A relation between estradiol and prolactin and vaginal microbiota composition in the one-year isolation experiment “SIRIUS-23”

Cover Page


Cite item

Full Text

Abstract

As part of the 365-day isolation experiment “SIRIUS-23” a relationship between hormone concentrations (estradiol and prolactin) and vaginal microbiota composition in four female participants was assessed. Vaginal swabs were collected 10–14 days before the start of isolation, on days 36, 64, 102, 123, 186, 256, and 339 of isolation study, and 10 days after its cessation. Blood estradiol and prolactin concentrations were measured using an enzyme-linked immunosorbent assay, while microbiological analysis included microbial culture on selective media and identification using MALDI-ToF MS, followed by statistical data processing using factorial and regression analysis, and nonparametric tests (Friedman, Mann–Whitney). The study revealed that estradiol concentrations decreased after the onset of isolation, reaching a minimum level on day 123 (p = 0.05), while prolactin demonstrated an upward trend on day 36, followed by a statistically significant decline on day 64. Factor analysis identified three main factors influencing the “hormone-bacteria” system: i) combined opportunistic microorganisms (OM) and prolactin; ii) included estradiol concentration and its antagonistic relation with some OM number; iii) mirrored competitive interplay between microorganisms. Estradiol concentration correlated positively with protective lactobacilli count (L. aginalis, L. jensenii, L. crispatus) and negatively with OM count, while prolactin concentration was more often positively associated with OM count (S. hominis, S. anginosus, C. amycolatum) and negatively with lactobacilli count. Regression analysis confirmed direct and inverse relationships, such as a positive association between prolactin concentration and E. coli count on day 64 and an inverse association between estradiol concentration and S. anginosus count. Stress factors (resource limitation, psychoemotional stress) exacerbated microbiota imbalance through decreased estradiol and increased prolactin level, which was particularly evident on day 102 of isolation, when OM count peaked in parallel with decreased lactobacilli count. The results highlight the key role for estradiol in maintaining vaginal microbiota balance and the opposite effect of prolactin associated with OM, which justifies a need to monitor hormonal levels and microbiota in women under extreme conditions (e.g., during space flights) and development of personalized probiotic strategies to minimize dysbiosis risks.

Full Text

Введение

В условиях современного общества здоровье и благополучие женщин подвергаются воздействию множества внешних и внутренних факторов. Особого внимания заслуживает гормональный баланс организма, колебания которого могут быть вызваны как естественными физиологическими процессами, так и различными патологическими состояниями. Примечательно, что подобные гормональные изменения способны существенно влиять на микробиом влагалищного биотопа [8].

Космические путешествия представляют собой комплексный процесс, оказывающий многогранное воздействие на человеческий организм. Несмотря на ограниченность исследований в области влияния космических полетов на гормональный фон женщин, существуют данные, указывающие на потенциально негативное воздействие невесомости на эндокринную систему [9]. В ходе космических миссий организм подвергается воздействию множества неблагоприятных факторов: микрогравитации, радиационного излучения, социальной изоляции и психоэмоционального стресса. Эти условия способны нарушать функционирование гипоталамо-гипофизарно-надпочечниковой системы, ответственной за регуляцию выработки половых гормонов. Проведенные исследования зафиксировали у женщин-космонавтов снижение концентрации лютеинизирующего и фолликулостимулирующего гормонов, регулирующих менструальный цикл, а также уменьшение уровня эстрадиола — ключевого женского полового гормона [12].

Микрофлора влагалища образует уникальную экосистему, включающую разнообразные микроорганизмы: бактерии, грибы и вирусы. В здоровом состоянии доминирующую позицию в этой системе занимают представители рода Lactobacillus. Дисбаланс гормонального фона может вызывать изменения в количественном и качественном составе микробиоты, что чревато развитием различных патологических состояний [3, 11].

Изучение корреляции между гормональным статусом и состоянием микробиоты влагалища (МВ) и цервикального канала у участниц экспериментальных программ, моделирующих условия космического полета, представляет собой критически важный аспект для обеспечения здоровья женщин-космонавтов. Полученные данные позволят не только идентифицировать потенциальные угрозы для здоровья, но и разработать эффективные стратегии их предупреждения и минимизации.

Настоящее исследование направлено на анализ взаимосвязи между концентрацией гормонов (эстрадиола и пролактина) и численностью микроорганизмов влагалищного биотопа у женщин в условиях годового изоляционного эксперимента «SIRIUS-23».

Материалы и методы

Эксперимент был одобрен биоэтической комиссией ГНЦ РФ — ИМБП РАН (протокол № 643 от 7 июля 2023 г.).

В исследовании принимали участие 4 испытательницы, которые входили в экипаж из 6 человек изоляционного эксперимента «SIRIUS-23» продолжительностью 365 дней. Цель эксперимента «SIRIUS-23» — изучение механизмов адаптации человека к условиям длительной изоляции в гермообъекте с искусственной средой обитания, имитирующей пилотируемый космический полет. В ходе реализации исследовательской программы в период предэкспериментального обследования у испытательниц были отобраны образцы отделяемого из влагалища для изучения состава микробиоты и выделения чистых культур лактобацилл. Штаммы доминирующих видов лактобацилл были накоплены и на их основе в ФГБУ «НМИЦ АГП им. В.П. Кулакова» Минздрава России приготовлены лиофилизированные аутопробиотические препараты в виде капсул с желатиновым покрытием для интравагинального введения.

Пробиотический препарат применялся испытательницами эксперимента дважды: в течение первых 30 дней после входа в гермообъект и за 30 дней до завершения исследования. При этом схема приема корректировалась с учетом индивидуального менструального цикла каждой испытательницы: во время 1–5 дней фолликулярной фазы менструального цикла препарат не применялся. В случае наступления менструации во время приема аутопробиотика делалась пауза до окончания кровотечения, после чего применение его возобновлялось.

Процедура отбора биоматериала включала однократное взятие образцов до начала изоляции (за 10–14 суток до начала эксперимента), семь последовательных отборов во время изоляции (на 36, 64, 102, 123, 186, 256 и 339 сутки) и один — через 10 суток после завершения эксперимента. Первый отбор биоматериала проводился врачом-гинекологом клинико-диагностического центра ФГБУ «НМИЦ АГП им. В.И. Кулакова» Минздрава России. В период изоляции и после нее отбор образцов биоматериала осуществляли сами испытательницы после прохождения инструктажа врача-гинеколога.

Биоматериал получали с помощью стерильных дакроновых тампонов из заднего свода влагалища и помещали в пробирки с транспортной средой Эймса (Medical Wire, Великобритания). Биоматериал во время изоляции отшлюзовывался наружу в течение нескольких часов и не позднее, чем через 12 часов доставлялся в ФГБУ «НМИЦ АГП им. В.И. Кулакова» Минздрава России для последующего анализа. Для культивирования микроорганизмов применяли селективные и неселективные питательные среды: колумбийский агар, хромогенная среда Brilliance (Oxoid, Великобритания), маннит-солевой агар (Himedia, Индия), энтерококковый агар, среда Эндо, среда для лактобацилл (ФГУН «ГИЦПМ и Б», Оболенск, Россия), прередуцированный агар Шедлера (Oxoid, Великобритания), агар Сабуро (ФГУН «ГИЦПМ и Б», Оболенск, Россия). Инкубацию облигатно-анаэробных микроорганизмов проводили в анаэробном боксе (Whitley DG 250 Anaerobic Workstation, Великобритания) в атмосфере бескислородной газовой смеси (N2 — 80%, CO2 — 10%, H2 — 10%). Идентифицировали микроорганизмы методом матрично-активированной лазерной десорбционной ионизационной времяпролетной масс-спектрометрии (MALDI-TOF MS) с применением масс-спектрометра Microflex LT и программного обеспечения Maldi BioTyper версии 4.0 (Bruker Daltoniks, Германия).

