Роль микробиоценоза кишечника в обмене железа у человека
Аннотация. Дисбиоз кишечника рассматривается как недооцененный фактор патогенеза железодефицитной анемии (ЖДА). Особый интерес вызывает вклад рода бактерий Desulfovibrio spp. и их метаболита сероводорода в нарушения абсорбции и распределения железа. Цель представленного обзора – обобщить современные данные о влиянии дисбиоза на гомеостаз железа. Проведен отбор публикаций из международных и российских баз (PubMed/MEDLINE, Scopus, WoS, eLIBRARY, КиберЛенинка) с включением в обзор оригинальных исследований, систематических обзоров и метаанализов и клинических руководств. Согласно результатам проведенного анализа релевантной научной литературы, дефицит железа и пероральные соли Fe²+ вызывают дисбаланс микробиоты с увеличением роста Proteobacteria (в том числе Enterobacteriaceae) при одновременном уменьшении численности бутират-продуцентов. Desulfovibrio spp. конкурируют за железо с организмом хозяина и продуцируют сероводород, который повреждает эпителий кишечника и способен напрямую подавлять синтез ферропортина, снижая экспорт железа из энтероцитов. Таким образом, дисбиоз является значимым фактором персистенции ЖДА. Необходимо дальнейшее изучение этой проблемы и таких аспектов комплексной терапии ЖДА, как коррекция дисбиоза, выбор парентерального пути введения препаратов железа и персонализированный мониторинг уровня гепсидина.Л.А. Битюмина, И.Б. Королева, М.А. Винокуров, А.В. Громова, Н.Г. Куликова, А.А. Плоскирева, А.В. Горелов
Ключевые слова
железодефицитная анемия
дисбиоз
микробиоценоз
Desulfovibrio spp
Список литературы
1. Ispas S, Tuta LA, Botnarciuc M, Ispas V, Staicovici S, Ali S et al. Metabolic disorders, the microbiome as an endocrine organ, and their relations with obesity: A literature review. J Pers Med. 2023;13(11):1602.
PMID: 38003917. PMCID: PMC10672252. https://doi.org/10.3390/jpm13111602
2. World Health Organization. Haemoglobin concentrations for the diagnosis of anaemia and assessment of severity. Geneva, Switzerland. 2015.
3. Miller JL. Iron deficiency anemia: A common and curable disease. Cold Spring Harb Perspect Med. 2013;3(7):a011866.
PMID: 23613366. PMCID: PMC3685880. https://doi.org/10.1101/cshperspect.a011866
4. Pasricha SR, Tye-Din J, Muckenthaler MU, Swinkels DW. Iron deficiency. Lancet. 2021;397(10270):233–48.
PMID: 33285139. https://doi.org/10.1016/S0140-6736(20)32594-0
5. Ganz T. Anemia of inflammation. N Engl J Med. 2019;381(12):1148–57.
PMID: 31532961. https://doi.org/10.1056/NEJMra1804281
6. Nemeth E, Ganz T. Hepcidin – ferroportin interaction controls systemic iron homeostasis. Int J Mol Sci. 2021;22(12):6493.
PMID: 34204327. PMCID: PMC8235187. https://doi.org/10.3390/ijms22126493
7. Mayneris-Perxachs J, Cardellini M, Hoyles L, Latorre J, Davato F, Moreno-Navarrete JM et al. Iron status influences non-alcoholic fatty liver disease in obesity through the gut microbiome. Microbiome. 2021;9(1):104.
PMID: 33962692. PMCID: PMC8106161. https://doi.org/10.1186/s40168-021-01052-7
8. Lee T, Clavel T, Smirnov K, Schmidt A, Lagkouvardos I, Walker A et al. Oral versus intravenous iron replacement therapy distinctly alters the gut microbiota and metabolome in patients with IBD. Gut. 2017;66(5):863–71.
PMID: 26848182. PMCID: PMC5531225. https://doi.org/10.1136/gutjnl-2015-309940
9. Schalk IJ, Hannauer M, Braud A. New roles for bacterial siderophores in metal transport and tolerance. Environ Microbiol. 2011;13(11):2844–54.
PMID: 21883800. https://doi.org/10.1111/j.1462-2920.2011.02556.x
10. Paganini D, Zimmermann MB. The effects of iron fortification and supplementation on the gut microbiome and diarrhea in infants and children: A review. Am J Clin Nutr. 2017;106(Suppl 6):1688S–1693S.
