Состав burn: Энергетический напиток Burn Intense Energy — калорийность, полезные свойства, польза и вред, описание

Содержание

Энергетический напиток Burn Intense Energy — калорийность, полезные свойства, польза и вред, описание

Калории, ккал:

Углеводы, г:

14.3

Burn Intense Energy (Burn Максимальный заряд) – безалкогольный сильногазированный, энергетический напиток. Объем: 0, 33л.

Хранить в темном сухом месте и прохладном месте при температуре от 0 до 30 ‘C. Срок хранения согласно информации на упаковке составляет 12 месяцев.

Калорийность энергетического напитка Burn Intense Energy

Калорийность энергетического напитка Burn Intense Energy составляет 61 ккал на 100 грамм продукта.

Состав и полезные свойства энергетического напитка Burn Intense Energy

Состав энергетического напитка Burn Intense Energy: вода, сахар, регуляторы кислотности (лимонная кислота, цитрат натрия), диоксид углерода, таурин, глюкуронолактон, натуральные и идентичные натуральным ароматизаторы, красители (карамель и красный очаровательный AC), кофеин (не более 350 мг/л), консервант сорбат калия, инозитол, теобромин, экстракт гуараны, антиокислитель аскорбиновая кислота, витамины: В3 5,8 мг/л, В5 1,1 мг/л, В6 0,6 мг/л, В12 0,28 мг/л.

Глюкуронолактон — натуральный компонент пищи, содержится в красном вине, злаковых, облегчает работу печени по детоксикации организма и выведению шлаков. Минздрав рекомендует употребление 500—700 мг глюкуронолактона в сутки.

Кофеин — в сочетании с глюкозой дает прилив энергии, снижает усталость, повышает работоспособность и концентрацию внимания. Кофеин содержится во многих продуктах питания, например, в кофе, чае и шоколаде. Он обладает тонизирующим эффектом — повышает ментальную и физическую активность, способствует «сжиганию» жира в организме, способствует улучшению умственной работоспособности — улучшению концентрации внимания, увеличению времени бодрствования, улучшает реакцию. Одна баночка энергетического напитка burn содержит примерно такое же количество кофеина, как одна чашка кофе.

Таурин — аминокислота, необходимая организму для улучшения энергетического обмена (калоризатор). Таурин участвует в жизненно важных процессах человеческого организма — способствует детоксикации организма, связывая вредные вещества и ускоряя их выведение из организма. Таурин участвует в регулировании множества физиологических процессов, включая: сердечный ритм, давление, свертывание крови, возбудимость нервных клеток, выделение желчи, регулирует механизмы памяти, температуру тела, аппетит, остроту зрения, множество клеточных процессов от деления и жизненного цикла клеток до работы митохондрии — «энергетического центра» клетки. Являясь аминокислотой, таурин содержится во многих продуктах питания, например (мг/кг): Темное мясо птицы (курица — 2000, индейка — 3000), белая рыба — 1720, Кальмары — 3600, Морские гребешки — до 9000, Burn «Intense energy» — 1050.

Витамины группы В (В3, В5, В6, В12) — являются необходимыми компонентами энергетического обмена в организме, играют важную роль в нормализации обмена веществ, в частности, в синтезе и расщеплении углеводов, жиров и белков в организме человека. В-витаминный комплекс вовлечен в большое число функций организма и играет роль в метаболизме энергии. Дефицит витаминов группы В резко снижает физический и умственный потенциал. Витамин В3 важен для энергетического метаболизма на клеточном уровне. В5 (пантотеновая кислота) — мощный антиоксидант, необходим для расщепления углеводов, белков и жиров. В12 необходим для нервных клеток, красных кровяных тел и для производства ДНК.

Инозитол — универсальный компонент живых организмов, находится в них в свободном состоянии, участвует в метаболизме углеводов, играет важную роль в регулировании нервного импульса. Инозитол содержится в гусином паштете. Общее содержание в теле человека составляет около 40 г. Burn «Intense Energy» содержит 120 мг инозитола на литр (30 мг в 0,25 литровой банке).

Гуарана — тропическое растение, источник природного кофеина. Однако вклад гуараны в общий кофеин незначителен. Другая функция гуараны — ароматический компонент.

Теобромин — алкалоид, сходный по химической структуре с кофеином, тоже обладает стимулирующим действием, но в несколько раз менее интенсивным. «Спектр» стимулирующего действия теобромина другой — «управление» настроением. Он присутствует в какао, шоколаде, мате и пр. и обусловливает их горький вкус. Содержится до 10 г на 1 кг темного шоколада.

Противопоказания энергетического напитка Burn Intense Energy

Как утверждает производитель, энергетический напиток Burn Intense Energy не рекомендуется употреблять более одной банки в сутки и использование детьми в возрасте до 18 лет, беременным и кормящим матерям, лицам пожилого возраста, а так же лицам, страдающим повышенной нервной возбудимостью, бессонницей, нарушениями сердечной деятельности, гипертонической болезнью.

Burn банка Бёрн 0,5л 500 мл – цена, описание, фото

Безалкогольный сильногазированный тонизирующий (энергетический) напиток BURN

Burn – это источник энергии для активной жизни 24/7. В состав Burn входит три важных компонента – кофеин, таурин и гуарана, которые помогают снизить усталость, поддерживают работоспособность и концентрацию внимания. «Знание о том, как укрощать огонь, навсегда изменило нашу жизнь и отделило нас от всех других видов на земле. Начиная с каменного века, некоторые лучшие идеи человечества рождались вокруг огня – и BURN Energy тоже! Мы создали уникальный энергетический напиток с мягким и освежающим вкусом, который разбудит в тебе огонь. Художники, Музыканты, Атлеты и Творцы знают, что нужно, чтобы начать зажигать. Открой банку BURN Energy – и ты узнаешь сам!»

Пейте охлажденным
Вкус: ягодный
Состав: очищенная газированная вода, сахар, регуляторы кислотности (лимонная кислота, цитрат натрия), таурин, натуральные красители (антоцианин, карамель), глюкуронолактон, консерванты (сорбат калия, бензоат натрия), ароматизаторы, кофеин (не более 300 мг/л), инозитол, витамины (В3, В5, В6, В12), антиокислитель аскорбиновая кислота, экстракт гуараны.

Энергетическая ценность 100 мл: 56 ккал
Пищевая ценность 100 мл: белки / жиры — 0 г; углеводы — 13,5 г, в том числе сахара 13,5 г

витамин B₃ — 5.8 мг, витамин B₅ — 1.1 мг, витамин B₆ — 0.6 мг, витамин B₁₂ — 0.28 мкг.

Предупреждения:
Не рекомендуется употребление более 0,5 л напитка в сутки.
Не рекомендуется употребление детьми в возрасте до 18 лет, при беременности и кормлению грудью, а также лицам, страдающими повышенной нервной возбудимостью, бессонницей, артериальной гипертензией. Хранить при t° от 0° до 30°С и употребить в течение 2 часов после вскрытия.
Беречь от воздействия прямого солнечного света.
В процессе хранения допускается образование естественного осадка, обусловленного особенностями используемого сырья.

Упаковка: жестяная банка ёмкостью 500 мл, с ключом

Напиток Burn. Состав и вред напитка Burn

Свойства напитка burn

Пищевая ценность и состав | Витамины | Минеральные вещества

Сколько стоит напиток burn ( средняя цена за 1 бан.)?

Москва и Московская обл.

65 р.

Как гласит рекламный слоган энергетика Burn – это загадочный и провокационный, стильный и модный напиток. Еще в 2000 году энергетический напиток Burn начал свое триумфальное шествие по странам Европы, а несколько лет спустя занял весомое место и на российском рынке.

Вообще, под энергетиками подразумевают сильногазированные напитки, содержащие в своем составе большие количества угольной кислоты, что способствует скорейшему усвоению остальных компонентов и, как результат, наступлению эффекта от употребления подобных напитков.

Относительно напитка Burn можно сказать, что относится он именно к этой категории. Причем его повышенная популярность во многих странах мира среди самых разнообразных слоев населения в последние годы вызвала заинтересованность специалистов в области медицины и диетологии.

К примеру, ввиду неоднозначного состава напитка Burn и последствий от его употребления правительством Франции до недавнего времени производство подобных напитков было полностью запрещена, при этом в Германии и сегодня наложено табу на изготовление напитка Burn.

Состав напитка Burn

Так, в составе напитка Burn присутствует немало ингредиентов, самыми безобидными из которых признается вода, диоксид углерода и сахар. Однако именно многие другие составляющие этого энергетика вызывают опасение у специалистов.

Например, в состав напитка Burn входит тонизирующее вещество кофеин, за счет которого в сочетании с глюкозой человек получает дополнительный прилив энергии, подавляет чувство усталости, а также повышает работоспособность и концентрирует внимание.

Кроме того, в составе напитка Burn предусмотрено использование определенных пищевых добавок, влияние которых на организм человека неоднозначно. В частности, в качестве регуляторов кислотности выступают лимонная кислота и цитрат натрия. Помимо этого, в напитке содержатся такие вещества как таурин, инозитол, глюкуронолактон, экстракт гуараны, некоторые витамины наряду с пищевыми красителями и ароматизаторами.

Вред напитка Burn

Доктора предупреждают, что употребление напитка Burn, а также других энергетиков способно стать причиной возникновения проблем с сердечно-сосудистой системой, а также обернуться утомлением, бессонницей и истощением ресурсов организма. Нередко наблюдаются такие симптомы как тошнота, рвота, непродолжительная депрессия, беспокойство и возбуждение.

Кроме того, вред напитка Burn при систематическом употреблении может проявляться в развитии зависимости наподобие наркотической. Дополнительно стоит отметить, что в некоторых источниках говорится о том, что категорически не рекомендуется употреблять напиток Burn при гипертонии, заболеваниях сердца и сосудов, глаукоме, артериальной гипертензии, нарушениях сна, чувствительности к кофеину и повышенной возбудимости. Понятно, что напиток Burn не является подходящим продуктом для детей, а также беременных и кормящих женщин.

Калорийность напитка burn 61.3 кКал

Энергетическая ценность напитка burn (Соотношение белков, жиров, углеводов — бжу):

Белки: 0 г. (~0 кКал)
Жиры: 0 г. (~0 кКал)
Углеводы: 14.3 г. (~57 кКал)

Энергетическое соотношение (б|ж|у): 0%|0%|93%

Рецепты с напитком burn

Пропорции продукта. Сколько грамм?

в 1 чайной ложке 5 граммов
в 1 столовой ложке 18 граммов
в 1 стакане 250 граммов
в 1 банке 500 граммов

Витамины

Аналоги и похожие продукты

Отзыв на фиолетовый энергетик Берн (Burn) Тропический микс: состав, фото

Производитель: ООО «Кока-Кола ЭйБиСи Евразия»

Происхождение: Нижний Новгород, Россия

На отзыве фиолетовый энергетик Берн (Burn Energy Drink) Тропический микс. Попробуем этот вид энергетического напитка на вкус. Узнаем его состав, калорийность, уровень сахара и калорий. Тут же дадим фото банки и фотографию её содержимого. Начнём.

Состав фиолетового энергетика Берн Тропический микс

Купил фиолетовую банку 0,449 л (449 мл) этого энергетика в гипермаркете «Окей» вместе с ещё одним видом (вкусом). Уже 3 варианта этого бренда попробовал до того, поэтому захотелось и другие типы продегустировать. Вот делюсь с вами своими впечатлениями.

Burn Energy Drink Тропический микс – это безалкогольный сильно газированный тонизирующий (энергетический) напиток. В составе: вода, сахар, регуляторы кислотности (лимонная кислота, цитрат натрия), таурин (230 мг/100 мл), ароматизаторы, консерванты (сорбат калия, бензоат натрия), кофеин (не более 30 мг/100 мл), ниацин, пантотеновая кислота, инозитол (2 мг/100 мл), краситель антоцианы, витамины В6 и В12.

Состав более чем классический – вода с сахаром, красителем и ароматизаторами. Тонизирует (бодрит) таурином, кофеином и витаминами. Классика классическая.

Сахара здесь 13,7 гр на 100 мл или порядка 9-11 чайных ложек на эту банку, что очень много. Калорийность равна 58 ккал (кило калорий) на 100 мл или 260 ккал (килокалорий) на эту банку в 0,449 л (449 мл). Но давайте уже пробовать.

Вкус фиолетового энергетического напитка Burn Тропический микс

В стакан налил энергетический напиток фиолетово-розового цвета. Ароматика довольно сильная и вполне знакома любителям энерго-напитков. Коктейль их экзотических ароматов: ананас, манго, апельсин. Ананаса больше всего.

Во вкусе фиолетовый энергетик Бёрн Тропический микс с мощной кислинкой, но и довольно сильно сладковат. Вновь с теми же оттенками Тропиков – ананас, манго, апельсин и прочие экзотические фрукты. Плюс, аскорбинка и какая-то кондитерская часть (типа крема с торта).

Мой отзыв на фиолетовый энергетик Бёрн (Burn) Тропический микс

Вполне вкусно и весьма приятно. Вот только уже очень заезжено. С подобным вкусом я перепробовал уже множество энергетических напитков. Этот лишь отличается цветом. Обычно подобные виды (типы) жёлто-оранжевые. Этот же фиолетово-розовый. Ну и чуть вкуснее и субъективно натуральнее. Но, в целом, мало отличается от прочих.

Цена только у фиолетового энергетика Бёрн (Burn Energy Drink) Тропический микс уж больно высокая. За эти деньги можно взять 2 банки с очень похожим вкусом и ароматом от менее раскрученных брендов. Поэтому я не стану впрямую рекомендовать купить именно этот вариант. Он действительно хорош, но стоимость завышена, как по мне.

На этом мой отзыв завершён. Большое спасибо, что прочли моё мнение (обзор) и заглянули к нам на сайт!

Калорийность BURN. Химический состав и пищевая ценность.

Химический состав и анализ пищевой ценности

Пищевая ценность и химический состав

«BURN».

В таблице приведено содержание пищевых веществ (калорийности, белков, жиров, углеводов, витаминов и минералов) на 100 грамм съедобной части.

Нутриент	Количество	Норма**	% от нормы в 100 г	% от нормы в 100 ккал	100% нормы
Калорийность	55 кКал	1684 кКал	3.3%	6%	3062 г
Углеводы	13.2 г	219 г	6%	10.9%	1659 г
Витамины
Витамин В5, пантотеновая	0.11 мг	5 мг	2.2%	4%	4545 г
Витамин В6, пиридоксин	0.06 мг	2 мг	3%	5.5%	3333 г
Витамин В9, фолаты	0.028 мкг	400 мкг			1428571 г
Прочие вещества
Кофеин	32 мг	~

Энергетическая ценность BURN составляет 55 кКал.

Основной источник: Создан в приложении пользователем. Подробнее.

** В данной таблице указаны средние нормы витаминов и минералов для взрослого человека. Если вы хотите узнать нормы с учетом вашего пола, возраста и других факторов, тогда воспользуйтесь приложением «Мой здоровый рацион».

MusclePharm Fitmiss Burn (90 капс.) — состав на русском языке

Состав

Порция 2 капсулы
Количество порций 45
Витамин В3 (ниацинамид) 2 мг
Витамин В5 (Кальция D-пантотенат) 2 мг
Магний (магния глюконат) 3 мг
Цинк (цинк монометионин) 666 мкг
Хром (хром полиникотинат) 66 мг
Калий (калий аспартат) 1.16

6 ступенчатая система жиросжигания 1447 мг
Этап 1 и 2. Энергия и расщепление жиров
Экстракт гуараны, экстракт семян (Paullinia Cupana) (22% кофеина), кофеин безводный (100 мг), пироглютомат, экстракт зеленого чая (40% EGCG) (камелия китайская) (листья), папаин, Парагвайский чай(листья), Йохимбин HCL

Этап 3. Снижение аппетита
Глюкоман (Amorphophallus Konjac) (корень), кетоны малины, гуаровая камедь, Со пальметто (Serenoa Repens) (ягода), альфа-липоевая кислота, Джимнема Сильвестра(листья), элеутерокок колючий (Eleutherococcus senticosus)(корень), ФО-ти(Polygonum Multiforum)(корень), D-биотин, экстракт банана(1% коросолиевой кислоты)(Lagerstroemia Speciosa)(листья), Каенский перец 40,000HU/g(Capsicum annum),кальция малат, белая фасоль(Phaseolous Vulgaris)(бобы), хром полиникотинат

Этап 4. Антистресс и повышение настроения
Куркума длинная(корень), корень женьшеня, 5-HTP(гидрокситриптофан)(Griffonia Simplicifolia)(семена), эхинацея узколистная(корень), чеснок(Alium Sativum)

Этап 5. Комплекс для выведения излишков воды
Толокнянка обыкновенная(Arctostaphylos Uva-Ursi)(листья)(содержит арбутин, метил-арбутин), одуванчик(Taraxacum Officinale)(корень), экстракт 20:1(содержит тараксол и тараксерол),калия аспартат

Этап 6. Улучшение пищеварения за счет ферментов
DigeSeb(смесь амилазы, протеазы, липаза, лактаза, HemiSEB целлюлаза, мальтаза, инвертаза, бромелайн, Peptizyme SP, папаин и альфа-галактозидаза), миндальное масло, сахарная кукуруза, бурая водоросль(Ascophyllum nodosum), яблочный пектин.

Ингридиенты: желатин, магния стеарат, целлюлоза микрокристалическая, титана диоксид

NEW NORDIC CHILI BURN таблетки, 60 шт.

Пищевые добавки и диетическое питание

В формуле Chili Burn содержится однолетний острый перец, галлат эпигаллокатехина из экстракта зелёного чая, магний и витамины группы В.

Эффективность Chili Burn заключается в его уникальном составе. Хром помогает обеспечить нормальный обмен макроэлементов. Магний, ниацин, пантотеновая кислота, витамины B1, B2, B6, B12 помогают обеспечить нормальный обмен веществ для получения энергии.

CHILI BURN таблетки, 60 шт.

15,74 €

22,49 €*

15.74 22.49 EUR

15,74 €

22,49 €*

15.74 22.49 EUR

Возраст:	С 11 лет
Предупреждения:	Не принимать натощак.
Форма товара для лекарств, пищевых добавок и медицинских препаратов:	таблетки
Подходит для:	Для мужчин и женщин
Подходит для пациентов с диабетом:	Нет

Принимать 2 таблетки в день во время еды, одну таблетку с утра и одну таблетку вечером.

dikalcija fosfāts (E341), trikalcija fosfāts(E341), zaļās tējas lapu ekstrakts (30% epigallokatehīns), Niacīns, Magnijs, Pantotēnskābe, čili piparu augļu ekstrakts (0,5% kapsaicīns), mikrokristāliskā celuloze (E460), hidroksipropilmetilceluloze (E464), titāna dioksīds (E171), Karnaubvasks(E903), taukskābju magnija sāļi (E470b), šķērsšūtās karboksimetilcelulozes nātrija sāls (E468), dzelzs oksīdi (E172), B6 vitamīns, B2 vitamīns, B1 vitamīns, Hroms, B12 vitamīns

Влияет ли сила ожогов на разнообразие и состав растительного сообщества в смешанных хвойных лесах межгорного западного побережья США через десять лет после пожара? | Fire Ecology

Abatzoglou, J.T., and A.P. Williams. 2016. Влияние антропогенного изменения климата на лесные пожары в лесах западной части США. Труды Национальной академии наук 113: 11770–11775 https://doi.org/10.1073/pnas.1607171113.

CAS Статья Google Scholar

Эйджи, Дж.К. 1993. Пожарная экология лесов северо-запада Тихого океана . Вашингтон, округ Колумбия: Island Press.

Google Scholar

Андерсон, М.Дж. 2006. Дистанционные тесты на однородность многомерных дисперсий. Биометрия 62: 245–253 https://doi.org/10.1111/j.1541-0420.2005.00440.x.

PubMed Статья PubMed Central Google Scholar

Андерсон, М.J., K.E. Эллингсен, Б. Макардл. 2006. Многомерная дисперсия как мера бета-разнообразия. Ecology Letters 9: 683–693 https://doi.org/10.1111/j.1461-0248.2006.00926.x.

PubMed Статья PubMed Central Google Scholar

Арно, С.Ф. 1980. История лесных пожаров в северных Скалистых горах. Лесной журнал 78: 460–465.

Google Scholar

Барберо, Р., J.T. Абацоглу, Н. Ларкин, К. Колден и Б.Дж. Стокс. 2015. Изменение климата представляет собой повышенную вероятность возникновения очень крупных пожаров в прилегающих к нему Соединенных Штатах. International Journal of Wildland Fire 27: 892–899 https://doi.org/10.1071/WF15083.