Образцы крови для измерения количества эстрадиола и пролактина отбирали до изоляции (точка «До»), на 36, 64, 123, 186, 256 сутки изоляции и после окончания эксперимента (точка «После»). Даты отбора крови для гормональных исследований до и после изоляции совпадали с датами отбора вагинального отделяемого.

Концентрации эстрадиола и пролактина измеряли иммуноферментным методом с помощью коммерческих наборов (DВC, Канада) на планшетном иммуноферментном анализаторе «Stat Fax 2100» (Awareness Technology, США).

Статистический анализ полученных результатов включал применение кластерного факторного и регрессионного анализов, а также непараметрических тестов Фридмана и Манна–Уитни. Все вычисления выполнялись с использованием статистического пакета Statistica 12 [2].

Результаты

В ходе изоляционного эксперимента впервые была оценена динамика концентрации гормонов (эстрадиола и пролактина) в крови у испытательниц: до изоляции, в отдельные временные точки в процессе изоляции и по ее завершении. Полученные данные свидетельствуют о том, что количество эстрадиола после начала изоляции снизилось, хотя достоверные различия на грани статистической значимости (p = 0,05) были отмечены только на 123 сутки, когда показатели достигли минимума за весь период изоляции (рис. 1).

 

Рисунок 1. Динамика концентраций эстрадиола в крови испытательниц в течение изоляции

Figure 1. Dynamics of estradiol concentrations in the blood of volunteers during isolation

Примечание. ФФ — фолликулярная фаза цикла, ЛФ — лютеиновая фаза цикла; * — достоверные различия, p < 0,05. По оси Y — количество эстрадиола (пг/мл); по оси X — точка отбора проб: до (ФФ), до (ЛФ), после +10 суток.

Note. FPh — follicular phase of the menstruation cycle, LPh — luteal phase of the menstruation cycle; * — reliable difference, p < 0.05. On the Y-axis — Estradiol concentration (pg/mL); on the X-axis — sampling point: before (FPh), before (LPh), after +10 days.

 

Также отмечена тенденция к увеличению количества пролактина на 36 сутки и его последующее снижение, однако статистически значимое снижение набдюдалось только на 64 сутки по сравнению с 36 сутками изоляции (рис. 2).

 

Рисунок 2. Динамика концентраций пролактина в крови испытательниц в течение изоляции

Figure 2. Dynamics of prolactin concentrations in the blood of volunteers during isolation

Примечание. * — достоверные различия, p < 0,05. По оси У — количество пролактина (нг/мл); по оси X — точка отбора биопробы: до, после +10 суток.

Note. * — reliable difference, p < 0.05. On the Y-axis — prolactin concentration (ng/ml); on the X-axis — sampling point before, after +10 days.

 

Для выявления взаимосвязи концентрации гормонов в крови и уровня колонизации вагинального биотопа микроорганизмами проведен факторный анализ.

На всех точках отбора биоматериала выявлено влияние трех факторов на систему «гормоны–бактерии».

До начала исследования наибольший вклад вносили первый и второй факторы (46,65 и 42,21% дисперсии соответственно). Первый фактор включал в себя только микроорганизмы: условно-патогенные микроорганизмы (УПМ) (Staphylococcus epidermidis (S. epidermidis), Staphylococcus haemolyticus (S. haemolyticus), Streptocoocus anginosus (S. anginosus), Gardnerella vaginalis (G. vaginalis), Peptostreptocoocus anaerobius (P. anaerobius), и протективные (Lactobacillus jensenii (L. jensenii). Все микроорганизмы имели положительные коэффициенты корреляции, то есть их количественные показатели изменялись синхронно: при увеличении численности одного микроорганизма увеличивалась популяция других.

Второй фактор включал в себя эстрадиол и пролактин (причем коррелирующие между собой обратно пропорционально), а также два микроорганизма: Enterococcus faecalis (E. faecalis) и Veillonella rattii (V. ratti). При этом энтерококк коррелировал положительно с пролактином и отрицательно — с эстрадиолом, а вейонелла — наоборот.

Третий вклад вносил меньше всего информации в систему и включал в себя только микроорганизмы трех видов: Corynebacterium coyleae (C. coyleae), Lactobacillus crispatus (L. crispatus), Limosilactobacillus vaginalis (L. vaginalis).

На 36 сутки наибольший вклад вносил первый фактор (44,2%), также как и до изоляции объединивший исключительно микроорганизмы. Причем выделялась группа из УПМ: S. epidermidis, Actinomyces urogenitalis (A. urogenitalis), Actinomyces turicensis (A. turicensis), Candida albicans (C. albicans), G. vaginalis, Prevotella bivia (P. bivia), P. anaerobius и отрицательно коррелирующий с ними протективный вид L. crispatus.

На второй фактор пришлось 30,42% дисперсии, он включал в себя оба гормона — эстрадиол и пролактин, а также ряд микроорганизмов, таких как S. hominis, S. anginosus, E. faecalis, Corynebacterium amycolatum (C. amycolatum), V. atypica, L. jensenii, L. vaginalis. Важно отметить, что как и в точке «До» начала изоляции пролактин и эстрадиол отрицательно коррелировали друг с другом, кроме того, эстрадиол положительно коррелировал только с протективными микроорганизмами (двумя представителями рода Lactobacillus) и отрицательно — со всеми УПМ. Соответственно, пролактин, напротив, положительно коррелировал с УПМ, но отрицательно — с протективными микроорганизмами.

На третий фактор пришлось 25,38% информации и он включил в себя три микроорганизма: Staphylococcus aureus (S. aureus), S. haemolyticus, Actinomyces (Winkia) neuii (A. neuii).

На 64 сутки также выделено три фактора, причем вклад первого и второго был примерно одинаковым: 43,69 и 40,46% соответственно. Первый фактор включал гормон эстрадиол, который отрицательно коррелировал со следующими микроорганизмами: Staphylococcus lugdinensis (S. lugdinensis), S. anginosus, Staphylococcus simulans (S. simulans), A. neuii, C. albicans, L. jensenii. Второй фактор включал пролактин, который положительно коррелировал с Escherichia coli (E. coli) и L. crispatus, но отрицательно — со S. aureus, S. haemolyticus, C. amycolatum, Finegoldia magna (F. magna), Peptoniphilus harei (P. harei), Lactobacillus iners (L. iners).

Вклад третьего фактора был сравнительно небольшим — 15,85%, однако он включал ряд микроорганизмов — как протективных, так и условно-патогенных. Положительно друг с другом коррелировали S. epidermidis и L. vaginalis, при этом они оба отрицательно коррелировали с S. hominis, E. faecalis, Corynebacterium aurimucosum (C. aurimucosum), Veillonella atypica (V. аtypica).

На 123 сутки, в отличие от предыдущих точек, вклад первого фактора резко усилился и составил 62,7% дисперсии, вклад второго фактора был в два раза меньше — 28,55% дисперсии. Третий фактор практически не вносил никакого вклада — 8,75% дисперсии. В первый фактор сгруппировались положительно коррелирующие друг с другом пролактин, S. aureus, S. hominis, E. faecalis, C. coyleae, C. amycolatum, L. iners. Все эти микроорганизмы являются факультативно-анаэробными и большинство из них — УПМ, за исключением вида L. iners, обитающего в вагинальном биотопе, который несмотря на принадлежность к роду Lactobacillus, некоторыми исследователями рассматривается как УПМ. При этом с этой группой отрицательно коррелировали S. anginosus и L. jensenii. Второй фактор включал эстрадиол, положительно коррелирующий с Staphylococcus warneri (S. warneri), C. albicans и L. vaginalis, и отрицательно — с S. epidermidis.

Третий фактор объединил положительно коррелирующие между собой два вида стафилококков: S. haemolyticus и S. lugdinensis, а также A. neuii.

