2. Главная
  3. Архив номеров
  4. Выпуск журнала Том 2 №3 за 2018 год
  5. Иванов С.В. Хронобиология цервикальной микробиоты в период гестации

Иванов С.В. Хронобиология цервикальной микробиоты в период гестации

Скачать статью в формате PDF

Дата публикации 01.09.2018 г. 

УДК 612.6

ХРОНОБИОЛОГИЯ ЦЕРВИКАЛЬНОЙ МИКРОБИОТЫ В ПЕРИОД ГЕСТАЦИИ

С.В. Иванов

ФГБОУ ВО «Сыктывкарский государственный университет им. Питирима Сорокина», Медицинский институт, Сыктывкар, Россия

Ключевые слова: микробиом, микробиота цервикального канала, сроки гестации, цирканнуальный ритм, новолуние, полнолуние, гравитационный пейсмекер, апогей, перигей.

Аннотация. Высокотехнологичные методы исследования микробиома человека обеспечили исчерпывающую «перепись» аутомикрофлоры ключевых локаций, включая цервикальный канал. Но для мониторинга долгосрочной динамики микробного пейзажа конкретной локации более адекватны рутинные микробиологические инструменты. В литературе нет данных о закономерностях изменчивости цервикальной микробиоты в период гестации в контексте цирканнуальных и «лунных» ритмов. На материале базы данных по 1531 женщинам, наблюдавшихся на малых сроках беременности, собранной нами в 1998-1999 годах, установлены искомые закономерности. Для многих из 16 исследованных штаммов микробиоты цервикального канала максимумы и минимумы цирканнуального ритма показателя частоты выявления приходятся на февраль и август. А для E.coli – на лунные сизигии, и более выраженно – в дни апогеев и перигеев.

CHRONOBIOLOGY OF CERVICAL MICROBIOT IN THE PERIOD OF GESTATION

 S.V. Ivanov

Pitirim Sorokin Syktyvkar State University, Medical Institute, Syktyvkar, Russia

Key words: microbiom,  microbiot of the cervical canal, timing of gestation, circannual rhythm, new moon, full moon, gravitational pacemaker, apogee, perigee.

Annotation. High-tech methods for studying human microbiom provided an exhaustive «census» of the automicroflora of key locations, including the cervical canal. But routine microbiological tools are more adequate for monitoring the long-term dynamics of the microbial landscape of specific locations. There is no data in the literature on the regularities of the variability of the cervical microbiot during gestation in the context of circannual and «lunar» rhythms. On the basis of the data base for 1531 women, observed at small gestational age, collected by us in 1998-1999, the required regularities are established. For many of the 16 strains of the cervical canal microbiot studied, the maxima and minima of the circannual rhythm of the detection frequency index fall in February and August. And for E. coli - on lunar syzygy, and more pronounced - in the days of apogee and perigee.

Введение. Ко времени завершения реализации проекта «Микробиом человека» (Human Microbiome Project) в 2012 году [14], его результаты уже успешно использовались в клинической практике [7, 10]. Развеялись мифы о стерильности тех или иных полостей, жидких сред организма и органов здорового человека, включая верхние отделы женских половых путей, колонизация которых микробами ранее считалась исключительной прерогативой патологических состояний [11].

Действительно, секвернирование генома и другие современные методы исследования микробиома человека обеспечили исчерпывающую «перепись» аутомикрофлоры ключевых локаций, включая микробиоту цервикального канала. Однако, для мониторинга долгосрочной динамики микробного пейзажа конкретной локации (биотопа) более адекватны рутинные микробиологические инструменты. В литературе нет данных о закономерностях изменчивости цервикальной микробиоты в период гестации в контексте цирканнуальных и «лунных» ритмов.

Очевидно, подобные сведения актуальны для практической медицины. С другой стороны, именно для микробиома ведущую роль «времязадателя» (нем.: zaitgeber) должен играть гравитационный, но не солярный электромагнитный императив. Проверка этой гипотезы – цель настоящего исследования. В таком контексте данная работа является продолжением серии исследований гравитационного фактора в хронобиологии [3-6].