Артикул Google Scholar

Bowman, D.M.J.S., G. Williamson, C.A. Колден, Дж. Абацоглу, М.А.Кокрейн и А.М.С. Смит. 2017. Воздействие на человека и чувствительность к глобальным экстремальным лесным пожарам. Nature Ecology & Evolution 1: 0058 https://doi.org/10.1038/s41559-016-0058.

Артикул Google Scholar

Bradley, B.A., C.A. Кертис, Э. Фуско, Дж. Абацоглу, Дж. Балч, С. Дадаши, М.-Н. Туанму. 2018. Распространение Cheatgrass ( Bromus tectorum ) в межгорных районах на западе США и его связь с частотой, сезонностью и возгоранием. Биологические вторжения 20: 1493–1506 https: // doi.org / 10.1007 / s10530-017-1641-8.

Артикул Google Scholar

Bright, B.C., A.T. Худак, Э.К. Стрэнд, А. Ньюингем, А. Г. Смит, Д. Х. Хаммонд, Дж. М. Додж и Дж. Бонтрагер. 2019. Полевые атрибуты и спутниковые данные по теме «Как восстановление растительности и состояние топлива в прошлых пожарах влияют на топливо и управление будущими пожарами в пяти западных экосистемах США». Форт-Коллинз, Колорадо, США: Архив данных исследований лесной службы. https: // doi.org / 10.2737 / RDS-2019-0005.

Браун, Дж. К., и Дж. К. Смит. 2000. Пожары на природных территориях в экосистемах: воздействие пожаров на флору. Общий технический отчет лесной службы Министерства сельского хозяйства США RMRS-GTR-42-vol. 2. Огден: Лесная служба Министерства сельского хозяйства США, Исследовательская станция Скалистых гор https://doi.org/10.2737/RMRS-GTR-42-V2.

Забронировать Google Scholar

Burkle, L.A., J.A. Майерс, Р. Белот. 2015. Возмущение лесными пожарами и продуктивность как движущие силы видового разнообразия растений в пространственных масштабах. Экосфера 6: 1–14 https://doi.org/10.1890/ES15-00438.1.

Артикул Google Scholar

Чарнли, С., П.А. Фишер, Э. Джонс. 2008. Традиционные и местные экологические знания о лесном биоразнообразии на северо-западе Тихого океана. Общий технический отчет Лесной службы Министерства сельского хозяйства США PNW-GTR-751. Портленд: Лесная служба Министерства сельского хозяйства США, Тихоокеанская Северо-Западная исследовательская станция https://doi.org/10.2737/PNW-GTR-751.

Коннелл, Дж.H. 1978. Разнообразие тропических дождевых лесов и коралловых рифов. Наука 199: 1302–1310 https://doi.org/10.1126/science.199.4335.1302.

CAS PubMed Статья PubMed Central Google Scholar

Cooper, S.V., K.E. Нейман, Д. Робертс. 1991. Типы местообитаний в лесах северного Айдахо: второе приближение. Общий технический отчет лесной службы Министерства сельского хозяйства США INT-236. Огден: Лесная служба Министерства сельского хозяйства США, Межгорная исследовательская станция https: // doi.org / 10.2737 / INT-GTR-236.

Забронировать Google Scholar

Додж, Дж. М. 2018. Последствия пожара после пожара в Эгли-пожарном комплексе (Орегон, США) в сухом сосновом лесу Пондероза. Диссертация на степень магистра естественных наук, Колледж природных ресурсов, Университет Айдахо, Москва, Айдахо.

Google Scholar

Донато, округ Колумбия, Б.Дж. Харви и М.Г. Тернер. 2016. Восстановление горных лесов через 24 года после Йеллоустонских пожаров 1988 года: вызванный пожарами сдвиг в нижних лесах. Экосфера 7 (8): e01410 https://doi.org/10.1002/ecs2.1410.

Артикул Google Scholar

Дюфрен М. и П. Лежандр. 1997. Видовые сообщества и индикаторные виды: необходимость гибкого асимметричного подхода. Экологические монографии 67: 345–366 https://doi.org/10.2307/2963459.

Google Scholar

Эдвардс М., Кравчук М.А., П.Дж. Бертон. 2015. Нарушение интервалов сортировки в лесах сосновой ложки, Британская Колумбия, Канада: реакция подлеска и переиздания на горного жука и пожара. Экология и управление лесами 338: 163–175 https://doi.org/10.1016/j.foreco.2014.11.011.

Артикул Google Scholar

Eidenshink, J., B. Schwind, K. Brewer, Z.L. Чжу, Б. Куэйл и С. Ховард. 2007. Проект по мониторингу тенденций тяжести ожогов. Экология пожара 3: 3–21 https://doi.org/10.4996/fireecology.0301003.

Артикул Google Scholar

French, D.H. 1965. Этноботаника индейцев северо-запада Тихого океана. Экономическая ботаника 19: 378–382 https://doi.org/10.1007/BF028.

Google Scholar

Фрайер, J.L. 2017. Ventenata dubia. В: Информационная система по пожарным воздействиям.Лесная служба Министерства сельского хозяйства США, Исследовательская станция Скалистых гор, Лаборатория пожарных наук Миссулы, Миссула, www.fs.fed.us/database/feis/plants/graminoid/vendub/all.html. По состоянию на 20 августа 2018 г.

Gibson, C.E., and P. Morgan. 2005. Полигоны истории пожаров в северных Скалистых горах 1889-2003 гг. Векторные цифровые данные. Университет Айдахо https://fs.usda.gov/Internet/FSE_DOCUMENTS/fsp5_030609.zip. По состоянию на 21 июня 2018 г.

Gilliam, F.S. 2007. Экологическое значение травяного яруса в лесных экосистемах умеренного пояса. BioScience 57: 845–858 https://doi.org/10.1641/B571007.

Артикул Google Scholar

Goetz, S.J., M.C. Мак, К. Герни, Дж. Рандерсон, Р.А. Хоутон. 2007. Реакция экосистем на недавнее изменение климата и пожары в северных высоких широтах: наблюдения и результаты моделирования на контрасте северной Евразии и Северной Америки. Письма об экологических исследованиях 2: 045031 https://doi.org/10.1088 / 1748-9326 / 2/4/045031.

Артикул Google Scholar

Halofsky, J.E., D.C. Donato, D.E. Хиббс, Дж. Л. Кэмпбелл, М. Донахи-Кэннон, Дж. Б. Фонтейн, Дж. Р. Томпсон, Р. Энтони, L.J. Kayes, B.E. Закон, Д. Петерсон, Т.А. Шпионы. 2011. Пожарные режимы смешанной степени тяжести: уроки и гипотезы экорегиона Кламат-Сискию. Экосфера 2: статья 40 https://doi.org/10.1890/ES10-00184.1.

Артикул Google Scholar

Харви, Б.Дж., Д.К. Донато и М.Г. Тернер. 2016. Высокая и засушливая: посевы саженцев деревьев в субальпийских лесах после пожаров сокращаются из-за засухи после пожаров и появления крупных выгоревших участков, заменяющих древостоя. Глобальная экология и биогеография 25: 655–669 https://doi.org/10.1111/geb.12443.

Артикул Google Scholar

Hicke, J.A., G.P. Аснер, Э. Kasischke, N.H.F. Френч, J.T. Рандерсон, Г.Дж. Коллатц, Б.Дж. Стокс, К.Дж. Такер, С.О.Лос и Си Би Филд. 2003. Анализ первичной продуктивности бореальных лесов Северной Америки после пожаров с помощью спутниковых наблюдений. Биология глобальных изменений 9: 1145–1157 https://doi.org/10.1046/j.1365-2486.2003.00658.x.

Артикул Google Scholar

Худак А.Т., П. Морган, М.Дж. Боббитт, А.М.С. Смит, С.А.Льюис, Л. Lentile, P.R. Robichaud, J.T. Кларк, Р.А. Мак-Кинли. 2007. Связь мультиспектральных спутниковых изображений с непосредственными эффектами пожара. Fire Ecology 3: 64–90 https://doi.org/10.4996/fireecology.0301064.

Артикул Google Scholar

Хьюстон, М.А. 1979. Общая гипотеза видового разнообразия. Американский натуралист 113: 81–101 https://doi.org/10.1086/283366.

Артикул Google Scholar

Хьюстон, М.А. 2014. Нарушения, продуктивность и видовое разнообразие: эмпиризм vs.логика в экологической теории. Экология 95: 2382–2396 https://doi.org/10.1890/13-1397.1.

Артикул Google Scholar

Хатчинсон, М.Ф. 2000. Руководство пользователя ANUSPLIN версия 4.1 . Канберра: Центр исследований ресурсов и окружающей среды, Австралийский национальный университет.

Google Scholar

Johnstone, J.F., C.D. Аллен, Дж.Ф. Франклин, Л.Э. Фрелих, Б.Дж. Харви, П.Е. Игера, М. Мак, Р. Минтемейер, М.Р. Мец, Г.Л.В. Перри, Т. Шеннагель и М. Тернер. 2016. Изменение режимов беспокойства, экологической памяти и устойчивости лесов. Границы экологии и окружающей среды 14: 369–378 https://doi.org/10.1002/fee.1311.

Артикул Google Scholar

Кили, Дж. Э. 2009. Интенсивность пожара, интенсивность пожара и тяжесть ожога: краткий обзор и предлагаемые способы использования. International Journal of Wildland Fire 18: 116–126 https://doi.org/10.1071/WF07049.

Артикул Google Scholar

Kemp, K.B., P.E. Игера и П. Морган. 2016. Пожарное наследие влияет на регенерацию хвойных деревьев в разных климатических условиях в северных Скалистых горах США. Ландшафтная экология 31: 619–636 https://doi.org/10.1007/s10980-015-0268-3.

Артикул Google Scholar

Кендалл, М.Г. 1938. Новая мера ранговой корреляции. Биометрика 30: 81–93 https://doi.org/10.1093/biomet/30.1-2.81.

Артикул Google Scholar

Key, C.H., and N.C. Benson. 2006. Оценка ландшафта: наземное измерение степени тяжести, составной индекс ожога, и дистанционное зондирование степени тяжести, нормализованный коэффициент ожога. В FIREMON: система мониторинга и инвентаризации пожаров. Общий технический отчет лесной службы Министерства сельского хозяйства США RMRS-GTR-164-CD .изд. Авторы: D.C. Lutes, R.E. Кин, Дж. Ф. Каратти, К. Х. Ки, Н.С. Бенсон, С. Сазерленд и Л.Дж. Ганги, LA 1 – LA 51. Форт-Коллинз: Лесная служба Министерства сельского хозяйства США, Исследовательская станция Скалистых гор.

Legendre, P., and L. Legendre. 2012. Численная экология. 3-е издание . Амстердам, Нидерланды: Эльзевир.

Лентиле, Л.Б., З.А. Холден, A.M.S. Смит, М.Дж. Фальковски, А. Худак, П. Морган, С.А.Льюис, П.Е. Гесслер и Н.С. Бенсон. 2006. Методы дистанционного зондирования для оценки характеристик активного пожара и последствий пожара. International Journal of Wildland Fire 15: 319–345 https://doi.org/10.1071/WF05097.

Артикул Google Scholar

Lentile, L.B., P. Morgan, A.T. Худак, М.Дж. Боббит, С.А.Льюис, A.M.S. Смит и П.Р. Робишо. 2007. Степень серьезности пожаров и реакция растительности после восьми крупных лесных пожаров на западе США. Экология пожара 3: 91–108 https://doi.org/10.4996/fireecology.0301091.

Артикул Google Scholar

Лентиле, L.B., A.M.S. Смит, А. Худак, П. Морган, М. Боббит, С.А. Льюис и П.Р. Робишо. 2009. Дистанционное зондирование для прогноза годового послепожарного состояния экосистемы. International Journal of Wildland Fire 18: 594–608 https://doi.org/10.1071/WF07091.

Артикул Google Scholar

Левин, Дж. М., П.Б. Адлер, С.Г. Еленик. 2004. Метаанализ биотической устойчивости к инвазиям экзотических растений. Ecology Letters 7: 975–989 https://doi.org/10.1111/j.1461-0248.2004.00657.x.

Артикул Google Scholar

Lewis, S.A., A.T. Худак, П.Р. Робишо, П. Морган, К. Саттерберг, Э. Strand, A.M.S. Смит, Дж. Замудио и Л. Лентиль. 2017. Показатели тяжести ожогов в расширенных временных масштабах: десятилетие реакции экосистемы в смешанных хвойных лесах западной Монтаны. International Journal of Wildland Fire 26: 755–771 https://doi.org/10.1071/WF17019.

Артикул Google Scholar

МакКьюн, Б. 2006. Непараметрические модели среды обитания с автоматическим взаимодействием. Journal of Vegetation Science 17: 819–830 https://doi.org/10.1111/j.1654-1103.2006.tb02505.x.

Артикул Google Scholar

МакКьюн, Б.и Дж.Б. Грейс. 2002. Анализ экологических сообществ . Гленден-Бич: Дизайн программного обеспечения MjM.

Google Scholar

McCune, B., and M.J. Mefford. 2009. HyperNiche: мультипликативное моделирование среды обитания. Версия 2.22 . Гленден-Бич: Программное обеспечение MjM.

Google Scholar

McCune, B., and M.J. Mefford. 2011. PC-ORD. Многомерный анализ экологических данных.Версия 6.22 . Гленден-Бич: Программное обеспечение MjM.

Google Scholar

McGlone, C.M., C.H. Зиг, Т. Кольб. 2011. Устойчивость к вторжению и стойкость: укоренившиеся растения побеждают, даже при нарушении и высоком давлении размножения. Биологические вторжения 13: 291–304 https://doi.org/10.1007/s10530-010-9806-8.

Артикул Google Scholar

Миллер, Дж.Д., Х. Саффорд и К. Уэлч. 2016. Использование оценок серьезности пожара после одного года пожара для оценки долгосрочных последствий пожара в хвойных лесах северной и восточной Калифорнии. Экология и управление лесами 382: 168–183 https://doi.org/10.1016/j.foreco.2016.10.017.

Артикул Google Scholar

Миллер, Дж. Д., и А. Э. Тод. 2007. Количественная оценка степени тяжести ожогов в неоднородном ландшафте с помощью относительной версии дельты нормализованного коэффициента сжигания dNBR. Дистанционное зондирование окружающей среды 109: 66–80 https://doi.org/10.1016/j.rse.2006.12.006.

Артикул Google Scholar

Morgan, P., R.E. Кин, Г. Диллон, Т. Джайн, А. Худак, Э.К. Карау, П.Г. Сиккинк, З.А. Холден, Э. Strand. 2014. Проблемы оценки степени пожара и ожога с использованием полевых измерений, дистанционного зондирования и моделирования. Международный журнал лесных пожаров 23: 1045–1060 https: // doi.org / 10.1071 / WF13058.

Артикул Google Scholar

Morgan, P., M. Moy, C.A. Дроске, С.А.Льюис, Л. Lentile, P.R. Robichaud, A.T. Худак и С.Дж.Уильямс. 2015. Реакция растительности на интенсивность ожогов, посев естественных трав и лесозаготовки. Fire Ecology 11: 31–58 https://doi.org/10.4996/fireecology.1102031.

Артикул Google Scholar

Нил, А.Р., К.Дж. Puettmann. 2013. Управление адаптационной способностью: прореживание улучшает доступность пищи для диких животных и насекомых-опылителей в условиях изменения климата. Канадский журнал исследований леса 43: 428–440 https://doi.org/10.1139/cjfr-2012-0345.

Артикул Google Scholar

Пек, Дж. Э. 2010. Многопараметрический анализ для местных экологов: пошаговые инструкции с использованием PC-ORD. Гленден-Бич, Орегон: MjM Software..

Perry, D.A., P.F. Hessburg, C.N. Скиннер, Т. Шпионы, С. Стивенс, А. Х. Тейлор, Дж. Ф. Франклин, Б. МакКомб и Г. Ригель. 2011. Экология пожарных режимов смешанной степени тяжести в Вашингтоне, Орегоне и северной Калифорнии. Экология и управление лесами 262: 703–717 https://doi.org/10.1016/j.foreco.2011.05.004.

Артикул Google Scholar

Pfister, R.D., B.L. Ковальчик, С.Ф. Арно, Р.К. Пресби. 1977 г. Типы лесных местообитаний Монтаны. Общий технический отчет лесной службы Министерства сельского хозяйства США INT-GTR-34. Огден: Лесная служба Министерства сельского хозяйства США, Опытная станция между горными лесами и пастбищами. https://www.fs.usda.gov/treesearch/pubs/41077. По состоянию на апрель 2019 г.

Rehfeldt, G.E., J.J. Уорролл, С. Маркетти, Н.Л. Крукстон. 2015. Адаптация управления лесами к изменению климата с использованием биоклиматических моделей с топографическими драйверами. Лесное хозяйство 88: 528–539 https://doi.org/10.1093/forestry/cpv019.

Артикул Google Scholar

Рехфельдт, Г.Л. 2006. Сплайн-модель климата для западной части Соединенных Штатов. Общий технический отчет лесной службы Министерства сельского хозяйства США RMRS-GTR-165. Форт-Коллинз: Лесная служба Министерства сельского хозяйства США, Исследовательская станция Скалистых гор https://doi.org/10.2737/RMRS-GTR-165.

Забронировать Google Scholar

Робертс Д.У. и С.В. Купер. 1989. Концепции и методы картографирования растительности.В: Proceedings — Классификация земель на основе растительности: приложения для управления ресурсами. Общий технический отчет INT-GTR-257 . изд. автор: D.E. Фергюсон, П. Морган и Ф.Д. Джонсон, 90–96. Огден: Лесная служба Министерства сельского хозяйства США, Межгорная исследовательская станция.

Робертс М.Р. 2004. Реакция травяного яруса на естественное нарушение в лесах Северной Америки. Канадский журнал ботаники 82: 1273–1283 https://doi.org/10.1139/b04-091.

Артикул Google Scholar

Romme, W.Х., М.С. Бойс, Р. Грессвелл, Э. Меррилл, Г. Миншалл, К. Уитлок и М. Тернер. 2011. Двадцать лет после Йеллоустонских пожаров 1988 года: уроки о нарушениях и экосистемах. Экосистемы 14: 1196–1215 https://doi.org/10.1007/s10021-011-9470-6.

Артикул Google Scholar

Romme, W.H., T.G. Уитби, Д. Тинкер, М. Тернер. 2016. Детерминированные и стохастические процессы приводят к расхождению в растительных сообществах через 25 лет после Йеллоустонских пожаров 1988 года. Экологические монографии 86: 327–351 https://doi.org/10.1002/ecm.1220.

Артикул Google Scholar

Шеннон, C.E. 1948. Математическая теория коммуникации. Bell System Technical Journal 27: 379–423 https://doi.org/10.1002/j.1538-7305.1948.tb01338.x.

Артикул Google Scholar

Shea, K., S.H. Роксбург, Э.С.Дж. Раушерт.2004. Переход от модели к процессу: механизмы сосуществования при промежуточных режимах возмущений. Ecology Letters 7: 491–508 https://doi.org/10.1111/j.1461-0248.2004.00600.x.

Артикул Google Scholar

Smith, A.M.S., A.F. Talhelm, D.M. Джонсон, А. Спаркс, К. Единак, К. Апостол, В.Т. Тинкхэм, К.А. Колден, Дж. Абацоглу, Я. Лутц, А. Дэвис, К. Pregitzer, H.D. Адамс, Р.Л.Кременс. 2017 г.Воздействие доз плотностной энергии излучения огня на физиологию и гибель проростков Pinus contorta и Larix occidentalis . International Journal of Wildland Fire 26: 82–94 https://doi.org/10.1071/WF16077.

Артикул Google Scholar

Спаркс, A.M., A.M.S. Смит, А.Ф. Талхельм, К.А. Колден, К. Единак, Д. Джонсон. 2017. Воздействие потока излучения огня на рост зрелых Pinus ponderosa и уязвимость к вторичным агентам смертности. International Journal of Wildland Fire 26: 95–106 https://doi.org/10.1071/WF16139.

Артикул Google Scholar

Стивенс-Руманн, К.С., К.Б. Кемп, П. Игера, Б.Дж. Харви, М. Ротер, Д.К. Донато, П. Морган и Т. Т. Веблен. 2018. Доказательства снижения устойчивости лесов к лесным пожарам в условиях изменения климата. Ecology Letters 21: 243–252 https://doi.org/10.1111/ele.12889.

