Аннотация
В настоящее время активно изучается роль кишечного микробиома во многих физиологических и патологических процессах. Важным представляется исследование состояния кишечной микробиоты не только как показателя для дополнительной диагностики и терапии различных заболеваний, но и профилактики метаболических нарушений.
Цель — определение эффективного способа оценки состояния микробиоты кишечника и значимых бактериальных маркеров на примере нарушений сна у женщин в менопаузе.
Материал и методы. В исследовании приняли участие 96 женщин с менопаузальным статусом. Критериями исключения женщин из исследования явились: прием антибактериальных препаратов в течение трех последних месяцев, обострение хронических заболеваний, сахарный диабет, наличие инфекционных заболеваний. Качество сна оценивалось по двум анкетам: Питтсбургский индекс качества сна (PSQI) и шкала сонливости Эпворта. Оценку видового и количественного состава микробиоты проводили микробиологическими и молекулярно-генетическими методами. Различия считались достоверными при значениях p-value меньше 0,05.
Результаты и обсуждение. На основании полученных результатов у 8,3% пациентов установлен эубиоз, у 86,5% определена первая степень дисбиоза, у 5,2% — вторая степень дисбиоза. Результаты микробиологического анализа не дали межгрупповых статистически значимых результатов, однако, по данным молекулярно-генетического анализа в группе с нарушениями сна (согласно PSQI) выявлено повышенное содержание Enterococcus spp. (p=0,03), Clostridium perfringens (p=0,01), Shigella spp. (p=0,04). Согласно шкале Эпворта отмечено более высокое содержание Bifidobacterium spp. (p=0,04), Prevotella spp. (p=0,02), Eubacterium rectale (p=0,04) в группе c избыточной дневной сонливостью по сравнению с контролем.
Заключение. Использование ПЦР тест-системы позволило получить более полные результаты по оценке состояния микробиоты кишечника в сравнении с бактериологическим анализом. Применение двух различных опросников для выявления нарушений сна показало, что состав и структура микробиоты кишечника взаимосвязаны с сомнологической патологией у женщин в менопаузе.
Annotation
Currently, the role of the gut microbiome in many physiological and pathological processes is being actively investigated. It is important to study the state of the gut microbiome not only as an indicator for additional diagnosis and therapy of various diseases, but also for the prevention of metabolic disorders.
The aim: to determine an effective method for assessing the state of the gut microbiome and its significant bacterial markers in menopausal women with sleep disorders.
Material and methods. The study involved 96 women in menopause. The criteria for excluding women from the study were taking antibacterial drugs in the last three months, exacerbation of chronic diseases and diabetes mellitus, and the presence of infectious diseases. Sleep quality was assessed using two questionnaires: the Pittsburgh Sleep Quality Index (PSQI) and the Epworth Sleepiness Scale. The qualitative and quantitative composition of the microbiome was assessed using microbiological and molecular genetic methods. Differences were considered significant at p-values less than 0.05.
Results and discussion. Based on the results obtained, 8.3% of patients were diagnosed with eubiosis, 86.5% were diagnosed with the first degree of dysbiosis, and 5.2% were diagnosed with the second degree of dysbiosis. The results of the microbiological analysis did not give intergroup statistically significant results, however, according to the molecular genetic analysis, an increased content of Enterococcus spp. (p=0.03), Clostridium perfringens (p=0.01) and Shigella spp. (p=0.04) was revealed in the group with sleep disorders (according to PSQI). According to the Epworth scale, a higher content of Bifidobacterium spp. (p=0.04), Prevotella spp. (p=0.02) and Eubacterium rectale (p=0.04) was noticed in the group with excessive daytime sleepiness compared to the control.
Conclusion. The PCR test system allowed to obtain more complete results for assessing the state of the gut microbiome in comparison with bacteriological analysis. The use of two different questionnaires to identify sleep disorders showed that the composition and structure of the gut microbiome are interrelated with sleep disorders in menopausal women.