На 186 сутки вклад первого и второго факторов практически выравнился и составил 48,59 и 33,42% дисперсии соответственно. Первый фактор включал пролактин и положительно коррелирующие с ним и между собой S. aureus, S. epidermidis, S. hominis, S. anginosus. Во второй фактор сгруппировались эстрадиол и положительно коррелирующий с ним S. lugdinensis, а также отрицательно коррелирующий как с гормоном, так и со стафилококком вид L. jensenii. Вклад третьего фактора несколько возрос и составил 17,99% дисперсии, при этом отмечена положительная корреляция между C. amycolatum, F. magna, P. harei и отрицательная корреляция этих микроорганизмов с L. crispatus.

На 256 сутки вклад первого фактора снова резко возрос и составил 64,19% дисперсии. В первый фактор вошли пролактин, положительно коррелирующие с ним S. epidermidis, S. hominis, S. anginosus, C. amycolatum, A. neuii, P. harei и отрицательно коррелирущий как с гормоном, так и с перечисленными микроорганизмами S. lugdinensis. Вклад второго фактора составил 27,87% дисперсии. Во второй фактор вошли E. coli, S. haemolyticus, L. jensenii. Все эти микроорганизмы положительно коррелировали друг с другом. Третий фактор имел наименьшее значение дисперсии — 7,93% — и включал эстрадиол и отрицательно коррелирующие с ним E. faecalis и L. crispatus.

После изоляции вклад факторов между собой отличался незначительно. Первый фактор, дисперсия которого составила 44,49%, включил в себя эстрадиол и положительно коррелирующие с ним S. lugdinensis, S. anginosus и L. crispatus. Во второй фактор, вклад которого составил 30,3% дисперсии, вошли S. hominis, A. neuii, P. harei. Третий фактор (25,21% дисперсии) объединил пролактин и отрицательно коррелирующие с ним S. epidermidis, S. haemolyticus, L. jensenii.

Дополнительно для оценки взаимного влияния гормонов и микроорганизмов использовали регрессионный анализ.

До начала изоляции выявлена достоверная корреляция между количеством S. anginosus и количеством пролактина в крови. Коэффициент корреляции оказался меньше нуля. Это означает, что на фоне увеличения S. anginosus, количество пролактина снижается. На 36 сутки выявлена взаимосвязь между эстрадиолом и L. vaginalis, при этом увеличение количества L. vaginalis сопровождалось увеличением количества эстрадиола. На 64 сутки обнаружена взаимосвязь между пролактином и E. coli: установлена прямо пропорциональная зависимость между увеличением количества кишечной палочки в составе МВ и увеличением концентрации пролактина в крови. На 123 сутки взаимосвязей обнаружено не было. На 186 сутки найдено две взаимосвязи — между пролактином и S. epidermidis (прямо пропорциональная зависимость), эстрадиолом и L. jensenii (обратно пропорциональная зависимость) и S. haemolyticus (прямо пропорциональная зависимость). На 256 сутки регрессионный анализ не выявил никаких взаимосвязей. После окончания изоляции выявлена единственная взаимосвязь между пролактином и C. amycolatum: согласно коэффициенту регрессии, на фоне увеличения численности C. amycolatum наблюдалось увеличение концентрации пролактина в крови.

Кроме того, выявлено и обратное влияние гормонов на некоторые бактерии. До начала изоляции найдено максимальное количество взаимосвязей. Количество пролактина и эстрадиола (согласно коэффициентам регрессии) отрицательно повлияло на количество S. epidermidis, S. haemolyticus, G. vaginalis, P. anaerobius, L. jensenii, то есть увеличение концентрации данных гормонов ассоциировалось с уменьшением популяции этих микроорганизмов. При этом совпадений с результатами факторного анализа не выявлено. На 36 сутки показано, что количество L. vaginalis также оказалось под влиянием количества эстрадиола (причем взаимосвязь, как и в случае с данными факторного анализа, оказалась прямо пропорциональной). Количество S. anginosus также было подвержено влиянию эстрадиола (в этом случае зависимость была обратно пропорцbональной, то есть при увеличении количества эстрадиола количество S. anginosus снижалось).

На 64 и 123 сутки, согласно регрессионному анализу, не выявлено влияния гормонов на микроорганизмы. На 186 сутки регрессионный анализ подтвердил данные факторного анализа: количество эстрадиола оказалось прямо пропорционально количеству L. jensenii. При этом количество пролактина прямо пропорционально коррелировало с количеством S. aureus и S. hominis. Также совпали результаты регрессионного анализа с факторным в части влияния количества эстрадиола на количество S. lugdinensis: согласно уравнению регрессии и коэффициенту корреляции факторного анализа влияние гормона на этот микроорганизм обратно пропорционально. Кроме того, в дополнение к факторному анализу найдено обратно пропорциональное влияние количества эстрадиола на количество S. aureus.

На 256 сутки согласно уравнению регрессии количество пролактина прямо пропорционально связано с количеством C. amycolatum (что подтверждается факторным анализом).

После изоляции регрессионный анализ также показал, что количество пролактина обратно пропорционально, а количество эстрадиола прямо пропорционально влияет на количество S. anginosus.

Обсуждение

Исходя из полученных данных необходимо отметить, что пик количественных показателей для УПМ пришелся на 102 сутки изоляции. Он сопровождался параллельным снижением количества Lactobacillus spp. Наиболее логичным объяснением является то, что с 95 по 114 сутки изоляции у экипажа была нештатная ситуация, связанная с ограничением количества еды и воды в связи с задержкой отправки «грузового корабля» к лунной станции. Согласно полученным психологическим данным, к 102 суткам у экипажа достоверно снизилась внимательность, активность, ощущение радости, возросла усталость и чувство тоски. Это также отразилось и на снижении количества эстрадиола и пролактина, что, в свою очередь, повлекло за собой изменения в микробиоте влагалища.

Данные факторного анализа по гормонам и микроорганизмам объединены в таблице.

 

Таблица. Суммарные данные факторного анализа, отражающие взаимосвязь между концентрациями гормонов в крови и микроорганизмами вагинального биотопа

Table. Summary data of factor analysis reflecting the relationship between hormone concentrations in the blood and microorganisms of the vaginal biotope

Точка отбора биоматериала

Biomaterial sampling point

Факторы, дисперсия

Factors, variance

Гормоны

Hormones

Микроорганизмы и тип корреляции между ними или между ними и гормонами

Microorganisms and the type of correlation between them or between them and hormones

Данные регрессионного анализа и тип взаимосвязи между гормонами и микроорганизмами

Regression analysis data and the type of relationship between hormones and microorganisms

«До»

“Before”

Фактор 1

Factor 1

46,65%

Положительные корреляции между всеми микроорганизмами S. epidermidis, S. haemolyticus, S. anginosus, G. vaginalis, P. anaerobius, L. jensenii

Positive correlations between all microorganisms S. epidermidis, S. haemolyticus, S. anginosus, G. vaginalis, P. anaerobius, L. jensenii

Увеличение численности S. anginosus сочеталось со снижением концентрации пролактина. Увеличение концентрации эстрадиола коррелировало со снижением численности S. epidermidis, S. haemolyticus, G. vaginalis, L. jensenii. Увеличение концентрации пролактина сочеталось со снижением численности S. epidermidis, S. haemolyticus, S. anginosus, P. anaerobius, G. vaginalis, L. jensenii

An increase in S. anginosus number was associated with a decrease in prolactin concentration. An increase in estradiol concentration was associated with a decrease in S. epidermidis, S. haemolyticus, G. vaginalis, and L. jensenii number. An increase in prolactin concentration was associated with a decrease in S. epidermidis, S. haemolyticus, S. anginosus, P. anaerobius, G. vaginalis, and L. jensenii number.