Артикул Google Scholar

Стивенс-Руманн, К.С., Морган П. 2016. Повторяющиеся лесные пожары нарушают восстановление лесов смешанных хвойных экосистем. Экологические приложения 26: 1842–1853 https://doi.org/10.1890/15-1521.1.

PubMed Статья PubMed Central Google Scholar

Стикни П.Ф. и Р. Б. Кэмпбелл мл. 2000. База данных по ранней сукцессии после пожаров в северных лесах Скалистых гор. Общий технический отчет лесной службы Министерства сельского хозяйства США RMRS-GTR-61CD. Огден: Лесная служба Министерства сельского хозяйства США, Исследовательская станция Скалистых гор https: // doi.org / 10.2737 / RMRS-GTR-61.

Strand, E.K., S.C. Bunting, and R.F. Киф. 2013. Влияние лесных пожаров вдоль сукцессионного градиента в полынных степях и западных можжевеловых редколесьях. Экология и управление пастбищами 66: 667–679 https://doi.org/10.2111/REM-D-13-00051.1.

Артикул Google Scholar

Свейкар, Т., К. Бойд, К. Дэвис, Э. Хамерлинк и Л. Свейкар. 2018. Проблемы и ограничения восстановления местных видов в Большом бассейне, США. Экология растений 218: 81–94 https://doi.org/10.1007/s11258-016-0648-z.

Артикул Google Scholar

Тингли, М.В., В. Руис-Гутьеррес, Р.Л. Вилкерсон, К.А. Хауэлл и Р. Б. Сигел. 2016. Пироразнообразие способствует разнообразию птиц в течение десятилетия после лесного пожара. Труды Королевского общества B 283: 20161703 https://doi.org/10.1098/rspb.2016.1703.

PubMed Статья PubMed Central Google Scholar

Тернер, М.Г., W.H. Ромме и Р.Х.Гарднер. 1999. Неоднородность до пожара, интенсивность пожара и раннее восстановление растений после пожара в субальпийских лесах Йеллоустонского национального парка, Вайоминг. International Journal of Wildland Fire 9: 21–36 https://doi.org/10.1071/WF99003.

Артикул Google Scholar

USDA NRCS [Служба сохранения природных ресурсов Министерства сельского хозяйства США]. 2018. База данных РАСТЕНИЯ . Национальная группа данных по растениям, Гринсборо http: // растения.usda.gov. По состоянию на 10 декабря 2018 г.

Wallace, J.M., P.L.S. Павек, Т. Пратер. 2015. Экологические характеристики Ventenata dubia в Межгорной зоне северо-запада Тихого океана. Наука и управление инвазивными растениями 8: 57–71 https://doi.org/10.1614/IPSM-D-14-00034.1.

CAS Статья Google Scholar

Ван Г.Г. и К.Дж. Кембалл. 2005. Влияние суровости пожара на раннее развитие подлеска. Канадский журнал исследований леса 35: 254–262 https://doi.org/10.1139/x04-177.

Артикул Google Scholar

Weiner, N.I., E.K. Стрэнд, С.С.Бантинг, A.M.S. Смит. 2016. Влияние распределения навоза на характер восстановления растительности после пожаров в полынной степи. Экосистемы 19: 1196–1209 https://doi.org/10.1007/s10021-016-9994-x.

Артикул Google Scholar

Уиттакер, Р.Х. 1972. Эволюция и измерение видового разнообразия. Таксон 21: 213–251 https://doi.org/10.2307/1218190.

Артикул Google Scholar

Willms, J., A. Bartuszevige, D.W. Швильк, П. Кеннеди. 2017. Влияние прореживания и выжигания на подлесок в Северной Америке: метаанализ. Экология и управление лесами 392: 184–194 https://doi.org/10.1016/j.foreco.2017.03.010.

Артикул Google Scholar

Винекоп, М.Д., П. Морган, Э. Стрэнд и Ф. Санчес Тригуэрос. 2019. Возвращаясь к огню suméŝ: изучение междисциплинарного подхода к включению традиционных знаний в методы обработки топлива. Экология пожара 15. https://doi.org/10.1186/s42408-019-0030-3.

Zouhar, K. 2011. Centaurea stoebe . В: Информационная система по пожарным воздействиям, Лесная служба Министерства сельского хозяйства США, Исследовательская станция Скалистых гор, Лаборатория пожарных наук Миссулы. Миссула, Монтана. https: //www.fs.fed.нас / база данных / feis / растения / разрушение / censtom / all.html. По состоянию на 20 августа 2018 г.

Ожоги и раны | Johns Hopkins Medicine

Ожоги — это тип болезненных ран, вызванных воздействием тепловой, электрической, химической или электромагнитной энергии. Курение и открытое пламя являются основными причинами ожогов у пожилых людей. Ошпаривание — основная причина ожоговых травм у детей. И младенцы, и пожилые люди подвергаются наибольшему риску ожоговой травмы.

Какие бывают ожоги?

Существует множество видов ожогов, вызванных термическим, радиационным, химическим или электрическим контактом.

Термические ожоги. Эти ожоги вызваны источниками тепла, которые повышают температуру кожи и тканей и вызывают гибель или обугливание тканевых клеток. Горячие металлы, обжигающие жидкости, пар и пламя при контакте с кожей могут вызвать термические ожоги.
Радиационные ожоги. Эти ожоги вызваны длительным воздействием ультрафиолетовых лучей солнца или других источников излучения, таких как рентгеновские лучи.
Химические ожоги. Эти ожоги вызваны попаданием сильных кислот, щелочей, моющих средств или растворителей на кожу или в глаза.
Электрические ожоги. Эти ожоги от электрического тока, переменного (AC) или постоянного (DC).

Кожа и ее функции

Кожа — самый большой орган тела, выполняющий множество важных функций. Он состоит из нескольких уровней, каждый из которых выполняет определенные функции:

Слой	Функция
Эпидермис	Эпидермис — это тонкий внешний слой кожи, состоящий из множества слоев: Роговой слой (роговой слой) Этот слой состоит из клеток, содержащих протеин кератин.он удерживает жидкость в организме, удерживая внешние вещества. Как самый внешний слой, он постоянно отслаивается. Кератиноциты (плоскоклеточные клетки) Этот слой состоит из живых клеток, которые созревают и движутся к поверхности, становясь роговым слоем. Базальный слой В этом слое делятся новые клетки кожи, заменяя старые клетки, отошедшие на поверхность. Эпидермис также содержит меланоциты, которые являются клетками, производящими меланин (пигмент кожи).
Dermis	Дерма — средний слой кожи. В дерме содержится: Кровеносные сосуды Лимфатические сосуды Волосяные фолликулы Потовые железы Коллагеновые пучки Фибробласты Нервы Дерма удерживается вместе с помощью белка , коллагена , производимого фибробластами.Этот слой также содержит нервные окончания, которые передают болевые и сенсорные сигналы.
Subcutis	Подкожный слой — самый глубокий слой кожи. Подкожный слой, состоящий из сети коллагеновых и жировых клеток, помогает сохранять тепло тела и защищает его от травм, действуя как «амортизатор».«

Кожа служит не только защитным экраном от тепла, света, травм и инфекций, но и:

Каковы классификации ожогов?

Ожоги классифицируются как ожоги первой, второй или третьей степени, в зависимости от того, насколько глубоко и сильно они проникают на поверхность кожи.

Ожоги первой степени (поверхностные)
Ожоги первой степени поражают только эпидермис или внешний слой кожи.Место ожога красное, болезненное, сухое, без пузырей. Примером может служить легкий солнечный ожог. Долговременное повреждение тканей встречается редко и обычно связано с увеличением или уменьшением цвета кожи.
Ожоги второй степени (частичная толщина)
Ожоги второй степени затрагивают эпидермис и часть дермы кожи. Место ожога выглядит красным, покрытым волдырями, может быть опухшим и болезненным.
Ожоги третьей степени (полной толщины)
Ожоги третьей степени разрушают эпидермис и дерму.Ожоги третьей степени также могут повредить подлежащие кости, мышцы и сухожилия. Когда также обжигаются кости, мышцы или сухожилия, это можно назвать ожогом четвертой степени. Место ожога кажется белым или обугленным. В этой области нет ощущения, так как нервные окончания разрушены.

Более тяжелые и обширные ожоги требуют специального лечения. Поскольку возраст пострадавшего от ожога и процент обожженной площади поверхности тела являются наиболее важными факторами, влияющими на прогноз ожоговой травмы, Американская ожоговая ассоциация рекомендует лечить ожоговых пациентов, которые соответствуют следующим критериям, в стационаре. специализированный ожоговый центр:

Лица с ожогами частичной толщины, превышающими 10% или более общей площади поверхности тела (TBSA)
Любой возраст с ожогом на всю толщину
Ожоги лица, рук, ног, паха или области гениталий или ожоги, охватывающие часть тела
Ожоги, сопровождавшиеся травмой дыхательных путей или легких при вдыхании
Ожоговые пациенты с хроническими заболеваниями, такими как диабет, высокое кровяное давление, болезни сердца, почек или рассеянный склероз
Предполагаемое жестокое обращение с детьми или пожилыми людьми
Химический ожог
Электротравма

Последствия ожогов

Сильный ожог может стать серьезной разрушительной травмой — не только физически, но и эмоционально.Это может затронуть не только пострадавшего от ожога, но и всю семью. Люди с тяжелыми ожогами могут потерять определенные физические способности, включая потерю конечностей, обезображивание, потерю подвижности, рубцы и рецидивирующие инфекции, поскольку обожженная кожа снижает способность бороться с инфекцией. Кроме того, сильные ожоги могут проникать в глубокие слои кожи, вызывая повреждение мышц или тканей, которое может повлиять на все системы организма.

Ожоги также могут вызывать эмоциональные проблемы, такие как депрессия, кошмары или воспоминания о травмирующем событии.Потеря друга или члена семьи и вещи в огне может усугубить эмоциональное воздействие ожога.

Бригада ожоговой реабилитации

Поскольку тяжелые ожоги могут повлиять на очень многие функции и системы организма, необходимость в реабилитации становится еще более острой.

Во многих больницах есть специализированные ожоговые отделения или центры, а некоторые учреждения предназначены исключительно для реабилитации ожоговых больных. Пациенты с ожогами нуждаются в высокоспециализированных услугах медицинских специалистов, которые работают вместе в многопрофильной команде, в том числе:

Врачи
Пластические хирурги
Интернисты
Хирурги-ортопеды
Специалисты-инфекционисты
Медсестры-реабилитологи, специализирующиеся на лечении ожогов
Психологи / психиатры
Физиотерапевты
Эрготерапевты
Респираторные терапевты
Диетологи
Социальные работники
Кураторы
Психотерапевты
Консультанты по профессиональному обучению

Программа реабилитации после ожогов

Реабилитация после ожога начинается во время острой фазы лечения и может длиться от нескольких дней до нескольких месяцев или лет, в зависимости от степени ожога.Реабилитация предназначена для удовлетворения конкретных потребностей каждого пациента; поэтому каждая программа индивидуальна. Цели программы реабилитации после ожогов включают помощь пациенту в возвращении к максимально возможному уровню функциональности и независимости при одновременном улучшении общего качества жизни — физического, эмоционального и социального.

Для достижения этих целей программы ожоговой реабилитации могут включать следующее:

Комплексный уход за ранами
Обезболивание
Физиотерапия для позиционирования, наложения шин и упражнений
Трудотерапия для помощи в повседневной деятельности (ADL)
Косметическая реконструкция
Прививка кожи
Консультации по поводу общих эмоциональных реакций во время выздоровления, таких как депрессия, горе, тревога, чувство вины и бессонница
Обучение и консультирование пациентов и их семей
Консультации по питанию

Достижения в понимании и лечении ожогов, современные ожоговые отделения и оборудование, комплексные услуги по реабилитации после ожогов и комплексная медицинская помощь — все это способствовало увеличению выживаемости и выздоровления ожоговых пациентов.

Продолжить чтение

Тяжелая ожоговая травма изменяет состав кишечной микробиоты и нарушает кишечный барьер у мышей

Задний план: Целостность кишечного барьера имеет решающее значение для поддержания гомеостаза кишечника, а механизмы нарушения кишечного барьера, вызванные ожоговым повреждением, остаются неясными.Это исследование было направлено на изучение изменений кишечной микробиоты и барьерной функции у обожженных мышей с целью дальнейшего понимания механизмов дисфункции кишечного барьера, вызванной ожогами.

Методы: Образцы были взяты от мышей, получивших полные ожоги 30% общей площади поверхности тела (TBSA). Определяли кишечную проницаемость, экспрессию белков плотного соединения, локализацию zonula occludens-1 (ZO-1), экспрессию воспалительных цитокинов и содержание короткоцепочечных жирных кислот (SCFA).Микробное сообщество оценивали с помощью секвенирования 16S рДНК Illumina.

Результаты: Кишечная проницаемость увеличивалась после тяжелой ожоговой травмы, достигая максимума через 6 часов после ожога, примерно в 20 раз по сравнению с контролем ( p <0,001). Экспрессия белков плотных контактов (ZO-1, окклюдин, клаудин-1 и клаудин-2) была значительно изменена ( p <0.05). Морфология ZO-1 резко изменилась после ожоговой травмы. Содержание SCFA в кале (ацетат, пропионат, бутират, изобутират и изовалерат) заметно снизилось после ожоговой травмы ( p <0,05). Экспрессия провоспалительных цитокинов (интерлейкин (ИЛ) -1β и ИЛ-6) в слизистой оболочке подвздошной кишки была увеличена, тогда как экспрессия противовоспалительных цитокинов (ИЛ-4 и ИЛ-13) снизилась после ожоговой травмы ( с. <0,05). Кроме того, обожженные мыши показали изменение кишечного микробного сообщества, такое как уменьшение разнообразия, снижение численности Bacteroidetes и увеличение численности Firmicutes .

Выводы: Тяжелая дисфункция кишечного барьера, вызванная ожогом, сопровождается изменениями микробного сообщества.

Ключевые слова: Гореть; Воспалительные цитокины; Кишечный барьер; Кишечная микробиота; Жирные кислоты с короткой цепью; Протеин с плотным соединением.

Размер ожога определяет воспалительную и гиперметаболическую реакцию

Задний план: Увеличение размера ожога приводит к увеличению смертности обожженных пациентов. Причина смерти в воспалении, гиперметаболизме или других патофизиологических факторах не полностью определена. Целью настоящего исследования было определить в крупном проспективном клиническом исследовании, связаны ли ожоги разных размеров с различиями в воспалении, составе тела, синтезе белка или функциях органов.

Методы: Пациенты с ожогами у детей были разделены на четыре группы размеров ожогов: ожог <40% общей площади поверхности тела (TBSA), ожог 40-59% TBSA, ожог 60-79% TBSA и ожог> 80% TBSA. Были определены демографические и клинические данные, гиперметаболизм, воспалительная реакция, состав тела, чистый баланс мышечного белка, гормоны и белки сыворотки и мочи, сердечная функция и изменения размера печени.

Результаты: В исследование были включены сто восемьдесят девять педиатрических пациентов аналогичного возраста и пола (ожог TBSA <40%, n = 43; ожог TBSA 40-59%, n = 79; ожог TBSA 60-79%, n = 46; ожог TBSA> 80%, n = 21). Пациенты с более крупными ожогами перенесли больше операций, большую частоту инфекций и сепсиса и более высокие показатели смертности по сравнению с другими группами (P <0.05). Прогнозируемый процент расхода энергии в состоянии покоя был самым высоким в группе с TBSA> 80%, за которой следовала группа с ожогом TBSA 60-79% (P <0,05). Дети с ожогами> 80% потеряли наибольшую массу тела, безжировую массу тела, мышечный белок и содержание минералов в костях (P <0,05). Концентрация кортизола в моче была самой высокой в группах с ожогами 80-99% и 60-79% TBSA, что было связано со значительной депрессией миокарда и увеличением изменения размера печени (P <0,05). Цитокиновый профиль показал отчетливые различия в экспрессии IL-8, TNF, IL-6, IL-12p70, моноцитарного хемоаттрактантного белка-1 и гранулоцитарно-макрофагального колониестимулирующего фактора (P <0.05).

Вывод: Заболеваемость и смертность у обожженных пациентов зависит от размера ожога, начинается при ожоге 60% TBSA и обусловлена повышенной гиперметаболической и воспалительной реакцией, а также нарушением сердечной функции.

Ожоговая травма изменяет таксономический состав кишечного микробиома и функциональную экспрессию генов

Abstract

Пациенты с ожогами имеют высокий риск смерти от сепсиса даже после того, как они выжили после первоначальной травмы.Иммуносупрессия увеличивает риск сепсиса после ожоговой травмы, так же как и нарушение кишечного эпителиального барьера, что позволяет бактериям и бактериальным продуктам перемещаться в кровоток. Целостность кишечного эпителиального барьера в значительной степени поддерживается кишечной микробиотой. Сообщалось, что ожоговое повреждение приводит к значительным изменениям в составе кишечного микробиома. В этом исследовании на мышах мы подтверждаем эти таксономические различия на модели повреждения ожогов на полную толщину с использованием мышей CF-1.Впервые мы также обращаемся к изменениям функциональной экспрессии генов кишечной микробиоты после ожоговой травмы, чтобы оценить физиологические возможности микробиома для чрезмерного роста и патогенной инвазии: 38 путей были по-разному распространены между ложными и ожоговыми мышами, включая бактериальную инвазию эпителия. клетки и пути соединения щелей и сращений.

Образец цитирования: Beckmann N, Pugh AM, Caldwell CC (2018) Ожоговое повреждение изменяет таксономический состав кишечного микробиома и функциональную экспрессию генов.PLoS ONE 13 (10): e0205307. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0205307

Редактор: Martijn van Griensven, Klinikum rechts der Isar der Technischen Universitat Munchen, GERMANY

Поступила: 23 июля 2018 г .; Одобрена: 21 сентября 2018 г .; Опубликовано: 5 октября 2018 г.

Авторские права: © 2018 Beckmann et al. Это статья в открытом доступе, распространяемая в соответствии с условиями лицензии Creative Commons Attribution License, которая разрешает неограниченное использование, распространение и воспроизведение на любом носителе при условии указания автора и источника.

Доступность данных: Все соответствующие данные находятся в документе и его файлах с вспомогательной информацией.

Финансирование: Это исследование было поддержано грантом Hardisty Pilot Grant от Shriner’s Северной Америки — Цинциннати, присужденным Чарльзу К. Колдуэллу (https://www.shrinershospitalsforchildren.org/shc). Финансирующие организации не играли никакой роли в дизайне исследования, сборе и анализе данных, принятии решения о публикации или подготовке рукописи.

Конкурирующие интересы: Авторы заявили, что конкурирующих интересов не существует.

Введение

У ожоговых пациентов, переживших первоначальную травму, развивается состояние относительной иммунной недостаточности, что делает их очень восприимчивыми к инфекциям [1, 2]. Пациенты с ожогами также страдают от потери целостности эндотелия и слизистых оболочек [3]. В сочетании с относительной иммуносупрессией результат является пагубным (массивный отек тканей, бактериальная транслокация, полиорганная недостаточность) и в некоторых случаях летальным [4, 5].

У здоровых людей микробиом кишечника защищает от патогенных микробов и помогает поддерживать эпителиальный барьер кишечника [6].Эта комменсальная система, состоящая из более чем 100 триллионов микробов, также обеспечивает хозяину ряд других преимуществ, а именно: метаболизм и синтез питательных веществ de novo , а также помощь в развитии и функционировании иммунной системы [7]. Микробиом кишечника состоит от 300 до 1000 видов бактерий. Однако 99% общей массы составляют всего 40 видов, среди которых три очень распространенных типа вносят наибольший вклад в контроль патогенов и функцию кишечника: Firmicute , Proteobacteria и Bacterioidete [8, 9] .Изменения в микробиоме приводят к дисбактериозу, который нарушает эту регуляторную среду, позволяя размножаться малочисленным и патогенным популяциям (например, Clostridium difficile ) [10, 11]. Дисбиоз также способствует разрушению кишечного барьера, что позволяет бактериям и их продуктам перемещаться из просвета кишечника в брыжеечные лимфатические узлы и далее в кровоток [12]. Таким образом, кишечник становится потенциальным источником бактериальных инфекций и сепсиса после ожоговой травмы.

Сообщалось о нескольких факторах, влияющих на состав и биоразнообразие микробиома, включая диету, окружающую среду, лекарства, инфекцию / воспаление и само ожоговое повреждение [13-15]. На первый день после ожоговой травмы кишечник зарастает грамотрицательными аэробными бактериями, в том числе условно-патогенными микроорганизмами [13]. Мы подтверждаем этот вывод на модели мышей и расширяем существующие знания, анализируя экспрессию генов всего микробиома, чтобы проанализировать их физиологические возможности для чрезмерного роста и патогенной инвазии.

