Метан анаболик википедия: Стероид Данабол: как принимать | Консультации по приему анаболических стероидов

Welcome

Мои мысли
Welcome

Мои мысли о море

Все больше и больше я думаю о море. Не хочу сказать, что никогда там не был, просто эта тишина и спокойствие не покидают меня ни на минуту.

Мои друзья часто отдыхают на море — не видя всей прелести и не слушая его. Для них это просто развлечение и отдых. Я вижу это иначе.

Умиротворение и мысли о величии океана. Здесь я могу отказаться от повседневной суеты и полностью погрузиться в свои мысли и отдых.

Вы, наверное, смотрели фильм «Достучаться до небес»? Именно об этом я и говорю. Сценарист похож на меня, и его вдохновение возникло из ниоткуда не зря.

Томас Ян и Тиль Швайгер — талантливые люди, они понимают и верят в то, что сделали при создании этого замечательного фильма.

Посмотрите, и вы измените свое отношение к морю, океану, и вы поймете мои мысли, которые я продолжу освещать здесь чуть позже.

Продолжение следует. ..

My thoughts on the sea

More and more I think about the sea. I do not want to say that I have never been there, just this silence and calmness does not leave me for a moment.

My friends often rest on the sea — not seeing all the charm and do not listen to it. For them, it’s just fun and relaxation. I see it deeper.

Peace, tranquility and thoughts of the greatness of the ocean. Here I can renounce the bustle of everyday life and completely immerse myself in my thoughts and rest.

You’ve probably watched the movie Knocking on Heaven? This is exactly what I am talking about. The writer is like me and his inspiration came out of nowhere for a reason.

Thomas Jan and Til Schweiger are talented people, they understand and believe in what they did in making this wonderful film.

Try and you change your attitude to the sea, the ocean and you will understand my thoughts, which I will continue to highlight here a little later.

To be continued…

Стероиды при простуде | Cochrane

Вопрос обзора

Мы рассмотрели доказательства для использования стероидных лекарств с целью уменьшения симптомов у пациентов с простудой.

Актуальность

Простуду ежегодно переносят более половины биллиона пациентов только в США, что приводит к существенной потере трудоспособности. Хотя существует много лекарств, используемых для уменьшения симптомов простуды, ни одно из них не имеет надежных доказательств пользы. Было показано, что стероиды (кортикостероиды) помогают в облегчении симптомов при других типах инфекций верхних дыхательных путей, уменьшая воспаление слизистой оболочки носа и горла, таким образом, они могли бы также уменьшить выраженность симптомов простуды.

Характеристика исследований

Наши доказательства актуальны по май 2015 года. Мы нашли всего три клинических испытания. Два клинических испытания включали взрослых из общей популяции или из больничного персонала в Финляндии. В этих испытаниях (всего 253 взрослых) сравнивали стероидные назальные спреи, с помощью которых стероиды впрыскивают в ноздри, со спреями, содержащими только плацебо. Мы нашли третье клиническое испытание, которое включало 100 детей из амбулаторных клиник в Иранской детской больнице. В этом клиническом испытании сравнивали назальные стероидные спреи с отсутствием использования спреев, и все участники получали пероральные антибиотики.

Основные результаты и качество доказательств

Ни в одном из двух клинических испытаний, в которых у взрослых сравнивали стероидные спреи со спреями, содержащими плацебо, не была продемонстрирована польза от применения стероидов при проведении ряда различных мер/измерений. В клиническом испытании, в котором сравнивали спрей со стероидом с отсутствием применения спрея у детей, обнаружили некоторые доказательства пользы, но мы оценили качество доказательств этого клинического испытания как очень плохое и результаты были неясными. Мы не смогли объединить результаты этих клинических испытаний для оценки этого вопроса в дальнейшем. Не было никаких сообщений о неблагоприятных событиях.

Выводы

Имеющиеся доказательства говорят о том, что нам не следует использовать назальные стероиды при простуде. Однако, поскольку мы нашли только три небольших клинических испытания, мы не можем быть уверены в отсутствии эффекта без проведения крупных, хорошо спланированных клинических испытаний.

как правильно принимать, курс соло, побочные действия метана, отзывы

Принимать или не принимать метан – вот в чем вопрос…

Для «химиков» (то есть, людей, которые используют синтетические препараты с целью ускоренного наращивания массы мышц) «метан» – слово и понятие родное до боли; настолько родное, что многие из них даже не задумываются о механизмах его воздействия на организм, дозировках, режимах приема и прочих, вообще говоря, важных подробностях. Здесь чаще всего господствуют стереотипы – все так делают, и я поступлю подобным образом. Тем не менее, наиболее популярных «режимов» приема «метана» существует несколько и некоторые из них существенно отличаются друг от друга. Но зачастую первая попавшаяся схема применения препарата становится устоявшимся правилом, догмой, сомнений относительно истинности которой, и быть не может. При этом, очевидно, что прием анаболических стероидов таит в себе немало «подводных камней», известных и малоизвестных рисков для здоровья. Отвечать за возможные последствия принятого решения об использовании «метана», безусловно, придется тому, кто такое решение принял. Не взирая на то, что об этом препарате говорено и писано было немало, попробуем все же систематизировать информацию и уточнить некоторые детали для того, чтобы эксперименты над собственным организмом были бы хорошо обдуманными. Кстати, «метан» официально называется метандростенолоном; мы позволим себе далее использовать оба термина с пониманием, о чем идет речь. Итак, вперед!

Необходимый для понимания вопроса исторический экскурс

В привычном ныне виде (то есть, для перорального использования) метандростенолон существует достаточно давно (по официальным данным – с 1956 года). До этого стероидная терапия осуществлялась при помощи инъекций. При такой форме применения препаратов выявлялись два заметных недостатка – малое время действия вещества (следовательно, требовалось изрядное количество частых инъекций) и стандартное неудобство уколов (боль, проблемы рассасывания, рубцы и т.д.). Последнее обстоятельство даже более значимо, нежели первое, поскольку показания к применению анаболических стероидов относились преимущественно к пациентам, которые перенесли серьезные операции, ранения, инфекционные заболевания в тяжелой форме; таких больных и так регулярно и много «укалывали». Потому задача создания орального анаболического стероида была весьма актуальной.

Кроме традиционных неприятностей, приносимых многочисленными инъекциями, в расчет принималось еще одно обстоятельство – требовалось уменьшить андрогенность применяемых стероидов (способность стимулировать развитие мужских половых признаков) и сократить, насколько это возможно, число побочных эффектов, особенно их тяжелых проявлений. Бывший тогда «в ходу» метилтестостерон побочными действиями грешил во множестве, в частности, его применение могло привести к заболеванию желтухой. Вот на таком «проблемном поле» и появился метандростенолон.

В книге «Анаболические стероиды», выпущенной издательством «Спорт», П.Грундинг и М.Бахманн описывают «метан», как дианабол (еще одно название метандростенолона), являющийся оральным анаболиком и полученный в 1956 году американским ученым Дж.Циглером при участии компании «Ciba-Geigy». Впоследствии «метан» вошел в число препаратов, выпускаемых многими фармацевтическими компаниями под различными наименованиями. Независимо от названия, во всех этих «дарах фармацевтики» имеется действующее вещество – 17а-Метиландростадиен-1,4-ол-17р-он-3 (метандростенолон, он же – метандиенон). Технология производства может различаться у разных компаний, что в основном отражается на «чистоте» метандростенолона. В зависимости от производителя нередко также появляются различия в заявленном и фактическом содержании действующего вещества в таблетках.

В итоге, проблемы, побудившие взяться за разработку «метана», были в основном решены. Во-первых, была получена таблетированная форма анаболика; при этом, препарат из-за наличия в своем составе метиловой группы, не разрушаясь в желудке, всасывается в кровь. По сути дела, метандростенолон является ни чем иным, как метилтестостероном после  дегидрирования. Отсюда, еще одно название «метана» – дегидрометилтестостерон. Правда, дегидрирование никак не повлияло на наличие побочных эффектов – они сходны для обоих препаратов (отеки, диспепсии, «временная» желтуха, увеличение печени). Во-вторых, удалось снизить андрогенность. Из книг по фармакотерапии можно узнать, что метандростенолон с точки зрения химического строения и биологического воздействия на организм человека схож с тестостероном и его аналогами. При этом, «метан», обладая заметной анаболической активностью, характеризуется гораздо меньшей активностью андрогенной, нежели тестостерон (анаболическая активность метандростенолона и тестостерона находится приблизительно на одном уровне, в то же время, андрогенное действие тестостерона пропионата в сотню раз превосходит подобную характеристику метандростенолона). С другой стороны, препараты на базе тестостерона все равно находят применение, в силу того, что снижение андрогенности ведет к снижению и анаболической активности действующего вещества.

Любопытно, что метандростенолон, кроме того, является действующим веществом в составе выпускаемой одноименной мази. Ее основное предназначение – лечение облысения.

Почему «химики» часто выбирают «метан»?

Те, кто решается стимулировать рост мышечной массы применением анаболических стероидов, чаще всего, действительно, начинают с метандростенолона. Это обусловлено несколькими причинами, из которых решающими являются три обстоятельства, связанные с особенностями «метана». О них – далее подробней.

Первая и очень веская причина – таблетированная форма препарата. Это, в любом случае, несравнимо удобней инъекций. К тому же, бытует мнение (возможно, даже, что оно сформировалось на основе определенных ассоциаций), что инъекционные стероиды могут стать причиной возникновения наркотической зависимости. А получить себе подобную «головную боль» никто не хочет – отсюда не слишком позитивное отношение вообще к инъекциям, особенно регулярным. На самом деле, такого рода опасения имеют под собой исключительно психологическую, а никак не физиологическую почву (как говорится, «разруха не в клозетах, а в головах»). К наркотическим веществам анаболические стероиды при всем желании отнести трудно. «Классические» наркотики вносят изменения в работу центральной нервной системы; например, имитацией действия эндорфинов, что приводит к улучшению настроения, появлению ощущения беспричинного счастья, снижению болевого порога и др. Сфера действия стероидов совсем иная. Эти вещества стимулируют изменение гормонального фона в организме; что же касается их влияния на психологическое состояние (перепады настроения, депрессия, эйфория, агрессия и проч.), то воздействие стероидов в этом плане носит косвенный характер. В конце концов, здравый смысл подсказывает, что стероиды и в таблетках, и в инъекциях в принципе работают одинаково (ведь действующее вещество – то же или подобное, отличается только способ ввода его в организм).

Важный фактор номер два – относительно невысокая стоимость «метана». Ну, здесь снова-таки есть место определенному заблуждению. Действительно, сам препарат из расчета на месячный курс можно приобрести по цене от 4 до 10 долларов (смотря по тому, где и у кого покупать). Но, если не забывать о своем здоровье, то после приема анаболика следует заняться реабилитационной терапией. Нужно «поддержать» печень (карсил, эссенциале обойдутся примерно в 30 долларов за курс). Еще необходимо удержать мышечную массу, то есть понадобятся препараты калия и кальция. Возможны и другие дополнительные затраты, которые однозначно нужно включать в общую стоимость «химии». Словом, дешевизна может оказаться кажущейся.

И третий момент – стереотипы, распространенность препарата. Решил «химичиться», спросил совета у «старшего товарища» – чаще всего рекомендуют именно «метан». Вариант этот для «новичка» не только не идеальный, но и вовсе ошибочный. К сожалению, виной тут недостаток информации, который обусловлен некоторой закрытостью темы. Объективные и доступные сведения о воздействии стероидов на организм, очевидно, могли бы всерьез помочь многим начинающим «химикам» избежать большого количества типичных ошибок.

Подробности приема «метана»

До того, как описывать способы и методы использования «старого доброго метана» для существенного увеличения мышечной массы, стоит с целью профилактики распространенных заблуждений заметить еще раз: от приема метандростенолона лучше воздержаться. Начать хотя бы с того, что этот препарат просто «морально устарел» («дедушке метану» уже стукнуло больше пятидесяти лет). Достижения фармакологии за этот период времени оказались весьма значительными. И в свете этих достижений прием вообще любых стероидов в таблетках (анаполона, примоболана, станазолола, метил тестостерона, галотестина, того же метана и проч.) представляется нецелесообразным, неразумным. С их «помощью» легко «посадить» печень, изрядно подпортить желудок, нажить иные неприятные последствия. Никакая мышечная масса не сможет компенсировать болезней важнейших для жизнедеятельности органов. При неуемном желании отказаться от инъекций, можно применить андриол; степень риска в этом случае будет на порядок ниже.

Если же потребность испытать на себе действие «метана» столь велика, решение принимать препарат непоколебимо, то тогда – внимание первое правило. Режим приема стероида по принципу пирамиды является крайне неэффективным (принцип пирамиды подразумевает прием малых доз с последовательным увеличением их до максимума; затем обратно от максимума к малым дозам). Поначалу, правда, нужный эффект может наблюдаться, но в скором времени организм просто привыкает к наличию препарата и его прием не оказывает никакого действия (если не считать головных болей и задержки воды, но вряд ли такое влияние стероида кого-то удовлетворит). Такой способ привыкания к определенному веществу, между прочим, использовался издавна, чтобы сделать организм нечувствительным, например, к воздействию яда. В случае же с «метаном», подобный режим приема препарата впоследствии вынуждает отказаться от него ввиду отсутствия желаемого эффекта. Вопрос – стоило ли начинать?

Таким образом, дозы приема «метана» должны быть стабильными, а время приема – диктоваться биологическими ритмами организма. В связи с этим препарат следует «поставлять» организму с 6 до 9 часов и с 18 до 21 ч. В это время суток содержание тестостерона в крови у мужчин увеличивается. С другой стороны, если режим дня  нестандартный (работа по сменам и тому подобное), то подход к выбору времени приема стероидов требуется индивидуальный.

Значимость учета суточных биологических ритмов при применении анаболических стероидов обусловлена тем, что таким образом появляется возможность гармонизировать естественные и искусственные факторы влияния на гормональный фон. Двухразовый режим приема «метана» может поначалу быть менее результативным, нежели более распространенный 3-4-разовый. Тем не менее, двухразовая схема более естественна, тогда как увеличение частоты приема может стать причиной наступления все того же эффекта привыкания. В этом случае курс терапии бессмысленно продолжать более одной недели (нужного действия не будет, а побочные явления никуда не денутся).

По поводу дозировок можно утверждать следующее. Наиболее действенной (оптимальной) дневной нормой приема «метана» является 20-25 мг (обычно это соответствует четырем-пяти таблеткам). «Золотая середина» в плане длительности курса – три-четыре недели; и привыкание не слишком сильное, и побочные действия не столь ощутимы. Впрочем, нужно учитывать индивидуальные особенности организма. После курса стероидов разумно сделать паузу и заняться реабилитацией печени.

О мифах и небылицах, связанных с приемом «метана»

Уже не раз упомянутое элементарное незнание, недостаток объективной информации порождают немало широко распространенных, укоренившихся мифов, касающихся применения «метана». Не все они безобидны, некоторые могут изрядно навредить здоровью.

Небылица номер один – препарат не стоит глотать, а нужно его рассасывать. Аргументируется это утверждение тем, что «метан» в этом случае непосредственно всасывается в кровь через сосуды полости рта и, следовательно, наносит меньший вред печени. Реально же, печень, являясь своеобразным фильтрующим органом, в любом случае через кровь получит ту же дозу препарата – все то, что есть в крови, есть и в печени. Тем не менее, врачи нередко действительно рекомендуют рассасывать метандростенолон. Но мотивировка здесь совершенно иная. Просто в таком варианте определенная доза препарата попадет в кровь из желудка, а другая его часть – из ротовой полости; таким образом, суммарная концентрация действующего вещества будет большей, поскольку меньшее его количество разрушится под воздействием желудочных соков (некоторые потери здесь всегда неизбежны). А «удар» по печени одинаковый – хоть глотай, хоть рассасывай.