Фактор 2

Factor 2

42,21%

Пролактин

Prolactin

Эстрадиол

Estradiol

E. faecalis (положительно с концентрацией пролактина, отрицательно с концентрацией эстрадиола), V. ratti (отрицательно с концентрацией пролактина, положительно с концентрацией эстрадиола)

E. faecalis (positive with prolactin concentration, negative with estradiol concentration), V. ratti (negative with prolactin concentration, positive with estradiol concentration)

Фактор 3

Factor 3

11,14%

Положительно коррелируют между собой численности C. coyleae, L. vaginalis, отрицательно — численности выше обозначенных микроорганизмов с численностью L. crispatus

C. coyleae and L. vaginalis number correlate positively with each other and negatively with L. crispatus number.

36 сутки

Day 36th

Фактор 1

Factor 1

44,2%

Численность S. epidermidis, A. urogenitalis, A. turicensis, C. albicans, G. vaginalis, P. bivia, P. anaerobius отрицательно коррелируют с численностью L. crispatus

S. epidermidis, A. urogenitalis, A. turicensis, C. albicans, G. vaginalis, P. bivia, P. anaerobius number negatively correlate with L. crispatus number

Увеличение численности L. vaginalis сочеталось c увеличением концентрации эстрадиола.

Увеличение концентрации эстрадиола сочеталось:

  • со снижением численности S. anginosus;
  • с увеличением численности L. vaginalis.

An increase in L. vaginalis was associated with an increase in estradiol concentration.

An increase in estradiol was associated with:

  • a decrease in S. anginosus number;
  • an increase in L. vaginalis number.

Фактор 2

Factor 2

30,42%

Эстрадиол

Estradiol

Пролактин

Prolactin

Положительные корреляции концентрации пролактина, отрицательные корреляции эстрадиола с численностью S. hominis, S. anginosus, E. faecalis, C. amycolatum, V. atypica, положительные корреляции концентрации эстрадиола, отрицательные корреляции концентрации пролактина с численностью L. jensenii, L. vaginalis

Positive for prolactin, negative for estradiol concentrations with the number of S. hominis, S. anginosus, E. faecalis, C. amycolatum, V. atypica, positive for estradiol, negative for prolactin with the number of L. jensenii, L. vaginalis

Фактор 3

Factor 3

25,38%

Положительно коррелируют между собой S. aureus, S. haemolyticus, A. neuiii

S. aureus, S. haemolyticus, and A. neuiii correlate positively with each other

64 сутки

Day 64th

Фактор 1

Factor 1

43,69%

Эстрадиол

Estradiol

Отрицательная корреляция с численностью S. lugdinensis, S. anginosus, C. simulans, A. neuiii, C. albicans, L. jensenii

Negative correlation for the number of S. lugdinensis, S. anginosus, C. simulans, A. neuiii, C. albicans, L. jensenii

Увеличение численности E. coli сочеталось с увеличением концентрации пролактина

An increase in E. coli number was associated with an increase in prolactin concentration.

Фактор 2

Factor 2

40,46%

Пролактин

Prolactin

Положительная корреляция с численностью E. coli и L. crispatus, отрицательная корреляция с численностью S. aureus, S. haemolyticus, C. amycolatum, F. magna, P. harei, L. iners

Positive correlation with the number of E. coli and L. crispatus, negative correlation with the number of S. aureus, S. haemolyticus, C. amycolatum, F. magna, P. harei, L. iners

Фактор 3

Factor 3

15,85%

Положительно коррелируют между собой численности S. epidermidis и L. vaginalis, отрицательно коррелируют вышеуказанные микроорганизмы с S. hominis, E. faecalis, C. aurimucosum, V. atypica

Number of S. epidermidis and L. vaginalis correlate positively with each other, and the above-mentioned microorganisms correlate negatively with S. hominis, E. faecalis, C. aurimucosum, and V. atypica number.

123 сутки

Day 123nd

Фактор 1

Factor 1

62,7%

Пролактин

Prolactin

Положительная корреляция с численностью S. aureus, S. hominis, E. faecalis, C. coyleae, C. amycolatum, L. iners. Отрицательная корреляция концентрации пролактина и численности вышеуказанных микроорганизмов с численностью S. anginosus и L. jensenii

Positive correlation with the number of S. aureus, S. hominis, E. faecalis, C. coyleae, C. amycolatum, L. iners. Negative correlation with prolactin concentration and the above-mentioned microorganisms number with the number of S. anginosus and L. jensenii

Фактор 2

Factor 2

28,55%

Эстрадиол

Estradiol

Положительная корреляция с численностью S. warneri, C. albicans и L. vaginalis, отрицательная — с численностью S. epidermidis

Positive correlation with the number of S. warneri, C. albicans and L. vaginalis, negative — with S. epidermidis number

Фактор 3

Factor 3

8,75%

Положительная корреляция численностей S. haemolyticus, S. lugdinensis, A. neuiii между собой

S. haemolyticus, S. lugdinensis, A. neuiii number correlate positively with each other

186 сутки

Day 186th

Фактор 1

Factor 1

48,59%

Пролактин

Prolactin

Положительная корреляция с численностью S. aureus, S. epidermidis, S. hominis, S. anginosus

Positive correlation with the number of S. aureus, S. epidermidis, S. hominis, S. anginosus

Увеличение численности S. epidermidis сочеталось с увеличением концентрации пролактина.

Увеличение численности L. jensenii сочеталось со снижением концентрации эстрадиола.

Увеличение численности S. haemolyticus сочеталось с увеличением концентрации эстрадиола.

Увеличение концентрации пролактина сочеталось с увеличением численности S. aureus, S. hominis, S. anginosus.

Увеличение концентрации эстрадиола коррелировало со снижением численности S. aureus, S. hominis, S. anginosus, L. jensenii.

Увеличение концентрации эстрадиола сочеталось с увеличением численности S. lugdinensis.

An increase in S. epidermidis number was associated with an increase in prolactin concentration.

An increase in L. jensenii number was associated with a decrease in estradiol concentration.

An increase in S. haemolyticus number was associated with an increase in estradiol concentration.

An increase in prolactin concentration was associated with an increase in S. aureus, S. hominis, and S. anginosus number.

An increase in estradiol concentration was associated with a decrease in S. aureus, S. hominis, S. anginosus, and L. jensenii number.

An increase in estradiol concentration was associated with an increase in S. lugdinensis number.

Фактор 2

Factor 2

33,42%

Эстрадиол

Estradiol

Положительная корреляция с численностью S. lugdinensis, отрицательная корреляция с численностью L. jensenii

Positive correlation with S. lugdunensis, number negative correlation with L. jensenii number

Фактор 3

Factor 3

17,99%

Положительная корреляция численностей C. amycolatum, F. magna, P. harei между собой, отрицательная корреляция вышеуказанных микроорганизмов с численностью L. crispatus

C. amycolatum, F. magna, and P. harei number correlate positively with each other, while the above mentioned microorganisms correlate negatively with L. crispatus number.

256 сутки

Day 256th

Фактор 1

Factor 1

64,19%

Пролактин

Prolactin

Положительная корреляция с численностью S. epidermidis, S. hominis, S. anginosus, C. amycolatum, A. neuiii, P. harei, отрицательная — с численностью S. lugdinensis

Positive correlation with S. epidermidis, S. hominis, S. anginosus, C. amycolatum, A. neuiii, P. harei number, negative correlation with S. lugdinensis number

Увеличение концентрации пролактина сочеталось с увеличением численности C. amycolatum

An increase in prolactin concentration was associated with an increase in C. amycolatum

Фактор 2

Factor 2

27,87%

Положительная корреляция численностей E. coli, S. haemolyticus, L. jensenii друг с другом

E. coli, S. haemolyticus, L. jensenii number correlate positively with each other

256 сутки

Day 256th

Фактор 3

Factor 3

7,93%

Эстрадиол

Estradiol

Отрицательная корреляция с численностью E. faecalis и L. crispatus

Negative correlation with E. faecalis and L. crispatus number

Увеличение концентрации пролактина сочеталось с увеличением численности C. amycolatum

An increase in prolactin concentration was associated with an increase in C. amycolatum

«После+10 сут»

“After + 10 days”

Фактор 1

Factor 1

44,49%

Эстрадиол

Estradiol

Положительная корреляция с численностью S. lugdinensis, S. anginosus и L. crispatus

Positive correlation with S. lugdinensis, S. anginosus and L. crispatus number

Увеличение численности C. amycolatum сочеталось с увеличением концентрации пролактина.