Материалы и методы

Мыши

Самцов мышей CF-1 получали из Charles River Laboratories (Уилмингтон, Массачусетс) в возрасте пяти недель и им давали возможность акклиматизироваться в течение одной-двух недель перед проведением экспериментов. Все мыши содержались в стандартных условиях окружающей среды и имели доступ ad libitum к гранулированной диете и воде. Все эксперименты одобрены Комитетом по уходу за животными и их использованию (номер IACUC 08-09-19-01) Университета Цинциннати.

Повреждение ожоговым ожогом

Мы использовали модель ожогового ожога, как описано ранее [16]. Вкратце, самцы мышей CF-1 в возрасте 6–8 недель были рандомизированы на две группы: ошпаренные и имитационные. Мышей, подвергшихся ожогу, анестезировали 4,5% ингаляционным изофлураном в кислороде. Мышей помещали в шаблон, обнажая предварительно выбритую спинную поверхность, и погружали в воду с температурой 90,0 ° C на 9 с. Процедура ошпаривания приводит к ожогу 28% общей площади поверхности тела (общая площадь поверхности рассчитана по формуле Ми [17].Это поражение полной толщины третьей степени, нечувствительное, так как разрушение всей толщины дермы и ее периферических сенсорных окончаний было подтверждено гистологически [18]. Смертность от процедуры обычно составляет менее 10%. Впоследствии мышей реанимировали внутрибрюшинно с помощью 1,5 мл стерильного физиологического раствора. Мышей, подвергнутых имитации, подвергали той же процедуре, что и погружение в воду. Все эксперименты на мышах проводились между 8:00 и 13:00. После травмы за мышами наблюдают, чтобы убедиться, что они проснулись от анестезии, а затем дают возможность восстановиться на 42.Электрогрелка 0 ° C в течение 3 часов. Затем мышей возвращают в их домашнюю клетку и дважды в день наблюдают за какими-либо осложнениями, пока эксперимент не будет завершен. Ни одно животное не показало явных признаков заболеваемости, требующей эвтаназии до экспериментальной конечной точки.

Сбор и выделение проб

В 1-й день после ожога (PBD1) мышей умерщвляли CO ₂ при 30% -ном заполнении и собирали образцы фекалий слепой кишки (100–200 мг). Выделение нуклеиновых кислот было выполнено с помощью набора MoBio PowerMag Microbiome (Карлсбад, Калифорния) в соответствии с рекомендациями производителя и оптимизировано для высокопроизводительной обработки.Все образцы были количественно определены с помощью набора для высокой чувствительности дцДНК Qubit Quant-iT (Invitrogen, Life Technologies, Гранд-Айленд, Нью-Йорк), чтобы убедиться, что они соответствуют минимальной концентрации и массе ДНК.

Подготовка библиотеки

образцов были подготовлены для секвенирования с помощью набора Illumina Nextera XT и количественно определены с помощью тестов высокой чувствительности Quant-iT dsDNA. Библиотеки объединяли и запускали с протоколами секвенирования с парным концом 100 пар оснований на платформе Illumina NextSeq 500.

Анализ данных

Обработка необработанных данных.

Последовательности-хозяева были удалены с помощью Kraken [19], который использует точное выравнивание исходных последовательностей дробовика с k-мерами, полученными из эталонного генома ресузной макаки. Остальные считывания были обработаны с помощью Trimmomatic [20] для обрезки последовательностей адаптеров и концов низкого качества (

Таксономическое профилирование с использованием MetaPhIAn.

MetaPhIAn2 (метагеномный филогенетический анализ, версия 2.0, [23]) был использован для таксономического профилирования метагеномных образцов. Необработанные считывания, не относящиеся к хозяину, использовались напрямую, поскольку считывания низкого качества игнорируются в дополнение к считываниям 16S рРНК и тРНК человека. MetaPhIAn2 включает и расширенный набор из ~ 1 миллиона маркеров (184 ± 45 для каждого вида бактерий) из более 16 000 эталонных геномов и более 7500 уникальных видов. Гены-маркеры были идентифицированы для бактерий, архей, вирусов и эукариотических микробов (грибов и простейших), которые являются важнейшими компонентами микробных сообществ.

Функциональный анализ.

Отфильтрованные последовательности ДНК были сопоставлены со справочной базой данных всех белков в базах данных KEGG (версия 75.0). База данных состоит из 8 973 418 последовательностей белков, извлеченных из 2 854 геномов. Поиск транслированных последовательностей ДНК был выполнен с помощью Diamond [24], и были собраны совпадения, охватывающие ≥ 20 аминокислот с ≥ 80% сходства. В случаях, когда одно считывание соответствовало этим критериям против нескольких белков, собирались только белок или белки (в случае совпадения) с максимальной битовой оценкой.Для анализа пути все пропорциональные количества КО, принадлежащих пути, были суммированы для каждого пути. Поскольку один KO может быть членом нескольких путей (отношение «один ко многим»), этот шаг увеличивает общее пропорциональное количество в таблице численности путей.

Показатели альфа-разнообразия (в пределах выборочного разнообразия).

Богатство — это сумма уникальных видов, обнаруженных в каждом образце. Разнообразие Шеннона использует богатство выборки вместе с относительной численностью существующих OTU для расчета индекса разнообразия.

Показатели бета-разнообразия (несходство от образца к образцу).

Все профили сравниваются попарно, чтобы определить оценку несходства и сохранить ее в матрице несходства расстояний. Функции расстояния дают низкие оценки несходства при сравнении похожих выборок. Взвешенные по численности выборки попарные различия были рассчитаны с использованием различия Брея-Кертиса. Несходство Брея-Кертиса рассчитывается как отношение суммарных абсолютных различий в подсчетах к сумме численности в двух выборках [25].

Порядок, кластеризация и методы классификации.

Двумерные ординации и иерархические карты кластеризации образцов в форме дендрограмм были созданы для графического представления взаимосвязей между образцами. Анализ главных координат (PCoA) — это метод построения двухмерных графиков ординации, который используется для визуализации сложных взаимосвязей между образцами. PCoA использует значения несходства от образца к образцу, чтобы расположить точки относительно друг друга, максимизируя линейную корреляцию между значениями несходства и расстояниями на графике.

Тестирование значимости всего микробиома.

Пермутационный дисперсионный анализ (ПЕРМАНОВА) используется для обнаружения значительных различий между дискретными категориальными или непрерывными переменными. В этом тесте рандомизации / перестановки Монте-Карло выборки случайным образом переназначаются в различные категории выборок, и различия между категориями сравниваются с истинными различиями между категориями. PERMANOVA напрямую использует матрицу расстояний от выборки к выборке, а не производную ординацию или результат кластеризации.

Тестирование значимости таксонов, генов и путей.

Тест суммы рангов Уилкоксона использовался для идентификации таксонов, генов или путей распространения в различных группах. Там, где образцы можно было объединить в пары по категориям, использовался парный тест Wilcoxon Signed Rank. P-значения были скорректированы с помощью процедуры Бенджамини-Хохберга для контроля уровня ложных открытий в результате множественных испытаний.

Результаты

Ожоговая травма серьезно влияет на общее состояние здоровья в день после ожога 1

Мыши получили 28% ожогового поражения на всю толщину.Чтобы оценить их общее состояние здоровья после ожоговой травмы, мы сначала оценили изменения массы тела. В день 1 после ожога (PBD1) мыши потеряли в среднем 3,3 г массы тела, что соответствует прибл. 10% от их общей массы тела (рис. 1А). Мы также проанализировали соотношение веса селезенки к массе тела, поскольку селезенка является самым большим вторичным лимфоидным органом у мышей и имеет большое иммунологическое значение. Отношение веса селезенки к массе тела значительно снизилось у ожоговых мышей по сравнению с контрольной группой, получавшей имитацию (рис. 1В). Для дальнейшей оценки системного иммунологического ответа мы количественно определили сывороточные уровни G-CSF и IL-6.Оба были значительно увеличены после ожоговой травмы (рис. 1C и 1D).

Рис. 1. Ожоговая травма серьезно влияет на общее состояние здоровья в первый день после ожога.

Масса тела ( A ) мышей определялась до и через день после ожога или имитации травмы. Данные представлены как изменение веса в г. Также определяли отношение массы селезенки к массе тела (B). Уровни сывороточного G-CSF ( C ) и сывороточного IL-6 ( D ) у одних и тех же мышей количественно определяли с помощью цитометрического гранулированного анализа. Для всех экспериментов каждая повторность нанесена на график (n = 7 мышей / группа), а также среднее значение ± стандартное отклонение.Звездочки указывают на достоверные различия, оцененные с помощью непарного двустороннего t-критерия Стьюдента: ** p <0,01; ** p <0,001.

https://doi.org/10.1371/journal.pone.0205307.g001

Таксономический состав микробиома изменяется после ожога

Чтобы проанализировать возможные изменения микробиома при ожоговой травме, образцы кала слепой кишки были собраны на PBD1. Таксономическое богатство (альфа-разнообразие) было статистически схожим между обеими группами: одинаковые суммы уникальных видов были обнаружены в каждом образце (рис. 2A), и относительная численность также была схожей (рис. 2B), что указывает на то, что структура микробного сообщества не пострадала. ожоговой травмой.Тем не менее, бета-разнообразие (несходство между образцами) было значительно изменено между двумя группами: образцы сгруппированы вместе по типу повреждения в сравнении Брея-Кертиса, хотя одна фиктивная и две мыши с ожоговым повреждением также сгруппированы вместе (рис. 2C; p = 0,001, ПЕРМАНОВА).

Рис. 2. Структура микробиома при ожоговой травме.

Богатство ( A ) и индекс Шеннона ( B ) образцов фекалий, собранных из слепой кишки, были использованы для оценки уровня разнообразия микробиома кишечника после ожоговой травмы (данные показаны как среднее ± стандартное отклонение).Бета-разнообразие оценивали по размерному уменьшению расстояния Брея-Кертиса между образцами микробиома с использованием метода ординации PCoA ( C ). Для всех экспериментов каждая повторность нанесена на график (n = 7 мышей / группа), а также среднее значение ± стандартное отклонение. Звездочки указывают на существенные различия, оцененные с помощью критерия суммы рангов Крускала-Уоллиса.

https://doi.org/10.1371/journal.pone.0205307.g002

Что касается таксономического состава, в фекальных микробных сообществах контрольных мышей на уровне филума преобладали Firmicutes (рис. 3A).У ожоговых мышей Firmicutes и Actinobacteria были уменьшены, тогда как Proteobacteria , Deferribacteres , Bacteroidetes , Viruses и Apicomplexa были обогащены (рис. 3A). Из восьми верхних типов только Verrucomicrobia не претерпели значительных изменений (рис. 3A). На уровне семейства Enterobacteriaceae , Deferribacteraceae и Porphyromonadaceae были обогащены в образцах мышей с ожоговыми травмами, тогда как Lactobacilaceae , Coriobacteriaceae , Clostridiaceae , Clostridiaceae Fig. Ruminococcaceae не были изменены (рис. 3B). Что касается отдельных штаммов, то Adlercreutzia equolifaciens и Enterorhabdus caecimuris были обогащены в образцах мышей с фиктивными повреждениями, тогда как Parabacteroides goldsteinii , Mucispiillum schaedleri , Escheracter , Escheracteracteracter , Escheracteracter опухолевый вирус (род Betaretrovirus) и вирус, формирующий очаг селезенки (род Gammaretrovirus), были обогащены в образцах мышей с ожоговым повреждением (фиг. 3C).

Рис. 3. Таксономический состав микробиома изменяется при ожоговой травме.

Графики солнечных лучей показывают наиболее распространенные таксоны на уровне типа ( A ) и семейства ( B ) в слепой кишке (данные показаны как средние). Дифференциально распространенные штаммы ( C ) считались значимыми, если их значение p с поправкой на FDR было меньше или равно 0,05, а абсолютное значение двукратного логарифмического изменения было больше или равно 1. Точки на обоих концах По оси абсцисс показано бесконечное двукратное изменение (в других группах средняя численность равна 0).Было протестировано 59 штаммов, и показаны только 9 значительно отличающихся друг от друга штаммов.

https://doi.org/10.1371/journal.pone.0205307.g003

38 сигнальных путей дифференциально многочисленны при ожоговой травме

Мы определили богатство путей при ожоговой травме и наблюдали значительное увеличение показателей альфа-разнообразия у ожоговых мышей (рис. 4A). Мы также определили количество 331 сигнального пути: количество 4 путей было значительно снижено у мышей с ожоговыми травмами, 34 были значительно обогащены (Рис. 4B).Измененные пути регулируют клеточные процессы, обработку и метаболизм экологической или генетической информации или связаны с заболеваниями, инфекциями или конкретными системами органов человека. Из 38 измененных путей 10 не экспрессировались в микробиоме мнимо травмированных мышей.

Рис. 4. Разнообразие путей изменяется при ожоговой травме.

Степень вариации сигнальных путей в образце оценивалась после ожога или имитации травмы ( A ). Представлен каждый повтор, а также среднее значение ± стандартное отклонение.Звездочки указывают на существенные различия, оцененные с помощью критерия суммы рангов Крускала-Уоллиса. Дифференциально многочисленные пути в микробиоме слепой кишки ( B ) считались значимыми, если их скорректированное по FDR значение p было меньше или равно 0,05, а абсолютное значение двукратного логарифмического изменения было больше или равно 1. Бесконечный Логарифмически двукратные изменения указывают на то, что средняя численность других групп равна 0. Из 331 протестированного пути сообщены только 38 путей, численность которых была значительно изменена.

https://doi.org/10.1371/journal.pone.0205307.g004

Обсуждение

Предыдущая работа показывает, что ожоговая травма значительно изменяет таксономический состав микробиома [13] и что у мышей эти изменения были наиболее выражены через день после травмы. Через три дня после ожога дисбактериоз уменьшился или нормализовался. Таким образом, мы сосредоточили наш анализ на PBD1. В то время как предыдущий анализ касался как микробиома тонкой, так и толстой кишки [13], мы не наблюдали увеличения проницаемости тонкой кишки после ожоговой травмы [26].Учитывая, что слепая кишка является основным местом ферментации и производства метаболитов микробного происхождения у мышей, изменения в микробиоме слепой кишки имеют наибольший потенциал для воздействия на здоровье мышей. Таким образом, мы сосредоточили наши анализы на микробиоме слепой кишки.

Как и в предыдущем отчете [13], мы наблюдали чрезмерный рост обычно малочисленных грамотрицательных бактерий типов Proteobacteria , Deferribacteres и Bacteroidetes , по сравнению с нормальным преобладанием грамположительных Firmicutes . .Увеличение количества Proteobacteria было наиболее заметным изменением, особенно в отношении подсемейства Enterobacteriaceae. Это соответствует ранее опубликованной работе [13]. Семейство Enterobacteriaeae включает множество условно-патогенных микроорганизмов, которые обычно встречаются у пациентов с сепсисом, например, Escherichia , Klebsiella , Proteus и Citrobacter [27], но пока неизвестно, какие отдельные штаммы этих бактерий вызывают системное воспаление после ожоговая травма.В нашем исследовании мы наблюдали увеличение численности Enterococcus faecalis , Oscilibacter , Escherichia coli , Parabacteroides goldsteinii и Mucispirillum schaedleri при ожоговой травме. Энтерококки являются третьей по значимости причиной внутрибольничных инфекций кровотока, среди которых 60% вызваны E . faecalis [28]. Рядом с Escherichia , который обычно встречается у пациентов с сепсисом [27], это указывает на E . faecalis как сильный кандидат, который может вызвать системное воспаление после ожога. Отдельные сообщения о бактериемии также существуют для Oscilibacter [29] и P . goldsteinii [30]. Необходимы дальнейшие исследования, чтобы определить, какие штаммы являются виновниками у пациентов с ожогами.

Мы также отметили снижение потенциально защитных бактерий. Большинство бактерий, продуцирующих бутират, принадлежат к типу Firmicutes , который был значительно менее распространен у мышей с ожоговыми травмами.Что касается отдельных штаммов, продуцент бутирата Enterorhabdus caecimuris также был менее распространен у мышей с ожоговой травмой. Бутират хорошо известен тем, что регулирует функцию Т-клеток и системный иммунный ответ [31]. Ранее мы показали, что уровни бутирата толстой кишки снижаются после ожога [26] и что бутират снижает гибель Т-клеток зависимым от кислой сфингомиелиназы способом [32]. Истощение Т-лимфоцитов является ключевым компонентом иммуносупрессии, вызванной ожогом, и повышенной восприимчивости к оппортунистическим инфекциям.Таким образом, восстановление бутирата — это потенциально новая терапия для улучшения иммуносупрессии при ожоге. Действительно, ранее мы показали, что трансплантаты фекальной микробиоты, которые восстанавливают продуценты бутирата для сжигания травмированных мышей, улучшают вызванную ожогом проницаемость толстой кишки [26]. Взятые вместе, наши данные мотивируют дальнейшие исследования пробиотических добавок с бутират-продуцирующими бактериями в качестве нового метода лечения ожоговых пациентов с целью предотвращения сепсиса.

Насколько нам известно, наше исследование является первым, в котором оценивается функциональная экспрессия генов микробиома при ожоговой травме, чтобы определить физиологические возможности микробиома в отношении чрезмерного роста и патогенной инвазии.Обилие путей значительно увеличивалось после ожоговой травмы, а количество 38 путей значительно различалось у ошпаренных и ложных мышей. Среди них 9 метаболических путей были значительно активированы, а 2 значительно подавлены.

Биосинтез тетрациклина был одним из подавляемых путей. Тетрациклины — это антибиотики, продуцируемые Streptomyces ( Actinobacteriae ). Снижение численности этого пути соответствует уменьшенной численности Actinobacteriae у мышей с ожоговым повреждением и представляет собой потерю саморегуляции микробиома.Второй путь подавления, биосинтез N-гликанов, может привести к уклонению от иммунитета, поскольку негликозилированные бактериальные белки часто больше не распознаются иммунной системой хозяина [33].

Многие метаболические пути, которые были более многочисленны в микробиоме мышей с ожоговой травмой, имеют потенциальные иммуномодулирующие последствия: повышенное производство простагландина E2 — либо за счет увеличения биосинтеза его предшественника альфа-линолевой кислоты, либо за счет увеличения биосинтеза арахидоновой кислоты, либо за счет увеличения количества эфира. липидный обмен — подавляет иммунный ответ 1 типа [34].