Другой миф близок по тематике с первым — В соответствии с ним, препарат необходимо выпивать растворенным в растительном масле. Вроде как тогда, «метан» поступит в кровь не из желудка, а из кишечника; через портальную вену он проходить не будет, стало быть, опять же печень пострадает меньше. Развенчание мифа аналогичное – в печени в любом случае будет все то, что есть в крови. Правда, растительное масло может в некоторой мере препятствовать разрушению препарата желудочными соками – это единственный незначительный позитив подобного способа приема.

Еще одна «сказка о царе метане»: инструкция предписывает принимать препарат перед приемом пищи; но если при этом возникают боли в животе, то следует употреблять «метан» вместе с едой. Это – бред и довольно опасный. Если стероид вызывает болевую реакцию, от него нужно отказаться; болью организм предупреждает о неизбежных негативных последствиях. А прием «метана» вместе с пищей только замедляет процесс его всасывания в кровь и ничего более.

Схема курса Метандростенолона

Схема приема препарата по принципу пирамиды крайне неэффективна. Так как в этом случае произойдет привыкание организма к наличию препарата и никаких эффектов наблюдаться не будет.

Прием «метана» должен протекать стабильно и равными дозами. Самыми благоприятными часами для приема препарата являются 6.00-9.00 и 18.00-21.00. Это время увеличения содержания тестостерона в крови у мужчин.

Двухразовый прием «метана» в сутки наиболее естественный. А привычный 3-4 разовый прием может привести все к тому же эффекту привыкания.

Оптимальная длительность курса — 4-6 недель.

Оптимальная суточная дозировка для новичков составляет 20 мг. Более опытные атлеты могут поднимать ее до 40 мг в день.

По окончанию курса для минимизации побочных эффектов и сведения к минимуму «отката» нужно проводить ПКТ — послекурсовую терапию.

Важное замечание: Здесь были даны рекомендации относительно приема «метана». Это никоим образом не является руководством к действию, призывом к применению стероидов. Тот, кто собирается воспользоваться данными сведениями, должен понимать, что берет на себя все риски и ответственность за возможные последствия.

МЕТАНДРОСТЕНОЛОН (Метан) | описание препарата, эффекты, действие и дозировки

Watch this video on YouTube

Эффект от приема Туринабола — MegaObzor

Современный и отлично зарекомендовавший себя стероид под названием Туринабол фактически является младшим братом Метандиенона. С точки зрения химии, его от всем известного «метана» отличает наличие еще одного атома хлора, расположенного на четвертом атоме углерода. Препарат, который спортсмены привыкли называть «туриком», появился в Германии еще в 60-е годы. На рынке отечественной «фармы» его можно встретить и под торговыми названиями Туриновер, Туранабол, Turamoth. Первоначально он использовался для повышения показателей физической силы и скорости легкоатлетов. Когда он на практике доказал свою эффективность, Туринабол начали использовать и силовики, и другие спортсмены.

Характеристики

Купить Туринабол сегодня – значит приобрести отличный препарат, обладающий анаболическим воздействием в объеме 180% и андрогенным на уровне 50% от тестостерона. Продолжительность активного функционирования оральной формы средства внутри организма составляет около 16 часов. Препарат имеет низкий уровень конверсии в эстрогены, в умеренной степени влияет на работу оси гипоталамус-гипофиз-яички, высокотоксичен для печени и способен обнаруживаться в структуре крови в ходе проведения лабораторных исследований сроком до 250 дней. Поэтому выступающие атлеты не могут «курсить» ним. Курс Туринабола соло одинаково хорошо подойдет как профи, так и новичкам, и даже женщинам.

Чтобы не столкнуться с побочками, рекомендовано использовать стероид в дозировке 20 – 40 мг в сутки. Чтобы уменьшить нагрузку на печень и уравновесить гормональный фон, специалисты советуют разделить суточную дозу на 3 приема. Профессиональные бодибилдеры нередко после консультации с врачом принимают препарат в количестве 100 – 159 мг в день. Легкоатлетам, лыжникам и боксерам, для которых важен показатель выносливости, будет достаточно 10 – 20 мг. Стандартный курс соло длится не более 6 недель. Чтобы увеличить мускулатуру, «турик» нередко комбинируют с Тестостероном энантатом. В этом случае первый стероид принимают по 20 мг в день, а второй – по 250 мг в неделю. ПКТ проводится такими блокаторами эстрогенных рецепторов, как Тамоксифен.

Эффекты от приема

Поскольку Туринабол вот уже многие годы остается очень популярным, его выпускают многие именитые фармацевтические компании. Препарат купить можно здесь. Стероид не зря считается максимально безопасным для здоровья, поскольку практически единственной возможной побочкой является нарушение работы печени. И то в случае соблюдения длительности курса и использования рекомендованных дозировок, негативные явления со стороны организма практически исключены. Каков же комплексный эффект от приема Туринабола?
«Курсить» ним предпочитают те спортсмены, которые желают получить качественную прибавку сухой мускулатуры. Как показывает практика, за 6-недельный курс удается нарастить от 4 до 6 кг. Также гарантированно возрастают показатели физической силы и выносливости. Происходит снижение концентрации глобулина, которому свойственно связывать половые гормоны. На курсе отсутствуют эстрогенные реакции. Происходит повышение уровня в крови свободного тестостерона. Прием препарата служит отличной профилактикой заболеваний сердечно-сосудистой системы. Дополнительный бонус в виде повышения либидо на курсе не может не радовать атлетов мужского пола. Эффект от приема «турика» имеет несколько отсроченное действие. Показатели растут медленно, но на выходе являются очень качественными. Фактически Туринабол представляет собой аналог Метандростенолона, не задерживающий ненужную воду в телосложении.

состав, показания, дозировка, побочные эффекты

Указанное лекарственное средство классифицируется как средство-анаболик, применяется системно.

Лекарство применяют для терапии заболеваний, связанных с мышечной дистрофией, стремительной потерей веса, а также в качестве сопутствующей терапии при лечении ожогов, после травм, облучения, оперативного вмешательства.

Оно относится к классу анаболических стероидов, производные андростана.

Препарат проникает в ядра клеток, активируя их генную структуру.

Это, в свою очередь, приводит к увеличению синтезирования ДНК, РНК и структурных белков, активированию ферментативных цепочек, влияющих на дыхание в тканях, окислительное фосфорилирование, синтетические процессы АТФ, способствует накоплению внутриклеточных макроэргов.

Активное вещество способствует стимулированию процессов анаболизма и подавлению процессов катаболизма, вызванных глюкокортикоидами. Эффект препарата заключается в увеличении массы мышц, уменьшении отложения жировой ткани и отрицательном азотистом балансе.

Влияние препарата на гемопоэз связано с ростом синтетической активности эритропоэтина. Антиаллергическая активность активного вещества обусловлена ростом содержания ингибитора фракции С1 комплемента и понижением количества фракций С2 и С4 комплемента.

Препарат проявляет невысокую андрогенную активность.

Состав и форма выпуска

Основной активный компонент: метандиенон.

Вспомогательные компоненты: магния стеарат, кросповидон, краситель FD & C красный № 40, Лудипрес® (лактоза, повидон, кросповидон).

Продается в форме таблеток. 1 табл. содержит 10 мг действующего в-ва.

Показания

Данное лексредство применяется при следующих заболеваниях:

• кахексия разного происхождения;

• изменения в обмене белков после травматических повреждений;

• инфекционные заболевания;

• различные ожоги, хирургические операции, облучение;

• остеопороз разного происхождения;

• нарастающий дефицит массы тела;

• профилактика при миопатиях и остеопорозах.

Противопоказания

Рассматриваемое лекарственное средство противопоказано применять в случаях, когда у пациента имеется выраженная гиперчувствительность (аллергия) к основному или к одному из вспомогательных компонентов.

Противопоказано применение при:

• гиперчувствительности к лексредству;

• злокачественных и доброкачественных новообразованиях в предстательной железе;

• простатитах;

• новообразованиях в грудной железе у мужчин;

• нарушениях работы печени;

• заболеваниях сердца, инфарктах миокарда;

• сахарном диабете;

• повышенном содержании кальция.

В педиатрии применяют в возрасте от 6 до 14 лет по 5 мг (1/2 табл. 10 мг) в день.

Применение при беременности и кормлении грудью

Данный препарат не рекомендуется применять беременным женщинам – только по строгим показаниям, определяемым лечащим врачом.

Способ применения и дозы

Данабол принимают до еды. Стартовая дозировка для взрослого составляет 10-15 мг в день, иногда ее увеличивают до 30 мг в день. Дозировка для поддержания достигнутого эффекта составляет- 5-10 мг в день. За один прием можно применить не более 10 мг, в день – не более 50 мг.

Длительность курса терапии составляет около 4 нед. Повторить курс допускается через 6-8 нед.

Передозировка

В случаем передозировки усиливаются побочные эффекты.

Побочные эффекты

Препарат обычно хорошо переносится, если используется в рекомендованных дозах.

Может возникнуть аллергия в случае индивидуальной непереносимости. В частности, может наблюдаться:

• явление диспепсии;

• желтуха;

• явление аллергии;

• повышенная кровоточивость;

• депрессивное состояние, нарушение сна;

• судороги;

• новообразования в простате;

• уплотнения в молочной железе;

• явления гинекомастии у мужчин;

• у женщин могут появиться вторичные мужские половые признаки;

• полиурия;

• отеки;

• раннее закрытие зон роста у детей;

• атеросклероз.

При проявлении побочных эффектов следует прервать лечение и обратиться к лечащему врачу за помощью и внесением изменений в процесс лечения.

Условия и сроки хранения

Срок годности – до 3 лет от даты производства, указанной на упаковке. Не следует превышать сроки хранения.

Температура хранения не должна быть выше 25°С.

Анаболические стероиды — Ливиал 28 шт

Анаболические средства — вещества, действие которых направлено на усиление анаболических процессов в организме, то есть вещества, ускоряющие образование и обновление структурных частей клеток, тканей и мышечных структур. По международной классификации АТХ относятся к группе A — «Пищеварительный тракт и обмен веществ», подгруппе A14 — «Анаболические средства», подгруппа A14A — «Анаболические средства для системного применения»

Классификация

Подразделяются на стероидные и нестероидные Стероидные вещества называют анаболическими андрогенными стероидами. К стероидным веществам относят:

• Производные андростана, АТХ группа A14AA
  • метандиенон (A14AA03). Синонимы: метандростенолон, дианабол,данабол,дианогед,метан.
• Эстрена производные, АТХ группа A14AB
  • нандролона деканоат (A14AB01). Синонимы: ретаболил. Нандролона фенилпропионат. Нандролон,дека.

Нестероидные анаболические вещества не входят в международную классификацию АТХ, к ним можно отнести:

• Диоксометилтетрагидропиримидин, торговое название метилурацил
• оротат калия
• рибоксин

Фармакодинамика

Воздействие на организм заключается в ускорении процессов синтеза сложных молекул (чаще всего — нуклеиновых кислот) из более простых с накоплением энергии. Также, существует такое понятие, как анаболический индекс — показатель, получаемый из соотношения андрогенной (развитие мужских вторичных половых признаков) и анаболической активности (способность увеличения синтеза белка).

Терапевтическое действие

Терапевтическое действие выражается в повышении аппетита, ускорении регенеративных процессов, а также увеличении массы тела. При курсовом употреблении увеличивается мышечная масса, снижается процент жировых отложений в организме. Наблюдается фиксация кальция и фосфора в зубах и костях, повышается общая выносливость, работоспособность. Улучшается функциональное состояние головного мозга. Улучшается кровенаполненность сосудов и оксигенация тканей.

Показания к применению

Анаболические вещества используются в медицинской практике — для восстановления после длительных тяжёлых заболеваний. Часто и анаболические стероиды применяются как допинг в спорте, что приводит к побочным действиям. Анаболические стероиды входят в список запрещенных препаратов ВАДА.

Побочные действия

Раздражительность и агрессивность

С середины 1980-х годов в СМИ появились сообщения о феномене «стероидной ярости» (англ. «steroid rage»), который подразумевает связанную с приёмом анаболических стероидов раздражительность, агрессивность, вспышки гнева и тому подобное.

Предположительно, причиной «стероидной ярости» является увеличение в десятки, а то и в сотни раз, количества тестостерона в крови, вызываемое употреблением вышеупомянутых стероидов, однако сам факт существования феномена стероидной ярости ставится под сомнение результатами исследований с подопытной и контрольной группами.

оригинал : https://ru.wikipedia.org/wiki/Анаболические_средства

Лигандрол — побочки, обзор, послекурсовая терапия

Где найти отзывы реальных людей про Лигандрол? В нашей группе Вконтакте! 

Подойдет на первый курс?

Часто задают такой вопрос. «Знакомый раскачался на сармах», — вы могли услышать такое от приятеля в зале. Но, правильно ли покупать Лигандрол на свой первый курс?

Наш консультант Игорь не рекомендует начинать свой опыт приема сармс с Лигандрола. Почему? Потому что организм, который еще не пробовал подобные препараты, одинаково хорошо отреагирует хоть на Лигандрол, хоть на похожий на него, но менее токсичный аналог.

Игорь рекомендует начинать свой первый курс не с Лигандрола, а с Rad-140 или YK-11. Они тоже эффективные, и вы получите результаты. А восстановитесь после них намного быстрее.

Нужна ли ПКТ?

Восстановление после Лигандрола обязательно. Начинаете ПКТ на следующий день после завершения курса, можно аптечными средствами.
Результатом ПКТ — являются положительные анализы. Т.е., например, пропиваете препараты для ПКТ, ждете 5 суток и на 6-е сдаете анализы.

Если они в норме, то можно пробовать начинать новый курс, если — нет, то продолжаете ПКТ. Если нужно подробнее, пишите в сообщения группы нашему консультанту Игорю.

Есть отзыв нашего клиента, который сделал все грамотно. Он принимал препарат, где в составе был Лигандрол. После курса начал ПКТ. И потом прислал нам свой отзыв.

Как проводить ПКТ?

Везде пишут, что надо проводить ПКТ, но нигде не написано как.

Схема, как правильно провести послекурсовую терапию давно описана в нашей группе Вконтакте. Если вкратце, это обязательный кломифена цитрат, цинк и витамины B6, B12 и B1. Главный компонент тут — аптечный кломифена цитрат. Он является антиэстрогеном и понижает уровень женских гормонов в организме.

дело в том, что когда вы заканчиваете прием гормональных препаратов, уровень тестостерона и эстрогена (женский гормон) у вас на высоком уровне. Поэтому после курса вам надо привести гормональный фон в порядок.

Лигандрол + Ибутаморен

Это связка сармов считается одной из самых популярных, потому что ее продвигают производители сармс. Возможно, вы увидите на других сайтах, как там нахваливают Лигандрол с Ибутамореном. Что именно вместе они дают космические результаты. И мы скажем больше — да. Некоторые даже наши клиенты в восторге от этой связки, им нравится результат. Но мы ее не рекомендуем, она подходит не всем. Почему?

Наш консультант Игорь при составлении курсов обычно (без целенаправленного желания клиента) не добавляет Ибутаморен. Особенно если цель курса — набор «чистой» мышечной массы. А Ибутаморен, в свою очередь, может дать лютое чувство голода, которое сложно с непривычки победить.

Если хочется как-то усилить курс на Лигандроле и есть желание принимать еще один SARMs, то для набора мышечной массы, можно добавить YK-11 и/или RAD-140.

Можно ли Лигандрол эктоморфам?