Key words: gut microbiome; sleep disorders; menopause
Список литературы
ЛИТЕРАТУРА (пп. 2, 5, 7-14, 18-20, 23, 25-42 см. REFERENCES)
1. Юдина Ю.В., Корсунский А.А., Аминова А.И., Абдулаева Г.Д., Продеус А.П. Микробиота кишечника как отдельная система организма. Доказательная гастроэнтерология. 2019; 8(4-5):36-43. DOI: 10.17116/dokgastro2019804-05136.
3. Самоукина А.М., Михайлова Е.С., Червинец В.М., Миронов А.Ю., Алексеева Ю.А. Микроэкология пищеварительного тракта как показатель состояния здоровья человека. Клиническая лабораторная диагностика. 2015; 60(6):57-60.
4. Новикова В.П., Гурова М.М., Хавкина А.И., ред. Кишечная микробиота как регулятор работы органов и систем человека: руководство для врачей. М.: ГЭОТАР-Медиа; 2025.
6. Семёнова Н.В., Гаращенко Н.Е., Белькова Н.Л., Никитина О.А., Новикова Е.А., Смурова Н.Е. и др. Метаноген Methanosphaera stadtmanae в кишечнике женщин. Влияние на свободнорадикальное окисление и качество сна в период менопаузы. Бюллетень экспериментальной биологии и медицины. 2025; 179(5):602-6. DOI: 10.47056/0365-9615-2025-179-5-602-606.
15. Колесникова Л.И., Семенова Н.В., Солодова Е.Н., Мадаева И.М. Окислительный стресс у женщин с инсомнией в разных фазах климактерического периода. Терапевтический архив. 2017; 89(8):50-6. DOI: 10.17116/terarkh201789850-56.
16. Мадаева И.М., Колесникова Л.И., Солодова Е.Н., Семенова Н.В. Климактерический синдром и нарушения сна. Бюллетень Восточно-сибирского научного центра Сибирского отделения Российской академии медицинских наук. 2012; 2-2:173-7.
17. Червинец В.М., Червинец Ю.В., Кравчук Э.С., Ганина Е.Б. Динамика изменчивости микробиоты полости рта и толстого кишечника юношей при перемене условий жизни. Клиническая лабораторная диагностика. 2019; 64(8):507-12.
21. Стандарт О. Протокол ведения больных. Дисбактериоз кишечника [Электронный ресурс]. Электронный фонд правовых и нормативно–технических документов. 2003. https://docs.cntd.ru/document/1200119089 (дата обращения: 21.04.2025).
22. Бондаренко В.М., Мацулевич Т.В. Дисбактериоз кишечника как клинико-лабораторный синдром: современное состояние проблемы. М.: ГЭОТАР-медиа; 2007.
24. Кожухова Е.А., Иващенко В.Д. Возможности и проблемы верификации шигеллеза и сальмонеллеза при острых диареях у взрослых. Инфекция и иммунитет. 2015; 5(2):137-42. DOI: 10.15789/2220-7619-2015-2-137-142.
43. Гаращенко Н.Е., Семёнова Н.В., Колесникова Л.И. Мелатонин и микробиота кишечника. Acta biomedica scientifica. 2024; 9(2):12-23. DOI: 10.29413/ABS.2024-9.2.2.
REFERENCES
1. Yudina Yu.V., Korsunskiy A.A., Aminova A.I., Abdulaeva G.D., Prodeus A.P. Gut microbiota as a separate system of the body. Dokazatel’naya gastroenterologiya. 2019; 8(4-5):36-43. (in Russian)
2. Wang T., Wang Z., Cao J., Dong Y., Chen Y. Melatonin prevents the dysbiosis of intestinal microbiota in sleep-restricted mice by improving oxidative stress and inhibiting inflammation. Saudi Journal of Gastroenterology. 2022; 28(3):209-17. DOI: 10.4103/sjg.sjg_110_21.