PMID: 29070552. PMCID: PMC5701709. https://doi.org/10.3945/ajcn.117.156067
11. Tolkien Z, Stecher L, Mander AP, Pereira DI, Powell JJ. Ferrous sulfate supplementation causes significant gastrointestinal side-effects in adults: A systematic review and meta-analysis. PLoS One. 2015;10(2):e0117383.
PMID: 25700159. PMCID: PMC4336293. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0117383
12. Payne SM. Iron and virulence in the family Enterobacteriaceae. Crit Rev Microbiol. 1988;16(2):81–111.
PMID: 3067977. https://doi.org/10.3109/10408418809104468
13. Rusu IG, Suharoschi R, Vodnar DC, Pop CR, Socaci SA, Vulturar R et al. Iron supplementation influence on the gut microbiota and probiotic intake effect in iron deficiency – a literature-based review. Nutrients. 2020;12(7):1993.
PMID: 32635533. PMCID: PMC7400826. https://doi.org/10.3390/nu12071993
14. Mahalhal A, Williams JM, Johnson S, Ellaby N, Duckworth CA, Burkitt MD et al. Oral iron exacerbates colitis and influences the intestinal microbiome. PLoS One. 2018;13(10):e0202460.
PMID: 30308045. PMCID: PMC6181268. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0202460
15. Chow J, Lee SM, Shen Y, Khosravi A, Mazmanian SK. Host-bacterial symbiosis in health and disease. Adv Immunol. 2010;107:243–74.
PMID: 21034976. PMCID: PMC3152488. https://doi.org/10.1016/B978-0-12-381300-8.00008-3
16. Das NK, Schwartz AJ, Barthel G, Inohara N, Liu Q, Sankar A et al. Microbial metabolite signaling is required for systemic iron homeostasis. Cell Metab. 2020;31(1):115–30.e6.
PMID: 31708445. PMCID: PMC6949377. https://doi.org/10.1016/j.cmet.2019.10.005
17. Schalk IJ, Hannauer M, Braud A. New roles for bacterial siderophores in metal transport and tolerance. Environ Microbiol. 2011;13(11):2844–54.
PMID: 21883800. https://doi.org/10.1111/j.1462-2920.2011.02556.x
18. Qian L, Lu S, Jiang W, Mu Q, Lin Y, Gu Z et al. Lactobacillus plantarum alters gut microbiota and metabolites composition to improve high starch metabolism in Megalobrama Amblycephala. Animals (Basel). 2025;15(4):583.
PMID: 40003065. PMCID: PMC11852042. https://doi.org/10.3390/ani15040583
19. Malesza IJ, Bartkowiak-Wieczorek J, Winkler-Galicki J, Nowicka A, Dzieciołowska D, Błaszczyk M et al. The dark side of iron: The relationship between iron, inflammation and gut microbiota in selected diseases associated with iron deficiency anaemia – a narrative review. Nutrients. 2022;14(17):3478.
PMID: 36079734. PMCID: PMC9458173. https://doi.org/10.3390/nu14173478
20. He B, Duan T, Hu D, Chen L, Qiao L, Song D et al. Lactobacillus plantarum 17-1 ameliorates DSS-induced colitis by modulating the colonic microbiota composition and metabolome in mice. Nutrients. 2025;17(8):1348.
PMID: 40284212. PMCID: PMC12030267. https://doi.org/10.3390/nu17081348
21. Blaak EE, Canfora EE, Theis S, Frost G, Groen AK, Mithieux G et al. Short chain fatty acids in human gut and metabolic health. Benef Microbes. 2020;11(5):411–55.
PMID: 32865024. https://doi.org/10.3920/BM2020.0057
22. Xie ZZ, Liu Y, Bian JS. Hydrogen sulfide and cellular redox homeostasis. Oxid Med Cell Longev. 2016;2016:6043038.
PMID: 26881033. PMCID: PMC4736422. https://doi.org/10.1155/2016/6043038
23. Goubern M, Andriamihaja M, Nubel T, Blachier F, Bouillaud F. Sulfide, the first inorganic substrate for human cells. FASEB J. 2007;21(8):1699–706.
PMID: 17314140. https://doi.org/10.1096/fj.06-7407com
24. Ru Q, Li Y, Chen L, Wu Y, Min J, Wang F. Iron homeostasis and ferroptosis in human diseases: Mechanisms and therapeutic prospects. Signal Transduct Target Ther. 2024;9(1):271.