Задали такой вопрос в группе. Наш консультант Игорь отвечает:

— Любой ПГ/ДС/SARMs может принимать любой человек. Результат, который Вы получите зависит от питания.
Дело не в количестве приемов пищи, как таковом. А в составе пищи. В ней должен присутствовать необходимый минимум белка».
Задавайте вопросы Игорю по ссылке.

Есть смысл принимать Лигандрол соло?

Подписчик задал вопрос, есть ли смысл принимать его без связки с другими сармами? Курс только начал, но начитавшись форумов, возникли сомнения. Мой вес 82 кг.

Наш консультант Игорь отвечает:

— Первое правило, независимо о каких препаратах мы говорим: начните с малого и посмотрите как Ваш организм отреагирует на это все. Потому что если переборщить и что-то отвалиться — назад потом будет не пришить!

За месяц предел прироста мяса организмом — возьмем за 1,6 кг примерно, итого в неделю 400 гр. И так, начали курс с малых доз, прошло 10 дней — нет результата, увеличьте препарат. Нет никаких формул.

Нужно смотреть по обстоятельства, по реакции организма по своему опыту проведения курсов на своем организме. И не слушайте никого, некоторые уничтожают свой организм большими дозами сильнейших препаратов и не могут получить результата».

Можно ли несовершеннолетним?

Недавно нам на сайт написала мама 17-летнего парня из Казахстана.

Здравствуйте! Моему сыну 17 лет, он купил и сам решил их пить, можно ли их употреблять несовершеннолетним? Я слышала и читала, что это гормональный препарат

Подобные препараты до 21 года принимать не рекомендуется.

Принимаю две недели, ничего не замечаю

Наш клиент спросил: «Пил LGD-4033 по 10 мг в течение двух недель. Разницы не заметил ни по самочувствию, ни по цифрам. Вчера сдал анализ на тестостерон — он не изменился».

Наш консультант Игорь отвечает: «За две недели на вас могло прирасти не более 0,5 кг мяса, размажьте его на всё ваше тело, и тогда поймете, чего можно ожидать. (Не зря же ребята «качаются» 5-10-15 лет, а не две недели курса)». Полностью ответ читайте в теме в группе.

С чем можно сравнить Лигандрол?

Лигандрол в четыре раза мощнее, чем Остарин, но он также более токсичный, чем запрещенный Остарин. Кстати, почему был запрещен Остарин, мы также рассмотрим в одной из наших статей. Это не секрет, что данный препарат разрабатывался для лечения мышечной атрофии или остеопороза.

Если более конкретно, то проходящие лечение от онкологии пациенты часто теряют мышечную массу, и для предотвращения такого явления могли бы применяться SARMS — это одно из их предназначений. Однако, SARMS также нашли свою популярность и в бодибилдинге, как безопасная и эффективная альтернатива стероидам.

В каких дозировках его принимают?

При ежедневном использовании даже такой минимальной дозы, как 1 мг LGD-4044, можно набрать за 3 недели 1,5-2 кг качественной  мышечной массы.

Обычная доза компонента для мужчин на западе составляет 2,5-10 мг в стуки, для  женщин – 0,5-2 мг. В России мужчины обычно принимают дозы до 20 мг в сутки, а женщины 10 мг в сутки.

	Женщины	Мужчины
Ркомендуемая дозировка	0,5 — 2 мг в сутки.	2,5-10 мг в сутки
На самом деле принимают	10 мг в сутки	до 20 мг в сутки

Какие побочки?

Среди побочек можно отметить такие явления:

• снижение либидо
• загрязнение печени (увеличение количества печеночных ферментов)
• акне как у женщин, так и у мужчин

Также данный препарат плохо влияет на тех, у кого проблемы с сосудами, желчным пузырем и сердцем.

Мне 45. Устаю. Лигандрол поможет?

К нам обратился мужчина и задал вопрос. Он начитался рекламных описаний препаратов и возможной пользы, которую они дают.
Хорошо, что он написал, прежде чем тратить деньги.

Помогает ли Лигандрол и Ибутаморен для улучшения самочувствия, сна, выносливости. Я не качок, просто очень уствю на работе. И плохо сплю. Мне 45 лет.

Отвечаем: «Нет, Лигандрол не даст вам улучшение сна, самочувствия и выносливости. Это гормональный препарат для набора мышечной массы, и вам следует знать обо всех последствиях приема».

Эта статья составлена на основе ответов на вопросы из нашей группы Вконтакте.
На вопросы отвечал наш консультант Игорь.

Рейтинг анаболических стероидов

, диаграмма соотношения анаболических и андрогенных стероидов — Профиль — Бирмингемский форум педиатров

Рейтинг анаболических стероидов, график анаболических андрогенных соотношений стероидов — Купить анаболические стероиды онлайн

Он направлен на избавление от жировых отложений с помощью его аюрведических свойств.Этот растительный экстракт получен из Аюрведы и является чрезвычайно полезным аюрведическим лекарством во всем мире. Он выполняет двоякую функцию, помогая снизить уровень пролактина, а также повысить уровень тестостерона. МСМ расшифровывается как метил-сульфонил-метан и представляет собой природное соединение серы, анаболическое действие стероидов.
Gyno не следует путать с другими типами «мужских сисек», которые часто принимают за гинекомастию, анаболический рейтинг стероидов.

Таблица соотношения анаболических и андрогенных стероидов

Укажите одобренные с медицинской точки зрения показания и противопоказания для терапии анаболическими стероидами.Анаболические стероиды википедия, анаболическое андрогенное соотношение анаболических стероидов скачать, нандролон деканоат википедия, интернет-аптеки доставки великобритании. Недорогой мастерон анаболический рейтинг купить стероиды онлайн цикл. Мастерон имеет относительно низкие анаболические и андрогенные свойства; однако эти. Форум — профиль участника> страница профиля. Пользователь: анаболический рейтинг анадрол, анаболический рейтинг анадрол заказ стероидов онлайн, бесплатная доставка, название: новый член, о :. Анаболические стероиды обладают двумя основными свойствами: андрогенным и анаболическим.Сила, 70-й день поступления и обзор ICU для текущих рекомендаций по тпн / питанию. Обзоры источников анаболиков и стероидов. Читайте полное описание и отзывы. 5/5 отзывов: 7 liv2pb пн 2 мар, 2015: законный. Анаболические и андрогенные рейтинги. Более того, провирон (действующее вещество — местеролон) является анаболическим стероидом. Smc networks forum — профиль участника> страница профиля. Пользователь: анаболический стероид анадрол, анаболический рейтинг анадрол, титул: новый член, о :. Мы сравнили рейтинги двух целей, используя расширение.Имея анаболический рейтинг в 3 раза мощнее тестостерона, анадрол, безусловно, является самым мощным пероральным стероидом, индуцированным анаболическими стероидами. Перечень рейтингов исполнительных функций — версия для взрослых (краткое-a) (roth et al. Рейтинг покер-рума BTC: 7. Дианабол, или метандростенолон, является одним из наиболее часто используемых стероидов в мире. Анаболический стероид дианабол работает, улучшая мышечные ткани Dbol british dragon — gp methan 50 mg gp methan — это пероральный стероид, который содержит гормон метандиенон, анаболический рейтинг стероидов.

Популярные стероиды:

Кленбутерол

Para Pharma, внутренний рынок Европы

Оксиметолон

Dragon Pharma International

Турнибол 10 мг (50 таблеток)

Тестовый пропионат

Medichem Labs

Флюоксиместерон

Винстрол 100 мг / мл x 10 мл

Трен ацетат 70 мг

Метенолон энантат 100 мг / мл 10 мл флакон

Аккутан Драгон Фарма

Станозолол

Альфа-Фарма

Адкок Ингрэм

Оксиметолон 50 мг (50 таблеток)

Иранский гормон

АНАДРОЛ 50 мг (100 таблеток)

Альтернативы стероидам для лечения мс, список анаболических андрогенных соотношений стероидов

стероидов анаболический рейтинг, дешево купить легальные стероиды для увеличения мышечной массы.Иногда ее увеличивают до 30 мг в сутки. Дозировка для поддержания достигнутого эффекта — 5-10 мг в сутки. За один прием можно применять не более 10 мг в сутки — не более 50 мг, стероиды анаболического рейтинга. Продолжительность курса терапии около четырех недель. Повторный курс разрешен через 6-8 недель.

https://gicsu.com/activity/p/36228/ В этом отношении анаболический стероид Анадрол (оксиметолон) чаще всего сравнивают с Дианаболом; тем не менее, его потенциал для отрицательных побочных эффектов больше, чем у Dianabol, анаболического рейтинга стероидов.

Рейтинг анаболических стероидов, цена купить законный цикл анаболических стероидов. Наряду со своей новой книгой Темные Ангелы также получили уже ставший привычным набор карт фракций и, что более интересно, свой собственный ящик Боевого патруля, присоединившись к Гвардии Смерти, Дозору Смерти, Кровавым Ангелам и Космическим волкам в обновленном диапазоне армейских стартов GW. коробки, диаграмма соотношения анаболических и андрогенных стероидов.

Анаболический стероид, тестостерон, что означает
Средства, альтернативные стероидному крему для лечения атопического дерматита.Список вариантов лечения экземы без стероидов. Раджа Шивамани, доктор медицины, мс ап. Внутривенное введение глюкокортикоидов рекомендуется при рассеянном склерозе (мс). Альтернатива внутривенным стероидам для лечения рецидивов ms. Стероиды (также известные как кортикостероиды) могут использоваться для лечения рецидивов рассеянного склероза. Метилпреднизолон — это стероид, который назначают чаще всего. При рассеянном склерозе начнется замена высоких доз перорального преднизона. Дополнительные и альтернативные методы лечения опробованы и дают результаты.Узнайте о стероидах от мс, таких как солу-медрол и преднизон. Цвет вау-стиле дальше. Альтернативные методы лечения часто можно найти, если побочные эффекты непереносимы или. Грамм в / м у 16 ​​пациентов с рассеянным склерозом (мс). Глатирамера ацетат — синтетический белок, структурно похожий на a. Продолжительная ежедневная стероидная терапия, даже в низких дозах, сопряжена с аналогичным риском, поэтому ее следует избегать. Низкие дозы преднизона для перорального применения — есть ли ему место среди лекарств. Долгосрочное использование не является хорошей идеей ни при каких условиях, если нет реальной альтернативы.Рекомендовано пять альтернативных ежедневных дозировок. Режимы перорального приема дексаметазона варьировались от 6 до 16 мг в день с постепенным снижением до нуля в течение 5-20 дней, самый популярный курс

Одной из проблем при использовании цикла резки может быть уровень удержания воды, который может обеспечить этот стероид, что обычно меньше всего, что вам нужно при резке. Такую задержку можно контролировать, и можно оценить способность этого стероида поддерживать силу, но есть варианты и получше. Побочные эффекты Дианабола: существует несколько возможных побочных эффектов при использовании Дианабола, альтернативы стероидам для лечения мс.Это не самый опасный анаболический стероид всех времен, но он может нести множество потенциальных проблем. https://kakuteishinkoku.dcf7.com/community/profile/ana31413472/

Однако со временем мы поняли, что наш организм не переносит это соединение так же хорошо, как раньше, анаболический рейтинг стероидов. Итак, мы давно не использовали старый добрый D. Это структурное изменение позволяет дианаболу выжить при метаболизме в печени. В результате дианабол может стать биодоступным и полностью активным, анаболическим андрогенным списком стероидов.Поскольку многие вещи, на которые вы обычно тратили командные очки, теперь встроены в правила отряда (например, см. Duty Eternal в Dreadnought Datasheet) или вместо них, я думаю, игроки могут получить много пользы от таких стратагем, как те, которые позволяют вам добавить дополнительные черты и реликвии военачальника в вашу силу, анаболические эффекты стероидов. В сочетании с расширенным выбором черт и реликвий военачальника, предлагаемого правилами командования глав выше, я вижу, как игроки добавляют в свои армии множество крутых реликвий и черт военачальника.Эффекты Дианабола также высоко оцениваются многими спортсменами; однако это не так распространено, как когда-то в спортивных кругах. Из-за возможного быстрого увеличения массы многие спортсмены выбирают стероиды, такие как Анавар или Винстрол, но обычно это зависит от цели использования, списка анаболических андрогенных соотношений стероидов. Я провел много исследований, и, кажется, никто не объясняет это просто анаболическим ростом стероидов. Благодарю вас любезно, если кто-то может сломать это для меня. Это достигается путем ингибирования оси HPT (гипоталамус-гипофиз-яички).Следовательно, когда экзогенный тестостерон удаляется, низкий уровень тестостерона может наблюдаться после курса, с восстановлением оси HPT, анаболические стероиды вводятся для инъекций. Как долго я могу запускать DBOL? Привет, я хочу начать цикл d-Bol, анаболическое название стероидов. Testo-Max фокусируется на повышении и поддержании уровня тестостерона, улучшении или усилении силы и производительности мышц. Clenbutrol в основном был разработан для снижения жировых отложений, улучшения процедур сжигания жира и поддержания мышц, список анаболических андрогенных соотношений стероидов.Результаты не были хорошими. Исследования Зиглера показали, что многие из чрезмерно увлеченных приверженцев Дианабола страдали от сморщивания яичек и увеличения предстательной железы, а также от анаболического роста стероидов. Вы также увидите, что это соединение указано как Dianabol, DBol, Blue Hearts или Methandrostenolone, анаболические стероиды против андрогенных. Джон Зиглер первым придумал популярное лекарство, чтобы помочь спортсменам на U.

.

Рейтинг анаболических стероидов

, диаграмма соотношения анаболических андрогенных стероидов

Доступность Дианабола: Дианабол — один из наиболее широко доступных анаболических стероидов на Земле, анаболический рейтинг стероидов.Вы не найдете поставщика стероидов, который бы не продавал этот продукт. Это включает в себя всех онлайн-поставщиков стероидов и любого местного дилера в спортзале. В качестве дополнительного бонуса это один из самых доступных стероидов на земле. Спрос высок, но также высоки предложение и конкуренция, и это удерживает цены на низком уровне. Тренболона ацетат веркинг

Быстрая доставка: Нью-Йорк, Лос-Анджелес, Чикаго, Хьюстон, Феникс, Филадельфия, Сан-Антонио, Сан-Диего, Даллас, Детройт, Сан-Хосе, Индианаполис, Джексонвилл, Сан-Франциско, Хемпстед, Колумбус, Остин, Мемфис, Балтимор, Шарлотта, Форт-Уэрт, Милуоки, Бостон, Эль-Пасо, Вашингтон, Нэшвилл-Дэвидсон, Сиэтл, Денвер, Лас-Вегас, Портленд, Оклахома-Сити, Тусон, Альбукерке, Атланта, Лонг-Бич, Брукхейвен, Фресно, Новый Орлеан, Сакраменто, Кливленд, Меса, Канзас-Сити, Вирджиния-Бич, Омаха, Окленд, Майами, Талса, Гонолулу, Миннеаполис, Колорадо-Спрингс.Аризона, Калифорния, Колорадо, Округ Колумбия, Флорида, Джорджия, Гавайи, Иллинойс, Индиана, Луизиана, Мэриленд, Массачусетс, Мичиган, Миннесота, Миссури, Небраска, Невада, Нью-Мексико, Нью-Йорк, Северная Каролина, Огайо, Оклахома, Орегон, Пенсильвания, Теннесси, Техас, Вирджиния, Вашингтон, Висконсин, Алабама, Алабама, Аляска, AK, Аризона, Аризона, Арканзас, АР, Калифорния, Калифорния, Колорадо, Колорадо, Коннектикут, Коннектикут, Коннектикут, Коннектикут, Делавэр, Делавэр, Округ Колумбия, Округ Колумбия, Флорида, Флорида, Джорджия, Джорджия, Гавайи, Гавайи, Айдахо, Айдахо, Иллинойс, Иллинойс, Индиана, Индиана, Айова, Айова, Канзас, Канзас, Кентукки, Кентукки, Луизиана, Лос-Анджелес, Мэн, Мэн, Мэриленд, Мэриленд, Массачусетс, Массачусетс, Мичиган, Мичиган, Миннесота, Миннесота, Миссисипи, МС, Миссури, Миссури, Монтана, MT, Небраска, NE, Невада, Невада, Невада, Нью-Гэмпшир, NH, Нью-Джерси, Нью-Джерси, Нью-Мексико, Нью-Мексико, Нью-Йорк, Нью-Йорк, Северная Каролина, Северная Каролина, Северная Дакота, Северная Дакота, Огайо, Огайо, Оклахома, Оклахома, Орегон, ИЛИ, Пенсильвания, Пенсильвания, Род-Айленд, Род-Айленд, Южная Каролина, Южная Каролина, Южная Дакота, Южная Дакота, Теннесси, Теннесси, Теннесси, Техас, Техас, Юта , Юта, Вермонт, Вирджиния, Вирджиния, Вашингтон, WA, Западная Вирджиния, WV, Висконсин, WI, Вайоминг, WY

Доставка по всему миру: США, Италия, Великобритания, Германия, Австралия, Испания, Франция, Нидерланды, Ирландия, Швейцария, Япония, Дания, Швеция, Австрия, Норвегия, Новая Зеландия, Греция, Бельгия blabla

Insights в добавках с Tribulus Terrestris, используемых спортсменами

J Hum Kinet.2014 июн 28; 41: 99–105.