3. Samoukina A.M., Mikhaylova E.S., Chervinets V.M., Mironov A.Yu., Alekseeva Yu.A. Microecology of the digestive tract as an indicator of human health. Klinicheskaya Laboratornaya Diagnostika. 2015; 60(6):57-60. (in Russian)
4. Novikova V.P., Gurova M.M., Khavkin A.I., eds. Intestinal microbiota as a regulator of human organs and systems: guide for physicians. [Kishechnaya mikrobiota kak regulyator raboty organov i sistem cheloveka: Rukovodstvo dlya vrachey]. Moscow: GEOTAR-Media; 2025. (in Russian)
5. Wang Q., Chen B., Sheng D., Yang J., Fu S., Wang J. et al. Multiomics analysis reveals aberrant metabolism and immunity linked gut microbiota with insomnia. Microbiology spectrum. 2022; 10(5):e00998-22.
6. Semenova N.V., Garashchenko N.E., Bel’kova N.L., Nikitina O.A., Novikova E.A., Smurova N.E. et al. Methanogen Methanosphaera stadtmanae in the gut of women. Effects on free radical oxidation and sleep quality during menopause. Byulleten’ eksperimental’noy biologii i meditsiny. 2025; 179(5):602-6. (in Russian)
7. Liu Z., Wei Z.Y., Chen J., Chen K., Mao X., Liu Q. et al. Acute sleep-wake cycle shift results in community alteration of human gut microbiome. Msphere. 2020; 5(1):e00914-19. DOI: 10.1128/mSphere.00914-19.
8. Valentini F., Evangelisti M., Arpinelli M., Di Nardo G., Borro M., Simmaco M. et al. Gut microbiota composition in children with obstructive sleep apnoea syndrome: a pilot study. Sleep Medicine. 2020; 76:1407. DOI: 10.1016/j.sleep.2020.10.017.
9. Wang Z., Chen W.H., Li S.X., He Z.M., Zhu W.L., Ji Y.B. et al. Gut microbiota modulates the inflammatory response and cognitive impairment induced by sleep deprivation. Molecular Psychiatry. 2021; 26(11):6277-92. DOI: 10.1038/s41380-021-01113-1.
10. Zhang Q., Yun Y., An H., ZHao W., Ma T., Wang Z.H. et al. Gut microbiome composition associated with major depressive disorder and sleep quality. Frontiers in Psychiatry. 2021; 12:645045. DOI: 10.3389/fpsyt.2021.645045.
11. Shandilya S., Kumar S., Kumar Jha N., Kumar Kesari K., Ruokolainen J. Interplay of gut microbiota and oxidative stress: perspective on neurodegeneration and neuroprotection. Journal of Advanced Research. 2022; 38:223-44. DOI: 10.1016/j.jare.2021.09.005.
12. Jose S., Bhalla P., Suraishkumar G.K. Oxidative stress decreases the redox ratio and folate content in the gut microbe, Enterococcus durans (MTCC 3031). Scientific Reports. 2018; 8(1):12138. DOI: 10.1038/s41598-018-30691-4.
13. Ni Q., Zhang P., Li Q., Han Z. Oxidative stress and gut microbiome in inflammatory skin diseases. Front. Cell Dev. Biol. 2022; 10:849985. DOI: 10.3389/fcell.2022.849985.
14. Semenova N., Garashchenko N., Kolesnikov S., Darenskaya M., Kolesnikova L. Gut microbiome interactions with oxidative stress: mechanisms and consequences for health. Pathophysiology. 2024; 31(3):309-30. DOI: 10.3390/pathophysiology31030023.