Увеличение концентрации эстрадиола сочеталось с увеличением численности S. anginosus.

Увеличение концентрации пролактина сочеталось со снижением численности S. anginosus.

An increase in C. amycolatum number was associated with an increase in prolactin concentration.

An increase in estradiol concentration was associated with an increase in S. anginosus number.

An increase in prolactin concentration was associated with a decrease in S. anginosus number.

Фактор 2

Factor 2

30,3%

Положительная корреляция численностей S. hominis, A. neuiii, P. harei между собой

S. hominis, A. neuiii, P. harei number correlate positively with each other

Фактор 3

Factor 3

7,93%

Пролактин

Prolactin

Отрицательная корреляция с численностью S. epidermidis, S. haemolyticus, L. jensenii

Negative correlation with the number of S. epidermidis, S. haemolyticus, L. jensenii

Примечание. Пунктирной линией подчеркнуты параметры, совпадающие в факторном и регрессионном анализах.

Note. Parameters that coincide in factor and regression analyses are underlined with dotted line.

 

Важно отметить, что количество эстрадиола коррелировало по большей части положительно с протективными видами лактобацилл: L. jensenii, L. vaginalis, L. crispatus и отрицательно — с факультативно-анаэробными УПМ, в основном принадлежащими к родам Staphylococcus, Streptococcus, Corynebacterium, Candida. Также часто наблюдалась отрицательная корреляция количества эстрадиола и количества E. faecalis. Возможная причина роста численности нормальной микробиоты (лактобацилл) заключается в том, что в женских половых органах наблюдаются циклические изменения, связанные с функцией яичников. Под действием эстрогенов происходит пролиферация многослойного плоского эпителия и синтез в нем гликогена. Под действием прогестерона осуществляется десквамация и цитолиз клеток эпителия, а также высвобождение гликогена, который под влиянием ферментативных процессов расщепляется до моносахаридов, используемых лактобациллами в качестве пищевого субстрата. Чем выше физиологический уровень эстрогенов (эстрадиола) и больше синтезируется гликогена, тем быстрее увеличивается популяция лактобацилл, сдерживающая рост УПМ.

Одновремено с этим пролактин, напротив, чаще отрицательно коррелировал с протективными микроорганизмами (например, L. jensenii, L. vaginalis) и положительно — с ФА-УПМ, то есть его действие было противоположным эффектам, создаваемым эстрадиолом.

Пытаясь определить конкретные факторы, которые воздействовали на систему «гормоны – микрофлора» на разных точках отбора биоматериала («До», «Во время» и «После» изоляции), можно отметить, что до начала изоляции наблюдалась положительная корреляция L. jensenii с рядом УПМ, что, вероятнее всего, объясняется нормальной реакцией макроорганизма, то есть ростом количества протективной микрофлоры в ответ на рост условно-патогенного компонента МВ (Фактор 1). Пролактин и эстрадиол, очевидно, действуют в противодействии друг другу: их коэффициенты корреляции противоположны по знакам (Фактор 2). При этом эстрадиол выступает своеобразным антагонистом E. faecalis. Интересно также рассмотреть положительную корреляцию эстрадиола и Veillonella ratti. Имеются данные о том, что для V. intermedius эстрадиол является источником строительного материала, позволяющим эффективно усиливать рост данного микроорганизма [13]. Вероятнее всего, второй фактор связан с увеличением продукции эстрадиола и снижением количества энтерококков, а также увеличением роста вейонеллы. Третий фактор, имеющий наименьший дисперсионный вклад в изучаемую взаимосвязь гормональных и микробиологических параметров, можно объяснить антагонистическими отношениями между C. coyleae и L. crispatus. В литературе имеются противоречивые сведения о взаимодействии данных родов микроорганизмов. Некоторые исследователи подчеркивают синергическое взаимодействие метаболитов данных бактерий против S. aureus [6], тем не менее в некоторых работах имеются данные об антагонистическом взаимодействии между данными родами [10].

Отдельно необходимо рассмотреть данные регрессионного анализа. Совпадений по взаимному влиянию гормонов на бактерии и, наоборот, между регрессионным и факторным анализами до начала изоляции не выявлено, тем не менее необходимо отметить, что гормоны, по-видимому, оказывали влияние на численность ряда микроорганизмов, например, при увеличении концентрации пролактина отмечена активация роста таких УПМ, как S. epidermidis, S. haemolyticus, S. anginosus, P. anaerobius, G. vaginalis, при этом эстрадиол действовал как антагонист пролактина и снижал количество S. epidermidis, S. haemolyticus, G. vaginalis. Уровень пролактина в крови может косвенно влиять на микробиоту влагалища. Повышение уровня пролактина в крови может приводить к нарушению менструального цикла, что, в свою очередь, может привести к изменениям pH и, следовательно, к сдвигу в балансе микробиоты. Неясным остается, почему в группе УПМ, на которые действовали вышеобозначенным образом исследованные гормоны, оказался протективный вид L. jensenii. Возможным объяснением может быть то, что среди всех видов лактобацилл лучшими протективными свойствами обладает вид L. crispatus, в то время как виды L. gasseri, L. iners и в ряде случаев L. jensenii создают менее кислую среду во влагалище [1], что негативно сказывается на местном иммунитете. Таким образом, при выборе штамма в качестве аутопробиотического лучше всего останавливать выбор на L. crispatus.

На 36 сутки изоляции наиболее интересным оказался первый фактор. Перечень микроорганизмов, а также характер корреляции, свидетельствует о возможном усилении местного иммунитета за счет интродукции L. crispatus — основного компонента аутопробиотических капсул, принимаемых испытательницами с 1 по 30 сутки изоляции, и ее антагонизме с рядом УПМ. Второй фактор включал в себя оба гормона (как и в точке «До»), при этом повторно отмечена отрицательная корреляция эстрадиола с рядом ФА-УПМ и положительная — с представителями рода Lactobacillus. Полученые данные по факторному анализу подтверждаются данными регрессионного анализа, при этом, согласно уравнению регрессии, количество эстрадиола прямо пропорционально зависит от количества L. vaginalis, также как и количество L. vaginalis увеличивается в ответ на увеличение количества эстрадиола. Знак коэффициента корреляции для пролактина и данной бактерии прямо противоположен эстрадиолу, то есть при увеличении численности L. vaginalis наблюдается уменьшение концентрации пролактина в крови.

Согласно данным регрессионного анализа, на 36 сутки изоляции также обнаружена отрицательная корреляция между количеством эстрадиола и количеством S. anginosus, что совпало с результатами факторного анализа. Полученные данные свидетельствуют о том, что эстрадиол оказывает положительное влияние на композицию МВ и усиливает рост протективного компонента, при этом выступая в качестве антагониста УПМ.

