Новое поколение пробиотиков — психобиотики, их назначение и функции

Представлен обзор литературы о этиологической роли микробиома в терапии депрессивных расстройств на основании анализа 98 источников литературы за 2000–2020 гг. из которых 35 отечественных и 63 зарубежных источников. Обоснованы доказательства того, что кишечный микробиом может представлять новую потенциальную антидепрессантную мишень. Появление нового класса пробиотиков (психобиотиков) и возможное психобиотическое лечение, могут стать многообещающей стратегией для улучшения качества жизни людей, страдающих нейродегенеративными заболеваниями и нарушениями развития нервной системы.

1. Shenderov B. A. Modern condition and prospective host microecology investigations. Microbial Ecology in Health and Disease. 2007; 19 (3):145–149. doi: 10.3402/mehd.v19i3.7659.

2. Shenderov B. A. Probiotic (symbiotic) bacterial languages. Anaerobe. 2011; 17 (6): 490–495. doi: 10.1016/j.anaerobe.2011.05.009.

3. Sampson T. R., Mazmanian S. K. Control of brain development, function, and behavior by the microbiome. Cell Host Microbe. 2015; 17 (5):565–576. doi: 10.1016/j.chom.2015.04.011.

4. Шендеров Б. А. Метабиотики — новая технология профилактики заболеваний, связанных с микроэкологическим дисбалансом человека. Вестник восстановительной медицины. 2017; 4: 80: 40–49.

5. Шендеров Б. А., Манвелова М. А., Степанчук Ю. Б., Скиба Н. Э. Пробиотики и функциональное питание. Антибиотики и химиотер. 1997; 42 (7): 30–34.

6. Червинец Ю. В., Червинец В. М., Шендеров Б. А. Современные представления о биотехнологическом потенциале симбиотической микробиоты человека. Верхневолжский медицинский журнал. — 2018. — Т. 17. — №. 1. — С. 19–26.

7. Shenderov B. A., Midtvedt T. Epigenomic programing: a future way to health?. Microbial Ecology in Health and Disease. 2014; 25 (1): 24145. doi: 10.3402/mehd.v25.24145.

8. Heeney D. D., Gareau M. G., Marco M. L. Intestinal Lactobacillus in health and disease, a driver or just along for the ride?. Current opinion in biotechnology. 2018; 49: 140–147. doi: 10.1016/j.copbio.2017.08.004.

9. Олескин А. В., Шендеров Б. А. Пробиотики, психобиотики и метабиотики: проблемы и перспективы. Физическая и реабилитационная медицина, медицинская реабилитация. 2020; 2 (3): 233–243. doi: 10.36425/rehab25811.

10. Shenderov B. A. Probiotics and functional foods. Food Engineering, Eolss Publishers, Oxford; 2011.

11. Стоянова Л. Г., Габриэлян Н. И. Перспективность использования пробиотических штаммов Lactococcus lactis ssp. lactis при лечении госпитальных инфекций. Журнал инфектологии. 2017; 4: 38: 18–24.

12. Бондаренко В. М., Чупринина Р. П., Аладышева Ж. И., Мацулевич Т. В. Пробиотики и механизмы их лечебного действия. Экспериментальная и клиническая гастроэнтерология. 2004; 3: 83–87.

13. Олескин А. В., Эль-Регистан Г. И., Шендеров Б. А. Межмикробные химические взаимодействия и диалог микробиота–хозяин: роль нейромедиаторов. Микробиология. 2016; 85: 1: 3–25. doi: 10.7868/s0026365616010080.

14. Oleskin A. V., Shenderov B. A., Rogovsky V. S. Role of neurochemicals in the interaction between the microbiota and the immune and the nervous system of the host organism. Probiotics and Antimicrobial Proteins. 2017; 9 (3): 215–234. doi: 10.1007/s12602-017-9262-1.

15. Round J. L., Mazmanian S.K. The gut microbiota shapes intestinal immune responses during health and disease. Nat Rev Immunol. 2009; 9(5): 313–323. doi: 10.1038/nri2515.

16. Benton D., Williams C., Brown A. Impact of consuming a milk drink containing a probiotic on mood and cognition. Eur J Clin Nutr. 2007; 61 (3):355–361. doi: 10.1038/sj.ejcn.1602546.

17. Foster J. A., McVey Neufeld K. A. Gut-brain axis: how the microbiome influences anxiety and depression. Trends Neurosci. 2013; 36 (5): 305–312. doi: 10.1016/j.tins.2013.01.005.