Методы и организация исследования. Исследование микробиоты цервикального канала проводили бактериологическими (посев на соответствующие питательные среды, выделения чистых культур микроорганизмов с их последующей идентификацией), клиническими (микроскопия мазков), иммунологическими (реакция иммунофлюоресценции) и молекулярно-биологическими (полимеразная цепная реакция) методами. Обследована 1531 женщина в возрасте от 15 до 44 лет, наблюдавшихся в малых сроках беременности (от 6 до 28 недель) в Коми республиканском перинатальном центре помесячно в период с января 1998 по декабрь 1999 года включительно. Частота выявления (f) определялась для 16 представителей условно-патогенной микрофлоры цервикального биотопа: St.aureus, St.epidermalis, St.haemolyticus, St.saprophyticus, Str.faecalis, другие стрептококки, E.coli, Enterobacter, клебсиеллы, протеи, Acinetobacte,; коринебактерии, уреаплазмы, хламидии, Candida и дрожжеподобные грибы. Сводные данные этой базы данных в контексте иммуногематологических, но не хронобиологических приоритетов ранее опубликованы [9]. Полученные цифровые данные обрабатывались с использованием ресурсов Microsoft Excel.  Данные о солнечной активности в 1998-1999 годах взяты с сервера SIDC.BE. Данные о фазах Луны, моментах прохождения апогеев и перигеев в исследованный период времени получены с помощью онлайн-калькулятора: http://www.astronet.ru/db/moon/moontable.html

Результаты исследования и их обсуждение. Установлено, что окологодичный (цирканнуальный) график показателя частоты выявления (f) всех изученных штаммов цервикального биотопа на ранних сроках гестации характеризуется уникальным паттерном. Его рельеф статистически значимо не зависит от возраста женщины и иммуногематологического фенотипа. Паттерн показателя f достоверно не отличается и в группах первородящих и повторнородящих. Тем не менее, для большинства исследованных штаммов микробиоты цервикального канала максимумы и минимумы цирканнуального ритма этого показателя приходятся на февраль и август.

Эта закономерность особенно наглядно проявляется в случае презентации интегрального показателя f по Грам-положительным (рис. 1) и Грам-отрицательным штаммам микробиоты (рис. 2).

Наши результаты корреспондируют с гипотезой одного из классиков хронобиологии Гюнтера Хильденбрандта [13]. Согласно которой «биологический год» делится февралем и августом на две половины, в пределах которых направление фаз цирканнуального ритма взаимно противоположны. И по его обширным эмпирическим данным именно в феврале и августе для очень многих физиологических и биологических ритмов регистрируется максимумы (акрофазы) и минимумы (микрофазы) цирканнуального ритма. Гипотеза «биологического года» тем более ценна, что опирается на весьма солидный корпус данных именно по человеческому организму. В том числе результатов оригинальных исследований, полученных лично Гюнтером Хильденбрандтом. Особенно, памятуя об известных (и весьма узких) границах экстраполяции экспериментальных данных (in vitro более чем in vivo), преобладающих в хронобиологии.

Более того, гипотеза «биологического года» лежит в русле гравитационного сезонного паттерна Земли (рис.3), смоделированного на основе справочных данных [12]. Как видно, гармониками цирканнуального гравитационного ритма являются «приливные» лунные ритмы.

Рис. 3. Гравитационный паттерн совпадает с «биологическим годом» Гюнтера Хильденбрандта: в феврале стартует нисходящая ветвь цирканнуального ритма, а в августе - его восходящая ветвь (© Костоглодов Ю.К., 2008 [8])

Отсюда очевидна приоритетность гравитационного пейсмекера по сравнению с солярным электромагнитным датчиком времени в отношение, как минимум, сезонных ритмов. Действительно, уровень и режим инсоляции в качестве «времязадателя», в отличие от гравитационного ритмического императива, отнюдь не являются тотальными, всепроникающими и неизменными для каждого из климатогеографических регионов планеты. Тем более понятен примат гравитационного «времязадателя» для большинства биотопов микробиома человека (за исключением кожного биотопа) в силу естественного экранирования микробиоты от солярных сигналов. В этой связи напомню, что совокупный геном микробиома человека на порядки превышает геном «организма хозяина», как и численный состав микробиоты по сравнению с числом клеток организма человека [15].

В контексте подготовки межпланетных пилотируемых полетов установлено, что симуляция (моделирование) микрогравитации (гипогравитация) активирует рост и размножение E.coli in vitro [16]. По нашим данным, именно в дни апогеев (модель физиологической гипогравитации) статистически значимо повышался показатель частоты выявления E. coli (f=12,34±1,46; p˂0,05) по сравнению со среднегодовым уровнем (f=7,04±0,74). Напротив, в дни максимального сближения Земли и Луны (перигей – модель физиологической гипергравитации) этот показатель снижался (f=5,38±1,33; p˃0,05).

В дни полнолуний (модель физиологической гипогравитации) для показателя частоты выявления E.coli регистрировалась тенденция роста по сравнению со среднегодовым показателем (f=9,12±1,87 против 7,04±0,74; p˃0,05). А в дни новолуний (модель физиологической гипергравитации) – этот показатель имел тенденцию к снижению (f=6,67±1,73 против 7,04±0,74; p˃0,05). Симптоматично, что в опытах in vitro показано достоверное увеличение активности размножения E.coli в фазу полнолуния [1, 2].