На 64 сутки отмечается отрицательная корреляция эстрадиола с ФА-УПМ, кроме того, первый и второй факторы становятся доминирующими по вкладу (на оба фактора приходится более 84% всей дисперсии). То есть гормональная составляющая играет большую роль, чем до начала изоляции и через месяц после начала эксперимента. Интересно отметить, что пролактин на 64 сутки положительно коррелирует с E. coli (что также подтверждается и данными регрессионного анализа, причем количество пролактина коррелирует с количеством E. coli) и L. crispatus. Такое сочетание бактерий (условный патоген и протективный вид), вероятнее всего, объясняется тем, что обе бактерии находятся в антагонистических отношениях, поэтому пролактин, возможно, воздействовал на какой-то один вид бактерий, стимулируя его размножение (учитывая данные по корреляциям в целом, этим видом, скорее всего, является кишечная палочка). Третий фактор сочетал в себе S. epidermidis и L. vaginalis и отрицательно коррелирующие с ними S. hominis, E. faecalis, C. aurimucosum и V. atypica. Учитывая разнородность микроорганизмов в обеих коррелирующих группах, сложно вычленить фактор, который мог бы повлиять на них. Единственным стрессором, который был в данный период изоляции, была «напланетная» деятельность, проводившаяся на 61–65 сутки изоляции.

К 123 суткам на долю первого фактора приходилось уже более 62% вклада в дисперсию, и он объединил в себе пролактин и положительно коррелирующие с ним ФА-УПМ, а также L. iners. Важно подчеркнуть, что L. iners в настоящее время рассматривается как один из факторов риска развития бактериального вагиноза, поэтому зачастую, несмотря на принадлежность к роду лактобацилл, относится исследователями к УПМ. Наиболее логичным объяснением является то, что с 95 по 114 сутки изоляции у экипажа была нештатная ситуация, связанная с ограничением количества еды и воды в связи с задержкой отправки «грузового корабля» к лунной станции, которая и привела к нарастанию и накоплению стресса. Кроме того, начиная со 125 по 129 сутки планировалось проведение очередного сеанса «напланетной» деятельности, что также усиливало психоэмоциональное напряжение в экипаже. Вероятнее всего, первый фактор связан именно со стрессовым состоянием и психическим напряжением, обусловленными предстоящей «внекорабельной» деятельностью. Согласно полученным психологическим данным, к 114 суткам у экипажа достоверно снизилась внимательность, активность, ощущение радости, возросла усталость и чувство тоски. Это также отразилось и на снижении количества эстрадиола и пролактина (к 123 суткам), что, в свою очередь, повлекло за собой изменения в МВ.

Второй фактор вносил меньше 30% дисперсии и включал в себя эстрадиол, положительно коррелирующие с ним C. albicans, L. vaginalis и S. warneri и отрицательно коррелирующий S. epidermidis. Важно отметить, что на 123 сутки отмечалось достоверное снижение количества эстрадиола, что сопровождалось снижением количества Staphylococcus spp. Неясным остается взаимосвязь между эстрадиолом, L. vaginalis и S. epidermidis, поскольку положительная корреляция с первым видом предполагает снижение его количества (так как количество эстрадиола к этой точке тоже снизилось), тем не менее на 123 сутки отмечалось достоверное увеличение количества L. vaginalis. Аналогичная ситуация наблюдалась с S. epidermidis, количество которого, предположительно, должно увеличиваться при снижении концентрации эстрадиола, однако микробиологические данные свидетельствуют об обратном. В целом к 123 суткам в составе МВ произошли положительные изменения: снизилось количество ряда УПМ (G. vaginalis, S. anginosus, E. coli) и, напротив, увеличилась популяция представителей нормобиоты (L. vaginalis и L. crispatus). Таким образом, природа второго фактора остается неизвестной.

На 186 сутки первый фактор вносит почти 49% вклада. Он включал пролактин и положительно коррелирующие с ним УПМ (S. aureus, S. epidermidis, S. hominis, S. anginosus). В соответствии с количественными показателями пролактина к 123–186 суткам отмечена тенденция к его увеличению, что согласуется с микробиологическими данными: количество S. epidermidis, S. anginosus также увеличивается к 186 суткам. Необходимо отметить, что 186 суткам предшествовал очередной сеанс депривации сна (184–185 сутки), кроме того, на 188–192 сутки была запланирована «напланетная» деятельность, что в совокупности способствовало усилению психоэмоционального напряжения в экипаже. Также, согласно данным регрессионного анализа, количество пролактина находится в прямо пропорциональной зависимости от количества S. epidermidis.

Второй фактор к 186 суткам включал в себя эстрадиол, S. lugdinensis и L. jensenii. С первым микроорганизмом эстрадиол коррелировал положительно, а со вторым — отрицательно. Последняя корреляция подтверждается и регрессионным анализом, согласно которому, количество L. jensenii коррелировало с количеством эстрадиола. Эти данные совпадают с полученными на этапе д изоляции, когда также наблюдалась обратно пропорциональная зависимость между количеством эстрадиола и данным видом. Также, согласно регрессионному анализу, показано, что увеличение количества S. haemolyticus сопровождалось увеличением количества эстрадиола. Кроме того, при увеличении количества эстрадиола также (согласно коэффициенту регрессии) наблюдалось увеличение численности S. lugdinensis. Возможно, данная корреляция является случайной, поскольку большинство авторов подчеркивают важность эстрадиола как гормона, участвующего в иммунном ответе против большинства УПМ [5].

Регрессионный анализ также выявил влияние как пролактина, так и эстрадиола на количество S. aureus, S. hominis, S. anginosus, причем пролактин, по-видимому, стимулировал (возможно косвенно) размножение данных видов, а эстрадиол напротив, снижал количество данных микроорганизмов.

Третий фактор включал группу УПМ и отрицательно коррелирующий с ними вид L. crispatus. Известно, что L. crispatus проявляют высокую антагонистическую активность в отношении C. amycolatum, F. magna, P. harei [15]. Таким образом, третий фактор, вероятнее всего, отражает конкурентные взаимоотношения между этими группами микроорганизмов.

На 256 сутки первый фактор, вклад которого снова возрос и составил более 64%, снова объединил в себе пролактин и ряд положительно коррелирующих с ним УПМ. Корреляция пролактина с C. amycolatum подтверждается также результатами регрессионного анализа. Накануне (255 сутки) закончился предпоследний сеанс напланетной деятельности экипажа, и других значимых событий в циклограмме экипажа не значилось. Второй фактор включал в себя E. coli, S. haemolyticus, L. jensenii, которые положительно коррелировали между собой. Интересно, что многие исследователи отмечают антагонизм между представителями лактобацилл и E. coli, что, вероятно, и отражено в полученной взаимосвязи — каждый из этих видов стремится занять пищевую нишу и активно размножается, пытаясь подавить рост другого.

Третий фактор вносил менее 8% вклада в систему «гормоны-микроорганизмы» и объединил эстрадиол и отрицательно коррелирующий с ним E. faecalis, что было уже отмечено до начала и на 36 сутки изоляции, а также L. crispatus, что противоречит полученным ранее данным, в которых взаимосвязь между эстрадиолом и лактобациллами в большинстве случаев была положительной.

После окончания изоляции первый фактор включал в себя эстрадиол, и в данном случае была отмечена положительная корреляция с L. crispatus, что в целом согласуется с тезисом о том, что эстрадиол стимулирует метаболическую активность лактобацилл, помогает восстанавливать и поддерживать здоровую микрофлору влагалища. Положительная взаимосвязь также отмечена между уровнем эстрадиола и количественными показателями S. epidermidis и S. anginosus, что подтверждается и результатами регрессионного анализа. Второй фактор включал только положительно коррелирующие между собой виды УПМ. Третий фактор, который имел самый низкий вклад — менее 8% — сочетал в себе пролактин и отрицательно коррелирующие с ним S. epidermidis, S. haemolyticus, L. jensenii.

Согласно данным регрессионного анализа, на этапе «После» изоляции также выявлена прямо пропорциональная взаимосвязь между количеством C. amycolatum и количеством пролактина, а также обратно пропорциональная — между уровнем пролактина и количеством S. anginosus. Прямо пропорциональная взаимосвязь между пролактином и коринебактериями показана в одном из исследований, где изучалось влияние инфекции, вызванной коринебактериями, и пролактина на течение лобулярного гранулематозного мастита [14].