18. Рябиченко Е.В., Бондаренко В.М. Кишечно-мозговые взаимоотношения в норме и патологии. Верхневолжский медицинский журнал. 2013; 11 (1): 34–39.

19. Шендеров Б.А. Кишечная микробиота человека и нейродегенеративные. Поликлиника. 2016; 1/1: 7–13.

20. Ивашкин В. Т., Ивашкин К. В. Психобиотические эффекты пробиотиков и пребиотиков. Российский журнал гастроэнтерологии, гепатологии, колопроктологии. 2018; 28 (1): 4–12. doi: 10.22416/1382-

21. -2018-28-1-4-12.

22. Ивашкин В. Т., Зольникова О.Ю. Синдром раздражённого кишечника с позиций изменений микробиоты. Российский журнал гастроэнтерологии, гепатологии, колопроктологии. 2019; 29: 1: 84–92.

23. Wasilewski A., Zielińska M., Storr M., Fichna J. Beneficial effects of probiotics, prebiotics, synbiotics, and psychobiotics in inflammatory bowel disease. Inflamm Bowel Dis. 2015; 21(7): 1674–1682. doi.:10.1097/mib.0000000000000364.

24. Hungin A. P. S., Mulligan C., Pot B., Whorwell P., Agreus L., Fracasso P., Lionis C., Mendive J., de Foy J–M. P., Rubin G., Winchester C., de Wit N. Systematic review: probiotics in the management of lower gastrointestinal symptoms in clinical practice — an evidence‐based international guide. Alimentary pharmacology & therapeutics. 2013; 38 (8): 864–886. doi: 10.1111/apt.12460.

25. He Q., Wang L., Wang F., Li Q. Role of gut microbiota in a zebrafish model with chemically induced enterocolitis involving toll-like receptor signaling pathways. Zebrafish. 2014; 11 (3): 255–264. doi: 10.1089/zeb.2013.0917.

26. Jalanka–Tuovinen J., Salojarvi J., Salonen A., Immonen O., Garsed K., Kelly F.M., Zaitoun A., Palva A., Spiller R.C., de Vos W.M. Faecal microbiota composition and host-microbe crosstalk following gastroenteritis and in postinfectious irritable bowel syndrome. Gut. 2014; 63: 1737–1745. doi: 10.1136/gutjnl-2013-305994.

27. Spiller R. C., Spiller, R. C., Jenkins, D., Thornley, J. P., Hebden, J. M., Wright, T., Skinner, M., Neal, K. R. Increased rectal mucosal enteroendocrine cells, T lymphocytes, and increased gut permeability following acuteCampylobacter enteritis and in post-dysenteric irritable bowel syndrome. Gut. 2000; 47 (6): 804–811. doi: 10.1136/gut.47.6.804.

28. Kassinen A., Krogius–Kurikka L., Makivuokko H., Rinttila T., Paulin L., Corander J., Malinen E., Apajalahti J., Palva A.The fecal microbiota of irritable bowel syndrome patients differs significantly from that of healthy subjects. Gastroenterology. 2007; 133 (1): 24–33. doi: 10.1053/j.gastro.2007.04.005.

29. Cenac N., Andrews H.N., Holzhausen M., Chapman K., Cottrell G., Andrade-Gordon P., Steinhoff M., Giovanni B., Beck P., Bunnett N.W., Sharkey K.A., Ferraz G.J.P., Shaffer E., Vergnolle N. Role for protease activity in visceral pain in irritable bowel syndrome. The Journal of clinical investigation. 2007; 117 (3): 636–647. doi: 10.1172/jci29255.

30. Piche T., Saint–Paul M.C., Dainese R., Marine–Barjoan E., Iannelli A., Montoya M.L., Peyron J.f., Czerucka D., Cherikh F., Filippi J., Tran A., Hé- buterne X. Mast cells and cellularity of the colonic mucosa correlated with fatigue and depression in irritable bowel syndrome. Gut. 2008; 57(4): 468–473. doi: 10.1136/gut.2007.127068.

31. Rousseaux C., Thuru X., Gelote A., Barnich N., Neut C., Dubuquoy L., Dubuquoy C., Merour E., Geboes K., Chamaillard M., Ouwehand A., Leyer G., Carcano G., Colombel J.-F., Ardid D., Desreumaux P. Lactobacillus gastroenterology Motil. 2011; 23 (3): 255–265. doi: 10.1111/j.1365-2982.2010.01620.x.

32. Беляева Л. Е. Способно ли регулярное потребление «функциональной пищи» замедлить скорость атерогенеза? Вестник. ВГМУ. 2012; 11 (3): 15–27.

