Наталья Владимировна Белобородова
107031, г. Москва, ул. Петровка, д. 25, стр. 2
Natalia V. Beloborodova
25 Petrovka Str., Bldg. 2, 107031 Moscow
Ольга Евгеньевна Заборина
5801 Южная Эллис авеню, Чикаго, штат Иллинойс, 60637, США
Olga E. Zaborina
5801 S Ellis Avenue, Chicago, IL 60637, USA
Надежда Ивановна Федотчева
107031, г. Москва, ул. Петровка, д. 25, стр. 2; 142290, Московская область, г. Пущино, ул. Институтская, д. 3, стр. 1
Nadezhda I. Fedotcheva
25 Petrovka Str., Bldg. 2, 107031 Moscow; 3 Institutskaya Str., Bldg. 1, 142290 Pushchino, Moscow Region
Согласно современной концепции, сепсис является жизнеугрожающей полиорганной дисфункцией вследствие дисрегуляции иммунного ответа организма на инфекцию. В существующих представлениях о причинах и механизмах развития сепсиса без внимания остается роль метаболизма патобиоты.
Цель работы: акцентировать внимание на этиологической и патогенетической значимости патобиоты в развитии метаболических нарушений, энергетической недостаточности и органной дисфункции при сепсисе; обосновать целесообразность метаболомного подхода к мониторингу критических состояний и антимикробной терапии сепсиса.
Материалы и методы. Анализ данных литературы, обобщение клинических и экспериментальных результатов исследований последних лет, включая авторские.
Результаты. Представили концепцию сепсиса, в которой метаболиты патобиоты рассмотрели как прямые медиаторы метаболического стресса, системного воспаления, митохондриальной и органной дисфункции. В пяти Положениях авторской концепции показали, что метаболомный подход к изучению сепсиса позволяет объяснить реальный вклад бактерий в развитие полиорганной недостаточности, независимо от наличия / отсутствия документированной бактериемии и локальных очагов инфекции. Наряду с теоретическим обоснованием концепции сепсиса, основанной на клиническом материале, осветили результаты экспериментальных исследований дисрегуляции иммунологического ответа при нарушении микробного метаболизма триптофана; влияния промежуточных микробных метаболитов на активность циклооксигеназы и передачу воспалительных сигналов. Привели доказательства участия ароматических микробных метаболитов в дисфункции митохондрий; показали роль ацетилфосфата при сепсисе, особое внимание уделили метаболическому перепрограммированию патобиоты.
Заключение. Авторская концепция сепсиса позволяет обосновать и инициировать поиск новых диагностических и терапевтических мишеней для целенаправленного управления метаболизмом патобиоты, что будет способствовать выживанию пациентов с высоким риском летального исхода.
According to the current concept, sepsis is a life‑threatening multi‑organ dysfunction resulting from a dysregulated host immune response to infection. Existing models regarding the causes and mechanisms of sepsis development overlook the role of pathobiota metabolism.
The aim of the study is to focus on the etiological and pathogenetic significance of pathobiota in the development of metabolic disorders, energy deficiency, and organ dysfunction during sepsis, and to substantiate the rationale for a metabolomic approach to monitoring critical conditions and antimicrobial therapy for sepsis.
Materials and methods. Analysis of literature data and synthesis of clinical and experimental research results from recent years, including the authors’ own findings.
Results. We presented a concept of sepsis in which the metabolites of the pathobiota were considered as direct mediators of metabolic stress, systemic inflammation, mitochondrial and organ dysfunction. Five tenets of the authors’ concept demonstrate that a metabolomic approach to studying sepsis makes it possible to explain the actual contribution of bacteria to the development of multiple organ failure, regardless of the presence or absence of documented bacteremia and local foci of infection. Alongside the theoretical rationale of the concept of sepsis based on clinical data, the authors presented results from experimental studies on immune response dysregulation associated with altered microbial tryptophan metabolism, and the effects of microbial intermediate metabolites on cyclooxygenase activity and inflammatory signaling. Evidence was provided regarding the involvement of aromatic microbial metabolites in mitochondrial dysfunction and the role of acetyl phosphate in sepsis, with particular attention paid to the metabolic reprogramming of the pathobiota.
Conclusion. The author’s concept of sepsis makes it possible to substantiate and initiate the search for new diagnostic and therapeutic targets aimed at the specific modulation of pathobiota metabolism, which will contribute to the survival of patients at high risk of a fatal outcome.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.