Анджей Покривка

¹ Отдел антидопинговых исследований, Институт спорта, Варшава, Польша.

Збигнев Обминьски

² Отделение эндокринологии, Институт спорта, Варшава, Польша.

Jadwiga Malczewska-Lenczowska

³ Отделение физиологии питания, Институт спорта, Варшава, Польша.

Збигнев Фийалек

⁴ Кафедра фармацевтической химии, Национальный институт лекарственных средств, Варшава, Польша.

Ева Турек-Лепа

¹ Отдел антидопинговых исследований, Институт спорта, Варшава, Польша.

Ryszard Grucza

⁵ Кафедра физиологии физических упражнений, Collegium Medicum в Быдгоще, Университет Николая Коперника, Польша.

¹ Отдел антидопинговых исследований, Институт спорта, Варшава, Польша.

² Отделение эндокринологии, Институт спорта, Варшава, Польша.

³ Кафедра физиологии питания, Институт спорта, Варшава, Польша.

⁴ Кафедра фармацевтической химии, Национальный институт лекарственных средств, Варшава, Польша.

⁵ Кафедра физиологии физических упражнений, Collegium Medicum в Быдгоще, Университет Николая Коперника, Польша.

Автор, ответственный за переписку: Анджей Покривка, доктор философии, Институт спорта, Трилогий 2/16, 01-982 Варшава, Польша, тел .: +48 22 834 62 88, эл. Почта: lp.waw.psni@akwyrkop .jezrdna

Авторы представили свою статью в редакцию.

Copyright © Редакционный комитет журнала Human Kinetics Эта статья цитируется другими статьями в PMC.

Abstract

Травяные и пищевые добавки становятся все более популярными среди западного населения. Один из них — экстракт экзотического растения под названием Tribulus terrestris (TT). TT является компонентом нескольких добавок, которые продаются без рецепта и широко рекомендуются, как правило, как усилители жизнеспособности человека. TT рекламируется как усилитель тестостерона и средство от нарушенной эректильной функции; поэтому он нацелен на физически активных мужчин, в том числе спортсменов-мужчин.Основываясь на научной литературе, описывающей результаты клинических испытаний, в этом обзоре была предпринята попытка проверить информацию о маркетинге TT с особым упором на потребности спортсменов. Было обнаружено, что достоверных данных о полезности ТТ в соревновательном спорте мало. У людей экстракт TT, используемый отдельно без дополнительных компонентов, не улучшает андрогенный статус или физическую работоспособность у спортсменов. Результаты нескольких исследований показали, что комбинация ТТ с другими фармакологическими компонентами увеличивает уровень тестостерона, но не было обнаружено, какие компоненты смеси способствовали этому эффекту.TT содержит несколько органических соединений, включая алкалоиды и стероидные гликозиды, фармакологическое действие которых у людей полностью не объяснено. Одно антидопинговое исследование сообщило об инциденте с добавкой ТТ, загрязненной запрещенным стероидом. Токсикологические исследования в отношении ТТ проводились только на животных, однако было описано одно случайное отравление человека. Австралийский институт спорта не рекомендует спортсменам использовать TT. Пока опубликованные данные, касающиеся TT, не предоставляют убедительных доказательств полезности или безопасности использования в спорте.

Ключевые слова: Спорт, БАД, допинг, плацебо, тестостерон, растительные добавки

Введение

В настоящее время современная фармакология базируется в основном на синтетических химических соединениях. Однако традиционная фитотерапия, использующая многовековой опыт, по-прежнему играет важную и дополняющую роль в улучшении здоровья человека. Фармацевтический рынок рекламирует и предлагает несколько продуктов, так называемые пищевые добавки и пищевые добавки, которые не считаются лекарствами; следовательно, их качество и биомедицинская эффективность не требуется строго контролировать клиническими испытаниями.Тем не менее, экстракты трав, содержащие биологически активные химические соединения, иногда служат компонентами этих добавок. Использование экстрактов трав или пищевых добавок, содержащих эти компоненты, становится все более привлекательным и популярным среди западного населения из-за обширной маркетинговой деятельности. Однако необходимо подтвердить рекомендованную полезность и возможные неизвестные побочные эффекты при использовании трав, особенно тех, которые содержат биологически активные органические химические вещества.Это может быть достигнуто благодаря передовым и заслуживающим доверия научным методикам клинических испытаний, которые позволяют проверить прежние взгляды и убеждения относительно эффективности действия травяных препаратов. Одно из многих рекомендуемых к употреблению экзотических травяных растений — это Tribulus terrestris (TT), которое использовалось традиционной древней медициной в Греции, Китае и Индии (аюрведическая медицина). Его рекомендовали как средство от бесплодия, импотенции, эректильной дисфункции и низкого либидо.С начала 1980-х его экстракт также был привлекательным продуктом нетрадиционной медицины в западных странах в качестве усилителя тестостерона, усилителя либидо и адаптогенного средства для здоровых и физически активных мужчин. В то же время, физическая активность в свободное время широко рекомендуется ВОЗ для профилактики болезней образа жизни, повышения работоспособности и благополучия; поэтому правильная диета и использование пищевых добавок, включая травы, также могут быть эффективно рекламированы. TT как усилитель тестостерона был бы привлекателен также для конкурентоспособных спортсменов, как альтернатива использованию запрещенных препаратов, повышающих уровень тестостерона, таких как андрогенные анаболические стероиды.Неудивительно, что в последнее время продвижение TT было в значительной степени нацелено на спортсменов. Дополнительным стимулом и облегчением для использования является то, что экстракт ТТ предоставляется фармацевтическим рынком в качестве безрецептурной добавки.

Цель обзора

Принимая во внимание растущий интерес к экстракту ТТ в качестве добавки, улучшающей жизнеспособность человека, целью этого обзора было представить текущие знания о влиянии использования ТТ на андрогенный статус и физическую работоспособность. у здоровых, физически активных мужчин, с особым вниманием к пользе и риску для здоровья человека.

Характеристики TT

Растение произрастает в основном в Африке, Азии, Австралии и Европе. У него есть семена с тремя колючками и желтыми цветками, а его высота достигает метра. Долгое время считалось, что помимо особых биологических свойств, которые делают это растение привлекательным как усилитель жизнеспособности человека, все компоненты растения, корни, семена, плоды и листья полезны при почечных камнях, высоком холестерине. , артериальная гипертензия и как мочегонное средство. В настоящее время TT в основном рекламируется как бустер тестостерона, который может быть способом улучшения андрогенного статуса в случае мужского гипогонадизма и может улучшить результаты у спортсменов.Большинство этих предположений предоставлено Интернетом и другими средствами массовой информации, которые направлены на поощрение использования TT. Обычно экстракты ТТ предлагаются на фармацевтическом рынке как отдельный продукт или как компонент различных пищевых добавок, которые предлагаются здоровым, физически активным взрослым, спортсменам и в целом тем, кто хочет сохранить свое здоровье и благополучие. Однако, несмотря на предполагаемые преимущества, потенциальные пользователи должны знать и принимать во внимание результаты клинических испытаний, которые часто неясны, а некоторые из них не вызывают полного доверия из-за методологических недостатков.Фактически, эффективность нескольких травяных добавок, исследованных в контролируемых экспериментальных условиях, часто значительно ниже по сравнению с общепринятым мнением пользователей, особенно тех, кто более восприимчив к внушениям. Все эти сомнения в эффективности TT должны быть проверены. Настоящий обзор сфокусирован на доступной в настоящее время научной и заслуживающей доверия информации о потенциальных преимуществах и побочных эффектах, возникающих в результате постоянного приема ТТ, а также на обсуждении обоснования использования ТТ для оживления за счет улучшения андрогенного статуса у спортсменов.Научная литература по этой теме ограничена, а результаты существующих исследований не содержат четких выводов.

Анализ химического состава Tribulus terrestris выявил содержание многих химических соединений, среди которых наиболее известны стероидные гликозиды (сапонины) и алкалоиды. Предположительно, до сих пор не все химические соединения были идентифицированы в растении, поскольку исследователи все еще открывают новые вещества с высокой молекулярной массой, которые принадлежат к семейству стероидных сапонинов, гликозидов, алкалоидов и флавоноидов.Большинство этих соединений не были идентифицированы ранее химиками; следовательно, их новые специфические названия происходят от названия растения (террестрибисамид, трибулустерин, террестрозин D) (Chhatre et al., 2014). Количественное содержание этих соединений нестабильно, но зависит от климата и географического региона (Dinchev et al., 2008).

Использование ТТ в спорте. Риск употребления допинга

Первые научные отчеты о положительных эффектах применения ТТ были предоставлены исследователями Болгарской фармацевтической группы.Они заявили, что экстракты TT увеличивают либидо, тестостерон в крови и сперматогенез, а также улучшают мужскую сексуальную функцию. На сегодняшний день отсутствуют надежные данные о полезности и безопасности использования ТТ в спорте. Тем не менее, ТТ широко рекламируется среди спортсменов и используется ими. Этому растению приписывают эргогенные (анаболические) свойства, так как оно якобы повышает уровень тестостерона в крови и стимулирует гипертрофию скелетных мышц. ТТ был особенно популярен в Болгарии, где он использовался с 1970-х годов как препарат под названием Трибестан (Bucci, 2000; Koumanov et al., 1982). Было высказано предположение, что улучшение физических показателей болгарских спортсменов, особенно тяжелоатлетов, было достигнуто благодаря использованию этого продукта.

Действительно, это было время, когда болгарские тяжелоатлеты были чемпионами мира, пока более точный антидопинговый контроль не выявил использование анаболических андрогенных стероидов у этих спортсменов. Следовательно, до тех пор, пока отсутствие стероидного допинга не будет подтверждено анализом мочи, к хорошим спортивным результатам в тяжелой атлетике следует относиться с осторожностью.Несмотря на выявленные случаи употребления допинга среди болгарских тяжелоатлетов во время Олимпийских игр (Predergast et al., 2003), они не прекращали употреблять допинг. Из-за дисквалификации 11 потребителей допинга болгарская команда по тяжелой атлетике была исключена из Олимпийских игр в Пекине (2008).

Подводя итог, нет убедительных доказательств вклада TT в успех в тяжелой атлетике. В ответ на агрессивный маркетинг пищевых добавок, предназначенных для улучшения здоровья и физической работоспособности, стоит отметить, что пищевые добавки, которые рекомендуются конкурентоспособным спортсменам для повышения их производительности, могут быть загрязнены андрогенно-анаболическими стероидами (ААС) и так называемыми профессиональными стероидами. -гормоны, которые являются слабыми андрогенами, которые являются предшественниками более сильных эндогенных андрогенов, таких как тестостерон и дигидротестостерон (ДГТ).Такое загрязнение обычно не описывается в списке ингредиентов; Однако на рынке также существуют продукты с полным списком компонентов, включая запрещенные в спорте соединения. Более того, некоторые исследователи проводят исследования для изучения биологического действия этих композиций, то есть ТТ плюс ААС. В поисках подходящих андрогенов, принимаемых спортсменами, Brown et al. (2000b) сосредоточили свое внимание на экзогенных андростендионе и андростендиоле, стероидах, которые в организме человека превращаются в более биологически активные соединения.Предполагая, что ТТ повысит скорость этого превращения и, как следствие, повысит эффективность относительно небольших количеств этих прогормонов, те же авторы провели более всесторонние исследования биологического действия ТТ, принимаемого одновременно с андростендиолом (Brown et al. , 2001) или андростендиона (Brown et al., 2000a). Композиции ТТ-андрогенов тестировались среди здоровых мужчин в возрасте 30–59 лет, получавших экстракт ТТ со 100 мг прогормона в день. Результаты не показали изменений общего тестостерона в крови в обоих случаях, но показали значительное увеличение (на 37%) свободной, биологически активной фракции тестостерона, вызванное добавлением андростендиола — Tribulus terrestris (Brown et al., 2001) и практически неизменный свободный тестостерон после приема композиции андростендиона — Tribulus terrestris (Brown et al., 2000a). Однако, когда дневная доза андростендиона при пероральном приеме была намного выше (300 мг) без ТТ, молодые люди улучшили свою мышечную силу после 8-недельного периода силовых тренировок, а их свободный тестостерон увеличился на 45% (King et al., 1999). Упомянутый тип экспериментов показывает, что некоторые исследования сосредоточены на поиске травяных андрогенных композиций, которые будут иметь анаболическое действие, несмотря на относительно небольшое (не обнаруженное) количество запрещенных андрогенов.Однако такие процедуры могут свидетельствовать о том, что экстракты ТТ не так эффективны, как ожидают пользователи, в основном спортсмены. То же самое и с другими пищевыми добавками, рекомендованными спортсменам. По этой причине неудивительно, что некоторые добавки намеренно загрязнены запрещенными веществами, которые могут улучшить спортивные результаты (Aqai et al., 2013; Cavalcanti Gde et al., 2013; Judkins and Prock, 2012). Очевидно, что загрязнение пищевых добавок может привести к непреднамеренному употреблению допинга в соревновательном спорте.Один из самых ярких случаев непреднамеренного употребления допинга был зарегистрирован незадолго до Олимпийских игр, когда норвежский тяжелоатлет Стиан Гримсет был дисквалифицирован за прием пищевых добавок, содержащих рибозу, но загрязненных 19-норандростендионом, не включенным в перечень, как было описано в 2011 году. ежеквартального журнала World Weightlifting. Поскольку ТТ часто используют спортсмены, стоит знать, может ли прием экстракта ТТ изменить эндогенный андрогенный профиль мочи, чтобы дать положительный результат антидопингового теста.Среди спортсменов мало исследований, чтобы выяснить степень риска приема ТТ. Результаты показали, что прием ТТ без каких-либо контаминаций не вызывал положительных результатов антидопинговых тестов (Saudan et al., 2008; Van Eenoo et al., 2000). Несмотря на это, некоторые ученые заявляют, что адекватный контроль чистоты ТТ все еще отсутствует. Австралийский институт спорта (AIS) разработал программу спортивных добавок, которая была разработана с учетом особых потребностей AIS и других австралийских спортсменов. Помимо прочего, эта программа направлена ​​на то, чтобы позволить спортсменам AIS сосредоточиться на использовании добавок и специальной спортивной диете как части их планов питания и минимизировать риск использования добавок, ведущего к непреднамеренному правонарушению, связанному с допингом.В этой программе добавки разделены на четыре группы в зависимости от их эффективности и безопасности. TT, а также другие бустеры тестостерона включены в группу D под названием «Запрещенные или подверженные высокому риску заражения». Препараты из этой группы не должны использоваться спортсменами (AIS, 2014). Такой риск зараженных экстрактов TT, по-видимому, оправдан из-за обнаружения AAS (4-андростен-3,17-дион, 4-андростен-3β, 17β-диол, 5-андростен-3β, 17β-диол, 19-нор -4-андростен-3,17-дион и 19-нор-4-андростен-3β, 17β-диол) в ТТ-продуктах.Эти стероиды не были указаны на этикетке (Geyer et al., 2000).

