19 Общество с ограниченной ответственностью "Кномикс" Detection system of most significant prokaryotic representatives of human intestinal microbiota based on pcr panel
RU2741709C1 (en) * 2020-06-19 2021-01-28 Федеральное бюджетное учреждение науки "Московский научно-исследовательский институт эпидемиологии и микробиологии им. Г.Н. Габричевского" Федеральной службы по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека Method for assessing the oropharyngeal dysbiosis in children
US20210239696A1 (en) * 2018-05-09 2021-08-05 Carbiotix Ab Method for measuring and improving gut health

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2145511C1 (en) * 1999-04-09 2000-02-20 НИФ "Ультрасан" Method of separating mixture of fatty acid c2-c7-fraction by liquid chromatography technique
WO2012080754A2 (en) * 2010-12-16 2012-06-21 Genetic Analysis As Oligonucleotide probe set and methods of microbiota profiling
WO2016156251A1 (en) * 2015-03-27 2016-10-06 Genetic Analysis As Method for determining gastrointestinal tract dysbiosis
RU2680268C1 (en) * 2017-10-20 2019-02-19 Общество с ограниченной ответственностью "Кномикс" Detection system of most significant prokaryotic representatives of human intestinal microbiota based on pcr panel
US20210239696A1 (en) * 2018-05-09 2021-08-05 Carbiotix Ab Method for measuring and improving gut health
RU2741709C1 (en) * 2020-06-19 2021-01-28 Федеральное бюджетное учреждение науки "Московский научно-исследовательский институт эпидемиологии и микробиологии им. Г.Н. Габричевского" Федеральной службы по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека Method for assessing the oropharyngeal dysbiosis in children

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
БЕЛЯЕВА И.А. и др. Онтогенез и дизонтогенез микробиоты кишечника у детей раннего возраста: триггерный механизм нарушений детского здоровья. Вопросы современной педиатрии. 2017, 16(1), стр.29-38. CHERBUT C. Effects of short-chain fatty acids on gastrointestinal motility. Physiological and clinical aspects of short-chain fatty acids. Cambridge University Press, Cambridge 2004, p.191-208. *
ВАХЛОВА И.В. и др. Физическое развитие и его связь с метаболической активностью микробиоты кишечника у детей раннего возраста. Уральский медицинский журнал. 2021, 20(5), стр.35-42. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Bridgman et al. Fecal short-chain fatty acid variations by breastfeeding status in infants at 4 months: differences in relative versus absolute concentrations
Ricci et al. Small-intestinal bacterial overgrowth is associated with concurrent intestinal inflammation but not with systemic inflammation in Crohn’s disease patients
Franck-Larsson et al. Lower gastrointestinal symptoms and quality of life in patients with systemic sclerosis: a population-based study
Niskanen et al. The daily rhythm of plasma tryptophan and tyrosine in depression
Szczuko et al. Studies on the quality nutrition in women with polycystic ovary syndrome (PCOS)
Marie et al. Lactose malabsorption in systemic sclerosis
Valido et al. Systematic review of the effects of oat intake on gastrointestinal health
Thomas et al. An evaluation of the validity of nutrition screening and assessment tools in patients admitted to a vascular surgery unit
RU2803483C2 (en) Method of assessing the metabolic activity of the intestinal microbiota in young children
Jafari et al. Self-Report of Adherence to Gluten-Free Diet in Patients with Celiac Disease Versus Expert Evaluation.
Jaroch et al. Nutritional status of frail elderly
Karabayır et al. Fecal calprotectin levels in the babies with infantile colic
Jurado-Fasoli et al. Dietary differences between metabolically healthy overweight-obese and metabolically unhealthy overweight-obese adults
Griffin et al. Assessment of obesity and fear of fatness among inner-city Dublin schoolchildren in a one-year follow-up study
Gabashvili Community-led research discovers links between elusive symptoms and clinical tests
Ogundele et al. Food intake in relation to obesity and subjective cognitive complaints: A cross-sectional study from Nigeria
Khalimovna Clinical Course and Principles of Treatment of Infectious Bowel Syndrome in Adolescents
Prendergast Inflammation, executive function, and adiposity in children with or at risk for obesity
Nygård et al. Dietary habits and per-meal protein intake among older adults: Associations with visceral proteins
Sharma et al. A Comparative Study of Body Mass Index, Body Weight and Waist to Height Ratio to Depict Serum Cholesterol Level in Healthy Young Individuals
Anastasiou Bountoktzi “Inflammatory potential of the diet and its association with physical, mental, and gut health among Lebanese adults
Aslam et al. Obesity, Adolescents and Gynaecological Problems
Pala et al. Vaspin association with insulin resistance is related to physical activity and body fat in Brazilian adolescents-A cross-sectional study
Zapata Castilleja et al. Comparison of an increased waist circumference with a positive hydrogen breath test as a clinical predictor of lactose intolerance
Salvesi Probiosenior Project: elderly people as a target population for probiotic supplementation and functional foods