Заключение. Таким образом, настоящим  исследованием установлено, что для микробиоты цервикального канала максимумы и минимумы цирканнуального ритма показателя частоты выявления приходятся на февраль и август. Что согласуется с гипотезой «биологического года». А для E.coli экстремумы исследованного показателя приходятся на лунные сизигии, и более выраженно – на дни апогеев и перигеев. Оба факта аргументируют преобладание гравитационного императива над электромагнитным, как минимум, в отношение сезонного режима активности микробиоты цервикального канала в период гестации.

Литература

  1. Воробейчиков В.М. Влияние гравитационных возмущений на поведение человека и высших животных/ В.М. Воробейчиков, О.А. Трошичев, Э.С. Горшков, В.В. Степанов // Проблемы Арктики и Антарктики. - 2008. - № 2 (79). - С. 125-133.
  2. Vorobeitchikov V.M. Influence of the Moon Position on Behavior of Escherichia coli / M. Vorobeitchikov, E.S. Gorshkov, S.N. Shapovalov, V.V. Ivanov, O.A. Troshichev // Biophysics. - 2004. - Vol. 49. - P. S68–S71.
  3. Дубров А.П. Лунные ритмы у человека. (Краткий очерк по селеномедицине) / А.П. Дубров. - М.: Медицина, 1990. - 160 с.
  4. Иванов С.В. Субстраты и возможные механизмы лунасенсорной функции эпифиза в контексте редусомной гипотезы старения и контроля биологического времени в онтогенезе/ С.В. Иванов // Успехи геронтологии. - 2008. - Т. 21, № 3. - С. 488-490.
  5. Ivanov S.V. Morphological and Chronoepidemiological Basis for Lunasensory Pineal Gland Function in the Context of the Redumer Hypothesis of Aging / V. Ivanov, Yu.K. Kostoglodov // Advances in Gerontology. - 2011. - Vol. 1, No. 3. - P. 220–222.
  6. Иванов С.В. Гравитационные корреляты пинеальной функции / С.В. Иванов // Световой режим, старение и рак: Сборник научных трудов II Российского симпозиума с международным участием. - Петрозаводск: ИД «Петропресс», 2013. - С. 124-137.
  7. Ивашкин В.Т. Микробиом человека в приложении к клинической практике / В.Т. Ивашкин, К.В. Ивашкин // Рос. журн. гастроэнтерол., гепатол. и колопроктол. - 2017. - Т. 27, № 6. - С. 4-13.
  8. Костоглодов Ю.К. Хрономеханика: гипотеза и факты / Ю.К. Костоглодов // Журнал научных тезисов и статей «Здоровье и образование в XXI веке». - 2008. - Т. 10, № 1. - С. 6-8.
  9. Мороков В.А. Микробный пейзаж цервикального канала у беременных с высоким риском перинатальной патологии / В.А. Мороков, В.А. Попова, М.А. Мурашко, А.С. Таскаева, С.В. Иванов // Вятский медицинский вестник. - 2001. - № 1. - С. 15-18.
  10. Старовойтова С.А. Обзор международных проектов в области микробной экологии человека и создания пробиотиков / С.А. Старовойтова // Biotechnologia acta. - 2013. - Vol. 6, № 3. - Р. 121-131.
  11. Чаплин А.В. Микробиом человека / А.В. Чаплин, Д.В. Ребриков, М.Н. Болдырева // Вестник РГМУ. - 2017. - № 2. - С. 5-13.
  12. Даффет-Смит П. Практическая астрономия с калькулятором / П. Даффет-Смит. - М.: Мир, 1982. - 176 с.
  13. Hildenbrandt G. Handbuch der Bauer und klimaneikunde / G. Hildenbrandt. - Stuttgart, 1962. - P. 730-785.
  14. Human Microbiome Project Consortium. Structure, function and diversity of the healthy human microbiome// Nature. - 2012. - Vol. 486 (7402). - P. 207–214. doi:10.1038/nature11234
  15. Sender R. Are We Really Vastly Outnumbered? Revisiting the Ratio of Bacterial to Host Cells in Humans / R. Sender, Sh. Fuchs, R. Milo // Cell. – 2016. - 164. - Р. 337-340:
  16. TirumalaiR. The adaptation of Escherichia coli cells grown in simulated microgravity for an extended period is both phenotypic and genomic / M.R. Tirumalai, F. Karouia, Q. Tran, V.G. Stepanov, R.J. Bruce, S.M. Ott, D.L.  Pierson, G.E. Fox // npj Microgravity. – 2017. - Vol. 3. - Article number: 15:  https://www.nature.com/articles/s41526-017-0020-1