15. Kolesnikova L.I., Semenova N.V., Solodova E.N., Madaeva I.M. Oxidative stress in women with insomnia in different phases of the climacteric period. Terapevticheskiy arkhiv. 2017; 89(8):50-6. (in Russian)
16. Madaeva I.M., Kolesnikova L.I., Solodova E.I., Semenova N.V. Menopause and sleep disturbances. Byulleten’ Vostochno-sibirskogo nauchnogo tsentra Sibirskogo otdeleniya Rossiyskoy akademii meditsinskikh nauk. 2012; 2-2:173-7. (in Russian)
17. Chervinets V.M., Chervinets Yu.V., Kravchuk E.S., Ganina E.B. Dynamics of variability of the oral cavity and large intestine microbiota in adolescents under changing living conditions. Klinicheskaya Laboratornaya Diagnostika. 2019; 64(8):507-12. (in Russian)
18. Xu M.Q., Pan F., Peng L.H., Yang Y.S. Advances in the isolation, cultivation, and identification of gut microbes. Military Medical Research. 2024; 11(1):34. DOI: 10.1186/s40779-024-00534-7.
19. Buysse D.J., Reynolds III C.F., Monk T.H., Berman S.R., Kupfer D.J. The Pittsburgh sleep quality index: a new instrument for psychiatric practice and research. Psychiatry research. 1989; 28(2):193-213.
20. Sunwoo B.Y., Kaufmann C.N., Murez A., Lee E., Gilbertson D., Bosompra N.O., DeYoung P., Malhotra A. The language of sleepiness in obstructive sleep apnea beyond the Epworth. Sleep and Breathing. 2023; 3(27):1057-65. DOI: 10.1007/s11325-022-02703-1.
21. Branch standard. Protocol for the management of patients. Intestinal dysbacteriosis. Elektronnyy fond pravovykh i normativno-tekhnicheskikh dokumentov. 2003. Avaliable at: https://docs.cntd.ru/document/1200119089 (access date: 21.04.2025). (in Russian)
22. Bondarenko V.M., Matsulevich T.V. Intestinal dysbacteriosis as a clinical and laboratory syndrome: current state of the problem. Moscow: GEOTAR-media; 2007. (in Russian)
23. Alexandre A., Maria K.D., Alexandre P.D., Mauro P., Maddalena Q., Patrick R. Knowledge for health and consumer safety. The human gut microbiota: overview and analysis of the current scientific knowledge and possible impact on healthcare and well-being. 2018; 361:k2179. DOI: 10.2760/17381.
24. Kozhukhova E.A., Ivashchenko V.D. Possibilities and problems of verification of shigellosis and salmonellosis in acute diarrhea in adults. Infektsiya i immunitet. 2015; 5(2):137-42. (in Russian)
25. Pizzato J., Tang W., Bernabeu S., Bonnin R.A., Bille E., Farfour E. et al. Discrimination of Escherichia coli, Shigella flexneri, and Shigella sonnei using lipid profiling by MALDI‐TOF mass spectrometry paired with machine learning. Microbiologyopen. 2022; 11(4):e1313. DOI: 10.1002/mbo3.1313.
26. Pang X., Zhou B., Wu J., Mo Q., Yang L., Liu T. et al. Lacticaseibacillus rhamnosus GG alleviates sleep deprivation-induced intestinal barrier dysfunction and neuroinflammation in mice. Food & Function. 2024; 15(17):8740-58. DOI: 10.1039/d4fo00244j.
27. Triplett J., Ellis D., Braddock A., Roberts E., Ingram K., Perez E. et al. Temporal and region-specific effects of sleep fragmentation on gut microbiota and intestinal morphology in Sprague Dawley rats. Gut Microbes. 2020; 11(4):706-20. DOI: 10.1080/19490976.2019.1701352.
28. Li Y., Shao L., Mou Y., Zhang Y., Ping Y. Sleep, circadian rhythm and gut microbiota: alterations in Alzheimer’s disease and their potential links in the pathogenesis. Gut Microbes. 2021; 13(1):1957407. DOI: 10.1080/19490976.2021.1957407.
29. Mushtaq N., Hussain S., Zhang S., Yuan L., Li H., Ullah S. Molecular characterization of alterations in the intestinal microbiota of patients with grade 3 hypertension. International journal of molecular medicine. 2019; 44(2):513-22. DOI: 10.3892/ijmm.2019.4235.