Действительно ли TT работает у людей?

Исследования воздействия ТТ на андрогены крови и сексуальную предрасположенность проводились в основном на животных, и результаты были противоречивыми. Что касается влияния на уровень либидо, эксперименты, проведенные на кастрированных крысах, показали, что экстракт ТТ, вводимый перорально (5 мг / кг), обладает афродизиакальной активностью (Gauthaman et al., 2002), а эффекты зависят от дозы (Singh и другие., 2012). Исследования, проведенные на приматах (бабуинах и макаках-резусах), кроликах и кастрированных крысах, показали, что острое внутривенное введение экстракта ТТ (7,5 мг / кг) привело к значительному повышению андрогенов в крови — тестостерона, ДГТ и ДГЭАС — к 52, 31 и 29% соответственно у приматов, тогда как у кроликов ДГТ увеличился на 30%, а у кастрированных крыс общий тестостерон в крови был повышен на 25% (Gauthaman and Ganesan, 2008). Сходные результаты, полученные El-Tantawy et al. (2007) показали значительно более высокие уровни свободной фракции тестостерона в сыворотке у крыс, получавших в течение 40-дневного периода экстракты ТТ.В отличие от этих результатов, исследование, проведенное Martino-Andrade et al. (2010) не показали изменений в статусе тестостерона в крови у кастрированных крыс после 28-дневного периода перорального лечения высокой суточной дозой ТТ. С другой стороны, были доказательства того, что крысы, одновременно получавшие ТТ и морфин, демонстрировали значительно более низкое снижение половых гормонов в крови и гонадотропина гипофиза (лютеинизирующего гормона) по сравнению с крысами, получавшими только наркотик (Ghosian Moghaddam et al., 2013).

Несколько исследований экстракта TT, проведенных среди людей, также дали противоречивые результаты. Поскольку на фармацевтическом рынке, который предоставляет экстракты ТТ, основными целями являются спортсмены и здоровые, физически активные взрослые, все усилия по расследованию направлены на подтверждение таких биомедицинских свойств ТТ, которые ожидаются потенциальными пользователями. Как уже упоминалось, спортсмены ищут средства, улучшающие производительность, то есть добавки с эргогенными свойствами, чтобы улучшить толерантность к тренировкам и увеличить мышечную массу, физическую силу или выносливость.Поскольку развитие мышечной массы и силы частично зависит от андрогенного статуса, конкурентоспособные спортсмены ищут вещества, которые могут повысить уровень эндогенного тестостерона в крови, гарантируя при этом отрицательный результат антидопингового теста. Пока что достоверных исследований ожидаемых свойств TT все еще недостаточно. Нейчев и Митев (2005) обнаружили, что ни более низкая суточная (10 мг / кг), ни более высокая доза ТТ (20 мг / кг), принимаемые перорально, не влияли на уровень тестостерона, андростендиона или лютеинизирующего гормона в крови после 4-недельного периода приема добавок .Van Eeenoo et al. (2000) не сообщили об изменении уровня тестостерона и ЛГ в крови после 5-дневного периода приема ТТ (750 мг / день) и об неизменном соотношении тестостерона в моче и эпитестостерона. Аналогичным образом, другие исследования, проведенные среди спортсменов, не подтвердили положительное влияние приема ТТ на физическую работоспособность. У тренирующихся с отягощениями мужчин, получавших суточную дозу ТТ в размере 3,2 мг / кг в течение 8-недельного периода тренировок, не улучшились результаты в жиме лежа и ногами, состояние настроения, масса тела и состав тела не изменились (Antonio et al., 2000). Более высокая суточная доза ТТ (450 мг / день), принимаемая регбистами в течение 5-недельного тренировочного периода, также не вызвала изменений в силе, составе тела и соотношении тестостерона / эпитестостерона в моче (Rogerson et al., 2007). В отличие от этих данных, есть два исследования, подтверждающих положительный эффект после лечения фармацевтическими препаратами, содержащими ТТ и другие компоненты. После 20-дневного приема пищевой добавки «Трибулус» анаэробная и алактическая мышечная сила и уровень тестостерона в крови значительно увеличились у молодых мужчин (Milasius et al., 2009). Другой плацебо-контролируемый двойной слепой эксперимент, проведенный среди пожилых мужчин с ранее нарушенной эректильной функцией и пониженным уровнем общего (8,0 нмоль / л) и свободного (0,19 нмоль / л) тестостерона в крови, показал очень высокую эффективность препарата, содержащего ТТ. Этот продукт, названный «Традамиксина», представляющий собой композицию TT, Alga Eckonia, D-глюкозамина и N-ацетилглюкозамина, вводимый каждый день в течение 2-месячного периода, улучшил либидо и поднял фракции тестостерона до среднего уровня 23.3 и 0,42 нмоль / л соответственно (Iacono et al., 2012). Однако следует подчеркнуть, что в обоих экспериментах не было уверенности, какой (ые) компонент (ы) этих продуктов вызывает биологические преимущества и вносит ли TT в эти эффекты.

Побочные эффекты

Исследования токсичности ТТ проводились только на животных. Arcasoy et al. (1998) установили для мышей, что доза, соответствующая LD 50, составляет 813 мг / кг. Симптомы серьезного повреждения сердечной мышцы, печени и почек были отмечены у местных коз и овец, когда их ежедневная еда содержала 80% свежих растений (Aslani et al., 2003; Аслани и др., 2004). Единственный случай острого отравления ТТ зарегистрирован у молодого человека, который в течение двух дней принимал высокую дозу ТТ для предотвращения образования камней в почках. Он был госпитализирован, и через 7 дней биохимические симптомы гепатита и некроза почек уменьшились (Talazas et al., 2010). Как было показано, потенциальные преимущества и риски для здоровья человека в результате приема ТТ все еще остаются неясными.

Травы и пищевые добавки в спорте будущего

Влияние использования пищевых добавок в спорте широко изучается.Результаты многочисленных исследований, касающихся биологического действия, продолжительности приема добавок и рекомендуемых доз, в настоящее время опубликованы в научной литературе (Checzelewski et al., 2013; Desbrow et al., 2012; Helms et al., 2014; Patlar et al. , 2012; Ranchordas et al., 2013; Roshan et al., 2013; Santos et al., 2012; Seferolu et al., 2012), и эта информация иногда указывается на этикетке; поэтому спортивные врачи, тренеры и спортсмены обычно знают, как использовать эти продукты.Тем не менее, знания о физиологическом действии экзотических трав среди спортивных врачей кажутся недостаточными в свете большого количества легко доступных без рецепта новых растительных продуктов, сопровождаемых ограниченным количеством клинических испытаний и актуальной информацией. . По этой причине существуют опасения, что некоторые травы не работают или, что еще хуже, могут вызывать непредвиденные побочные эффекты в качестве самостоятельного продукта или неблагоприятные взаимодействия между травами и лекарствами (Canter and Ernst, 2004; Izzo, 2012). Это особенно относится к экстрактам TT, содержащим биологически активные химические соединения, такие как алкалоиды и гликозиды.

Выводы и рекомендации

Учитывая относительно небольшое количество проведенных исследований влияния ТТ на спортсменов, особенно в отношении влияния на работоспособность и андрогенный статус, следует подчеркнуть отсутствие доказательств, демонстрирующих усиливающий эффект от использования. ТТ на ожидаемые биомедицинские свойства у людей. Противоречивые результаты вышеупомянутых исследований предполагают, что маркетинговые мнения о ТТ как усилителе тестостерона необоснованны. Поэтому есть спортсмены, которые используют его для улучшения своих показателей.Это вызвано интенсивной рекламой, поощряющей использование ТТ, что может привести только к временному эффекту плацебо. По этой причине в будущем должны быть проведены дальнейшие клинические испытания.

Ссылки

• AIS. 2014. http://www.ausport.gov.au/ais/nutrition/supplements (дата обращения 02.04.2014)
• Antonio J, Uelmen J, Rodriquez R, Earnest C. Влияние Tribulus terrestris на композицию тела и упражнения производительность у мужчин, тренированных с отягощениями. Int J Sport Nutr Exerc Exerc Metab.2000; 10: 208–215. [PubMed] [Google Scholar]
• Aqai P, Cevik E, Gerssen A, Haasnoot W., Nielen MW. Высокопроизводительная биоаффинная масс-спектрометрия для скрининга и идентификации дизайнерских анаболических стероидов в пищевых добавках. Anal Chem. 2013. 85: 3255–3262. [PubMed] [Google Scholar]
• Arcasoy HB, Erenmemisoglu A, Tekol Y, Kurucu S, Kartal M. Влияние смеси сапонинов Tribulus terrestris L. на препараты гладких мышц: предварительное исследование. Болл Чим Ферма. 1998. 137: 473–475.[PubMed] [Google Scholar]
• Аслани М.Р., Мовассаги А.Р., Мохри М., Педрам М., Абависани А. Экспериментальное отравление Tribulus terrestris у овец: клинические лабораторные и патологические данные. Vet Res Commun. 2003. 27: 53–62. [PubMed] [Google Scholar]
• Аслани М.Р., Мовассаги А.Р., Мохри М., Педрам М., Абависани А. Экспериментальное отравление Tribulus terrestris у коз. Small Rumin Res. 2004. 51: 261–267. [Google Scholar]
• Браун Г.А., Мэтью Д., Вукович М.Д., Мартини Е.Р., Кохут М.Л., Франке В.Д., Джексон Д.А., Кинг Д.С.Эндокринные и липидные реакции на хронический прием андростендиоловых трав у мужчин 30–58 лет. J Am Coll Nutr. 2001. 20: 520–528. [PubMed] [Google Scholar]
• Браун Г.А., Вукович М.Д., Мартини Е.Р., Кохут М.Л., Франке В.Д., Джексон Д.А., Кинг Д.С. Эндокринная реакция на хроническое потребление андростендиона у мужчин от 30 до 56 лет. J Clin Endocrinol Metab. 2000; 85: 4074-4080. [PubMed] [Google Scholar]
• Браун Г.А., Вукович М.Д., Райфенрат Т.А., Уль Н.Л., Парсонс К.А., Шарп Р.Л., Кинг Д.С. Влияние анаболических предшественников на концентрацию тестостерона в сыворотке и адаптацию к тренировкам с отягощениями у молодых мужчин.Int J Sport Nutr Exerc Exerc Metab. 2000. 10: 340–359. [PubMed] [Google Scholar]
• Bucci LR. Избранные травы и упражнения для человека. Am J Clin Nutr. 2000; 72 (доп.): 624С – 636С. [PubMed] [Google Scholar]
• Canter PH, Ernst E. Использование травяных добавок людьми старше 50 лет в Великобритании: часто используемые травы, одновременное употребление трав, пищевых добавок и лекарств, отпускаемых по рецепту, скорость информирования врачей и возможность отрицательного взаимодействия. Наркотики старения. 2004; 21: 597–605.[PubMed] [Google Scholar]
• Cavalcanti Gde A, Leal FD, Garrido BC, Padilha MC, de Aquino Neto FR. Обнаружение дизайнерского стероида метилстенболона в «пищевой добавке» с помощью газовой хроматографии и тандемной масс-спектрометрии: выяснение его метаболитов в моче. Стероиды. 2013; 78: 228–233. [PubMed] [Google Scholar]
• Чхатре С., Несари Т., Сомани Дж., Канчан Д., Сатайе С. Фитофармакологический обзор Tribulus terrestris. Pharmacogn Rev.2014; 8: 45–51. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
• Checzelewski J, Długołęcka B, Checzelewska E.Потребление отдельных питательных веществ, минерализация костей и плотность пловцов-подростков за трехлетний период. Биол Спорт. 2013; 30: 17–20. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
• Desbrow B., Biddulph C, Devlin B., Grant GD, Anoopkumar-Dukie S, Leveritt MD. Влияние различных доз кофеина на результаты гонок на выносливость в гонках на время. J Sports Sci. 2012; 30: 115–120. [PubMed] [Google Scholar]
• Динчев Д., Янда Б., Евстатиева Л., Олешек В., Аслани М. Р., Костова И.Распределение стероидных сапонинов в Tribulus terrestris из разных географических регионов. Фитохимия. 2008. 69: 176–186. [PubMed] [Google Scholar]
• El-Tantawy WH, Temraz A, El-Gindi OD. Уровень свободного тестостерона в сыворотке крови самцов крыс, получавших экстракты Tribulus alatus. Int Braz J Urol. 2007. 33: 554–559. [PubMed] [Google Scholar]
• Gauthaman K, Adaikan PG, Prasad RN. Афродизиакальные свойства экстракта Tribulus terrestris (протодиосцина) у нормальных и кастрированных крыс. Life Sci.2002. 71: 1385–1396. [PubMed] [Google Scholar]
• Gauthaman K, Ganesan AP. Гормональные эффекты Tribulus terrestris и его роль в лечении мужской эректильной дисфункции — оценка на приматах, кроликах и крысах. Фитомедицина. 2008; 15: 44–54. [PubMed] [Google Scholar]
• Гейер Х., Марек-Энгельке У., Рейнхарт У., Тевис М., Шенцер В. Положительные случаи допинга с норандростероном после применения загрязненных пищевых добавок. Deutsche Zeitschrift für Sportmedizin.2000. 51: 378–382. [Google Scholar]
• Ghosian Moghaddam MH, Khalili M, Maleki M, Ahmad Abadi ME. Влияние перорального кормления Tribulus terrestris L. на уровни половых гормонов и гонадотропинов у зависимых самцов крыс. Int J Fertil Steril. 2013; 7: 57–62. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
• Helms ER, Aragon AA, Fitschen PJ. Доказательные рекомендации по подготовке к соревнованиям по естественному бодибилдингу: питание и добавки. J Int Soc Sports Nutr. 2014; 12: 11–20. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
• Iacono F, Prezioso D, Illiano E, Romeo G, Ruffo A, Amato B.Сексуальная астения: Традамиксина по сравнению с Тадалафилом по 5 мг в день. BMC Surg. 2012; 12 (Приложение 1): S23. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
• Иззо А.А. Взаимодействие трав и обычных лекарств: обзор клинических данных. Med Princ Pract. 2012; 21: 404–428. [PubMed] [Google Scholar]
• Джудкинс К., Прок П. Добавки и непреднамеренное употребление допинга — насколько велик риск для спортсменов. Med Sport Sci. 2012; 59: 143–152. [PubMed] [Google Scholar]
• Кинг Д.С., Шарп Р.Л., Вукович М.Д., Браун Г.А., Рейнфенрат Т.А., Уль Н.Л., Парсонс К.А.Влияние перорального андростендиона на уровень тестостерона в сыворотке и адаптация к тренировкам с отягощениями у молодых мужчин: рандомизированное контролируемое исследование. ДЖАМА. 1999; 281: 2020–2028. [PubMed] [Google Scholar]
• Куманов Ф., Бозадиева Е., Андреева М., Платонова Е., Анкова В. Клинические испытания Трибестана. Exp Med. 1982; 4: 211–215. [Google Scholar]
• Мартино-Андраде А.Дж., Мораис Р.Н., Сперкоски К.М., Росси С.К., Вечи М.Ф., Голин М., Ломбарди Н.Ф., Грека К.С., Далсентер ПР. Влияние Tribulus terrestris на эндокринные чувствительные органы у самцов и самок крыс линии Wistar.J Ethnopharmacol. 2010; 127: 165–170. [PubMed] [Google Scholar]
• Миласиус К., Даделиене Р., Скерневичюс Дж. Влияние экстракта Tribulus terrestris на параметры функциональной подготовленности и гомеостаза организма спортсменов. Физиол Ж. 2009; 55: 89–96. [PubMed] [Google Scholar]
• Нейчев В.К., Митев В.И. Трава-афродизиак Tribulus terrestris не влияет на выработку андрогенов у молодых мужчин. J Ethnopharmacol. 2005. 101: 319–323. [PubMed] [Google Scholar]
• Патлар С., Ялчин Х., Бояли Э.Влияние добавок глицерина на аэробные и анаэробные показатели спортсменов и людей, ведущих малоподвижный образ жизни. J Hum Kinet. 2012; 34: 69–79. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
• Predergast HM, Bannen T, Erickson TB, Honore KR. Ядовитый факел современных Олимпийских игр. Vet Hum Toxicol. 2003. 45: 97–102. [PubMed] [Google Scholar]
• Ranchordas MK, Rogersion D, Ruddock A, Killer SC, Winter EM. Питание для тенниса: практические рекомендации. J Sports Sci Med. 2013; 12: 211–224.[Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
• Rogerson S, Riches CJ, Jenings C, Weatherby RP, Meir R, Marshall-Gradisnik SM. Влияние пяти недель приема Tribulus terrestris на силу мышц и состав тела во время предсезонных тренировок у элитных игроков лиги регби. J Strength Cond Res. 2007. 21: 348–353. [PubMed] [Google Scholar]
• Рошан В.Д., Хоссейнзаде С., Махджуб С., Хоссейнзаде М., Майерс Дж. Тренировка на выносливость и добавка диферулоилметана: изменения нейротрофического фактора и окислительного стресса, вызванные свинцом в мозге крысы.Биол Спорт. 2013; 30: 41–46. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
• Santos EP, Silva AS, Costa MJC, Moura Junior JS, Quirino ELO, Franca GAM, Asciutti LSR. Добавка омега-3 снижает выработку С-реактивного белка у военнослужащих в течение 5 дней интенсивных физических нагрузок и ограничений в питании. Биол Спорт. 2012; 29: 93–99. [Google Scholar]
• Саудан К., Бауме Н., Эмери С., Страм Е., Соги М. Кратковременное влияние приема Tribulus terrestris на анализ эндогенных стероидов на допинг-контроль.Forensic Sci Int. 2008; 178: e7 – e10. [PubMed] [Google Scholar]
• Seferolu F, Erman KA, ahan A., Toktaş N. Влияние добавки n-3 LC-PUFA на приобретение навыков тенниса у девочек 10–12 лет. Биол Спорт. 2012; 29: 241–246. [Google Scholar]
• Сингх С., Наир В., Гупта Ю.К. Оценка действия афродизиака Tribulus terrestris Linn. у сексуально вялых самцов крыс-альбиносов. J Pharmacol Pharmacother. 2012; 3: 43–74. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
• Талазас А.Х., Аббаси М.Р., Абхиз С., Дашти-Хавидаки С.Тяжелая нефротоксичность, вызванная Tribulus terrestris, у молодого здорового мужчины. Трансплантат Nephrol Dial. 2010; 25: 3792–3793. [PubMed] [Google Scholar]
• Ван Ину П., Дельбек Ф. Т., Десмет Н., Де Бакер П. Исследования экскреции с Tribulus terrestris. В: Schänzer W, Geyer H, Gotzmann A, Mareck U, редакторы. Последние достижения в области допинг-анализа (8) Köln: Sport und Buch Strauß; 2000. С. 13–22. [Google Scholar]