Однозначные выводы о взаимосвязи гормонов со всеми выявленными микроорганизмами делать сложно, учитывая маленькую выборку и невозможность идентифицировать все факторы, определяющие взаимодействие «гормон — микроорганизм». Тем не менее, необходимо отметить, что при анализе всей выборки обращает на себя внимание, что в целом с эстрадиолом положительно коррелировали только 8 видов микроорганизмов, чаще всего — представители рода Lactobacillus (дважды выявлена корреляция с L. vaginalis и по одному разу — с L. jensenii и L. crispatus). Подтверждением взаимосвязи количества эстрадиола с численностью L. vaginalis также служит регрессионный анализ, который выявил достоверную взаимосвязь между этими двумя параметрами, причем зависимой переменной являлось количество эстрадиола. Отрицательно с эстрадиолом коррелировали чаще всего E. faecalis и ряд других ФА-УПМ. При этом из 17 корреляций только трижды встречалась отрицательная корреляция с представителями рода Lactobacillus L. jensenii взаимосвязь подтверждена также регрессионным анализом на 186 сутки изоляции: количество эстрадиола находилось в зависимости от количества L. jensenii).

С пролактином наблюдалась иная ситуация: чаще положительная корреляция данного гормона отмечалась с ФА-УПМ: четырехкратно с S. hominis, трехкратно с S. anginosus, C. amycolatum, S. epidermidis, двукратно — с E. faecalis и S. aureus. Корреляции пролактина с E. coli (64 сутки), с S. epidermidis (186 сутки) и с C. amycolatum (после окончания изоляции) также подтверждены и регрессионным анализом, при этом пролактин (согласно уравнению регрессии) находился под воздействием этих микроорганизмов, что совпадает с данными, полученными в «сухой» иммерсии, где также количество пролактина было подвержено влиянию родов Staphylococcus spp. и Corynebacterium spp. [4]. При этом всего дважды пролактин положительно коррелировал с представителями протективной микрофлоры: однократно с L. vaginalis и L. crispatus. При этом отрицательная корреляция с лактобациллами чаще встречалась у пролактина по сравнению с эстрадиолом. Пролактин — это гормон, вырабатываемый гипофизом, и его уровень в крови регулируется физиологическими факторами, такими как стресс, физическая нагрузка, беременность, и некоторыми заболеваниями. Это позволяет предположить, что поддержание оптимального уровня эстрадиола и недопустимость повышения пролактина выше физиологической нормы в конкретный период менструального цикла являются ключевыми не только для эндокринной и половой систем, но и для поддержания нормального баланса вагинальной микробиоты.

Результаты факторного анализа также позволили выявить наиболее часто встречающиеся ассоциации микроорганизмов: положительно коррелировали между собой стафилококки (например, встречались сочетания S. epidermidi и S. haemolyticus; S. aureus и S. haemolyticus; S. haemolyticus и S. lugdinensis), а также стафилококки и A. neuii. Отдельный интерес представляет отмеченная дважды положительная корреляция S. haemolyticus и L. jensenii. Большинством исследователей отмечается конкурентные отношения между стафилококками и лактобациллами. Формируемая S. haemolyticus биопленка, может служить физическим барьером, ограничивающим доступ лактобацилл к питательным веществам, что создает неблагоприятные условия для поддержания популяции лактобацилл [7]. Таким образом, вопрос о взаимосвязи данных видов микроорганизмов остается открытым.

При этом в конкуретных отношениях находились коринебактерии и L. crispatus (дважды отмечена отрицательная корреляция между разными видами коринебактерий и L. crispatus), актиномицеты и L. crispatus и ряд облигатно-анаэробных УПМ (G. vaginalis, P. bivia, P. anaerobius, F. magna, P. harei) и L. crispatus.

Выводы

  1. Установлено, что эстрадиол и пролактин оказывают противоположное влияние на микробиоту влагалища: эстрадиол положительно коррелирует с протективными лактобациллами (L. vaginalis, L. crispatus) и отрицательно — с большинством УПМ; пролактин демонстрирует обратную картину, по-видимому, стимулируя рост УПМ (положительная корреляция с S. epidermidis, S. haemolyticus, S. anginosus, P. anaerobius, G. vaginalis).
  2. На 64 сутки эксперимента гормональные факторы становятся доминирующими в формировании микробиоты влагалища (более 84% дисперсии), при этом пролактин демонстрирует уникальную корреляцию с E. coli и L. crispatus, что указывает на возможное влияние гормона на антагонистические отношения между этими микроорганизмами.
  3. На 123 сутки изоляции наблюдается достоверное снижение количества эстрадиола, что, вероятно, связано со стрессом после нештатной ситуации, которая заключалась в дефиците питания и воды и продолжалась с 95 по 114 сутки изоляции, а также с предстоящей «напланетной» деятельностью с 125 по 129 сутки.
  4. На 186 сутки эксперимента отмечено, что повышение уровня пролактина, вызванное стрессовыми факторами (депривация сна и планируемая «напланетная» деятельность), сопровождается увеличением количества УПМ (S. epidermidis, S. anginosus), при этом эстрадиол оказывает противоположное действие, подавляя рост этих микроорганизмов.
×

About the authors

Daria V. Komissarova

State Scientific Center of the Russian Federation — Institute of Medical and Biological Problems of the Russian Academy of Sciences

Author for correspondence.
Email: d.komisarova@yandex.ru

PhD (Biology), Leading Researcher, Head of Laboratory of Ecological and Hygienic Aspects of Habitability

Russian Federation, Moscow

T. V. Priputnevich

National Medical Research Center for Obstetrics, Gynecology and Perinatology named after Academician V.I. Kulakov

Email: d.komisarova@yandex.ru

DSc (Medicine), Associate Professor, RAS Corresponding Member, Director of the Institute of Microbiology, Antimicrobial Therapy and Epidemiology

Russian Federation, Moscow

V. V. Muravieva

National Medical Research Center for Obstetrics, Gynecology and Perinatology named after Academician V.I. Kulakov

Email: d.komisarova@yandex.ru

PhD (Biology), Senior Researcher, Department of Molecular Microbiology and Bioinformatics

Russian Federation, Moscow

A. A. Markin

State Scientific Center of the Russian Federation — Institute of Medical and Biological Problems of the Russian Academy of Sciences

Email: d.komisarova@yandex.ru

PhD (Medicine), Leading Researcher, Head of the Laboratory of Medical Biochemistry and Neuroendocrinology

Russian Federation, Moscow

O. A. Zhuravleva

State Scientific Center of the Russian Federation — Institute of Medical and Biological Problems of the Russian Academy of Sciences

Email: d.komisarova@yandex.ru

PhD (Medicine), Leading Researcher, Deputy Head of the Laboratory of Medical Biochemistry and Neuroendocrinology

Russian Federation, Moscow

V. K. Ilyin

State Scientific Center of the Russian Federation — Institute of Medical and Biological Problems of the Russian Academy of Sciences

Email: d.komisarova@yandex.ru

DSc (Medicine), Professor, RAS Corresponding Member, Head of Department of Sanitary and Hygienic Safety of Humans in Artificial Habitats, Leading Researcher, Head of Laboratory of Human Microbial Ecology