Биосинтез
LPS также был более активным при ожоговой травме. Это соответствует расширению Bacteriodetes , обнаруженному в образцах микробиома ожоговых травм. Бактериодеты — основные производители ЛПС. Bacteriodetes ЛПС, производный от , как сообщается, обладает иммуноингибирующим действием, что может способствовать восприимчивости к заболеванию при ожоговой травме [35]. Кроме того, ранее было показано, что метаболом кишечного микробиома является прогностическим фактором дисбактериоза хозяина [36]. Биосинтез ЛПС был одним из наиболее предсказуемых путей, как и разложение хлорциклогексана и хлорбензола, которое также было значительно более распространенным при ожоговой травме [36].
Большое количество значительно пораженных путей при ожоговой травме связано с инфекцией и патогенной инвазией. В частности, пути, регулирующие актиновый цитоскелет, щелевые и адгезивные соединения и бактериальную инвазию эпителиальных клеток, будут способствовать разрушению кишечного барьера и способствовать транслокации бактерий и последующему сепсису.
Наши данные подтверждают таксономические различия в кишечном микробиоме после ожоговой травмы, особенно чрезмерный рост Enterobacteriaceae .Мы также впервые идентифицируем функциональные изменения экспрессии генов при ожоговой травме, связывая определенные пути с дисбактериозом, отсутствием целостности барьера и патогенной инвазией. Нарушение кишечного барьера вследствие дисбактериоза и связанная с этим транслокация бактерий и их продуктов из просвета кишечника в кровоток может привести к (грамотрицательной) бактериемии, что приведет к сепсису, полиорганной недостаточности и даже смерти ожоговых пациентов.
Вспомогательная информация
S1 Таблица.Ожоговая травма серьезно влияет на общее состояние здоровья в первый день после ожога — Дополнение к рисунку 1.
Таблица 1 включает отдельные точки данных для веса тела до ожога и по PBD1, вес селезенки, отношение веса селезенки к весу тела, сывороточный G-CSF и уровни ИЛ-6 в сыворотке для каждого образца.
https://doi.org/10.1371/journal.pone.0205307.s001
(XLS)
S4 Таблица. Разнообразие путей изменяется при ожоговой травме — Дополнение к рис. 4.
Таблица 4 включает отдельные точки данных об альфа-разнообразии путей и таблицы подсчета для путей и отдельных генов, а также средние значения log2-кратного изменения для каждого гена и пути.
https://doi.org/10.1371/journal.pone.0205307.s004
(XLS)
Список литературы
1. Hanschen M, Tajima G, O’Leary F, Ikeda K, Lederer JA. Травма вызывает раннюю активацию сигнальных путей Т-клеточного рецептора в CD4 + регуляторных Т-клетках. Шок (Августа, Джорджия). 2011; 35 (3): 252–7. Epub 2010/08/20. pmid: 20720513; Идентификатор PubMed Central PMCID: PMCPMC3045756.
2. МакКонмара М.П., Таджима Дж., О’Лири Ф., Делисл А.Дж., Маккенна А.М., Столвуд К.Г. и др.Регуляторные Т-клетки подавляют антиген-управляемую реактивность CD4-Т-лимфоцитов после повреждения. Журнал биологии лейкоцитов. 2011. 89 (1): 137–47. Epub 2010/10/05. pmid: 20884652; Идентификатор PubMed Central PMCID: PMCPMC3004517.
3. Магнотти LJ, Deitch EA. Ожоги, бактериальная транслокация, барьерная функция кишечника и отказ. Журнал ожоговой терапии и реабилитации. 2005; 26 (5): 383–91. Epub 2005/09/10. pmid: 16151282.
4. Lichtman SM. Бактериальная [коррекция батериальной] транслокации у человека.Журнал детской гастроэнтерологии и питания. 2001; 33 (1): 1–10. Epub 2001/08/02. pmid: 11479400.
5. Ван Леувен PA, Boermeester MA, Houdijk AP, Ferwerda CC, Cuesta MA, Meyer S и др. Клиническое значение транслокации. Кишечник. 1994; 35 (1 приложение): S28–34. Epub 1994/01/01. pmid: 8125386; Идентификатор PubMed Central PMCID: PMCPMC1378143.
6. Honda K, Littman DR. Микробиом при инфекционных заболеваниях и воспалениях. Ежегодный обзор иммунологии. 2012; 30: 759–95.Epub 2012/01/10. pmid: 22224764; Идентификатор PubMed Central PMCID: PMCPMC4426968.
7. Раунд JL, Мазманян СК. Микробиота кишечника формирует иммунные реакции кишечника во время здоровья и болезни. Обзор Nature Immunology. 2009. 9 (5): 313–23. Epub 2009/04/04. pmid: 157; Идентификатор PubMed Central PMCID: PMCPMC4095778.
8. Barcenilla A, Pryde SE, Martin JC, Duncan SH, Stewart CS, Henderson C и др. Филогенетические взаимоотношения бактерий, продуцирующих бутират, из кишечника человека.Прикладная и экологическая микробиология. 2000. 66 (4): 1654–61. Epub 2000/04/01. pmid: 10742256; Идентификатор PubMed Central PMCID: PMCPMC.
9. Каммингс Дж. Х., Макфарлейн ГТ. Микрофлора толстой кишки: питание и здоровье. Питание (Бербанк, округ Лос-Анджелес, Калифорния). 1997. 13 (5): 476–8. Epub 1997/05/01. pmid:
46.
10. Бьен Дж, Палагани В., Бозко П. Дисбиоз кишечной микробиоты и инфекция Clostridium difficile: есть ли связь с воспалительным заболеванием кишечника? Терапевтические достижения в гастроэнтерологии.2013. 6 (1): 53–68. Epub 2013/01/16. pmid: 23320050; Идентификатор PubMed Central PMCID: PMCPMC3539291.
11. Guarner F, Malagelada JR. Флора кишечника в норме и при болезнях. Ланцет (Лондон, Англия). 2003. 361 (9356): 512–9. Epub 2003/02/14. pmid: 12583961.
12. Ксавье Р.Дж., Подольский ДК. Раскрытие патогенеза воспалительного заболевания кишечника. Природа. 2007. 448 (7152): 427–34. Epub 2007/07/27. pmid: 17653185.
13. Эрли З.М., Ахтар С., Грин С.Дж., Накиб А., Хан О, Кэннон А.Р. и др.Ожоговая травма изменяет микробиом кишечника и увеличивает проницаемость кишечника и бактериальную транслокацию. ПлоС один. 2015; 10 (7): e0129996. Epub 2015/07/15. pmid: 26154283; Идентификатор PubMed Central PMCID: PMCPMC4496078.
14. Gill SR, Pop M, Deboy RT, Eckburg PB, Turnbaugh PJ, Samuel BS и др. Метагеномный анализ микробиома дистального отдела кишечника человека. Наука (Нью-Йорк, Нью-Йорк). 2006. 312 (5778): 1355–9. Epub 2006/06/03. pmid: 16741115; Идентификатор PubMed Central PMCID: PMCPMC3027896.
15. Тернбо П.Дж., Лей Р.Э., Хамади М., Фрейзер-Лиггетт С.М., Найт Р., Гордон Д.И.Проект микробиома человека. Природа. 2007. 449 (7164): 804–10. Epub 19.10.2007. pmid: 17943116; Идентификатор PubMed Central PMCID: PMCPMC3709439.
16. Tschop J, Martignoni A, Reid MD, Adediran SG, Gardner J, Noel GJ, et al. Дифференциальные иммунологические фенотипы проявляются после ожогов и ожогов пламенем. Шок (Августа, Джорджия). 2009. 31 (2): 157–63. Epub 2008/07/25. pmid: 18650781; Идентификатор PubMed Central PMCID: PMCPMC2674561.
17. Мосс Н.М., Гоф Д. Б., Джордан А. Л., Грбич Дж. Т., Вуд Дж. Дж., Родрик М. Л. и др.Временная корреляция ослабленного иммунного ответа после термического повреждения с восприимчивостью к инфекции на мышиной модели. Хирургия. 1988. 104 (5): 882–7. Epub 1988/11/01. pmid: 3263707.
18. Faunce DE, Llanas JN, Patel PJ, Gregory MS, Duffner LA, Kovacs EJ. Выработка нейтрофильных хемокинов в коже после ожога. Ожоги: журнал Международного общества ожоговых травм. 1999. 25 (5): 403–10. Epub 1999/08/10. pmid: 10439148.
19. Вуд DE, Salzberg SL.Kraken: сверхбыстрая классификация метагеномных последовательностей с использованием точного выравнивания. Геномная биология. 2014; 15 (3): R46. Epub 2014/03/04. pmid: 24580807; Идентификатор PubMed Central PMCID: PMCPMC4053813.
20. Bolger AM, Lohse M, Usadel B. Trimmomatic: гибкий триммер для данных последовательности Illumina. Биоинформатика (Оксфорд, Англия). 2014; 30 (15): 2114–20. Epub 2014/04/04. pmid: 24695404; Идентификатор PubMed Central PMCID: PMCPMC4103590.
21. Копылова Е., Ное Л., Тузе Х. SortMeRNA: быстрая и точная фильтрация рибосомных РНК в метатранскриптомических данных.Биоинформатика (Оксфорд, Англия). 2012. 28 (24): 3211–7. Epub 2012/10/17. pmid: 23071270.
22. Лангмид Б, Зальцберг С.Л. Быстрое выравнивание с пропуском чтения с Bowtie 2. Природные методы. 2012; 9 (4): 357–9. Epub 2012/03/06. pmid: 22388286; Идентификатор PubMed Central PMCID: PMCPMC3322381.
23. Truong DT, Franzosa EA, Tickle TL, Scholz M, Weingart G, Pasolli E, et al. MetaPhlAn2 для расширенного метагеномного таксономического профилирования. Природные методы. 2015; 12 (10): 902–3. Epub 2015/09/30.pmid: 26418763.
24. Buchfink B, Xie C, Huson DH. Быстрое и чувствительное выравнивание белков с помощью DIAMOND. Природные методы. 2015; 12 (1): 59–60. Epub 2014/11/18. pmid: 25402007.
25. Брей-младший, Кертис Дж. Посвящение горным лесным общинам Южного Висконсина. Экологические монографии. 1957. 27 (4): 325–49.
26. Kuethe JW, Armocida SM, Midura EF, Rice TC, Hildeman DA, Healy DP, et al. Трансплантат фекальной микробиоты восстанавливает целостность слизистой оболочки на мышиной модели ожоговой травмы.Шок (Августа, Джорджия). 2016; 45 (6): 647–52. Epub 2015/12/20. pmid: 26682948; Идентификатор PubMed Central PMCID: PMCPMC5103310.
27. MacFie J, O’Boyle C, Mitchell CJ, Buckley PM, Johnstone D, Sudworth P. Кишечное происхождение сепсиса: проспективное исследование, изучающее связь между бактериальной транслокацией, микрофлорой желудка и заболеваемостью сепсисом. Кишечник. 1999. 45 (2): 223–8. Epub 1999/07/14. pmid: 10403734; Идентификатор PubMed Central PMCID: PMCPMC1727620.
28. Бар К., Висплингхофф Х., Венцель Р.П., Бирман Г.М., Эдмонд МБ.Синдром системного воспалительного ответа у взрослых пациентов с внутрибольничными инфекциями кровотока, вызванными энтерококками. BMC инфекционные болезни. 2006; 6: 145. Epub 2006/09/28. pmid: 17002792; Идентификатор PubMed Central PMCID: PMCPMC15.
29. Sydenham TV, Arpi M, Klein K, Justesen US. Четыре случая бактериемии, вызванной недавно описанным видом Oscillibacter ruminantium. Журнал клинической микробиологии. 2014; 52 (4): 1304–7. Epub 2014/02/07. pmid: 24501034; Идентификатор PubMed Central PMCID: PMCPMC39
.
30. Awadel-Kariem FM, Patel P, Kapoor J, Brazier JS, Goldstein EJ. Первое сообщение о бактериемии Parabacteroides goldsteinii у пациента с осложненной внутрибрюшной инфекцией. Анаэроб. 2010. 16 (3): 223–5. Epub 2010/02/09. pmid: 20139022.
31. Фурусава Ю., Обата Ю., Фукуда С., Эндо Т.А., Накато Г., Такахаши Д. и др. Бутират комменсального микроба индуцирует дифференцировку регуляторных Т-клеток толстой кишки. Природа. 2013. 504 (7480): 446–50. Epub 2013/11/15.pmid: 24226770.
32. Rice TC, Armocida SM, Kuethe JW, Midura EF, Jain A, Hildeman DA, et al. Ожоговое повреждение влияет на гомеостаз Т-клеток зависимым от бутират-кислоты сфингомиелиназой. Клеточная иммунология. 2017; 313: 25–31. Epub 2017/01/09. pmid: 28063598; Идентификатор PubMed Central PMCID: PMCPMC5559081.
33. Nothaft H, Szymanski CM. N-гликозилирование бактериальных белков: новые перспективы и приложения. Журнал биологической химии. 2013. 288 (10): 6912–20.Epub 2013.01.19. pmid: 23329827; Идентификатор PubMed Central PMCID: PMCPMC35
.
34. Намази MR. Полезные и вредные эффекты линолевой кислоты при аутоиммунных заболеваниях. Аутоиммунитет. 2004. 37 (1): 73–5. Epub 2004/04/30. pmid: 15115315.
35. d’Hennezel E, Abubucker S, Murphy LO, Cullen TW. Общий липополисахарид из кишечного микробиома человека подавляет передачу сигналов толл-подобных рецепторов. mSystems. 2017; 2 (6). Epub 2017/11/21. pmid: 285; Идентификатор PubMed Central PMCID: PMCPMC5686520.
36. Ларсен П.Е., Дай Ю. Метаболом микробиома кишечника человека является предиктором дисбактериоза хозяина. GigaScience. 2015; 4: 42. Epub 2015/09/18. pmid: 26380076; Идентификатор PubMed Central PMCID: PMCPMC4570295.
Минеральная плотность костей, состав тела и рост после тяжелой ожоговой травмы — Просмотр полного текста
Это исследование преследует две цели. Во-первых, установить, что у детей, поступивших в региональный ожоговый центр, минеральная плотность костной ткани ниже, чем у здоровых необожженных детей.Вторая цель этого исследования — изучить краткосрочное и долгосрочное влияние добавок кальция и витамина D на метаболизм и рост костной ткани у детей, получивших ожоги.
Конкретные цели: 1) Измерение минерального содержания костной ткани и минеральной плотности костной ткани и их изменения в процессе роста у выздоравливающих ожоговых детей, поступивших в региональный ожоговый центр, и сравнение их с нормальными, здоровыми детьми; 2) Измерение безжировой массы тела, жировой массы, общего содержания воды в организме у выздоравливающих ожоговых детей, поступивших в региональный ожоговый центр, и сравнение их с нормальными, здоровыми детьми, уделяя особое внимание тому, как эти компоненты состава тела соотносятся с показателями минерального содержания и плотности костей. ; 3) Выявить изменения в метаболизме костей и гомеостаза кальция и витамина D после ожоговой травмы и связать их с минеральной плотностью костей у обожженных детей; 4) Проверить влияние кратковременного приема добавок кальция и витамина D на улучшение минеральной плотности костей, минерального содержания костей и показателей метаболизма кальция и витамина D у детей с острым ожогом.
60 пациентов с острой болезнью будут рандомизированы в 4 группы. Чтобы иметь право на участие в исследовании, пациенты с острой формой заболевания должны быть включены в исследование в течение 3 недель после поступления. Лечение определяется как добавка 1000 мг элементарного кальция с 400 МЕ витамина D в день, как это доступно в нашем стандартном больничном формуляре и считается целесообразным фармацевтом. Группа 1 будет принимать добавку со дня включения в исследование до момента закрытия раны. Каждая группа будет состоять из 15 пациентов.После включения в исследование будут взяты 10 мл крови для измерения исходных уровней 25 и 1,25 витамина D, паратиреоидного гормона, щелочной фосфатазы, связывающего витамин D белка, фактора некроза опухоли и IL-6. Пациенты будут рандомизированы в одну из 4 групп: группа раннего лечения (Группа 1), группа позднего лечения (Группа 2), общая группа лечения (Группа 3) и группа без лечения (Группа 4). Группа 1 будет принимать добавку 1000 мг кальция с 400 МЕ витамина D ежедневно в течение ранней острой фазы лечения (со дня включения в исследование до момента закрытия раны).Группа 2 будет принимать добавку на этапе реабилитации (с момента закрытия раны до момента выписки). Группа 3 будет получать доплату в течение всего срока пребывания (с момента зачисления в исследование до момента выписки). Группа 4 не получит никаких добавок. Пациенты, у которых сканирование DXA составляет менее -2 единиц SD и которые находятся в группе, которая не получает добавки в это время (группы 1 или 4), начнут принимать добавки (1000 мг кальция и 400 международных единиц витамина D) по мере того, как часть повседневного ухода.Они останутся в исследовании для мониторинга и отчетности о результатах. Уровни в крови, как описано выше для базовой оценки, будут повторяться каждые 4 недели для всех острых пациентов во время их первоначальной госпитализации. Во время закрытия раны у всех острых пациентов измеряется минеральное содержание костной ткани, минеральная плотность костной ткани, безжировая масса тела, жировая масса и общая вода в организме. Это будет повторяться непосредственно перед выпиской и при их следующих 2 плановых реконструктивных госпитализациях (примерно от 6 месяцев до 1 года; и снова через 2 года).Во время этих повторных госпитализаций также будет получен забор 10 мл крови для измерения биохимических показателей, как описано выше.
Тяжелая ожоговая травма изменяет состав кишечной микробиоты и нарушает кишечный барьер у мышей | Ожоги и травмы
Аннотация
Предпосылки
Целостность кишечного барьера имеет решающее значение для поддержания гомеостаза кишечника, и механизмы нарушения кишечного барьера, вызванные ожоговым повреждением, остаются неясными.Это исследование было направлено на изучение изменений кишечной микробиоты и барьерной функции у обожженных мышей с целью дальнейшего понимания механизмов дисфункции кишечного барьера, вызванной ожогами.
Методы