PMID: 39396974. PMCID: PMC11486532. https://doi.org/10.1038/s41392-024-01969-z
25. Banerjee R. Hydrogen sulfide: Redox metabolism and signaling. Antioxid Redox Signal. 2011;15(2):339–41.
PMID: 21275829. PMCID: PMC3118658. https://doi.org/10.1089/ars.2011.3912
26. Loveikyte R, Bourgonje AR, van der Reijden JJ, Bulthuis MLC, Hawinkels LJAC, Visschedijk MC et al. Hepcidin and iron status in patients with inflammatory bowel disease undergoing induction therapy with vedolizumab or infliximab. Inflamm Bowel Dis. 2023;29(8):1272–84.
PMID: 36748574. PMCID: PMC10393210. https://doi.org/10.1093/ibd/izad010
27. Weiss G, Schett G. Anaemia in inflammatory rheumatic diseases. Nat Rev Rheumatol. 2013;9(4):205–15.
PMID: 23147894. https://doi.org/10.1038/nrrheum.2012.183
28. Yanoff LB, Menzie CM, Denkinger B, Sebring NG, McHugh T, Remaley AT, Yanovski JA. Inflammation and iron deficiency in the hypoferremia of obesity. Int J Obes (Lond). 2007;31(9):1412–19.
PMID: 17438557. PMCID: PMC2266872. https://doi.org/10.1038/sj.ijo.0803625
29. Chow MD, Lee YH, Guo GL. The role of bile acids in nonalcoholic fatty liver disease and nonalcoholic steatohepatitis. Mol Aspects Med. 2017;56:34–44.
PMID: 28442273. PMCID: PMC5812256. https://doi.org/10.1016/j.mam.2017.04.004
30. Roager HM, Licht TR. Microbial tryptophan catabolites in health and disease. Nat Commun. 2018;9(1):3294.
PMID: 30120222. PMCID: PMC6098093. https://doi.org/10.1038/s41467-018-05470-4
Об авторах / Для корреспонденции
Люция Айткалиевна Битюмина, научный сотрудник и врач-бактериолог Научной группы антибиотикорезистентности пищевых патогенов ФБУН «Центральный научно-исследовательский институт эпидемиологии» Роспотребнадзора. Адрес: 111123, г. Москва, ул. Новогиреевская, д. 3А.E-mail: bitumina@cmd.su
ORCID: https://orcid.org/0000-0002-5378-0827
Ирина Борисовна Королева, младший научный сотрудник Научной группы антибиотикорезистентности пищевых патогенов ФБУН «Центральный научно-исследовательский институт эпидемиологии» Роспотребнадзора. Адрес: 111123, г. Москва, ул. Новогиреевская, д. 3А.
E-mail: martiusheva@cmd.su
ORCID: https://orcid.org/0000-0002-9397-9646
Анастасия Владимировна Громова, к. в. н., научный сотрудник лаборатории молекулярной диагностики и эпидемиологии инфекций органов репродукции ФБУН «Центральный научно-исследовательский институт эпидемиологии» Роспотребнадзора. Адрес: 111123, г. Москва, ул. Новогиреевская, д. 3А.
E-mail: anastgromow@yandex.ru
ORCID: https://orcid.org/0000-0003-4664-3178
Михаил Андреевич Винокуров, к. м. н., научный сотрудник лаборатории молекулярных методов изучения генетических полиморфизмов ФБУН «Центральный научно-исследовательский институт эпидемиологии» Роспотребнадзора. Адрес: 111123, г. Москва, ул. Новогиреевская, д. 3А.
E-mail: vinokurov@cmd.su
ORCID: https://orcid.org/0000-0002-4101-0702
Нина Георгиевна Куликова, к. б. н., руководитель Научной группы антибиотикорезистентности пищевых патогенов ФБУН «Центральный научно-исследовательский институт эпидемиологии» Роспотребнадзора. Адрес: 111123, г. Москва, ул. Новогиреевская, д. 3А.
E-mail: kulikova_ng@cmd.su
ORCID: https://orcid.org/0000-0002-1716-6969
Антонина Александровна Плоскирева, д. м. н., профессор, профессор РАН, заместитель директора по клинической работе ФБУН «Центральный научно-исследовательский институт эпидемиологии» Роспотребнадзора. Адрес: 111123, г. Москва, ул. Новогиреевская, д. 3А.
E-mail: antoninna@mail.ru
ORCID: https://orcid.org/0000-0002-3612-1889
Александр Васильевич Горелов, д. м. н., профессор, академик РАН, заместитель директора по научной работе ФБУН «Центральный научно-исследовательский институт эпидемиологии» Роспотребнадзора, заведующий кафедрой инфекционных болезней и эпидемиологии ФГБОУ ВО «Российский университет медицины» Минздрава России.
E-mail: agorelov_05@mail.ru
ORCID: https://orcid.org/0000-0001-9257-0171
Также по теме
