Особенности состава кишечной микробиоты и ее метаболитов у детей с расстройствами аутистического спектра

В последние годы растет распространенность расстройств аутистического спектра среди населения. У данной группы пациентов также отмечается высокая частота сопутствующих соматических заболеваний. Воздействуя на ключевой патогенетический механизм — ось «микробиота–кишечник–мозг», эти коморбидные состояния могут оказывать влияние на тяжесть основных симптомов заболевания, что требует разработки новых методов коррекции соматических патологий.

Цель исследования: изучить состояние кишечной микробиоты и ее метаболитов у детей с расстройствами аутистического спектра для оптимизации подходов по коррекции основных симптомов заболевания.

Материалы и методы. В исследовании участвовали 95 детей с расстройствами аутистического спектра (2–8 лет) и 26 детей группы контроль (3–8 лет). У пациентов с расстройствами аутистического спектра производился забор образцов кала до начала вмешательства (РАС1) и через 6 месяцев после коррекции рациона питания и курса пробиотиков (РАС2), у группы контроль – однократно. Выполнялись бактериологический анализ, определение уровней короткоцепочечных жирных кислот и фекального кальпротектина. Дополнительно оценивались желудочно-кишечные симптомы и показатели нервно-психического развития.

Результаты: бактериологическое исследование кала выявило достоверные различия в группах РАС1 и РАС2 только по уровню Escherichia coli (лактозопозитивные) (p=0,021). Оценка уровней кишечных метаболитов выявила больше достоверных различий, в особенности необходимо отметить достоверное повышение изокапроновой кислоты (iC6) (p=0,008) в группе РАС1 по сравнению с Контролем, и ее достоверное снижение на фоне проведенной коррекции, что также напрямую коррелировало с показателями нервно-психического развития в группах РАС1 и РАС2 (p=0,001).

Заключение. Воздействие на микробиоту кишечника посредством коррекции питания и применения пробиотиков продемонстрировало позитивную динамику в уровнях кишечных метаболитов, а также в параметрах нервно-психического развития. Индивидуальный диетический и микробиологический подход создает основу для разработки комплексных методов помощи детям с расстройствами аутистического спектра.

1. Hodges H., Fealko C., Soares N. Autism spectrum disorder: definition, epidemiology, causes, and clinical evaluation. Transl Pediatr. 2020;9(Suppl 1): S55-S65. DOI: 10.21037/tp.2019.11.04

2. Młynarska E., Barszcz E., Budny E., Gajewska A., Kopeć K., Wasiak J. et al. The Gut-Brain-Microbiota Connection and Its Role in Autism Spectrum Disorders. Nutrients 2025; 17: 1135. DOI: 10.3390/nu17071135

3. Silva Y.P., Bernardi A., Frozza R.L. The role of short-chain fatty acids from gut microbiota in gut-brain communication. Front Endocrinol (Lausanne) 2020; 11: 25. DOI: 10.3389/fendo.2020.00025

4. Liu S., Li E., Sun Z., Fu D., Duan G., Jiang M. et al. Altered gut microbiota and short chain fatty acids in Chinese children with autism spectrum disorder. Sci Rep 2019; 9(1): 287. DOI: 10.1038/s41598-018-36430-z

5. Цао С., Зольникова О.Ю., Масленников Р.В., Полуэктова Е.А., Буеверова Е.Л., Решетова М.С. и др. Метаболические профили микробиоты кишечника у пациентов с разными стадиями метаболически ассоциированной жировой болезни печени. Российский журнал гастроэнтерологии, гепатологии, колопроктологии 2024; 34(4): 64–74. DOI: 10.22416/1382-4376-2024-34-4-64-74

6. Красков И.В., Литвиненко И.В., Родионов Г.Г., Давыдова Н.И., Алексанин С.С., Светкина Е.В. Роль короткоцепочечных жирных кислот в патогенезе болезни Паркинсона. Известия Российской военно-медицинской академии 2022; 41(4): 439–444. DOI: 10.17816/rmmar111854

7. Zahedi E., Sadr S.S., Sanaeierad A., Roghani M. Chronic acetyl-L-carnitine treatment alleviates behavioral deficits and neuroinflammation through enhancing microbiota derived-SCFA in valproate model of autism. Biomed Pharmacother 2023; 163: 114848. DOI: 10.1016/j.biopha.2023.114848

8. Chamtouri M., Gaddour N., Merghni A., Mastouri M., Arboleya S., de Los Reyes-Gavilán C.G. et al. Age and severity-dependent gut microbiota alterations in Tunisian children with autism spectrum disorder. Sci Rep 2023; 13(1): 18218. DOI: 10.1038/s41598-023-45306-w

9. Ткачук Е.А., Мартынович Н.Н., Глобенко Н.Э. Особенности пищевого статуса и питания детей с расстройствами аутистического спектра. Вопросы питания 2021; 90(5): 67–76. DOI: 10.33029/0042-8833-2021-90-5-67-76