Образцы были взяты от мышей, получивших полные ожоги 30% общей площади поверхности тела (TBSA). Определяли кишечную проницаемость, экспрессию белков плотного соединения, локализацию zonula occludens-1 (ZO-1), экспрессию воспалительных цитокинов и содержание короткоцепочечных жирных кислот (SCFA).Микробное сообщество оценивали с помощью секвенирования 16S рДНК Illumina.
Результаты
Кишечная проницаемость увеличилась после тяжелой ожоговой травмы, достигнув максимума через 6 часов после ожога, примерно в 20 раз по сравнению с контролем ( p <0,001). Экспрессия белков плотных контактов (ZO-1, окклюдин, клаудин-1 и клаудин-2) была значительно изменена ( p <0,05). Морфология ZO-1 резко изменилась после ожоговой травмы. Содержание SCFA в кале (ацетат, пропионат, бутират, изобутират и изовалерат) заметно снизилось после ожоговой травмы ( p <0.05). Экспрессия провоспалительных цитокинов (интерлейкина (ИЛ) -1β и ИЛ-6) в слизистой оболочке подвздошной кишки была увеличена, тогда как экспрессия противовоспалительных цитокинов (ИЛ-4 и ИЛ-13) снизилась после ожогового поражения ( с. <0,05). Кроме того, обожженные мыши показали изменение кишечного микробного сообщества, такое как снижение разнообразия, снижение численности Bacteroidetes и увеличение численности Firmicutes .
Выводы
Серьезная дисфункция кишечного барьера, вызванная ожогом, сопровождается изменениями микробного сообщества.
Дополнительные электронные материалы
Онлайн-версия этой статьи (10.1186 / s41038-019-0156-1) содержит дополнительные материалы, доступные авторизованным пользователям.
Фон
Целостность кишечного эпителиального барьера играет решающую роль в предотвращении проникновения патогенов и других молекул на слизистую кишечника и взаимодействия с иммунной системой, в которой плотные соединения являются основными структурными факторами [1–4].Однако при некоторых тяжелых хирургических заболеваниях, таких как травма, шок и ожоговая травма, кишечный барьер разрушается, что приводит к увеличению кишечной проницаемости и последующей бактериальной транслокации и / или эндотоксина. Нарушение кишечного эпителиального барьера является причиной синдрома системной воспалительной реакции, сепсиса, синдрома полиорганной дисфункции и других тяжелых осложнений [5–7]. Таким образом, дальнейшее изучение механизмов нарушения кишечного барьера и разработка соответствующих терапевтических стратегий для поддержания кишечного барьера имеют большое значение.
Фактически люди живут в тесной связи с окружающими микробами, особенно с микроорганизмами, обитающими в желудочно-кишечном тракте. Микроорганизмы, обитающие в желудочно-кишечном тракте, называются микробиотой кишечника [8], которая важна для физиологических и патологических процессов хозяина, таких как укрепление кишечного эпителиального барьера, развитие иммунной системы и всасывание питательных веществ [9]. Было продемонстрировано, что ишемия / реперфузия кишечника, которая часто возникает на ранней стадии тяжелой ожоговой травмы, вызывает дисбактериоз кишечной микробиоты [10].Однако подробное изменение состава кишечной микробиоты при тяжелой ожоговой травме все еще требует уточнения.
Короткоцепочечные жирные кислоты (SCFA), включая ацетат, пропионат, бутират, изобутират и изовалерат, представляют собой бактериальные метаболиты, образующиеся при ферментации пищевых волокон. КЦЖК просвета, которые признаны предпочтительными энергетическими субстратами для эпителия толстой кишки, влияют на барьерную функцию эпителия, иммунную систему слизистых оболочек и воспалительные реакции [11], например, на бутират при колите, способствуя образованию регуляторных Т-клеток (Treg), уменьшая прослойку крови. воспалительные цитокины, активирующие Gpr109a для подавления воспалительных сигналов и усиления кишечного барьера [12-17].Документально подтверждено, что дефицит кишечной микробиоты связан с повышенной проницаемостью гематоэнцефалического барьера, что может быть связано с изменением SCFAs [18]. Несмотря на это, роль SCFAs на кишечном барьере остается неясной.
В этом исследовании мы сообщаем, что тяжелая ожоговая травма может нарушить сообщество кишечной микробиоты, изменить воспалительные цитокины, уменьшить просветные SCFAs и нарушить кишечный эпителиальный барьер. Таким образом, предполагается, что дисбиоз кишечной микробиоты может способствовать нарушению барьерной функции после тяжелого ожога.
Методы
Животные
В исследовании использовали
здоровых взрослых самок мышей C57BL / 6 массой 18–22 г. Все мыши были поставлены Институтом животных больницы Дапинг Третьего военного медицинского университета (Армейский медицинский университет). Животных содержали в клетках с проволочным дном и с решетчатой крышкой, разрешали доступ к корму и воде ad libitum и акклиматизировали в течение 1 недели перед экспериментами в помещении с контролируемой температурой (25 ± 2 ° C) с 12-часовым освещением и темнотой. циклы.Исследования на животных были одобрены Комитетом по уходу и использованию животных Третьего военного медицинского университета (Армейский медицинский университет), а все протоколы были одобрены Комитетом по медицине и этике Юго-западного госпиталя Третьего военно-медицинского университета (Армейский медицинский университет), Чунцин. , Китай.
Модель ожога и протокол эксперимента
Модель ожога была создана по методике, обычно применяемой в нашей лаборатории [19]. Короче говоря, контрольная группа и ожоговая группа получали одинаковое лечение, за исключением ожогового ожога.В конце эксперимента мышей анестезировали для определения кишечной проницаемости и сбора образцов кишечной ткани и фекалий. Контрольных мышей умерщвляли сразу после обработки ложным ожогом (0 ч), но не в каждый момент времени. Собранные ткани и кал соответственно использовали для иммунофлуоресцентного анализа, иммуноблоттинга, жидкого чипа, газовой хроматографии-масс-спектрометрии (HS-GC / MS), выделения ДНК и анализа микробиоты, как описано ниже.
In vivo Анализ параклеточной проницаемости кишечника
В этой части мы применили методы, описанные в предыдущих статьях [19].Вкратце, после анестезии мышей диссоциировали 5-сантиметровый сегмент подвздошной кишки, а затем в этот сегмент вводили 0,1 мл 20 мг / мл флуоресцеинизотиоцианат-меченого (FITC) -декстрана. Через 30 мин образец крови собирали для определения интенсивности флуоресценции с использованием считывающего устройства для микропланшетов (Varioskan Flash, Thermo Electron Corporation, Вантаа, Финляндия) с длиной волны 480 нм / 520 нм. Затем по стандартной кривой рассчитывалась кишечная проницаемость.
Иммунофлуоресцентное окрашивание, микроскопия и анализ изображений.
Мы применили методы, которые обычно использовались и описывались в предыдущих статьях [19]. Были приготовлены замороженные срезы подвздошной кишки для определения морфологии ZO-1. После подготовительной работы срезы инкубировали с моноклональным кроличьим антителом против zonula occludens (ZO) -1 (Invitrogen, Carlsbad, CA), разведенным в соотношении 1: 200 в 5% нормальной козьей сыворотке в фосфатно-солевом буфере (PBS) при 4 ° C в течение ночи. . Затем срезы инкубировали с вторичными козьими антителами против кроличьего IgG, конъюгированными с Alexa Fluor 488 (Invitrogen), в соотношении 1: 200, фаллоидином, конъюгированным с Alexa Fluor 594 (Invitrogen), в концентрации 1: 100 и диамидин-2-пенилиндолом (DAPI) ( Sigma) в соотношении 1: 1000 в течение 1 ч при комнатной температуре.Изображения получали с помощью лазерной конфокальной микроскопии TCS SP5 (Leica, Германия).
Иммуноблот-анализ белков плотных контактов
В этой части мы применили методы, описанные в предыдущих статьях [19]. Вкратце, были собраны все тканевые белки для определения ZO-1, окклюдина, клаудина-1 и клаудина-2. Между прочим, равные количества общего белка, экстрагированного из слизистой оболочки подвздошной кишки, были соответственно фракционированы на 8%, 10% и 12% геле для электрофореза в полиакриламидном геле додецилсульфата натрия (SDS-PAGE), а затем перенесены на мембрану из поливинилидендифторида (PDVF). (Миллипор, Бедфорд, Массачусетс).Кроме того, после блокировки мембраны мембраны инкубировали с антителами, специфичными для ZO-1 (1: 1000, Invitrogen), окклюдина (1: 1000, Invitrogen), клаудина-1 (1: 1000, Invitrogen), claudin-2. (1: 1000, Abcam) и β-актин (1: 5000, Sigma) в течение ночи при 4 ° C. После промывания трис-буферным физиологическим раствором Твин-20 (TBST) мембраны инкубировали с соответствующими вторичными антителами, конъюгированными с пероксидазой (KPL, America), при комнатной температуре в течение 60 мин. Сигнал хемилюминесценции регистрировали с помощью системы ChemiDox XRS (Bio-Rad).Плотность полос определяли количественно с помощью программного обеспечения Quantity One Image (Bio-Rad).
Анализ SCFA в фекалиях с помощью HS-GC / MS
Свежие илеоцекальные фекалии немедленно замораживали и хранили при -80 ° C до обработки. Взвешенные фекальные массы помещали в пробоотборную колбу объемом 20 мл с последующим добавлением 0,95 мл 6% H ₃ PO ₄ и 0,05 мл 2,49 ммоль / л 2-этилмасляной кислоты (внутренний стандарт, разбавленный 6% H ₃ PO ₄) и вибрации в течение 1 мин.Затем образцы вводили в систему ГХ / МС (5975A / 7890C Agilent) для анализа. В качестве газа-носителя использовался сверхчистый гелий (1,0 мл / мин). Свободное пространство над головой поддерживали при 80 ° C, время инкубации составляло 30 мин. Газовая хроматография (капиллярная колонка с плавленым кремнеземом DB-FFAP: 30 м × 0,25 мм × 0,25 мкм Agilent) ступенчатые термические условия были следующими: 50 ° C в течение 1 минуты, 10 ° C / мин до 250 ° C в течение 2 минут; температура инжектора составляла 250 ° C, с коэффициентом деления 5: 1. Система масс-детектора работала в режиме ионизации электронным ударом при 70 эВ, в режиме сканирования для m / z 33–200 и в режиме мониторинга одиночных ионов (SIM). режим.Температуры линии передачи (интерфейса) и источника поддерживались на уровне 280 ° C и 250 ° C соответственно. Контролируемые ионы: m / z 60 и 43,1 для уксусной кислоты, m / z 74,1 и 28,1 для пропионовой кислоты, m / z 60 и 73,1 для масляной кислоты, m / z 60 и 87,1 для изовалериановой кислоты, m / z 43,1 и 73,1. для изомасляной кислоты и m / z 88,1 и 73,1 для 2-этилмасляной кислоты. Сбор и анализ данных выполнялись с помощью программного обеспечения для рабочей станции Saturn GC / MS (Agilent).
Анализ микробного разнообразия
Извлечение ДНК
Свежие илеоцекальные фекалии собирали и немедленно замораживали при -80 ° C для экстракции ДНК.Микробную ДНК экстрагировали с помощью набора QIAamp® Fast DNA Stool Mini Kit (Qiagen, Valencia, CA) в соответствии с протоколами производителя, а затем хранили при -80 ° C.
Амплификация с помощью полимеразной цепной реакции (ПЦР)
Область V3-V4 бактериального гена 16S рДНК амплифицировали с использованием праймеров 338F (5′-ACTCCTACGGGAGGCAGCAG-3 ‘) и 806R (5′-GGACTACHVGGGTWTCTAAT-3’). Реакции ПЦР (95 ° C в течение 3 минут, затем 27 циклов при 95 ° C в течение 30 секунд, 55 ° C в течение 30 секунд, 72 ° C в течение 45 секунд и окончательное продление при 72 ° C в течение 10 минут) были выполняется в 20-мкл смеси, содержащей 4 мкл 5 × FastPfu Buffer, 2 мкл 2.5 ммоль / л dNTP, 0,8 мкл праймеров (5 мкмоль / л), 0,4 мкл полимеразы FastPfu и 10 нг матричной ДНК. Ампликоны для секвенирования Illumina MiSeq экстрагировали из 2% агарозных гелей, очищали с помощью набора для экстракции ДНК из гелей AxyPrep (Axygen Biosciences, Юнион-Сити, Калифорния, США) в соответствии с инструкциями производителя и количественно оценивали с помощью QuantiFluor ™ -ST (Promega, США). Очищенные ампликоны объединяли в эквимолярном соотношении и секвенировали по парным концам (2 × 250) на платформе Illumina MiSeq в соответствии со стандартными протоколами.Необработанные чтения были депонированы в базу данных NCBI Sequence Read Archive (SRA).
Обработка данных секвенирования
Необработанные файлы fastq были демультиплексированы, отфильтрованы по качеству с использованием QIIME (версия 1.9.1) со следующими критериями: (i) чтения 300 бит / с были усечены на любом сайте, получившем средний балл качества <20 в скользящем окне 50 бит / с, отбрасывание усеченных чтений короче 50 п.н .; (ii) точное совпадение штрих-кода, 2-х нуклеотидное несоответствие в сопоставлении праймеров, считывания, содержащие неоднозначные символы, были удалены; (iii) и только последовательности, перекрывающиеся длиной более 10 п.н., были собраны в соответствии с их перекрывающимися последовательностями.Считывания, которые не могли быть собраны, отбрасывались. Операционные таксономические единицы (OTU) были сгруппированы с 97% отсечкой сходства с использованием UPARSE (версия 7.1 http://drive5.com/uparse/), а химерные последовательности были идентифицированы и удалены с помощью UCHIME. Таксономию каждой последовательности гена 16S рРНК анализировали с помощью классификатора RDP (http://rdp.cme.msu.edu/) в сравнении с базой данных 16S рРНК silva (SSU123) с использованием порога достоверности 70% [20].
Анализ воспалительных цитокинов жидким чипом
После умерщвления животных отбирали соответствующий сегмент подвздошной кишки для сбора слизистой оболочки с помощью предметного стекла.Собранную слизистую оболочку гомогенизировали в ледяном PBS, содержащем коктейли ингибиторов протеазы (Millipore), после чего следовала короткая обработка ультразвуком с помощью ультразвукового устройства (Tomy Seiko, Токио, Япония) и центрифугирование при 12000 об / мин, 4 ° C в течение 15 минут. Супернатанты собирали для определения воспалительных цитокинов с помощью набора Merck Millipore Liquid Chip Kit (Millipore) в соответствии с протоколами производителя.
Статистический анализ
Данные представлены как среднее значение ± стандартная ошибка среднего (SEM).Для анализа данных тест Даннета t был проведен против контрольной группы только с использованием статистического программного обеспечения SPSS 13.0. Значение p <0,05 считалось минимальным уровнем значимости во всех случаях. Все указанные уровни значимости представляют собой двусторонние значения p .
Результаты
Тяжелый ожог, повышенная кишечная проницаемость
Мы проанализировали проницаемость кишечного барьера у мышей (имитация ожога полной толщины или 30% общей площади поверхности тела (TBSA)) путем измерения концентрации 4 в плазме.4 кДа FITC-декстран, который традиционно используется в этом эксперименте. Как показано на рис. 1, по сравнению с контролем (0 ч), концентрация FITC-декстрана начала значительно увеличиваться через 1 час после ожога, достигла пика через 6 часов с примерно 20-кратным уровнем контроля и все еще была значительно выше, чем это было. контроля на 1, 3, 5 и 7 сутки после ожоговой травмы. Эти результаты показывают, что парацеллюлярная проницаемость кишечника значительно увеличивается у обожженных мышей, что позволяет предположить, что тяжелое ожоговое повреждение может разрушить эпителиальный барьер кишечника.
Рис. 1
Тяжелый ожог увеличивает кишечную проницаемость. Проницаемость кишечника оценивали путем измерения концентрации флуоресцеинизотиоцианат-меченого (FITC) -декстрана в системном кровотоке после внутрипросветной инъекции 4 кДа FITC-декстрана в указанные моменты времени после ожогового повреждения 30% общей площади поверхности тела (TBSA). Проницаемость кишечника для FITC-декстрана 4 кДа была значительно увеличена после ожоговой травмы. Данные представляют собой среднее значение ± стандартная ошибка среднего (SEM) ( n = 5–6).* p <0,05, *** p <0,001 по сравнению с 0 ч (контроль), проанализировано с использованием теста Даннета t . Ctrl обозначает контрольную группу, 1H, 6H обозначает 1-часовую, 6-часовую группу после ожога, 1D, 3D, 5D, 7D обозначает 1-дневный, 3-дневный, 5-дневный, 7-дневный период после ожога группа
Рис. 1