Функционально похожи, термодинамически разные — подход к моделированию

Abstract

Метаногенные археи занимают функционально важную нишу в микробной экосистеме кишечника млекопитающих.Наша цель состояла в том, чтобы количественно охарактеризовать динамику метаногенеза путем интеграции микробиологии, термодинамики и математического моделирования. Для этого было проведено экспериментов по выращиванию in vitro с чистыми культурами ключевых метаногенов из кишечника человека и жвачных животных, а именно: Methanobrevibacter smithii , Methanobrevibacter ruminantium и Methanobacterium formicium . Для количественной оценки теплового потока метаногенеза были проведены микрокалориметрические эксперименты.Мы построили энергетическую математическую модель метаногенеза. Наша модель эффективно отражала динамику метаногенеза со средними коэффициентами корреляции конкордантности 0,95 для CO ₂ , 0,98 для H ₂ и 0,97 для CH ₄ . Вместе экспериментальные данные и модель позволили нам количественно оценить кинетику метаболизма и энергетические паттерны, которые были специфичными и отличными для каждого вида, несмотря на то, что они использовали аналогичные пути производства метана. Затем мы протестировали in silico взаимодействия между этими метаногенами в рамках сценария моделирования in vivo с использованием теоретического моделирования. Моделирование in silico предполагает, что классический принцип конкурентного исключения неприменим к экосистемам кишечника и что кинетическая информация сама по себе не может объяснить экологические аспекты кишечника, такие как сосуществование микробов. Мы предполагаем, что экологические модели кишечных экосистем требуют интеграции микробной кинетики с нелинейным поведением, связанным с пространственными и временными вариациями, имеющими место в кишечнике млекопитающих. Наша работа предоставляет новую информацию о термодинамике и динамике метаногенов.Это понимание будет полезно для создания новых моделей кишечника с расширенными возможностями прогнозирования и может найти практическое применение для улучшения здоровья кишечника у млекопитающих и уменьшения выбросов метана жвачных животных.

Образец цитирования: Muñoz-Tamayo R, Popova M, Tillier M, Morgavi DP, Morel JP, Fonty G, et al. (2019) Гидрогенотрофные метаногены кишечника млекопитающих: функционально сходные, термодинамически разные — подход к моделированию. PLoS ONE 14 (12):
e0226243.https://doi.org/10.1371/journal.pone.0226243

Редактор: Джеймс Э. Уэллс, Министерство сельского хозяйства США, Служба сельскохозяйственных исследований, США

Поступила: 11 июля 2019 г .; Одобрена: 24 ноября 2019 г .; Опубликован: 11 декабря 2019 г.

Авторские права: © 2019 Muñoz-Tamayo 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 рукописи и ее файлах с вспомогательной информацией.

Финансирование: Эта работа получила финансирование от отдела Inra PHASE и метапрограммы Inra MEM для MP, RMT. Спонсор не принимал участия в планировании исследования, сборе и анализе данных, принятии решения о публикации или подготовке рукописи.

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

Введение

Метаногенные археи населяют желудочно-кишечный тракт млекопитающих, где они установили синтрофические взаимодействия внутри микробного сообщества [1–3], играющие критическую роль в энергетическом балансе хозяина [4,5].В кишечной микробиоте человека роль метаногенов в гомеостазе или заболеваниях хозяина мало изучена, но вызывает растущий интерес [6]. Methanobrevibacter smithii (составляет 94% популяции метаногена) и Methanosphaera stadtmanae специфически распознаются врожденной иммунной системой человека и способствуют активации адаптивного иммунного ответа [7]. Уменьшенная численность M . Сообщалось о smithii у пациентов с воспалительными заболеваниями кишечника [8], и было высказано предположение, что метаногены могут способствовать ожирению [9].В рубце сообщество метаногенов более разнообразно, хотя по-прежнему доминируют Methanobrevibacter spp., За которыми следуют Methanomicrobium spp., Methanobacterium spp. [10] и Methanomassillicoccus spp [11]. Однако пропорция этих таксонов может сильно варьироваться: Methanomicrobium mobile и Methanobacterium formicium , как сообщается, являются основными метаногенами пастбищного скота [12]. Хотя метаногены в рубце необходимы для оптимального функционирования экосистемы (обеспечивая конечные акцепторы электронов), производимый ими метан выделяется животным-хозяином, внося свой вклад в глобальные выбросы парниковых газов (ПГ).В желудочно-кишечном тракте млекопитающих основные метаногены рубца [13] и доминирующий археон человека M . smithii [14], представляют собой гидрогенотрофные археи без цитохрома (ассоциированные с мембраной белки переноса электронов). Метаногены без цитохрома демонстрируют более низкую урожайность, чем археи с цитохромами [15]. Однако этот очевидный энергетический недостаток уравновешивается большей адаптацией к условиям окружающей среды, преобладающим в желудочно-кишечном тракте [16], и установлением синтрофных взаимодействий с микробами, ферментирующими корм.Это синтрофическое сотрудничество, сосредоточенное на водороде, позволяет анаэробным реакциям конверсии субстрата протекать близко к термодинамическому равновесию [17,18] (то есть с изменением свободной энергии Гиббса, близким к нулю).

Насколько нам известно, термодинамические соображения о метаболизме кишечника человека плохо учтены в существующих математических моделях [19–22], хотя теоретические основы были разработаны в других областях для расчета стехиометрического и энергетического балансов микробного роста на основе спецификации анаболических и катаболические реакции микробного метаболизма [23,24], и были сделаны успехи, чтобы связать термодинамику с кинетикой [25-27].Что касается рубца, термодинамические принципы уже включены в рамки математических исследований из-за их важной роли в ферментации кормов. Термодинамические исследования были выполнены для теоретического изучения (i) профиля ферментации [28], (ii) альтернативных путей использования водорода [29] и (iii) влияния парциального давления водорода на ферментацию глюкозы и метаногенез [30,31 ]. Однако исследования, оценивающие количественные сравнения экспериментальных данных и прогнозов модели с использованием термодинамических подходов, имели ограниченный успех в обеспечении точных прогнозов [32,33], вероятно, из-за отсутствия контролирующих факторов, таких как окисление НАДН и динамика парциального давления водорода [32, 33]. 31].Еще одним ключевым фактором, объясняющим неточные прогнозы в существующих моделях рубца, является отсутствие динамического представления группы микробных метаногенов. В этом отношении новые знания о степени метаногенеза и метаболических различиях между микробными членами этой группы могут помочь улучшить существующие модели кишечника. Насколько нам известно, ни одна из существующих моделей кишечника не объединяет аспекты термодинамики для описания микробного роста метаногенов. Соответственно, нашей целью в этой работе было разработать динамическую модель с термодинамической основой для количественной оценки кинетики метаболизма и энергетических паттернов, которые могли бы информировать о метаболических особенностях между кишечными метаногенными археями.Кроме того, разработка этой модели была направлена ​​на предоставление инструментов для анализа экологических аспектов ( e , g ., Принцип конкурентного исключения) метаногенного сообщества, которые могут быть полезны при разработке, например, стратегий питания для снижения выбросов метана у жвачных животных. . Модель была построена на количественных данных, характеризующих in vitro динамику использования водорода, производства метана, роста и теплового потока трех гидрогенотрофных метаногенных видов, представляющих основные роды человека и жвачных животных: Methanobrevibacter smithii , Methanobrevibacter ruminantium и .

Материалы и методы

In vitro эксперименты по выращиванию

Штаммы архей и питательная среда.

Штаммы архей, использованные в исследовании: M . руминантия M1 (DSM 1093), M . smithii ПС (типовой штамм DSM 861) и M . formicium MF (типовой штамм DSM 1535). Все штаммы архей были приобретены ранее у DSM. Штаммы замораживали при -80 ° C, размораживали и выращивали для получения активно растущей популяции перед началом исследования.Среда для выращивания Balch была приготовлена, как описано ранее [34], и ее состав представлен в таблице S1. Перед автоклавированием 6 мл среды распределяли в пробирки Балча (общий объем 26 мл) в атмосфере CO ₂ .

Опытный образец и меры.

Заквасочные культуры выращивали до достижения оптической плотности 0,400 ± 0,030 при 660 нм (OD ₆₆₀ ). Оптическую плотность измеряли на спектрофотометре Jenway (Bibby Scientific). Затем 0,6 мл использовали для инокуляции одной экспериментальной пробирки.Промышленно приготовленная газовая смесь высокой чистоты H ₂ / CO ₂ (80% / 20%) газовая смесь была добавлена ​​в пробирки с посевом путем промывки в течение 1 мин при 2,5 Па. Среднее начальное OD ₆₆₀ и значения давления приведены в таблице S2 . Кинетику роста для каждого штамма наблюдали в течение 72 часов. Опыт повторяли дважды. Каждое исследование кинетики начиналось с одновременного засева 40 пробирок. В заданный момент времени были взяты пробы из двух пробирок с одинаковыми значениями OD ₆₆₀ . Трубки использовались для измерения параметров газа: давление измерялось манометром, состав газовой фазы анализировался методом газовой хроматографии на Micro GC 3000A (Agilent Technologies, Франция).ГХ был оборудован двумя колонками: MS-5A с аргоном в качестве газа-носителя, установленным на 100 ° C, и PPU с использованием гелия, установленным на 75 ° C. Калибровку ГХ проводили с использованием сертифицированной газовой стандартной смеси (Messer, Франция), содержащей метан, кислород, водород, диоксид углерода и азот. Приблизительно 2 мл отобранного газа вводили в ГХ для анализа. После отбора газа одну из пробирок центрифугировали 10 мин при 13 000 g. Осадок микробов взвешивали и хранили при -20 ° C в 2 мл пробирках с завинчивающейся крышкой, содержащих 0.4 г стерильных шариков из диоксида циркония (0,3 г 1 мм и 0,1 г 0,5 мм).

Экстракция ДНК и количественная оценка генов 16S рРНК методом КПЦР.

Один мл буфера для лизиса (50 мМ NaCl, 50 мМ TrisHCl pH 7,6, 50 мМ EDTA, 5% SDS) добавляли непосредственно к замороженному микробному осадку перед гомогенизацией в течение 2 × 30 с при 5100 ходов / мин в шарике Precellys. колотушка (Bertin Instruments). Образцы центрифугировали 3 мин при 14 000 g, жидкую фазу переносили в новую пробирку перед добавлением 600 мкл раствора фенол-хлороформ-3-метил-1-бутанол (25: 24: 1).После центрифугирования при 14 000 g в течение 3 мин водную фазу переносили в свежую пробирку и добавляли 500 мкл хлороформа. Стадию промывки хлороформом повторяли дважды с центрифугированием при 14000 g в течение 3 минут между стадиями. Конечный объем водной фазы был измерен, и осаждение ДНК было инициировано добавлением 70% объема 100% изопропанола и 10% объема ацетата натрия 3M. Снова проводили осаждение при 14000 g в течение 30 минут, и полученный осадок ДНК промывали 500 мкл 70% этанола и растворяли в 50 мкл воды, пригодной для молекулярной биологии.Выход экстракции проверяли на спектрофотометре Nanodrop 1000 (Thermo Fisher Scientific, Франция), а экстракты обрабатывали на системе FlashGel (Lonza, Rockland, Inc) для проверки целостности.

Копии генов 16S рРНК были количественно определены с использованием подхода кПЦР. Использованы праймеры Ohene-Adjei et al [35]; анализ реакции и температурные циклы были такими, как описано ранее [36]. Количественное определение количественной ПЦР в трех повторностях проводили на 20 нг экстрагированной ДНК. Амплификации проводили с использованием SYBR Premix Ex Taq (TaKaRa Bio Inc., Оцу, Япония) в системе StepOne (Applied Biosystems, Куртабеф, Франция). Абсолютная количественная оценка включала использование стандартных кривых, которые были построены с гДНК Methanobrevibacter ruminantium DSM 1093. Эффективность ПЦР составила 103%. Результаты выражали в виде числа копий на нг экстрагированной ДНК на грамм микробного осадка. М . smithii и M . штаммов руминантия , использованных в этом исследовании, содержат две копии генов 16S рРНК в своих геномах.Количество ячеек было вычислено путем деления количества копий 16S на 2.