30. Ganci M., Emra S., Butt H., Ball M. Associations between self-reported psychological symptom severity and gut microbiota: further support for the microgenderome. BMC psychiatry. 2022; 22(1): 307.
31. Wallis A., Butt H., Ball M., Lewis D. P., Bruck D. Support for the microgenderome: associations in a human clinical population. Scientific reports. 2016; 6(1):19171. DOI:10.1038/srep19171.
32. Dos Santos A., Galiè S. The microbiota–gut–brain axis in metabolic syndrome and sleep disorders: a systematic review. Nutrients. 2024;16(3):390. DOI: 10.3390/nu16030390.
33. Sasaki H., Masutomi H., Nakamura S., Tanigawa C., Cui Y., Ishihara K. et al. Granola consumption with multiple prebiotics in Japanese participants increases Bifidobacterium abundance and improves stress and subjective sleepiness. Frontiers in Nutrition. 2025; 12:1551313. DOI: 10.3389/fnut.2025.1551313.
34. Eicher T.P., Mohajeri M.H. Overlapping mechanisms of action of brain-active bacteria and bacterial metabolites in the pathogenesis of common brain diseases. Nutrients. 2022; 14(13):2661. DOI: 10.3390/nu14132661.
35. Kesika P., Suganthy N., Sivamaruthi B.S., Chaiyasut C. Role of gut-brain axis, gut microbial composition, and probiotic intervention in Alzheimer’s disease. Life sciences. 2021; 264:118627. DOI: 10.1016/j.lfs.2020.118627.
36. Megur A., Baltriukienė D., Bukelskienė V., Burokas A. The microbiota–gut–brain axis and Alzheimer’s disease: neuroinflammation is to blame? Nutrients. 2020;13(1):37. DOI: 10.3390/nu13010037.
37. Rong H., Xie X.H., Zhao J., Lai W.T. Wang M. B., Xu D. et al. Similarly in depression, nuances of gut microbiota: Evidences from a shotgun metagenomics sequencing study on major depressive disorder versus bipolar disorder with current major depressive episode patients. Journal of psychiatric research. 2019; 113:90-9. DOI: 10.1016/j.jpsychires.2019.03.017.
38. Rodríguez-Lara A., Plaza-Díaz J., López-Uriarte P., Vázquez-Aguilar A., Reyes-Castillo Z., Álvarez-Mercado A.I. Fiber consumption mediates differences in several gut microbes in a subpopulation of young mexican adults. Nutrients. 2022;14(6):1214. DOI:10.3390/nu14061214.
39. Zhu R., Fang Y., Li H., Liu Y., Wei J., Zhang S. et al. Psychobiotic Lactobacillus plantarum JYLP-326 relieves anxiety, depression, and insomnia symptoms in test anxious college via modulating the gut microbiota and its metabolism. Frontiers in immunology. 2023; 14:1158137. DOI: 10.3389/fimmu.2023.1158137.
40. Frazier K., Chang E.B. Intersection of the gut microbiome and circadian rhythms in metabolism. Trends in Endocrinology & Metabolism. 2020; 31(1):25-36. DOI: 10.1016/j.tem.2019.08.013.
41. Sasso J.M., Ammar R.M., Tenchov R., Lemmel S., Kelber O., Grieswelle M. et al. Gut microbiome–brain alliance: a landscape view into mental and gastrointestinal health and disorders. ACS Chemical Neuroscience. 2023; 14(10):1717-63. DOI: 10.1021/acschemneuro.3c00127.
42. Jach M.E., Serefko A., Szopa A., Sajnaga E., Golczyk H., Santos L.S. et al. The role of probiotics and their metabolites in the treatment of depression. Molecules. 2023; 28(7):3213. DOI: 10.3390/molecules28073213.
43. Garashchenko N.E., Semenova N.V., Kolesnikova L.I. Melatonin and gut microbiome. Acta Biomedica Scientifica. 2024; 9(2): 12-23. DOI: 10.29413/ABS.2024-9.2.2. (in Russian)