The role of aromatic microbial metabolites
Authors: Белобородова Н.В. , Мороз В.В. , Бедова А.Ю. 
Published: December 2020

Интеграция метаболизма макроорганизма и его микробиоты, обеспечивающая в норме симбиоз и саногенез, нарушается при заболеваниях, травме, критическом состоянии, и вектор взаимодействия может изменяться в пользу прокариотов по принципу «метаболиты бактерий - против хозяина». Анализ литературы показал, что, с одной стороны, имеется живой интерес к ароматическим микробным метаболитам, с другой - отсутствует четкое представление об их роли в организме человека. Публикации, касающиеся ряда ароматических микробных метаболитов (фенилкарбоновых кислот, ФКК), как правило, не связаны между собой по тематике и направлены на решение тех или иных прикладных задач в разных областях биологии и медицины. Цель обзора - анализ информации о происхождении, биологических эффектах ФКК в экспериментах in vitro и in vivo , и клинических наблюдениях. Обобщая результаты приведенных в обзоре исследований на клеточном, субклеточном и молекулярном уровнях, логично предположить участие ароматических микробных метаболитов в патогенезе полиорганной недостаточности при сепсисе. Наиболее перспективным для раскрытия роли ароматических микробных метаболитов представляется изучение механизмов вторичной почечной недостаточности и септической энцефалопатии. Важным направлением для будущих исследований является изучение влияния продуктов микробной биодеградации ароматических соединений на развитие диссеминированного внутрисосудистого свертывания крови, артериальной гипотензии и септического шока. Результаты дальнейших исследований будут иметь не только фундаментальное значение, но и обогатят практическую медицину новыми диагностическими и лечебными технологиями.

Significant increases in blood concentrations of some aromatic metabolites (phenylcarboxylic acids, PhCAs) in patients with sepsis have been previously shown. Enhanced bacterial biodegradation of aromatic compounds has been demonstrated to considerably contribute to this process. Integration of macroorganism metabolism and its microbiota, which provides normal symbiosis and sanogenesis, is disturbed in diseases, trauma, and critical conditions. Direction of this interaction may change in favor of prokaryotes according to the principle, “bacterial metabolites are against the host”. Analysis of literature showed a particular interest of many investigators to aromatic microbial metabolites. However, there is no clear understanding of their role in the human body. Publications on PhCAs are generally not thematically interrelated and usually focus on solving applied tasks in different fields of biology and medicine. The aim of this work was to consolidate existing information about origin and biological effects of PhCAs in in vitro / in vivo experiments and some clinical findings. The presented summary of reported data from studies performed at cellular, sub-cellular, and molecular levels suggests participation of aromatic microbial metabolites in the pathogenesis of multiple organ failure in sepsis. Studying mechanisms of secondary renal failure and septic encephalopathy is most promising for discovering the function of aromatic microbial metabolites. Effects of microbial biodegradation products of aromatic substances on development of disseminated intravascular coagulation, hypotension, and septic shock are an important challenge for future studies. Results of further investigations will be not only fundamental, but will also enrich medical practice with new diagnostic and therapeutic technologies.