Микрокалориметрия

Микрокалориметрические эксперименты были выполнены для определения картины теплового потока каждого метаногена. Метаболическую активность и рост микробов контролировали с помощью изотермических калориметров теплопроводного типа (A TAM III, TA Instruments, Франция), оснащенных двумя мультикалориметрами, каждый из которых содержит шесть независимых миникалориметров, позволяющих непрерывную и одновременную регистрацию в зависимости от времени тепловой поток создавали 12 образцами.Температура бани была установлена ​​на 39 ° C; его долговременная стабильность была лучше, чем ± 1×10 ^-4 ° C в течение 24 часов. Каждый миникалориметр был электрически откалиброван. Специальные одноразовые микрокалориметрические стеклянные ампулы объемом 4 мл, закрытые пробками из бутилкаучука и запечатанные алюминиевыми зажимами, были заполнены 1,75 мл питательной среды Balch и подвергнуты избыточному давлению 2,5 Па H ₂ / CO ₂ 80% / 20% газовой смеси для 30 с. В начале исследования существенной разницы в давлении не было.Их стерилизовали в автоклаве и хранили при 39 ° C до начала микрокалориметрических измерений. Активно растущие культуры метаногенов (OD ₆₆₀ 0,280 ± 0,030 для M . smithii , 0,271 ± 0,078 для M , руминантия и 0,142 ± 0,042 для M . мумиций) хранили в -20 ° C для снижения микробной активности перед посевом. Культуры размораживали в течение 30 мин при температуре окружающей среды и проводили инокуляцию путем инъекции 0.25 мл культуры через перегородку чрезмерно сжатых микрокалориметрических ампул непосредственно перед их вставкой в ​​миникалориметры. Образцам потребовалось около двух часов, чтобы достичь температуры ванны и получить стабильную нулевую базовую линию. Холостые эксперименты также проводили, вставляя ампулы, которые не были засеяны, и, как и ожидалось, не наблюдалось теплового потока, подтверждающего стерильность среды. Каждый эксперимент повторяли трижды.

Тепловой поток, также называемый выходной тепловой мощностью P , был измерен для каждого метаногена и холостых проб с точностью ≥ 0.2 мкВт. Данные о тепловом потоке каждого образца собирались каждые 5 минут в течение более 10 дней. Суммарное тепло Q было получено путем интегрирования временной кривой общего теплового потока с использованием программного обеспечения TAM Assistant и его интегрирующей функции (TA Instruments, Франция).

Классически кривая теплового потока-времени для растущей культуры начинается как S-образная кривая биомассы (лаг-фаза, за которой следует экспоненциальная фаза роста), но отличается за пределами фазы роста, при этом тепловой поток затем модулируется переходными периодами [37 ].Данные теплового потока могут быть использованы для определения константы скорости роста микробов при условии наличия корреляции между данными изотермической микрокалориметрии и микробиологическими данными (например, количеством клеток) на раннем этапе роста [38]. Во время фазы экспоненциального роста рост микробов следует кинетике первого порядка, определяемой константой удельной скорости роста μ _c (h ^-1 ). Аналогично, тепловой поток следует экспоненциальному поведению, определяемому параметром μ _c , как описано в [37,38].

(1)

Константа скорости роста μ _c может быть определена путем подбора экспоненциальной части кривой зависимости теплового потока от времени с использованием функции подгонки программного обеспечения TAM Assistant. В нашем тематическом исследовании был проведен тщательный выбор экспоненциальной фазы динамики теплового потока, чтобы обеспечить надежную оценку максимальной константы скорости роста по калориметрическим данным.

Разработка математической модели

Моделирование метаногенеза in vitro.

Процесс метаногенеза in vitro показан на рис.1.Смесь H ₂ / CO ₂ в газовой фазе диффундирует в жидкую фазу. H ₂ и CO ₂ в жидкой фазе дополнительно используются чистой культурой для получения CH ₄ . Метан из жидкой фазы диффундирует в газовую фазу.

Построение модели было вдохновлено нашими предыдущими динамическими моделями кишечника человека [19] и рубца ферментации in vitro [39] с некоторыми упрощениями. Модель рассматривает перенос диоксида углерода жидкость-газ.Из-за низкой растворимости водорода и метана [40] концентрация этих двух газов в жидкой фазе не моделировалась. Мы предположили, что динамика концентраций в газовой фазе определяется кинетической скоростью метаногенеза. Чтобы включить термодинамическую информацию, вместо использования уравнения Моно в исходной формулировке мы использовали кинетическую функцию скорости, предложенную Десмондом-Ле Кеменером и Бушезом [26]. Полученная модель описывается следующими обыкновенными дифференциальными уравнениями
(2)
(3)
(4)
(5)
(6)
где — концентрация (моль / л) диоксида углерода в жидкой фазе, а — концентрация в биомассе (моль / л) гидрогенотрофных метаногенов.Число молей в газовой фазе представлено переменными,,. Объем газовой фазы V _г = 20 мл и объем жидкой фазы V _л = 6 мл. Перенос жидкого газа для диоксида углерода описывается неравновесной скоростью переноса, которая определяется градиентом концентрации газов в жидкой и газовой фазах. Скорость передачи определяется коэффициентом массопереноса k _L a (h ^-1 ) и коэффициентами закона Генри (M / бар). R (бар · (М · K) ^-1 ) — постоянная закона идеального газа, а T — температура (K). Микробный распад представлен кинетической скоростью первого порядка с константой скорости гибели клеток k _d (h ^-1 ). Рост микробов был представлен функцией скорости, предложенной Desmond-Le Quéméner и Bouchez [26] с использованием водорода в качестве единственного субстрата.
(7)
где μ — скорость роста (h ^-1 ), μ _max (h ^-1 ) — максимальная константа удельной скорости роста, а K _s (моль / л) — константа сродства.Уравнение (7) выводится из энергетических принципов, следующих за статистикой Больцмана, и использует концепцию эксергии (максимальная работа, доступная для микроорганизма во время химического превращения). Константа сродства имеет энергетическую интерпретацию, поскольку она определяется как
(8)
где E _dis (кДж / моль) и E _M (кДж / моль) — рассеянная эксергия и накопленная эксергия во время роста соответственно. E _cat (кДж / моль) — это катаболическая эксергия одной молекулы ограничивающего энергию субстрата, а v _harv — это объем, в котором микроб может собирать химическую энергию в виде молекул субстрата [ 26]. E _cat — абсолютное значение энергии Гиббса катаболизма (ΔG _{r, c} ), когда реакция является эксергонической (ΔG _{r, c} <0) или равна нулю в противном случае. Сохраненная эксергия E _M рассчитывается на основе реакции (разгрузки), представляющей ситуацию, когда микроб получает энергию, потребляя свою собственную биомассу. E _M — абсолютное значение энергии Гиббса реакции с потреблением биомассы (ΔG _{r, разгрузка} ), когда реакция экзэргоническая (∆G _{r, разгрузка} <0) или ноль в противном случае.Наконец, рассеянная эксергия E _dis является противоположностью энергии Гиббса общей метаболической реакции, которая представляет собой линейную комбинацию катаболической реакции и реакции разрушения. Этот расчет соответствует диссипации энергии Гиббса, подробно описанной в Kleerebezem и Van Loosdrecht [24].

В нашей модели стехиометрия метаногенеза макроскопически представлена ​​одной катаболической реакцией (R ₁ ) для производства метана и одной анаболической реакцией (R ₂ ) для образования микробов.Мы предположили, что аммиак является единственным источником азота для микробного образования. Молекулярная формула микробной биомассы была принята как C ₅ H ₇ O ₂ N [40].

В модели учитывается стехиометрия реакций через параметры Y «, которые являются коэффициентами выхода (моль / моль) микробной биомассы, CO ₂ и CH ₄ . Фактор микробного выхода Y был извлечен из литературы.Мы предположили, что M . smithii и M . ruminantium имеют одинаковый выход (оба являются метанобревибактерами). Этот коэффициент выхода был установлен на 0,006 моль биомассы / моль H ₂ с использованием молярного выхода роста на основе метана 2,8 г биомассы / моль CH ₄ , оцененного для M . smithii [41] и уравнения (9) и (11). Аналогично коэффициент текучести для M . Формиций был установлен на уровне 0,007 моль биомассы / моль H ₂ с использованием молярного выхода роста на основе метана, равного 3.5 г биомассы / моль CH ₄ сообщается Schauer и Ferry [42]. Доля H ₂ , используемая для роста микробов (реакция R ₂ ), определяется коэффициентом выхода Y (моль микробной биомассы / моль H ₂ ). Теперь пусть f будет фракцией H ₂ , используемой для катаболической реакции R ₁ . Реакция R ₂ говорит нам, что на каждые 10 моль H ₂ , использованных в R ₂ , мы получаем 1 моль микробной биомассы.Отсюда следует, что
(9)

Если известно Y , дробь f может быть вычислена по уравнению (9).

Коэффициенты текучести CO ₂ и CH ₄ могут быть выражены как функции фракции f :
(10)
(11)

Модель имеет два физико-химических параметра ( k _L a,) и четыре биологических параметра ( μ _max , K _s , Y , k _d ).Начальное условие для неизвестно и также было включено в вектор параметров для оценки. Коэффициенты закона Генри представляют собой известные значения, рассчитанные при 39 ° C с использованием уравнений, предоставленных Batstone et al. [40]. Реализация модели в программном обеспечении с открытым исходным кодом Scilab (https://www.scilab.org/) доступна по адресу https://doi.org/10.5281/zenodo.3271611.

Обозначение параметра

Перед выполнением численной оценки параметров модели мы рассмотрели вопрос о том, возможно ли теоретически однозначно определить параметры модели с учетом имеющихся измерений на экспериментальной установке.Этот вопрос называется структурной идентифицируемостью [44]. Анализ структурной идентифицируемости имеет особое значение для моделей, параметры которых имеют биологическое значение, поскольку знание фактического значения параметра полезно для обеспечения биологического понимания исследуемой системы [45]. Более того, в нашем случае мы заинтересованы в нахождении точных оценок, которые в дальнейшем могут быть использованы в качестве априорных значений в расширенной модели, описывающей систему in vivo .

Мы использовали свободно доступное программное обеспечение DAISY [46], чтобы оценить структурную идентифицируемость нашей модели.Физические параметры ( k _L a,) были заданы как известные. Модель оказалась структурно идентифицируемой в глобальном масштабе. На практике, однако, чтобы облегчить фактическую идентификацию параметров и уменьшить практические проблемы идентифицируемости, такие как высокая корреляция между параметрами [47], мы установили некоторые параметры модели на значения, указанные в литературе. Коэффициент переноса k _L a, коэффициент закона Генри и константа скорости мертвых клеток k _d были установлены известными и были извлечены из Batstone et al.[40]. Следовательно, для оценки были установлены только параметры μ _max , K _s и начальное состояние. Чтобы извлечь выгоду из калориметрических данных, мы также предположили, что μ _max было равно удельной константе скорости μ _c , оцененной по кривой зависимости теплового потока от времени. Таким образом, оставалось оценить только константу сродства для каждого штамма и начальное состояние.

Идентификация параметров для каждого метаногена проводилась с помощью набора инструментов IDEAS Matlab ^® [48] (свободно доступный по адресу http: // genome.jouy.inra.fr/logiciels/IDEAS). Идентификация параметров проводилась по данным экспериментов по выращиванию in vitro . Измеряемые переменные — это количество молей в газовой фазе (H ₂ , CH ₄ , CO ₂ ). Коэффициент корреляции согласованности Лина (CCC) [49] был рассчитан для количественной оценки соответствия между наблюдениями и предсказаниями модели.

Результаты

Биомасса метаногенов

праймеров, специфичных для архей, нацеленных на ген 16S рРНК, использовали для подсчета микробных клеток в каждой чистой культуре.Количество микробов через три часа после инокуляции изменялось от 7,62 × 10 ⁷ до 2,81 × 10 ⁸ и достигало 10 ⁹ после 72 часов инкубации. Таблица S3 суммирует количество микробов в разное время отбора проб.

Калориметрическая структура метаногенов

На рис. 2 представлена ​​типичная изотермическая калориметрическая кривая для каждого метаногена. Было обнаружено, что три измеренных динамики теплового потока каждого метаногена следуют аналогичным энергетическим моделям. М . smithii и M . Формиций показал лаг-фазу в несколько часов, а M . руминантия уже был метаболически активен при введении в миникалориметр, хотя было предпринято несколько попыток получить лаг-фазу путем изменения условий хранения и оттаивания культуры непосредственно перед инокуляцией микрокалориметрических ампул. Характер теплового потока для всех испытанных метаногенов характеризуется одним преобладающим пиком, который наблюдался в разное время для каждого метаногена. М . smithii продемонстрировал второе метаболическое событие, происходящее через 60 часов с увеличением теплового потока. То же явление наблюдалось для M . formicium , но с меньшей интенсивностью, которая началась в 140 ч. Процесс считался завершенным, когда прекращение теплового потока знаменовало окончание метаболической активности. Отмечается, что M . Формиций дает небольшой пик через 14 ч (рис. 2). Аналогичный пик, но гораздо меньшего размера, наблюдался на других кривых, полученных с этим метаногеном. М . smithii также показывает небольшой пик (встречаемость 3 из 3) через 7,4 ч, показанный на вставке Рис. 2.

Рис. 2. Пример изотермических калориметрических кривых для M . руминантия (синяя пунктирная линия), M . smithii (сплошная красная линия) и M . formicium (черная пунктирная линия).

Доминирующая метаболическая фаза представлена ​​одним пиком (показан стрелками). Величина пика различается для метаногенов, а также наклон траекторий теплового потока.Возврат теплового потока к нулевой базовой линии также различается для трех метаногенов. При увеличении изображения на вставке отображается пик, представленный M . smithii в 7,4 ч.

https://doi.org/10.1371/journal.pone.0226243.g002

Общее количество тепла ( Q _m ), производимое в процессе метаногенеза, которое происходило в настоящих экспериментальных условиях, в среднем составляло -5,5 ± 0,5 Дж для трех метаногенов (для M . ruminantium , недостающая начальная часть кривой теплового потока-времени была приблизительно оценена путем экстраполяции экспоненциальной аппроксимации). Как мы увидим ниже, это экспериментальное значение соответствует теоретически ожидаемому.

Оценка термодинамических свойств

Мы определили две макроскопические реакции для представления катаболизма (R1) и анаболизма (R2) метаногенеза (см. Раздел «Моделирование метаногенеза in vitro»). Все термодинамические свойства являются результатом как катаболических, так и анаболических реакций.Расчеты общего тепла ( Q _м ), энтальпии (Δ H _м ), энергии Гиббса (Δ G _м ) и энтропии (Δ S _м ) метаногенеза. подробно описаны в таблице S4. Расчетное общее количество тепла, произведенного в процессе метаногенеза в наших экспериментальных условиях, составило в среднем Q _м = -5,66 Дж. Это тепло является результатом суммы теплоты катаболической реакции ( Q _c ) и теплоты анаболической реакции ( Q _a ).Из общего тепла метаногенеза анаболическая реакция составляет 7% тепла метаболизма для M . smithii и M . руминантия . Для M . formicium , вклад анаболической реакции в обменное тепло составляет 9%. Также интересно отметить, что существует очень хорошее соответствие между теоретическим значением, вычисленным выше, и общим теплом, экспериментально определенным с помощью микрокалориметрии (-5,5 ± 0.5 Дж).