Russian Federation, Moscow

References

  1. Бурменская О.В., Байрамова Г.Р., Непша О.С., Трофимов Д.Ю., Муравьева В.В., Абакарова П.Р., Стрельченко Д.В., Кряжева В.С., Сухих Г.Г. Видовой состав лактобактерий при неспецифических вагинитах и бактериальном вагинозе и его влияние на локальный иммунитет // Акушерство и гинекология. 2014. № 1. С. 41–45. [Burmenskaya O.V., Bayramova G.R., Nepsha O.S., Trofimov D.Yu., Muravyova V.V., Abakarova P.R., Strelchenko D.V., Kryazheva V.S., Sukhikh G.G. Species composition of lactobacilli in nonspecific vaginitis and bacterial vaginosis and its effect on local immunity. Akusherstvo i ginekologiya = Obstetrics and Gynecology, 2014, no. 1, pp. 41–45. (In Russ.)]
  2. Гашев С.Н., Бетляева Ф.Х., Лупинос М.Ю. Математические методы в биологии. Анализ биологических данных в системе STATISTICA: учеб. пособие для вузов. М.: Юрайт, 2022. 207 с. [Gashev S.N., Betlyaeva F.Kh., Lupinos M.Yu. Mathematical methods in biology. Analysis of biological data in the STATISTICA system: a textbook for universities. Moscow: Yurait, 2022. 207 p. (In Russ.)]
  3. Ильин В.К., Комиссарова Д.В., Афонин Б.В., Усанова Н.А., Морозова Ю.А., Муравьева В.В., Байрамова Г.Р., Припутневич Т.В. Влияние приема пробиотиков в составе напитка брожения на микрофлору кишечника, слизистых оболочек и состояние желудочно-кишечного тракта человека // Авиакосмическая и экологическая медицина. 2022. Т. 56, № 3. С. 47–53. [Ilyin V.K., Komissarova D.V., Afonin B.V., Usanova N.A., Morozova Yu.A., Muravyova V.V., Bayramova G.R., Priputnevich T.V. The effect of taking probiotics as part of a fermented drink on the intestinal microflora, mucous membranes and the state of the human gastrointestinal tract. Aviakosmicheskaya i ekologicheskaya meditsina = Aerospace and Environmental Medicine, 2022, vol. 56, no. 3, pp. 47–53. (In Russ.)] doi: 10.21687/0233-528x-2022-56-3-47-53
  4. Комиссарова Д.В., Ильин В.К., Маркин А.А., Журавлева О.А., Воронцов А.Л. Взаимосвязь уровней гормонов и численности микроорганизмов вагинального биотопа у женщин в эксперименте с 5-суточной «сухой» иммерсией // Физиология человека. 2025. Т. 51, № 1. С. 110–122. [Komissarova D.V., Ilyin V.K., Markin A.A., Zhuravleva O.A., Vorontsov A.L. The relationship between hormone levels and the number of microorganisms in the vaginal biotope of women in an experiment with 5-day “dry” immersion. Fiziologiya cheloveka = Human Physiology, 2025, vol. 51, no. 1, pp. 110–122. (In Russ.)] doi: 10.31857/S0131164625010103
  5. Ли С.С., Орешака О.В. Оценка клинико-лабораторных показателей состояния полости рта и слюнных желез у женщин с хирургической менопаузой на фоне системной заместительной гормональной терапии // Проблемы стоматологии. 2018. № 1. С. 26–32. [Lee S.S., Oreshaka O.V. Evaluation of clinical and laboratory parameters of the oral cavity and salivary glands in women with surgical menopause during systemic hormone replacement therapy. Problemy stomatologii = Actual Problems of Dentistry, 2018, no. 1, pp. 26–32. (In Russ.)] doi: 10.18481/2077-7566-2018-00005
  6. Черкасов С.В., Гладышева И.В., Бухарин О.В. Симбиотические взаимодействия коринебактерий и лактобацилл в реализации окислительных механизмов антагонизма // Журнал микробиологии, эпидемиологии и иммунобиологии. 2012. Т. 89, № 6. С. 13–16. [Cherkasov S.V., Gladysheva I.V., Bukharin O.V. Symbiotic interactions of corynebacteria and lactobacilli in the implementation of oxidative mechanisms of antagonism. Zhurnal mikrobiologii, epidemiologii i immunobiologii = Journal of Microbiology, Epidemiology and Immunobiology, 2012, vol. 89, no. 6, pp. 13–16. (In Russ.)]
  7. Aniba R., Dihmane A., Raqraq H., Ressmi A., Nayme K., Timinouni M., Barguigua A. Molecular and phenotypic characterization of biofilm formation and antimicrobial resistance patterns of uropathogenic Staphylococcus haemolyticus isolates in Casablanca, Morocco. Diagn. Microbiol. Infect. Dis., 2024, vol. 110: 116483. doi: 10.1016/j.diagmicrobio.2024.116483
  8. Farage M.A., Miller K.W., Sobel J.D. Dynamics of the Vaginal Ecosystem — Hormonal Influences. Infect. Dis. Res. Treat., 2010, vol. 3: S3903. doi: 10.4137/IDRT.S3903
  9. Gimunová M., Paludo A.C., Bernaciková M., Bienertova-Vasku J. The effect of space travel on human reproductive health: a systematic review. Microgravity, 2024, vol. 10, no. 1: 10. doi: 10.1038/s41526-024-00351-1
  10. Isayenko O.Y. Synergistic activity of filtrates of Lactobacillus rhamnosus and Saccharomyces boulardii and antibacterial preparations against Corynebacterium spp. Regul. Mech. Biosyst., 2019, vol. 10, no. 4, pp. 445–456. doi: 10.15421/021966
  11. Kaur H., Merchant M., Haque M.M., Mande S.S. Crosstalk Between Female Gonadal Hormones and Vaginal Microbiota Across Various Phases of Women’s Gynecological Lifecycle. Front. Microbiol., 2020, vol. 11: 551. doi: 10.3389/fmicb.2020.00551
  12. Mathyk B., Imudia A.N., Quaas A.M., Halicigil C., Karouia F., Avci P., Nelson N.G., Guzeloglu-Kayisli O., Denbo M., Sanders L.M., Scott R.T., Basar M., Guevara-Cerdan A.P., Strug M., Monseur B., Kayisli U.A., Szewczyk N., Mason C.E., Young S.L., Tasoglu S., Costes S.V., Beheshti A. Understanding how space travel affects the female reproductive system to the Moon and beyond. NPJ Womens Health, 2024, vol. 2, no. 1: 20. doi: 10.1038/s44294-024-00009-z
  13. Neuman H., Debelius J.W., Knight R., Koren O. Microbial endocrinology: the interplay between the microbiota and the endocrine system. FEMS Microbiol. Rev., 2015, vol. 39, no. 4, pp. 509–521. doi: 10.1093/femsre/fuu010
  14. Zeng Y., Wang M., Gao X., Zhang D., Fu N., Zhao W., Huang Q. Clinical characteristics of patients with granulomatous lobular mastitis associated with Corynebacterium parakroppenstedtii infection and drug sensitivity analysis of the isolated strains. Ann. Clin. Microbiol. Antimicrob., 2024, vol. 23, no. 1: 95. doi: 10.1186/s12941-024-00755-7
  15. Zhou X., Brown C.J., Abdo Z., Davis C.C., Hansmann M.A., Joyce P., Foster J.A., Forney L.J. Differences in the composition of vaginal microbial communities found in healthy caucasian and black women. ISME J., 2007, vol. 1, no. 2, pp. 121–133. doi: 10.1038/ismej.2007.12

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
2. Figure 1. Dynamics of estradiol concentrations in the blood of volunteers during isolation Note. FPh — follicular phase of the menstruation cycle, LPh — luteal phase of the menstruation cycle; * — reliable difference, p < 0.05. On the Y-axis — Estradiol concentration (pg/mL); on the X-axis — sampling point: before (FPh), before (LPh), after +10 days.

Download (130KB)
3. Figure 2. Dynamics of prolactin concentrations in the blood of volunteers during isolation Note. * — reliable difference, p < 0.05. On the Y-axis — prolactin concentration (ng/ml); on the X-axis — sampling point before, after +10 days.

Download (108KB)

Copyright (c) 2026 Komissarova D.V., Priputnevich T.V., Muravieva V.V., Markin A.A., Zhuravleva O.A., Ilyin V.K.

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.

СМИ зарегистрировано Федеральной службой по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций (Роскомнадзор).
Регистрационный номер и дата принятия решения о регистрации СМИ: серия ПИ № ФС 77 - 64788 от 02.02.2016.