Тяжелый ожог повысил кишечную проницаемость. Проницаемость кишечника оценивали путем измерения концентрации флуоресцеинизотиоцианат-меченого (FITC) -декстрана в системном кровотоке после внутрипросветной инъекции 4 кДа FITC-декстрана в указанные моменты времени после ожогового повреждения 30% общей площади поверхности тела (TBSA).Проницаемость кишечника для FITC-декстрана 4 кДа была значительно увеличена после ожоговой травмы. Данные представляют собой среднее значение ± стандартная ошибка среднего (SEM) ( n = 5–6). * p <0,05, *** p <0,001 по сравнению с 0 ч (контроль), проанализировано с использованием теста Даннета t . Ctrl обозначает контрольную группу, 1H, 6H обозначает 1-часовую, 6-часовую группу после ожога, 1D, 3D, 5D, 7D обозначает 1-дневный, 3-дневный, 5-дневный, 7-дневный период после ожога группа
Тяжелый ожог изменил экспрессию белков плотных контактов
Чтобы более точно понять дисфункцию кишечного барьера, вызванную ожоговым повреждением, мы затем оценили экспрессию ZO-1, окклюдина, клаудина-1 и клаудина-2, которые являются важными членами белков плотного соединения.Как показано на рис. 2a – c, по сравнению с контролем экспрессия ZO-1, окклюдина и клаудина-1 значительно снизилась после ожоговой травмы. И ZO-1, и клаудин-1 снизились до минимума через 1 день после ожога, тогда как окклюдин упал до самого низкого уровня через 6 часов после ожога. Кроме того, экспрессия ZO-1 постепенно увеличивалась через 1 день и почти увеличивалась до контрольного уровня через 7 дней после ожога. Экспрессия окклюдина и клаудина-1 после ожога всегда была ниже, чем в контрольной группе.Напротив, как показано на рис. 2d, количество порообразующего белка клаудина-2 [21] заметно увеличивалось во всех временных точках после ожоговой травмы, достигая пика через 6 часов после ожога. Эти результаты показывают, что экспрессия белков плотных контактов значительно изменяется после тяжелой ожоговой травмы, что может привести к нарушению кишечного барьера.
Рис. 2
Тяжелый ожог изменил экспрессию белков плотных контактов. Экспрессию белков плотного соединения оценивали с помощью вестерн-блоттинга после ожогового повреждения 30% общей площади поверхности тела (TBSA). a — c Ожоговая травма значительно снизила экспрессию белков zonula occludens (ZO) -1, окклюдина и клаудина-1. d Ожоговое повреждение значительно увеличило экспрессию белка клаудина-2. Данные представляют собой среднее значение ± стандартная ошибка среднего (SEM) (окклюдин, n = 6; ZO-1, клаудин-1, клаудин-2, n = 5), * p <0,05, ** p <0,01, *** p <0,001 по сравнению с контролем, проанализировано с использованием критерия Даннета t .Ctrl обозначает контрольную группу, 1H, 6H обозначает 1-часовую, 6-часовую группу после ожога 1D, 3D, 5D, 7D обозначает 1-дневную, 3-дневную, 5-дневную, 7-дневную группу после ожога
Рис. 2
Тяжелый ожог изменил экспрессию белков плотных контактов. Экспрессию белков плотного соединения оценивали с помощью вестерн-блоттинга после ожогового повреждения 30% общей площади поверхности тела (TBSA). a — c Ожоговая травма значительно снизила экспрессию белков zonula occludens (ZO) -1, окклюдина и клаудина-1. d Ожоговое повреждение значительно увеличило экспрессию белка клаудина-2. Данные представляют собой среднее значение ± стандартная ошибка среднего (SEM) (окклюдин, n = 6; ZO-1, клаудин-1, клаудин-2, n = 5), * p <0,05, ** p <0,01, *** p <0,001 по сравнению с контролем, проанализировано с использованием критерия Даннета t . Ctrl обозначает контрольную группу, 1H, 6H обозначает 1-часовую, 6-часовую группу после ожога 1D, 3D, 5D, 7D обозначает 1-дневную, 3-дневную, 5-дневную, 7-дневную группу после ожога
Тяжелый ожог нарушил морфологию ЗО-1
Чтобы более полно осветить тяжелую вызванную ожогом недостаточность кишечного барьера, мы оценили изменения морфологии ZO-1 с помощью иммунофлуоресцентного метода.Как показано на фиг. 3, у контрольных мышей ZO-1 распределялся по плотному стыку эпителия, который оценивался как красные пятна и почти прямая линия, лежащая в апикальном компартменте межклеточных соединений. Напротив, упорядоченная морфология ZO-1 была нарушена в подвздошной кишке обожженных мышей, особенно через 6 часов после ожога. Эти морфологические изменения ZO-1 соответствовали указанным выше изменениям кишечной проницаемости после ожоговой травмы. Таким образом, тяжелое ожоговое повреждение может изменить морфологию ZO-1, способствуя дисфункции кишечного барьера.
Рис. 3
Сильный ожог нарушил морфологию zonula occludens (ZO) -1. Замороженные срезы дистального отдела подвздошной кишки метили на ZO-1 (красный) с помощью иммунофлуоресцентного окрашивания. ZO-1 был локализован в плотных контактах эпителия в подвздошной кишке контрольных мышей. У обожженных мышей ZO-1 окрашивался в апикальных соединениях, но сопровождался перемещением ZO-1. Масштабная линейка = 10,0 мкм. Ctrl обозначает контрольную группу, 1H, 6H обозначает 1-часовую, 6-часовую группу после ожога, 1D, 3D, 5D, 7D обозначает 1-дневный, 3-дневный, 5-дневный, 7-дневный период после ожога группа
Рис.3
Тяжелый ожог нарушил морфологию zonula occludens (ZO) -1. Замороженные срезы дистального отдела подвздошной кишки метили на ZO-1 (красный) с помощью иммунофлуоресцентного окрашивания. ZO-1 был локализован в плотных контактах эпителия в подвздошной кишке контрольных мышей. У обожженных мышей ZO-1 окрашивался в апикальных соединениях, но сопровождался перемещением ZO-1. Масштабная линейка = 10,0 мкм. Ctrl обозначает контрольную группу, 1H, 6H обозначает 1-часовую, 6-часовую группу после ожога, 1D, 3D, 5D, 7D обозначает 1 день, 3 дня, 5 дней, 7 дней после ожога группа
Тяжелый ожог изменил экспрессию воспалительных цитокинов
Чтобы определить участие воспалительных цитокинов в дисфункции кишечного барьера, вызванной ожогом, мы проанализировали экспрессию интерлейкина (ИЛ) -1β, ИЛ-6, ИЛ-4, ИЛ-10 и ИЛ-13 в слизистой оболочке подвздошной кишки.Как показано на рис. 4, содержание провоспалительных цитокинов IL-1β и IL-6 в слизистой оболочке подвздошной кишки обожженных мышей было намного выше, чем у контрольных мышей, особенно через 6 часов после ожога (рис. 4a, b). . Однако содержание противовоспалительных цитокинов IL-4 и IL-13 в слизистой оболочке подвздошной кишки обожженных мышей было значительно ниже, чем у контрольных мышей (рис. 4c, d). Важно отметить, что противовоспалительный цитокин IL-10 показал небольшое изменение без статистической значимости. Эти результаты показывают, что тяжелый ожог может спровоцировать воспаление слизистой оболочки кишечника, которое может быть важным фактором нарушения кишечного барьера на ранней стадии тяжелой ожоговой травмы.
Рис. 4
Тяжелый ожог изменил экспрессию воспалительных цитокинов. Экспрессию воспалительных цитокинов (интерлейкина (ИЛ) -1β, ИЛ-6, ИЛ-4 и ИЛ-13) в слизистой оболочке подвздошной кишки оценивали после ожога 30% площади поверхности тела (TBSA). Ожоговая травма значительно увеличила содержание провоспалительных цитокинов IL-1β ( a ) и IL-6 ( b ) и значительно снизила содержание противовоспалительных цитокинов IL-4 ( c ), IL-13. ( d ) и Ил-10 ( e ).Данные представляют собой среднее значение ± стандартная ошибка среднего (SEM) ( n = 6), * p <0,05, ** p <0,01, *** p <0,001 по сравнению с контролем, проанализировано с использованием Тест Даннета t . Ctrl обозначает контрольную группу, 1H, 6H обозначает 1-часовую, 6-часовую группу после ожога, 1D, 3D, 5D, 7D обозначает 1-дневный, 3-дневный, 5-дневный, 7-дневный период после ожога группа
Рис. 4
Тяжелый ожог изменил экспрессию воспалительных цитокинов. Экспрессию воспалительных цитокинов (интерлейкина (ИЛ) -1β, ИЛ-6, ИЛ-4 и ИЛ-13) в слизистой оболочке подвздошной кишки оценивали после ожога 30% площади поверхности тела (TBSA).Ожоговая травма значительно увеличила содержание провоспалительных цитокинов IL-1β ( a ) и IL-6 ( b ) и значительно снизила содержание противовоспалительных цитокинов IL-4 ( c ), IL-13. ( d ) и Ил-10 ( e ). Данные представляют собой среднее значение ± стандартная ошибка среднего (SEM) ( n = 6), * p <0,05, ** p <0,01, *** p <0,001 по сравнению с контролем, проанализировано с использованием Тест Даннета t .Ctrl обозначает контрольную группу, 1H, 6H обозначает 1-часовую, 6-часовую группу после ожога, 1D, 3D, 5D, 7D обозначает 1-дневный, 3-дневный, 5-дневный, 7-дневный период после ожога группа
Тяжелый ожог пониженное содержание SCFAs в кале
Было продемонстрировано, что SCFA действуют не только как доминирующие энергетические ресурсы эпителия кишечника, но и как противовоспалительные факторы [11]. Поэтому, чтобы более точно осветить основные механизмы дисфункции кишечного барьера, вызванной тяжелым ожоговым повреждением, мы затем исследовали, сопровождалось ли тяжелое ожоговое повреждение изменением содержания SCFAs в кале.Таблица 1 и Рис. 5 продемонстрировали конкретное содержание и тенденции изменения соответственно. Содержание всех SCFAs, включая ацетат, пропионат, бутират, изобутират и изовалерат, постепенно снижалось с 1 часа до 7 дней после ожога и упало до минимума через 7 дней. Таким образом, тяжелая ожоговая травма может статистически подавлять содержание кишечных SCFAs, что может способствовать воспалению кишечника и дисфункции барьера.
Содержание короткоцепочечных жирных кислот (SCFA) в фекалиях (ммоль / кг, n = 5 или 6) у сожженных мышей
381 ± 4,28 **
**
322 ± 0,04 *
SCFAs . Группы .
Управление . 1 час . 6 часов . 1 день . 3 дня . 5 дней . 7 дней .
Ацетат
81,11 ± 9,25
56,25 ± 8,33
56.19 ± 9,92
49,16 ± 10,24 *
58,08 ± 4,45
44,85 ± 11,91 *
32,11 ± 6,40 ***
26,51 ± 3,10
19,97 ± 3,50 *
12,14 ± 5,17 **
25,17 ± 4,13
6,17 ± 4,82 ***
Изобутират
0,72 ± 0,09
0,45 ± 0,06 *
0,59 ± 0,08
0,67 ± 0,06
0,30 ± 0,08 **
0,28 ± 0,07 **
Бутират
15,29 ± 2,95
11,41 ± 1,45
30 ± 0,71
3,53 ± 1,91 **
17,01 ± 2,22
1,65 ± 1,29 **
2,26 ± 1,98 **
Isovale 0,06
0,26 ± 0,03 *
0,45 ± 0,07
0,25 ± 0,03 *
0,27 ± 0,03
0,23 ± 0,03 *
.29 ± 2,95
SCFAs . Группы .
Управление . 1 час . 6 часов . 1 день . 3 дня . 5 дней . 7 дней .
Ацетат
81.11 ± 9,25
56,25 ± 8,33
56,19 ± 9,92
49,16 ± 10,24 *
58,08 ± 4,45
44,85 ± 11,91
44,85 ± 11,91
Пропионат
30,25 ± 1,96
26,51 ± 3,10
19,97 ± 3,50 *
12,14 ± 5,17
17 ± 4,13
6,17 ± 4,82 ***
7,81 ± 4,28 **
Изобутират
0,72 ± 0,09
9606 * 0,07
0,45 ± 0,09 0,08
0,31 ± 0,07 **
0,61 ± 0,08
0,30 ± 0,08 **
0,28 ± 0,07 **
11,41 ± 1,45
10,30 ± 0,71
3,53 ± 1,91 **
17,01 ± 2,22
1,65 ± 1,29 *
1,65 ± 1,29 *
906 2,2 *
Изовалерат
0,43 ± 0,06
0,26 ± 0,03 *
0,45 ± 0,07
0,25 ± 0,03
27 ± 0,03
0,23 ± 0,03 *
0,22 ± 0,04 *
Содержание короткоцепочечных жирных кислот (SCFA) в фекалиях (ммоль / кг, n = 5 или 6) в сожженные мыши
43 ± 0,06
SCFAs . Группы .
Управление . 1 час . 6 часов . 1 день . 3 дня . 5 дней . 7 дней .
Ацетат
81,11 ± 9,25
56,25 ± 8,33
56,19 ± 9,92
49,16 ± 9,92
49,16 ± 10,24 * 9,8 11,91 *
32,11 ± 6,40 ***
Пропионат
30.25 ± 1,96
26,51 ± 3,10
19,97 ± 3,50 *
12,14 ± 5,17 **
25,17 ± 4,13
6,17 ± 4,86
4,28 **
Изобутират
0,72 ± 0,09
0,45 ± 0,06 *
0,59 ± 0,08
0,31 ± 0,0661 ± 0,08
0,30 ± 0,08 **
0,28 ± 0,07 **
Бутират
15,29 ± 2,95
11,41 ± 1,45
11,41 ± 1,45
3,53 ± 1,91 **
17,01 ± 2,22
1,65 ± 1,29 **
2,26 ± 1,98 **
Isovalerate
906
0,26 ± 0,03 *
0,45 ± 0,07
0,25 ± 0,03 *
0,27 ± 0,03
0,23 ± 0,03 *
0,23 ± 0,03 *
90
3 2,95
3326 ± 1,98 **
SCFAs . Группы .
Управление . 1 час . 6 часов . 1 день . 3 дня . 5 дней . 7 дней .
Ацетат
81,11 ± 9,25
56,25 ± 8,33
56,19 ± 9,92
49,16 ± 9,92
49,16 ± 10,24 * 9,8 11,91 *
32,11 ± 6.40 ***
Пропионат
30,25 ± 1,96
26,51 ± 3,10
19,97 ± 3,50 *
9000,17 ± 5,17
6,17 ± 4,82 ***
7,81 ± 4,28 **
Изобутират
0,72 ± 0,09
0,45 ± 0,06
59 ± 0,08
0,31 ± 0,07 **
0,61 ± 0,08
0,30 ± 0,08 **
0,28 ± 0,07 **
0,28 ± 0,07 **
11,41 ± 1,45
10,30 ± 0,71
3,53 ± 1,91 **
17,01 ± 2,22
1,65 ± 1,29 **
Изовалерат
0,43 ± 0,06
0,26 ± 0,03 *
0,45 ± 0,07
* 0,25 ± 0,07
* 0,25 ± 0,06
0,23 ± 0,03 *
0,22 ± 0,04 *
Рис. 5
Тяжелый ожог, снижение содержания короткоцепочечных жирных кислот (SCFA) в кале. Содержание SCFA (ацетат, пропионат, бутират, изобутират и изовалерат) в илеоцекальных фекалиях оценивали после ожоговой травмы 30% общей площади поверхности тела (TBSA).Ожоговая травма заметно снизила содержание всех SCFAs. Данные представляют собой среднее значение ± стандартная ошибка среднего (SEM) ( n = 6). Ctrl обозначает контрольную группу, 1H, 6H обозначает 1-часовую, 6-часовую группу после ожога, 1D, 3D, 5D, 7D обозначает 1-дневный, 3-дневный, 5-дневный, 7-дневный период после ожога группа
Рис. 5
Тяжелый ожог снизил содержание короткоцепочечных жирных кислот (SCFA) в кале. Содержание SCFA (ацетат, пропионат, бутират, изобутират и изовалерат) в илеоцекальных фекалиях оценивали после ожоговой травмы 30% общей площади поверхности тела (TBSA).Ожоговая травма заметно снизила содержание всех SCFAs. Данные представляют собой среднее значение ± стандартная ошибка среднего (SEM) ( n = 6). Ctrl обозначает контрольную группу, 1H, 6H обозначает 1-часовую, 6-часовую группу после ожога, 1D, 3D, 5D, 7D обозначает 1 день, 3 дня, 5 дней, 7 дней после ожога группа
Охват секвенированием и измерение бактериального разнообразия
Было установлено, что SCFAs являются метаболитами кишечной микробиоты [11]. Для дальнейшего выявления механизмов тяжелой ожоговой дисфункции кишечного барьера мы затем оценили, может ли тяжелое ожоговое повреждение влиять на состав кишечной микробиоты, используя методику высокопроизводительного секвенирования Illumina.Мы создали набор данных, который состоит из 1 443 620 отфильтрованных высококачественных и поддающихся классификации последовательностей гена 16S рДНК. Среднее число последовательностей каждого образца составляло 36 090,5 (диапазон от 30 093 до 44 839). Все последовательности были сгруппированы с репрезентативными последовательностями, и было использовано 97% отсечки для идентификации последовательностей. Полученное общее количество операционных таксономических единиц (OTU) составило 11 878. Для каждого образца видовое богатство бактерий выравнивалось по мере увеличения глубины отбора образцов (дополнительный файл 1: рисунок S1), что указывает на то, что усилия по секвенированию были достаточными и что общее разнообразие в образцах было зафиксировано.Как показано в Таблице 2, микробное богатство значительно снизилось через 5 дней после ожога по сравнению с контролем ( p = 0,034). Анализ разнообразия на основе индексов Шеннона и Чао [22] показал, что разнообразие кишечной микробиоты на уровне OTU было значительно ниже, чем в контроле через 1 час ( p = 0,037), 5 дней ( p = 0,031). ) и 7 дней ( p = 0,036) после ожога. Эти результаты подтверждают, что тяжелая ожоговая травма значительно снижает разнообразие и богатство кишечной микробиоты.
Результаты секвенирования наблюдаемых операционных таксономических единиц (OTU) и индексов разнообразия
07
906
07
259
Чао [22]
621 ± 0,07
Параметры . Контроль . 1 час . 6 часов . 1 день . 3 дня . 5 дней . 7 дней .
ОТУ
317.5 ± 14,85
288 ± 15,62
317,83 ± 3,54
319,33 ± 6,02
285,67 ± 11,75
356,5 ± 16,45
335,67 ± 19,85
355,83 ± 6,24
350,17 ± 5,06
322.33 ± 14,64
300,75 ± 13,59 ^*
323,5 ± 17,19
Шеннон
4,21 ± 0,07
4,21 ± 0,07
4,21 ± 0,07
0,07
0,08
4,05 ± 0,09
3,93 ± 0,11
3,83 ± 0,14 ^*
3,9 ± 0,1 ^*
0 Параметры . Контроль . 1 час . 6 часов . 1 день . 3 дня . 5 дней . 7 дней .
ОТУ
317,5 ± 14,85
288 ± 15,62
317,83 ± 3,54
03
03 319,3667 ± 11,75
259 ± 13
278,67 ± 10,95
Чао [22]
356,5 ± 16,45
356,5 ± 16,45
0003 356,5 ± 16,45
0003
350,17 ± 5,06
322,33 ± 14,64
300,75 ± 13,59 ^*
323,5 ± 17,19
3,98 ± 0,07 ^*
4,12 ± 0,08
4,05 ± 0,09
3,93 ± 0,11
3,8360 ± 0,14
3,8360 ± 0,14
925 *
3,8360 ± 0,14 0,1 ^*
Результаты секвенирования наблюдаемых операционных таксономических единиц (OTU) и индексов разнообразия
6 ±
355,83 ± 6,24
6 ±
^{3,970 ± 0,170}
Параметры . Контроль . 1 час . 6 часов . 1 день . 3 дня . 5 дней . 7 дней .
ОТУ
317,5 ± 14,85
288 ± 15,62
317,83 ± 3,54
03 319,36
03 319,36
03 319,36
278.67 ± 10,95
Чао [22]
356,5 ± 16,45
335,67 ± 19,85
355,83 ± 6,24
300,75 ± 13,59 ^*
323,5 ± 17,19
Шеннон
4,21 ± 0,07
3,98 ± 0.07 ^*
4,12 ± 0,08
4,05 ± 0,09
3,93 ± 0,11
3,83 ± 0,14 ^*
*