References

  1. Vorobeichikov V.M. Influence of gravitational perturbations on behavior of the person and the higher animals / V.M. Vorobeichikov, O.A. Troshichev, E.S. Gorshkov, V.V. Stepanov // Problems of the Arctic and Antarctic. - 2008. - № 2 (79). - P. 125-133.
  2. Vorobeitchikov V.M. Influence of the Moon Position on Behavior of Escherichia coli / M. Vorobeitchikov, E.S. Gorshkov, S.N. Shapovalov, V.V. Ivanov, O.A. Troshichev // Biophysics. - 2004. - Vol. 49. - P. 68–71.
  3. Dubrov A.P. Lunar rhythms in humans. (A short essay on selenomedicine) / A.P. Dubrov. - М .: Medicine, 1990. - 160 р.
  4. Ivanov S.V. Substrates and possible mechanisms of the lunasensory function of the epiphysis in the context of the redusome hypothesis of aging and biological time control in ontogenesis / S.V. Ivanov // Advances in Gerontology. - 2008. - Vol. 21, No. 3. - P. 488-490.
  5. Ivanov S.V. Morphological and Chronoepidemiological Basis for Lunasensory Pineal Gland Function in the Context of the Redumer Hypothesis of Aging / V. Ivanov, Yu.K. Kostoglodov // Advances in Gerontology. - 2011. - Vol. 1, No. 3. - P. 220–222.
  6. Ivanov S.V. Gravitational Correlates of the Pineal Function. Ivanov // Light regime, aging and cancer: Collection of proceedings of the II Russian symposium with international participation. - Petrozavodsk: Publishing House «Petropress», 2013. - P. 124-137.
  7. Ivashkin V.T. Human microbiome in the annex to clinical practice / V.T. Ivashkin, K.V. Ivashkin // Ros. journal. gastroenterol., hepatol. and coloproctal. - 2017. - 27, № 6. - P. 4-13.
  8. Kostoglodov Yu.K. Chronomechanics: hypothesis and facts / Yu.K. Kostoglodov // Journal of Scientific Theses and Articles "Health and Education in the 21st Century". - 2008. - 10, № 1. - P. 6-8.
  9. Morokov V.A. Microbial landscape of the cervical canal in pregnant women with a high risk of perinatal pathology / V.А. Morokov, V.A. Popova, M.A. Murashko, A.S. Taskaeva, S.V. Ivanov // Vyatsky Medical Herald. - 2001. - No. 1. - P. 15-18.
  10. Starovoitova S.A. Review of international projects in the field of microbial human ecology and the creation of probiotics / S.A. Starovoitova // Biotechnologia acta. - 2013. - Vol. 6, № 3. - P. 121-131.
  11. Chaplin A.V. Human microbiome / A.V. Chaplin, D.V. Rebrikov, M.N. Boldyreva // Bulletin of the Russian State Medical University.-2017.-№. 2.-P.5-13.
  12. Duffett-Smith P. Practical astronomy with a calculator / P. Duffett-Smith. - Moscow: Mir, 1982. - 176 p.
  13. Hildenbrand G. Handbuch der Bauer and klimakunde / G. Hildenbrand. - Stuttgart, 1962. - P. 730-785.
  14. Human Microbiome Project Consortium. Structure, function and diversity of the healthy human microbiome// Nature. - 2012. - Vol. 486 (7402). - P. 207–214. doi:10.1038/nature11234
  15. Sender R. Are We Really Vastly Outnumbered? Revisiting the Ratio of Bacterial to Host Cells in Humans / R. Sender, Sh. Fuchs, R. Milo   // Cell. – 2016. - 164. - Р. 337-340.
  16. TirumalaiR. The adaptation of Escherichia coli cells grown in simulated microgravity for an extended period is both phenotypic and genomic / M.R. Tirumalai, F. Karouia, Q. Tran, V.G. Stepanov, R.J. Bruce, S.M. Ott, D.L.  Pierson, G.E. Fox // npj Microgravity. – 2017. - Vol. 3. - Article number: 15:  https://www.nature.com/articles/s41526-017-0020-1

Сведения об авторе. Иванов Сергей Викторович – заведующий кафедрой медико-биологических дисциплин и судебной медицины ФГБОУ ВО «Сыктывкарский государственный университет им. Питирима Сорокина», к.м.н., доцент, e-mail: Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.

Поиск