Introduction. The gut microbiota represents the largest part of the entire human microbiome. The formation of a stable microbiota begins at childbirth, continuing to change during life influenced by various exogenous and hereditary factors. One of such external cues is presented by closed organized collectives, where different individuals, due to the common way of life and nutrition, undergo a restructuring of the intestinal microbial communities. In addition to microbiota quantitative and qualitative changes, inter-microbial communities may also be altered (synergism, antagonism, mutualism). The aim of the study was to analyze the synergistic and antagonistic relationships between intestinal microbial communities in individuals from closed organized collectives.
Materials and methods. The study group included 120 male subjects aged 18 to 22 years, who lived within the same closed organized collectives for 9 months. Fecal samples were selected for plating prior to living in closed organized collectives (stage 1), and 9 months afterwards (stage 2). The identified microorganisms were assigned to the permanent, supplementary, or random microbiota group. To assess the relationship between pairs of genera, the Jaccard index was calculated.
Results. The results of the study showed that the synergistic relationships between members of the permanent microbiota remain stable or increase over time, which generally corresponds to the data on the properties of the obligate microbiota. Positive synergistic relationships with additional microbiota have also been identified, e.g., between Bifidobacterium spp. and the order of Lactobacillales. The synergy of these genera can effectively support normal gastrointestinal tract functioning. However, antagonistic relationships were also noted, especially between some representatives of the additional and permanent microbiota, such as Klebsiella spp. Such data may indicate a negative effect of certain microorganisms on the intestinal microbiota in a limited collective setting.
Conclusion. Further research in this field may help explain changes in microbial communities in organized collectives and develop strategies for healthy microbiota maintenance therein.
Введение. Микробиота кишечника составляет наибольшую часть всего микробиома человека. Формирование стабильной микробиоты начинается с родов, продолжая изменяться в течении жизни под действием различных экзогенных и наследственных факторов. Одними из таких внешних факторов является нахождение в закрытых организованных коллективах, где у разных лиц из-за общности быта и питания, происходит перестройка микробных сообществ кишечника. Помимо количественных и качественных изменений микробиоты, происходит и изменения во взаимоотношениях (синергизм, антагонизм, мутуализм) между микробными сообществами. Цель исследования — анализ синергических и антагонистических взаимоотношений микробных сообществ кишечника у лиц в закрытых организованных коллективах.
Материалы и методы. В группу исследования вошли 120 человек мужского пола в возрасте от 18 до 22 лет, проживавшие в пределах одного закрытого организованного коллектива на протяжении 9 месяцев. Отбирался кал для посева до начала пребывания в закрытом коллективе (1 этап), и спустя 9 месяцев после (2 этап). Идентифицированные микроорганизмы были отнесены в группу постоянной, добавочной или случайной микробиот. Для оценки связи между парами родов был рассчитан коэффициент сходства Жаккара.
Результаты. Результаты исследования показали, что синергические связи между представителями постоянной микробиоты сохраняют стабильность или усиливаются с течением времени, что в целом соответствует данным о свойствах облигатной микробиоты. Также были выявлены положительные синергические связи с добавочной микробиотой, например между Bifidobacterium spp. и порядком Lactobacillales. Синергизм данных родов способен эффективно поддерживать нормальное функционирования ЖКТ. Однако были отмечены и антагонистические взаимоотношения, особенно между некоторыми представителями добавочной и постоянной микробиоты, такими как Klebsiella spp. Такие данные могут указывать на негативное влияние некоторых микроорганизмов на микробиоту кишечника в условиях ограниченного коллектива.
Заключение. Дальнейшие исследования в этой области помогут объяснить изменения микробных сообществ в организованных коллективах и разработать стратегии для поддержания здоровой микробиоты в подобных условиях.