10. Shaaban S.Y., El Gendy Y.G., Mehanna N.S., El-Senousy W.M., El-Feki H.S.A., Saad K. et al. The role of probiotics in children with autism spectrum disorder: A prospective, open-label study. Nutr Neurosci 2018; 21(9): 676–681. DOI: 10.1080/1028415X.2017.1347746

11. Kaczmarek A., Skowron K., Budzyńska A., Grudlewska K., Gospodarek-Komkowska E. Virulence genes and antimicrobial susceptibility of lactose-negative and lactose-positive strains of Escherichia coli isolated from pregnant women and neonates. Folia Microbiol (Praha) 2017; 62(5): 363–371. DOI: 10.1007/s12223-017-0505-z

12. Yang C., Xiao H., Zhu H., Du Y., Wang L. Revealing the gut microbiome mystery: A meta-analysis revealing differences between individuals with autism spectrum disorder and neurotypical children. Biosci Trends 2024; 18(3): 233–249. DOI: 10.5582/bst.2024.01123

13. Безродный С.Л. Микробиота кишечника и расстройство аутистического спектра у детей. Российский педиатрический журнал. 2019;22(1):51–56. DOI: 10.18821/1560-9561-2019-22-1-51-56

14. Маяцкая Т.А., Харитонова Л.А., Папышева О.В., Затевалов А.М. Становление микробиоценоза кишечника у детей, рожденных от матерей с гестационным сахарным диабетом. Экспериментальная и клиническая гастроэнтерология 2021; 185(1): 96–105. DOI: 10.31146/1682-8658-ecg-185-1-96-105

15. Функ И.А., Иркитова А.Н. Биотехнологический потенциал бифидобактерий. Acta Biologica Sibirica 2016; 2(4): 67–78. [Funk I.A., Irkitova A.N. Biotechnological potential of bifidobacteria. Acta Biologica Sibirica 2016; 2(4): 67–78. (in Russ.).]. DOI: 10.14258/abs.v2i4.1594

16. Благонравова А.С., Жиляева Т.В., Квашнина Д.В. Нарушения кишечной микробиоты при расстройствах аутистического спектра: новые горизонты в поиске патогенетических подходов к терапии. Часть 2. Ось кишечник–мозг в патогенезе расстройств аутистического спектра. Журнал микробиологии, эпидемиологии и иммунобиологии. 2021;98(2):221–230. DOI: 10.36233/0372-9311-83

17. Claassen-Weitz S., Shittu A.O., Ngwarai M.R., Thabane L., Nicol M.P., Kaba M. Fecal Carriage of Staphylococcus aureus in the Hospital and Community Setting: A Systematic Review. Front Microbiol 2016; 7: 449. DOI: 10.3389/fmicb.2016.00449

18. Macfabe D.F. Short-chain fatty acid fermentation products of the gut microbiome: implications in autism spectrum disorders. Microb Ecol Health Dis 2012; 23: 19260. DOI: 10.3402/mehd.v23i0.19260

19. Потап Е.В., Кускова Т.М., Кутькина А.А., Суравицкая О.Е., Сивкова Н.М., Михайлова Г.В. и др. Частота выделения гемолизирующей кишечной палочки (E. coli Hly+) и ее влияние на бифидобактерии в анализах на дисбактериоз. Инфекция и иммунитет 2016; 6(3): 255–260. DOI: 10.15789/2220-7619-2016-3-255-260

20. Hadrich I., Turki M., Chaari I., Abdelmoula B., Gargouri R., Khemakhem N. et al. Gut mycobiome and neuropsychiatric disorders: insights and therapeutic potential. Front Cell Neurosci 2025; 18: 1495224. DOI: 10.3389/fncel.2024.1495224

21. Han R., Nusbaum O., Chen X., Zhu Y. Valeric acid suppresses liver cancer development by acting as a novel HDAC inhibitor. Mol Ther Oncolytics 2020; 19: 8–18. DOI: 10.1016/j.omto.2020.08.017

22. Ran-Ressler R.R., Glahn R.P., Bae S., Brenna J.T. Branched Chain Fatty Acids (BCFA) in the neonatal gut, and estimated dietary intake in infancy and adulthood. Nestle Nutr Inst Workshop Ser 2013; 77: 133–143. DOI: 10.1159/000351391

23. Markowiak-Kopeć P., Śliżewska K. The Effect of Probiotics on the Production of Short-Chain Fatty Acids by Human Intestinal Microbiome. Nutrients 2020; 12(4): 1107. DOI: 10.3390/nu12041107

24. Zou M., Zhang Y., Li D., Li S., Hu J., Gao Y. et al. Correlation of Co-Morbidities with Symptom Severity of Children with Autism Spectrum Disorder: A Cross-Sectional Survey. Nutrients 2024; 16(17): 2960. DOI: 10.3390/nu16172960

25. Карпеева Ю.С., Новикова В.П., Хавкин А.И., Ковтун Т.А., Макаркин Д.В., Федотова О.Б. Микробиота и болезни человека: возможности диетической коррекции. Российский вестник перинатологии и педиатрии 2020; 65(5): 116–125. DOI: 10.21508/1027-4065-2020-65-5-116-125