33. Wang L., Christophersen C.T., So rich M.J., Gerber J.P., Angley M.T. Conlon Increased abundance of Sutterella spp. and Ruminococcus torques in feces of children with autism spectrum disorder. Mol Autism. 2013; 4(1): 42–44. doi: 10.1186/2040-2392-4-42.

34. Bik E. M., Ugalde J. A., Cousins J., Goddard A. D., Richman J., Apte Z. S. Microbial biotransformations in the human distal gut. Br J Pharmacol. 2018; 175 (24): 4404–4414. doi: 10.1111/bph.14085.

35. Cheng L. H., Liu Y. W., Wu C. C., Wang S., Tsai Y. C. Psychobiotics in mental health, neurodegenerative and neurodevelopmental disorders. Journal of Food and Drug Analysis. 2019; 27: 1–17. doi: 10.1016/j.jfda.2019.01.002.

36. Dinan T. G., Stilling, R. M., Stanton, C., Cryan, J. F. Collective unconscious: how gut microbes shape human behavior. Journal of psychiatric research. 2015; 63: 1–9. doi.10.1016/j.jpsychires.2015.02.021.

37. Sarkar A., Lehto S. M., Harty S., Dinan T. G., Cryan J. F., Burnet P. W. Psy chobiotics and the manipulation of bacteria–gut–brain signals. Trends in neurosciences. 2016; 39 (11): 763–781. doi: 10.1016/j.tins.2016.09.002.

38. Wang L. W., Tancredi D. J., Thomas D. W. The prevalence of gastrointes tinal problems in children across the United States with autism spectrum disorders from families with multiple affected members. J Dev Behav Pediatr. 2011; 32. (5): 351–360. doi: 10.1097/dbp.0b013e31821bd06a.

39. Kumar A., Singh A. A review on Alzheimer's disease pathophysiology and its management: an update. Pharmacological Reports. 2015; 67(2):195–203. doi: 10.1016/j.pharep.2014.09.004.

40. Agahi A., Hamidi G.A., Daneshvar R., Hamdieh M., Soheili M., Alinaghi pour A., Taba S.M.E., Salami M. Does severity of Alzheimer's disease contribute to its responsiveness to modifying gut microbiota? A double blind clinical trial. Front Neurol. 2018; 9: 662–670. doi: 10.3389/fneur.2018.00662.

41. Leblhuber F., Steiner K., Schuetz B., Fuchs D., Gostner J. M. Probiotic sup plementation in patients with Alzheimer's dementia-an explorative in tervention study. Curr Alzheimer Res. 2018; 15 (12): 1106–1113. doi: 10.2174/1389200219666180813144834.

42. Bonfili L., Cecarini V., Cuccioloni M., Angeletti M., Berardi S., Scarpona S., Rossi G., Eleuteri A.M. SLAB51 probiotic formulation activates SIRT1 pathway promoting antioxidant and neuroprotective effects in an AD mouse model. Mol Neurobiol. 2018; 55 (10): 7987–8000. doi: 10.1007/s12035-018-0973-4.

43. Фефелова Ю. А., Сергеева Е. Ю., Новикова Л. В., Климина Г. М. Влияние характера питания на SIRTUIN1-опосредованное изменение метаболических процессов. Вопросы питания. 2016; 85 (4): 1–9.

44. Azm S. A.N., Djazayeri A., Safa, M., Azami K., Ahmadvand B., Sabbaghzi arani F., Sharifzadeh M., Vafa M. Lactobacilli and bifidobacteria amelio rate memory and learning deficits and oxidative stress in β-amyloid (1–42) injected rats. App Physiol Nutr Metab 2018; 43 (7): 718–726. doi: 10.1139/apnm-2017-0648.

45. Fasano A., Visanji N. P., Liu L. W., Lang A. E., Pfeiffer R. F. Gastrointestinal dysfunction in Parkinson's disease. Lancet Neurol. 2015; 14 (6): 625–639. doi: 10.1016/s1474-4422(15)00007-1.

46. Tamtaji O. R., Taghizadeh M., Kakhaki R. D., Kouchki E., Bahmani F., Botzabadi S., Oryan S., Mifi A., Asemi Z. Clinical and metabolic response to probiotic administration in people with Parkinson's disease: a ran domized, double-blind, placebo-controlled trial. Clin Nutr. 2018; 38 (2):203–206. doi: 10.1016/j.clnu.2018.05.018.

47. Botzabadi S., Oryan S., Eidi A., Aghadavod E., Kakhaki R. D., Tamtaji O. R., Taghizadeh M., Asemi Z. The effects of probiotic supplementation on gene expression related to inflammation, insulin and lipid in patients with parkinson's disease: a randomized, double-blind, placebo-con trolled trial. Arch Iran Med. 2018; 21 (7): 289–295.