7
300,75
7
300,75
Параметры . Контроль . 1 час . 6 часов . 1 день . 3 дня . 5 дней . 7 дней .
ОТУ
317,5 ± 14,85
288 ± 15,62
317,83 ± 3,54
03 319,36
03 319,36
03
278,67 ± 10,95
Чао [22]
356.5 ± 16,45
335,67 ± 19,85
355,83 ± 6,24
350,17 ± 5,06
322,33 ± 14,64
Шеннон
4,21 ± 0,07
3,98 ± 0,07 ^*
4,12 ± 0,08
4,05 ± 0.09
3,93 ± 0,11
3,83 ± 0,14 ^*
3,9 ± 0,1 ^*
Тяжелый ожог нарушенная микробиота кишечника
Чтобы лучше понять изменения микробиоты кишечника после тяжелой ожоговой травмы, мы затем проанализировали структуру бактериального состава кишечника у обожженных мышей. Как показано на рис. 6, Bacteroidetes , Firmicutes и Proteobacteria были тремя доминирующими бактериями на уровне филума, составляя 46.39%, 38,88% и 10,82% от общего числа последовательностей соответственно. Как показано на рис. 6 и в дополнительном файле 2: рис. S2, относительная численность Firmicutes , Bacteroidetes и Deferribacteres сильно различалась между группами. В частности, Bacteroidetes снизились в 3-дневной и 5-дневной группах; тем не менее, показатели Firmicutes и Deferribacteres повысились в 3-дневной и 5-дневной группах. Эти результаты показывают, что тяжелая ожоговая травма, очевидно, может изменить структуру кишечной микробиоты.
Рис. 6
Тяжелый ожог нарушил микробиоту кишечника. Гистограмма об относительной численности бактерий на уровне филума в каждом образце. Ось X представляет собой группирующую информацию, а ось Y представляет относительную численность конкретных видов на уровне филума. Относительная численность Bacteroidetes снизилась, тогда как численность Firmicutes была увеличена. Разные цвета представляют разные виды, как указано. N обозначает контрольную группу, 1H, 6H обозначает 1-часовую, 6-часовую группу после ожога, 1D, 3D, 5D, 7D обозначает 1-дневный, 3-дневный, 5-дневный, 7-дневный день после ожога группа
Рис.6
Тяжелый ожог нарушил микробиоту кишечника. Гистограмма об относительной численности бактерий на уровне филума в каждом образце. Ось X представляет собой группирующую информацию, а ось Y представляет относительную численность конкретных видов на уровне филума. Относительная численность Bacteroidetes снизилась, тогда как численность Firmicutes была увеличена. Разные цвета представляют разные виды, как указано. N обозначает контрольную группу, 1H, 6H обозначает 1-часовую, 6-часовую группу после ожога, 1D, 3D, 5D, 7D обозначает 1-дневный, 3-дневный, 5-дневный, 7-дневный день после ожога. группа
Сравнение микробиоты кишечника под наблюдением
Основываясь на анализе каждой выборки сообществом, мы дополнительно разделили эти 40 выборок на три группы: i.е., контрольная группа (с N-1 по N-5), группа burn_early (с 1H-1 по 1H-6, с 6H-1 по 6H-6, с 1D-1 по 1D-6) и группа burn_late (3D-1 к 3D-6, от 5D-1 до 5D-4, от 7D-1 до 7D-6), пытаясь выделить виды с разной численностью среди групп. Результаты анализа основных координат (PcoA) [23] показали значительные расхождения в микробном составе на уровне OTU среди трех групп (дополнительный файл 3: Рисунок S3). Кроме того, мы проанализировали различия в составе кишечной микробиоты, используя размер эффекта линейного дискриминантного анализа, который является традиционным методом бактериального дифференциального анализа [24].Как показано на рис. 7, мы обнаружили, что g_Tyzzerella , g_Lachnoclostridium , g_Anaerovorax , g_Ruinococcus_1 , g_Lactobacillus , g_Lactobacillus , f_Lactob имели статистические различия в 1010 контрольной группе, f_Lactob. c_Erysipelotrichia и o_Erysipelotrichales были несовместимыми видами в группе burn_early. c_Clostridia , g_Bilophila , g_Actinobacillus , g_Pasteurellaceae и другие 11 видов были заметно различающимися бактериями в группе burn_late.Эти результаты показывают, что тяжелый ожог способен нарушить микробиоту кишечника, особенно на поздней стадии ожоговой травмы.
Рис. 7
LefSE-анализ кишечной микробиоты. Синие точки символизируют дифференциальные бактерии в контрольной группе. Красные точки обозначают бактерии со значительными различиями в группе ожоговых ранений. Зеленые точки обозначают бактерии, которые были значительно изменены в группе burn_late. Виды без видимых вариаций представлены желтыми точками.Круг разделен на пять слоев, соответственно символизирующих уровни типа, класса, порядка, семейства и рода изнутри наружу.
Рис. 7
LefSE-анализ кишечной микробиоты. Синие точки символизируют дифференциальные бактерии в контрольной группе. Красные точки обозначают бактерии со значительными различиями в группе ожоговых ранений. Зеленые точки обозначают бактерии, которые были значительно изменены в группе burn_late. Виды без видимых вариаций представлены желтыми точками.Круг разделен на пять слоев, соответственно символизирующих уровни типа, класса, порядка, семейства и рода изнутри наружу
Анализ потенциальных биомаркеров
Основываясь на анализе LefSE, мы дополнительно использовали тест суммы рангов Вилкоксона для определения потенциальных биомаркеров у сожженных мышей. Как показано на рис. 8a, специфическими дифференциальными бактериями в группе ожоговых_релей были norank_Ruminococcaceae ( p = 0,02), prevotellaceae_UCG-001 ( p = 0.012), Oscillibacter ( p = 0,03) и Bacteroides ( p = 0,02). Однако, как показано на рис. 8b, специфическими дифференциальными бактериями в группе burn_late были norank_Ruminococcaceae ( p = 0,004), Alistipes ( p = 0,008) и norank_Bacteroidales_S54 pgroup = 0,01). Таким образом, эти результаты показывают, что эти заметно измененные виды бактерий могут рассматриваться как потенциальные биомаркеры после тяжелой ожоговой травмы.
Рис. 8
Анализ суммы рангов Вилкоксона. a , b Дифференциальные бактерии в группах burn_early и burn_late соответственно. Ось X представляет собой процентное значение численности, а ось Y представляет название конкретного вида на различных уровнях классификации. Контроль n = 5; burn_early n = 18; burn_late n = 17. * p <0,05, ** p <0,01 по сравнению с контрольной группой
Рис.8
Анализ суммы рангов Вилкоксона. a , b Дифференциальные бактерии в группах burn_early и burn_late соответственно. Ось X представляет собой процентное значение численности, а ось Y представляет название конкретного вида на различных уровнях классификации. Контроль n = 5; burn_early n = 18; burn_late n = 17. * p <0,05, ** p <0,01 по сравнению с контрольной группой
Корреляция между кишечным микробным сообществом и факторами окружающей среды при тяжелом ожоге
Чтобы выяснить взаимосвязь между конкретными видами бактерий (50 самых распространенных видов бактерий) и факторами окружающей среды, в этом исследовании мы использовали корреляционный анализ Спирмена.В этой части содержание SCFA и кишечная проницаемость рассматривались как факторы окружающей среды. Как показано на рис.9, кишечная проницаемость положительно коррелировала с Coprococcus_1 ( R = 0,459), Anaerotruncus ( R = 0,365), Roseburia ( Rumin = 0,37), 910ridium ( R = 0,327) и Ruminiclostridium ( R = 0,367), но отрицательно коррелировал с Desulfovibrio ( R = — 0.322) и Prevotellaceae_UCG-001 ( R = — 0,331). Среди SCFAs, изомасляная кислота положительно коррелировала с Lachnospiraceae_UCG-005 ( R = 0,326), Tyzzerella ( R = 0,516), Lactobacillus ( R R R R R _0.3 R = 0,461) и Akkermansia ( R = 0,367). Изовалериановая кислота положительно коррелировала с Ruminococcaceae_UCG-014 ( R = 0.405), Tyzzerella ( R = 0,5), Lactobacillus ( R = 0,564), norank_o_Mollicutes_RF9 ( R = 0,598), Аккермансиалес_031082 R ( Akkermansia_031082) -7_group ( R = 0,316), но отрицательно коррелировал с Lachnospiraceae_UCG-008 ( R = — 0,387). Бутират положительно коррелировал с norank_f_Mycoplasmataceae ( R = 0.422), но отрицательно коррелировал с Escherichia-Shigella ( R = — 0,424). Ацетат отрицательно коррелировал с unclassified_f_Lchnospiraceae ( R = -0,321) и Bilophila ( R = -0,47), но положительно коррелировал с Ruminocaccaceae_UCG-0109 0,43 R = 0,336) и Akkermansia ( R = 0,345). Пропионат отрицательно коррелирует с Blautia ( R = — 0.314), Ruminiclostridium ( R = — 0,392) unclassified_f_Lachnospiraceae ( R = — 0,34) и norank_f_Ruminococcaceae ( R , но положительно коррелирован с R , но положительно -0,396 R , но положительно — 0,396) R = 0,339), Tyzzerella ( R = 0,339), norank_f_Mycoplasmataceae ( R = 0,327), Lactobacillus ( R = 0,435105), 910F053 noranlic399) и unclassified_f_Veillonellaceae ( R = 0,347). Вкратце, norank_o_Mollicutes_RF9 , Akkermansia , Lactobacillus , Tyzzerella и Ruminococcaceae_UCG-014 были основными видами, коррелированными с SCFAsionovaleyrate, пропионовалеатом, бутилатом Эти результаты показывают, что изменение состава кишечной микробиоты тесно связано с некоторыми факторами окружающей среды при тяжелой ожоговой травме.
Рис. 9
Корреляция между кишечным микробным сообществом и факторами окружающей среды. Ось X представляет собой факторы окружающей среды, включая кишечную проницаемость, ацетат, пропионат, бутират, изобутират и изовалерат, а ось Y представляет конкретные виды на уровне рода. Коэффициенты корреляции Спирмена представлены цветом от синего, отрицательная корреляция (-0,4), до красного, положительная корреляция (0,4). Значимые корреляции отмечены * p <0.05, ** p <0,01, *** p <0,001, соответственно
Рис. 9
Корреляция между кишечным микробным сообществом и факторами окружающей среды. Ось X представляет собой факторы окружающей среды, включая кишечную проницаемость, ацетат, пропионат, бутират, изобутират и изовалерат, а ось Y представляет конкретные виды на уровне рода. Коэффициенты корреляции Спирмена представлены цветом в диапазоне от синего до отрицательной корреляции (- 0.4) в красный, положительная корреляция (0,4). Значимые корреляции отмечены * p <0,05, ** p <0,01, *** p <0,001, соответственно
Обсуждение
Основное оригинальное открытие этого исследования состоит в том, что тяжелое ожоговое повреждение нарушает кишечный барьер, влияя на экспрессию и морфологию белков плотного соединения. Между тем, микробное разнообразие и состав значительно изменяются в результате тяжелой ожоговой травмы.Кроме того, тяжелое ожоговое повреждение также снижает концентрацию SCFAs и изменяет экспрессию воспалительных цитокинов. Эти экспериментальные данные позволяют по-новому взглянуть на связь между тяжелой дисфункцией кишечного барьера, вызванной ожогами, дисбактериозом микробиоты, воспалительными цитокинами и SCFAs.
Хорошо известно, что тяжелое хирургическое заболевание, такое как шок, травма и ожог, может разрушить эпителиальный барьер кишечника, что приводит к утечке бактерий и бактериальных метаболитов из просвета кишечника в слизистую оболочку или систему кровообращения [5, 6, 25].Основываясь на этом исследовании, мы снова определяем, что тяжелое ожоговое повреждение вызывает дисфункцию кишечного барьера, которая проявляется в повышенной проницаемости кишечника, измененной экспрессии белков плотных контактов и нарушении морфологии ZO-1. Эти результаты согласуются с предыдущими исследованиями, которые показывают, что нарушение кишечного барьера, вызванное ожогом, характеризуется повышенной пар-клеточной проницаемостью и изменением экспрессии или морфологии белков плотных контактов [26–28]. Таким образом, нет сомнений в том, что тяжелая ожоговая травма может нарушить целостность кишечного эпителиального барьера.
Однако, учитывая, что тяжелый ожог вызывает дефект кишечного барьера, лежащие в основе его механизмы все еще неясны. Фактически, раннее нарушение работы кишечника, вызванное ожоговым поражением, в основном проявляется в виде ряда патофизиологических явлений, таких как воспаление, снижение количества SCFAs и дисбактериоз кишечной микробиоты [29, 30]. Сообщалось, что измененная кишечная микробиота способствовала увеличению кишечной параклеточной проницаемости [31]. В этом исследовании кишечная проницаемость положительно коррелировала с Coprococcus_1 , Anaerotruncus , Roseburia , Ruminiclostridium_5 и Ruminiclostridium ae и отрицательно ассоциировалась с
riklostridium
ae и
53Desculfvo54.Таким образом, дисбиоз кишечной микробиоты может способствовать возникновению нарушения кишечного барьера, вызванного тяжелой ожоговой травмой. Кроме того, сообщалось, что SCFAs способны усиливать кишечный барьер [32]. Кстати, SCFAs проявляют защитное и стимулирующее действие на кишечный барьер за счет ингибирования аутофагии и NLRP3 (семейство NLR, пириновый домен, содержащий белок 3) инфламмасомы [33]. Следовательно, пониженное содержание SCFAs, наблюдаемое в настоящем исследовании, также может способствовать тяжелой дисфункции кишечного барьера, вызванной ожогом.Кроме того, это исследование также показывает, что провоспалительные цитокины, включая IL-1β и IL-6, повышаются после тяжелой ожоговой травмы, что согласуется с предыдущими сообщениями [34–36]. Хорошо известно, что как IL-1β, так и IL-6 могут нарушать кишечный барьер [37]. Следовательно, рационально предположить, что воспаление, дисбиоз кишечной микробиоты и снижение количества SCFAs способствуют нарушению кишечного барьера, вызванному тяжелой ожоговой травмой.
Здесь мы также показываем изменения микробиоты кишечника в масштабах всего сообщества у сильно обгоревших мышей.Подробные изменения состава кишечной микробиоты после ожогового повреждения были исследованы на различных бактериальных таксономических уровнях. На уровне филума преобладающими типами были Bacteroidetes , Firmicutes и Proteobacteria . После тяжелой ожоговой травмы доля Bacteroidetes была уменьшена, тогда как пропорции Firmicutes , Proteobacteria и Deferribacteres были увеличены, что привело к увеличению соотношения Firmicutes / Proteobacteria .На уровне родов роды Mollicutes_RF9_g_norank , Candidatus_Saccharimonas , Butyricimonas , Ruminococcaceae_UCG_010 и Ruminiclostridium_6 были повышены после тяжелого ожога. Таким образом, предполагается, что снижение разнообразия микробов, оцененное с помощью индекса Шеннона в настоящем исследовании, может быть связано с воспалительной реакцией, вызванной ожогом, поскольку при воспалении кишечника сообщалось о снижении разнообразия кишечного микробного сообщества [38].
Считается, что на состав микробиоты отдельного кишечника влияют различные факторы, такие как генетические элементы хозяина, иммунные ответы, антимикробные вещества, микробные взаимодействия и факторы окружающей среды [39]. Поэтому, основываясь на наблюдаемых сдвигах в бактериальном сообществе после ожоговой травмы, мы дополнительно исследовали возможные изменения кишечных факторов окружающей среды и ферментативных факторов. Содержание SCFA в просвете, включая ацетат, пропионат, бутират, изобутират и изовалерат, значительно снизилось после тяжелого ожога.Аналогичным образом, другие исследователи также показали, что ожоговая травма снижает содержание бутирата в толстой кишке обожженных мышей [40]. Хотя механизм, участвующий в снижении содержания SCFAs при ожоге, не ясен, было задокументировано, что уменьшение соотношения Firmicutes / Proteobacteria приводит к увеличению содержания SCFAs [41]. Таким образом, рационально предположить, что повышение соотношения Firmicutes / Proteobacteria , наблюдаемое в этом исследовании, может быть важной причиной снижения содержания SCFAs после тяжелой ожоговой травмы.
Это исследование также демонстрирует взаимосвязь между конкретными видами кишечного микробного сообщества и вариациями содержания SCFAs после тяжелой ожоговой травмы. Основными видами, коррелировавшими с содержанием SCFAs после тяжелой ожоговой травмы, были Lactobacillus , Akkermansia , Tyzzerella , norank_o_Mollicutes_RF9 и Ruminococcaceae_UCG-014 . Документально подтверждено, что Ruminococcaceae может продуцировать ацетат [42], а Lactobacillus способен продуцировать лактат, который может использоваться бактериями, принадлежащими к кластеру Clostridial XIVa, для производства бутирата [43].Кроме того, сообщалось, что содержание ацетата, бутирата и пропионата положительно коррелирует с молочнокислыми бактериями, такими как Bacillales , Sporolactobacillus и Lactobacillus [35]. Таким образом, наши настоящие данные, которые показывают корреляцию между видами бактерий и содержанием SCFAs, могут дать некоторые значения для понимания связи между составом кишечной микробиоты и продукцией SCFAs после тяжелой ожоговой травмы.
Выводы
В заключение, наше настоящее исследование выявляет тенденции изменения кишечного барьера, микробиоты, содержания SCFAs и экспрессии воспалительных цитокинов после тяжелой ожоговой травмы.Однако точная взаимосвязь между дисбиозом кишечной микробиоты и дисфункцией барьера после тяжелого ожога требует дальнейших исследований. Более глубокое понимание взаимодействия между хозяином и микробом может быть полезным для разработки новых альтернативных стратегий, а также подходов к восстановлению кишечного барьера после тяжелой ожоговой травмы.
Благодарности
Благодарим центральную лабораторию третьего военно-медицинского университета (Армейский медицинский университет) и компанию Majorbio (Китай) за технологическую поддержку.
Финансирование
Работа поддержана Национальным фондом естественных наук Китая (81772081).
Наличие данных и материалов
Все данные, полученные или проанализированные в ходе этого исследования, включены в эту опубликованную статью.
Вклад авторов
YF, YH, YW и PW вносят существенный вклад в сбор, анализ и интерпретацию данных. YF пишет статью, а FW участвует в критическом редактировании статьи.Все авторы прочитали и одобрили окончательную рукопись.
Утверждение этических норм и согласие на участие
Исследования на животных были одобрены Комитетом по уходу и использованию животных Третьего военного медицинского университета (Армейский медицинский университет), а все протоколы были одобрены Комитетом по медицине и этике Юго-западного госпиталя Третьего военного медицинского университета (Армейский медицинский университет), Чунцин, Китай.
Согласие на публикацию
Не применимо.
Конкурирующие интересы
Авторы заявляют об отсутствии конкурирующих интересов.
Список литературы
1.
.
Функция барьера слизистой оболочки кишечника при здоровье и болезнях
.
Нат Рев Иммунол
.
2009
;
9
(
11
):
799
—
809
. .2.
,,,,.
Плотное соединение пор и путей утечки: динамичный дуэт
.
Анну Рев Физиол
.
2011
;
73
:
283
—
309
. .3.
.
Динамические свойства барьера герметичного перехода
.
Ann N Y Acad Sci
.
2012
;
1257
:
77
—
84
. .4.
.
Регулирование проницаемости кишечного эпителия плотными контактами
.
Cell Mol Life Sci
.
2013
;
70
(
4
):
631
—
659
. .5.
.
Бактериальная транслокация или лимфодренаж токсичных продуктов из кишечника: что важно для человека?
.
Хирургия
.
2002
;
131
(
3
):
241
—
244
. .6.
, г.
Ожоги, бактериальная транслокация, барьерная функция кишечника и отказ
.
J Ожоговое средство Rehabil
.
2005
;
26
(
5
):
383
—
391
. .7.
,,,.
Питание и обмен веществ у ожоговых
.
Ожоговая травма
.
2017
;
5
:
11
..8.
,,,.
Микробиота кишечника в здоровье и болезнях
.
Physiol Ред.
.
2010
;
90
(
3
):
859
—
904
. .9.
,,,.
Борьба с болезнетворными микроорганизмами и патобионтами с помощью микробиоты кишечника
.
Нат Иммунол
.
2013
;
14
(
7
):
685
—
690
. .10.
,,,,.
Динамическое изменение микробиоты толстой кишки при ишемии-реперфузии кишечника
.
PLoS One
.
2012
;
7
(
7
):
e42027
. .11.
,,.
Бутират и воспаление слизистой оболочки: новые научные данные подтверждают клиническое наблюдение
.
Клин Транс Гастроэнтерол
.
2015
;
6
:
e108
. .12.
,,,,, и др. .
Метаболиты, продуцируемые комменсальными бактериями, способствуют генерации периферических регуляторных Т-клеток
.
Природа.
.
2013
;
504
(
7480
):
451
—
455
..13.
,,,,, и др. .
Бутират, полученный из микробов комменсала, индуцирует дифференцировку регуляторных Т-клеток толстой кишки
.
Природа.
.
2013
;
504
(
7480
):
446
—
450
. .14.
,,,.
Микробный метаболит бутират регулирует функцию кишечных макрофагов посредством ингибирования гистондеацетилазы
.
Proc Natl Acad Sci
.
2014
;
111
(
6
):
2247
—
2252
..15.
,,,,, и др. .
Активация Gpr109a, рецептора ниацина и бутирата комменсального метаболита, подавляет воспаление толстой кишки и канцерогенез
.
Иммунитет
.
2014
;
40
(
1
):
128
—
139
. .16.
,,,,, и др. .
Перекрестные помехи между короткоцепочечными жирными кислотами микробиоты и кишечным эпителиальным HIF усиливают барьерную функцию тканей
.
Микроб-хозяин клетки
.
2015
;
17
(
5
):
662
—
671
. .17.
,,,.
От пищевых волокон к физиологии хозяина: короткоцепочечные жирные кислоты как ключевые бактериальные метаболиты
.
Ячейка.
.
2016
;
165
(
6
):
1332
—
1345
. .18.
,,,,, и др. .
Микробиота кишечника влияет на проницаемость гематоэнцефалического барьера у мышей
.
Научный перевод медицины
.
2014
;
6
(
263
):
263ra158
..19.
,,,,,.
Тяжелая вызванная ожогами дисфункция кишечного эпителиального барьера связана со стрессом эндоплазматического ретикулума и аутофагией у мышей
.
Передняя физиология
.
2018
;
9
:
441
. .20.
,,,,, и др. .
Ухудшение среды обитания влияет на микробиомы желудочно-кишечного тракта черной обезьяны-ревуна (Alouatta pigra)
.
ISME J
.
2013
;
7
(
7
):
1344
—
1353
..21.
,,,,,.
Структура и функции клаудин
.
Biochim Biophys Acta (BBA)
.
2008
;
1778
(
3
):
631
—
645
. .22.
,,.
Снижение влияния артефактов амплификации ПЦР и секвенирования на исследования на основе 16S рРНК
.
PLoS One
.
2011
;
6
(
12
). .23.
,,,,, и др. .
Illumina секвенирование метки 16S рРНК выявило пространственные вариации бактериальных сообществ в мангровых болотах
.
Microb Ecol
.
2013
;
66
:
96
—
104
. .24.
,,,, и др. .
Структурная модуляция кишечной микробиоты у мышей с ограничением калорийности в течение всей жизни
.
Нац Коммуна
.
2013
;
4
:
2163
. .25.
, г.
Кишечник является двигателем дисфункции систем органов
.
Хирургия
.
2007
;
141
(
5
):
563
—
569
..26.
,,,,, и др. .
Вызванное ожогом повреждение кишечного барьера ослабляется ингибированием фосфодиэстеразы
.
Шок.
.
2009
;
31
(
4
):
416
—
422
. .27.
,,,,.
Киназа легкой цепи миозина опосредует нарушение кишечного барьера после ожога
.
PLoS One
.
2012
;
7
(
4
). .28.
,,,,, и др. .
Влияние алкогольного опьянения и ожоговой травмы на экспрессию клаудинов и муцинов в тонком и толстом кишечнике
.
Шок.
.
2016
;
45
(
1
):
73
—
81
. .29.
,,,,, и др. .
Микробиота кишечника и окружающая среда у пациентов с серьезными ожогами — предварительный отчет
.
Бернс.
.
2015
;
41
(
3
):
e28
—
e33
. .30.
,,,,, и др. .
Ожоговая травма изменяет микробиом кишечника и увеличивает проницаемость кишечника и бактериальную транслокацию
.
PLoS One
.
2015
;
10
(
7
). .31.
, г.
Раскрытие патогенеза воспалительного заболевания кишечника
.
Природа.
.
2007
;
448
(
7152
):
427
—
434
. .32.
,,,,.
Короткоцепочечные жирные кислоты активируют AMP-активированную протеинкиназу и улучшают вызванную этанолом дисфункцию кишечного барьера в монослоях клеток Caco-2
.
J Nutr
.
2013
;
143
(
12
):
1872
—
1881
. .33.
,,,,.
Короткоцепочечные жирные кислоты проявляют стимулирующее и защитное действие на барьерную функцию кишечника за счет ингибирования воспаления NLRP3 и аутофагии
.
Cell Physiol Biochem
.
2018
;
49
(
1
):
190
—
205
. .34.
,,,.
Получение коаксиально электропрядильных нановолокон, нагруженных азиатикозидом, и их влияние на глубокие ожоги неполной толщины
.
Биомед Фармакотер
.
2016
;
83
:
33
—
40
. .35.
, г.
Влияние скорости органической нагрузки на производство водорода и летучих жирных кислот и микробное сообщество во время ацидогенного гидрогенеза в реакторе непрерывного действия с мешалкой, использующим сточные воды мелассы
.
J Appl Microbiol
.
2016
;
121
:
1627
—
1636
. .36.
,,.
Блокада пути митоген-активируемой протеинкиназы p38 улучшает задержку кишечного транзита у обожженных крыс
.
Am J Surg
.
2007
;
193
(
4
):
530
—
537
. .37.
,,.
Интерлейкин-6 (IL-6) регулирует экспрессию клаудина-2 и проницаемость плотных контактов в кишечном эпителии
.
Дж. Биол. Хим.
.
2011
;
286
(
36
):
31263
—
31271
. .38.
,,,,, и др. .
Функциональная характеристика дисбиоза кишечника, ассоциированного с воспалительным заболеванием кишечника, у мышей-гнотобиотиков
.
Клетка Мол Гастроэнтерол Гепатол
.
2016
;
2
(
4
):
468
—
481
. .39.
, г.
Роль питания и микробиоты в восприимчивости к воспалительным заболеваниям кишечника
.
Мол Нутр Пищевой Рес
.
2012
;
56
(
4
):
524
—
535
. .40.
,,,,, и др. .
Трансплантат фекальной микробиоты восстанавливает целостность слизистой оболочки на мышиной модели ожоговой травмы
.
Шок.
.
2016
;
45
:
647
—
652
. .41.
,,,,, и др. .
Пищевая добавка с рисовыми отрубями или морскими бобами изменяет метаболизм кишечных бактерий у выживших после колоректального рака
.
Мол Нутр Пищевой Рес
.
2017
;
61
(
1
):
1
. .42.
, г.
Перенос h3 и ацетата во время ферментации ксилана между производящими бутират ксиланолитическими видами и гидрогенотрофными микроорганизмами из кишечника человека
.
FEMS Microbiol Lett
.
2005
;
254
:
116
—
122
. .43.
,,,,,.
Кинетическое моделирование утилизации лактата и производства бутирата ключевыми видами бактерий толстой кишки человека
.
FEMS Microbiol Ecol
.
2011
;
76
(
3
):
615
—
624
. .
Дополнительные файлы
FITC-dextran
Декстран, меченный флуоресцеинизотиоцианатом
HS-GC / MS
Газовая хроматография-масс-спектрометрия в свободном пространстве
0003000
OTBS
0009000
OTBS
9000 9000 PCoA
Анализ основных координат
PDVF
Поливинилидендифторид
SCFA
SIM
TBSA
43
© Автор (ы) 2019
Это статья в открытом доступе, распространяемая в соответствии с условиями некоммерческой лицензии Creative Commons Attribution (http: // creativecommons.org / licenses / by-nc / 4.0 /), который разрешает некоммерческое повторное использование, распространение и воспроизведение на любом носителе при условии правильного цитирования оригинальной работы. По вопросам коммерческого повторного использования обращайтесь по адресу journals.