48. Harding K. L., Judah R. D., Gant C. E. Outcome-based comparison of Ri talin® versus food-supplement treated children with AD/HD. Altern Med Rev. 2003; 8 (3): 319–330.

49. Rampello L., Alvano A., Battaglia G., Bruno V., Raffaele R., Nicoletti F. Tic disorders: from pathophysiology to treatment. J Neurol. 2006; 253 (1):1–15. doi: 10.1007/s00415-005-0008-8.

50. Zhao H., Shi Y., Luo X., Peng L., Yang Y., Zou L. The effect of fecal micro biota transplantation on a child with tourette syndrome. Case Rep Med. 2017; 2017: 1–3. doi: 10.1155/2017/6165239.

51. Grundgeiger T., Bayen U. J., Horn S. S. Effects of sleep deprivation on prospective memory. Memory. 2014; 22 (6): 679–686. doi: 10.1080/09658211.2013.812220.

52. Kitaoka K., Uchida K., Okamoto N., Chikahisa S., Miyazaki T., Takeda E., Séi H. Fermented ginseng improves the first-night effect in humans. Sleep. 2009; 32 (3): 413–421. doi: 10.1093/sleep/32.3.413.

53. Martinowich K., Lu B. Interaction between BDNF and serotonin: role in mood disorders. Neuropsychopharmacology. 2008; 33 (1): 73–83. doi: 10.1038/sj.npp.1301571.

54. Silverman M. N., Sternberg E. M. Glucocorticoid regulation of inflam mation and its functional correlates: from HPA axis to glucocorticoid receptor dysfunction. Ann N Y Acad Sci. 2012; 1261 (1): 55–63. doi: 10.1111/j.1749-6632.2012.06633.x.

55. Allen A.P., Hutch W., Borre Y.E., Kennedy P.J., Temko A., Boylan G., Murphy E., Cryan J. F., Dinan T.G., Clarke G. Bifidobacterium longum 1714 as a translational psychobiotic: modulation of stress, electrophysiology and neurocognition in healthy volunteers. Transl Psychiatry. 2016; 6 (11):939–946. doi: 10.1038/tp.2016.191.

56. Mohammadi A.A., Jazayeri S., Khosravi–Darani K., Solati Z., Moham madpour N., Asemi Z., Adab Z., Dialali M., Tehrani–Doost M., Hosseini M., Eghtesadi S.The effects of probiotics on mental health and hypotha lamic–pituitary–adrenal axis: A randomized, double-blind, placebo-con trolled trial in petrochemical workers. Nutr Neurosci. 2016; 19 (9): 387–395. doi: 10.1179/1476830515y.0000000023.

57. Messaoudi M., Lalonde R., Violle N., Javelot H., Desor D., Nejdi A., Bisson J F., Rougeot C., Pichelin M., Cazaubiel M., Cazaubiel J-M. Assessment of psychotropic-like properties of a probiotic formulation (Lactobacillus hel veticus R0052 and Bifidobacterium longum R0175) in rats and human subjects. Br J Nutr. 2011; 105 (5): 755–764. doi: 10.1017/ s0007114510004319.

58. Stoyanova L. G., Vodolazov I. V., Dbar S. D., Oleskin A. V et al. Probiotic strains of Lactococcus lactis subsp. lactis produce neuroactive substances. Journal of Hygienic Engineering and Design. 2017; 20: 25–31. doi: 10.1134/s0003683818060157.

59. Стоянова Л.Г., Устюгова Е.А., Нетрусов А.И. Антимикробные метаболиты молочнокислых бактерий: разнообразие и свойства (обзор). Прикл. Биохим. Микробиол. 2012; 48 (3): 259–275.

60. Стоянова Л.Г. Выделение и идентификация молочнокислых бактерий Lactococcus lactis subsp. lactis с антимикробным действием. Известия Тимирязевской сельскохозяйственной академии 2017; 5: 41–617.

61. Стоянова Л. Г., Егоров Н. С. Получение низинпродуцирующих бактерий методом слияния протопластов двух родственных штаммов Lactococcus lactis subsp. lactis, низкоактивных по синтезу низина. Микробиология. 1998; 67 (1): 47–54.

62. Стоянова Л. Г., Сультимова Т. Д., Нетрусов А. И. Установление так сономического положения новых бактериоцинпродуцирующих штаммов Latococcus lactis.Вестник Московского Университета. серия. Биология. 2008; 4: 154–157.