Таблица 1 показывает термодинамические свойства на моль биомассы, образовавшейся во время метаногенеза M . руминантия , M . smithii и M . formicium на H ₂ / CO ₂ . Эти свойства сравниваются со значениями, найденными в литературе для других метаногенов, выращенных на других подложках.

Динамическое описание

in vitro кинетика

Разработанная математическая модель была откалибрована с экспериментальными данными из экспериментов по выращиванию in vitro в пробирках Балча.В таблице 2 показаны параметры динамической кинетической модели, описанной в уравнениях 2–6. Сообщаемое значение μ _max для каждого метаногена соответствует среднему значению, полученному из трех кривых теплового потока-времени. Из таблицы 2 следует, что M . smithii показал самую высокую константу скорости роста, за ней следует M . ruminantium и, наконец, M . Формиций . По константе сродства K _s , а M . smithii и M . ruminantium имеют тот же порядок, константа сродства для M . Формиций на порядок ниже.

На рис. 3 показана динамика соединений в метаногенезе для трех метаногенов. Данные рисунка доступны по адресу https://doi.org/10.5281/zenodo.3469655. Экспериментальные данные сравниваются с модельными откликами. В таблице 3 приведены стандартные статистические данные для оценки модели. Модель эффективно отражает общую динамику метаногенеза.Водород и метан очень хорошо описываются моделью со средними коэффициентами корреляции конкордантности (CCC) 0,98 и 0,97 соответственно. Для диоксида углерода CCC = 0,95.

Рис 3. Оценка работоспособности модели.

Верхние графики: динамика метаногенеза по M . руминантия (*), M . smithii (○) и M . formicium (□). Экспериментальные данные (*, ○, □) сравниваются с предсказанными моделями ответами: пунктирные синие линии ( M . ruminantium ), сплошные красные линии ( M . smithii ) и пунктирные черные линии ( M . formicium ). Нижние графики: суммарные наблюдаемые и прогнозируемые переменные. Сплошная красная линия — изоклина.

https://doi.org/10.1371/journal.pone.0226243.g003

На рис. 4 показана динамика метаногенов, измеренная геном 16S рРНК, а также динамика биомассы, предсказанная для модели. Как было замечено, микробы следуют типичной траектории, подобной Моно.

Обсуждение

Наша цель в этой работе состояла в том, чтобы количественно охарактеризовать динамику использования водорода, производства метана, роста и теплового потока трех гидрогенотрофных метаногенов путем интеграции микробиологии, термодинамики и математического моделирования. Наши разработки модели сыграли важную роль в количественной оценке энергетических и кинетических различий между тремя изученными метаногенами, что усилило потенциал микрокалориметрии как инструмента для характеристики метаболизма микроорганизмов [52].Эта работа по моделированию позволяет получить оценочные параметры, которые можно использовать в качестве предварительных значений для других моделей развития кишечной микробиоты.

Энергетические и кинетические различия между метаногенами

Метаногенез представляет собой простую реакцию, описываемую кинетической скоростью одного субстрата на H ₂ . Примененный нами подход микрокалориметрии показал, что эта простота только очевидна и что гидрогенотрофные метаногены обнаруживают энергетические и кинетические различия. Метаногенез — действительно сложный процесс, который можно разбить на несколько этапов.Доминирующая метаболическая фаза представлена ​​одним пиком, который происходит в разное время. Величина пика различается для метаногенов, а также наклон траекторий теплового потока. Для M . smithii и M . formicium главному пику предшествовало небольшое увеличение теплового потока, которое переводится в метаболическую активность, которую еще предстоит выяснить. Для M . ruminantium , мы не знаем, существует ли небольшой пик, поскольку начальная часть кривой отсутствует.Для M . smithii и M . formicium , после основного пика около 60 часов для M наблюдалось метаболическое событие. smithii и 140h M . Формиций . Этот пик может отражать процесс лизиса клеток [38]. Время возврата теплового потока к нулевой базовой линии также было различным. Энергетическая разница связана с кинетическими различиями, которые преобразуются в конкретные кинетические параметры, а именно константу сродства ( K _s ) и константу максимальной скорости роста ( μ _max ).Ранее энергетические различия между метаногенами приписывались наличию или отсутствию цитохромов [15]. Эти различия переводятся в различные коэффициенты доходности, пороговые значения H ₂ и время удвоения. Кинетические различия, выявленные в этом исследовании для трех метаногенов, лишенных цитохрома, указывают на то, что факторы, отличные от наличия цитохромов, могут играть роль в энергетике метаногенеза. Интересно, что калориметрические эксперименты показали, что M . руминантия был метаболически активен быстрее, чем другие метаногены, характеристика, которая может объяснить преобладание M . ruminantium в рубце [53]. Глядя на выражение константы сродства (уравнение (8)), различия между константами сродства между метаногенами можно объяснить различиями между объемом урожая v _harv и факторами урожайности. Отметим, что в кинетической функции, разработанной Дезмондом-Ле Кеменером и Бушезом [26], максимальная скорость роста не зависела от энергетики реакции.Наше экспериментальное исследование показало, что μ _max видоспецифичен и отражает динамику теплового потока реакции на экспоненциальной фазе. Это открытие предполагает, что дальнейшее расширение кинетической модели, разработанной Дезмондом-Ле Кеменером и Бушезом [26], должно включать влияние энергии на μ _max . Поскольку наше исследование ограничено тремя видами, важно провести дальнейшие исследования других метаногенов, чтобы подтвердить наши выводы.В этой же строке, чтобы улучшить оценку прогностических возможностей нашей модели, требуется дополнительная проверка модели с независимым набором данных в различных экспериментальных условиях ( e , g . Работа в непрерывном режиме) по сравнению с теми, которые использовались в этом исследовании. .

Энергетический анализ

Что касается энергетической информации для различных метаногенов, обобщенной в таблице 1, наблюдается, что термодинамическое поведение трех метаногенов аналогично тому, которое наблюдается для Methanobacterium thermoautotrophicum [50].Значения, представленные в таблице 1, действительно показывают, что метаногенез на H ₂ / CO ₂ характеризуется большим тепловыделением. Рост является сильно экзотермическим, со значением Δ H _м , которое значительно превышает значения, полученные при использовании других энергетических субстратов. Изменение энтальпии Δ H _m , которое является более отрицательным, чем изменение энергии Гиббса Δ G _m , в значительной степени контролирует процесс.Рост на H ₂ / CO ₂ также характеризуется отрицательным энтропийным вкладом T Δ S _m , что на первый взгляд может показаться удивительным, поскольку энтропия увеличивается в большинстве случаев анаэробного роста [ 54]. Однако это можно понять, если вспомнить, что T Δ S _m фактически соответствует балансу между конечным состоянием и начальным состоянием процесса, то есть

Метаногенез на H ₂ / CO ₂ является особенным, потому что конечное состояние его катаболической реакции (1 моль CH ₄ + 2 моль H ₂ O) включает меньшее количество молей, чем исходное состояние (4 моль H ₂ + 1 моль CO ₂ ), что приводит к значительной потере энтропии во время процесса.Для самопроизвольного роста в таком случае Δ H _м должен не только вносить вклад в движущую силу, но также должен компенсировать неблагоприятный для роста T Δ S _м , что означает, что Δ H _м должно быть намного более отрицательным, чем Δ G _м [55]. По этой причине метаногенез на H ₂ / CO ₂ , который сопровождается значительным снижением энтропии и большим выделением тепла, был разработан как процесс с энтропийной задержкой [50].В более общем плане фон Стокар и Лю [55] заметили, что когда энергия Гиббса метаболического процесса разлагается на ее энтальпийный и энтропийный вклады, наблюдаются очень разные термодинамические характеристики в зависимости от типа роста. Эти термодинамические характеристики следующие: аэробное дыхание явно управляется энтальпией (Δ H _m ≪ 0 и TΔ S _m > 0), тогда как ферментативный метаболизм в основном определяется энтропией (Δ H _m <0 и T Δ S _м ≫ 0).Метаногенез на H ₂ / CO ₂ управляется энтальпией, но с задержкой по энтропии (Δ H _m ≪ 0 и T Δ S _m <0), тогда как метаногенез на ацетате является энтропийным. -приводится, но с запаздыванием по энтальпии (Δ H _м > 0 и T Δ S _м ≫ 0). В данном случае сильно экзотермический рост M . руминантия , M . smithii и M . formicium на H ₂ / CO ₂ в значительной степени связано со значительным уменьшением энтропии во время процесса: фактически, 50% выделяемого тепла служит только для компенсации потери энтропии. Доля M составила 80%. thermoautotrophicum [50], что объясняется тем, что их значения T Δ S _m и Δ H _m соответственно в 2,7 и 1,7 раза больше наших. Это различие может быть связано с различиями в температуре исследований, а именно 39 ° C в нашем исследовании против 60 ° C в исследовании Schill et al.[50].

Информируют ли наши результаты об экологических вопросах, таких как сосуществование видов?

Принцип конкурентного исключения [56] гласит, что сосуществование не может происходить между видами, занимающими одну и ту же нишу (одну и ту же функцию). Выживут только самые конкурентоспособные виды. Недавно, используя термодинамические принципы, Großkopf & Soyer [27] теоретически продемонстрировали, что виды, использующие один и тот же субстрат и производящие разные соединения, могут сосуществовать под действием термодинамических движущих сил.Поскольку в нашем исследовании три метаногена осуществляют одни и те же метаболические реакции, термодинамическая схема, разработанная Großkopf & Soyer [27], предсказывает, как и исходный принцип исключения [56], выживание только одного вида. Включая термодинамический контроль кинетики роста микробов, Линч и др. [57] теоретически показали, что дифференциация выходов АТФ может объяснить экологическую дифференциацию метаногенов в диапазоне скоростей оборота жидкости. Эта теоретическая работа предсказывает, что при фиксированной скорости оборота жидкости выживает только один вид.Для непрерывного культивирования микроорганизмов было продемонстрировано, что при равновесии (скорость роста равна скорости разбавления) с постоянными степенями разбавления и скоростями ввода субстрата, виды, которые имеют наименьшую предельную концентрацию субстрата, побеждают в соревновании. Из уравнения (12) количество молей водорода компонентов в установившемся состоянии равно

Используя параметры модели в таблице 2, мы изучили in silico три возможных сценария конкуренции, предполагая постоянную среду (постоянная степень разбавления D ).Оценивали две степени разбавления: D = 0,021 ч ^-1 (время удерживания = 48 ч) и D = 0,04 ч ^-1 (время удерживания = 25 ч). Время удерживания 48 часов соответствует значениям, измеренным у мелких жвачных [58] и людей, которые мы использовали в нашей модели кишечника [19]. Для более высоких времен удерживания результаты, полученные в течение 48 часов, сохраняются. Для D = 0,021 h ^-1 , мы получили, что = 0,68 ммоль, где субиндекс Ms, Mr, Mf означает M . smithii , M . руминантия и M . Формиций . Из этих результатов следует, что в постоянной среде M . Formicium выиграет конкурс. Поскольку, M . руминантия будут потушены до M . smithii . Для D = 0,04 h ^-1 , мы получили,,, и, таким образом, M . smithii побеждает в конкурсе. Для победы в конкурсе M . руминантия требуется более длительное время удерживания, чем у его конкурентов. Время удерживания перевариваемого вещества более 48 часов физиологически необычно, поэтому присутствие M . ruminantium в экосистеме кишечника можно объяснить, например, известными адгезионными свойствами (оба гена M , ruminantium и M . smithii гены кодируют адгезиноподобные белки [59,60]. аспектов, мы построили многовидовую модель с тремя метаногенами, используя уравнения (12) и (14).Параметр b был установлен на 0,5 ч ^-1 , а скорость образования потока водорода была установлена ​​на 0,02 моль / мин. Фиг. 5A отображает динамику трех метаногенов для первого сценария ( D = 0,021 ч ^-1 ). Замечено, что на 50 дн только M . Formicium выживает. Этот результат, однако, не отражает того, что происходит в рубце, где сосуществуют три метаногена [5,61]. Любопытно, что в нашей игрушечной модели это M . formicium , который побеждает в соревновании, учитывая, что M . руминантия и M . smithii более многочисленны, чем M . формиций [5,53]. Рис. 5 показывает, что условия отбора способствуют выживанию одного вида. Аналогичные результаты могут быть получены для кишечника человека, если учесть влияние pH на рост микробов [22] и установить pH кишечника для выбора одного из видов.

Рис. 5. Возможные сценарии конкуренции между M . руминантия (синяя пунктирная линия), M . smithii (красная сплошная линия) и M . formicium (черная пунктирная линия) в гипотетической постоянной среде.

A. При постоянной скорости разбавления 0,021 ч ^-1 , M . Формиций замещает два других метаногена. Б. При постоянной скорости разбавления 0,04 ч ^-1 , M . smithii побеждает в конкурсе. При постоянных условиях окружающей среды побеждает только один вид и вытесняет другие метаногены.

https://doi.org/10.1371/journal.pone.0226243.g005

Таким образом, на основе принципа конкурентного исключения интригует тот факт, что метаногены, выполняющие очень специализированную функцию, представляют собой разнородную группу, сосуществующую. Кишечные экосистемы, таким образом, демонстрируют парадокс планктона, введенного Хатчинсоном (1961), который представляет сосуществование видов, все конкурирующие за один и тот же субстрат в относительно изотропной или неструктурированной среде [62]. В случае рубца наша работа по моделированию предполагает, что помимо кинетических и термодинамических факторов, другие силы способствуют экологическому формированию сообщества метаногенов в рубце, благоприятствуя микробному разнообразию.Действительно, метаногенное разнообразие в рубце является результатом множества факторов, включая чувствительность к pH, связь с фракциями рубца (жидкость и твердые частицы) и эндосимбиоз с простейшими в рубце [5,53]. Что касается кишечника человека, экологические факторы позволяют метаногенам сосуществовать в конкурентной среде, где гидрогенотрофные микробы (ацетогены, метаногенные археи и сульфатредуцирующие бактерии) используют H ₂ через различных путей [63–65]. Как в кишечнике человека, так и в рубце микробы растут вместе с биопленками, которые образуют матрицу на основе полимера, которая обеспечивает питательные и гидравлические преимущества для роста микробов и устойчивости к силам сдвига [19,66].Действительно, в нашей работе по моделированию кишечной ферментации человека [19] мы предположили, что из-за различного действия слизи на кишечную ферментацию механизм создания условий для микробной агрегации представляется наиболее важным фактором для достижения высокой микробной плотности и высокий уровень деградации клетчатки, характерный для кишечника человека. В совокупности эти факторы приводят к нелинейному поведению, пространственным и временным вариациям, которые способствуют сосуществованию и разнообразию, что, как обсуждается в специальной литературе по микробной экологии [67–71], делает классическую формулировку принципа конкурентного исключения [56,72] неприменимой. потрошить экосистемы.

Наконец, ожидается, что математическое моделирование улучшит наше понимание экосистем кишечника [66,73]. Ключевым моментом является то, что в дополнение к метаболическим аспектам математические модели кишечной ферментации включают множество аспектов, которые формируют микробную динамику, чтобы обеспечить точные прогнозы и улучшить понимание динамики кишечного метаболизма и его потенциальной модуляции. Для жвачных развитие технологий точного животноводства предоставляет многообещающие альтернативы для интеграции данных в реальном времени о ключевых фенотипах животных, таких как пищевое поведение, с математическими моделями для оценки выбросов метана [74] и показателей функции рубца в крупном масштабе.Эти инструменты будут способствовать принятию решений по управлению животноводством и помогут своевременно принять меры. Точно так же для людей математические модели в сочетании с электронными технологиями для онлайн-мониторинга функции кишечника [75] могут облегчить диагностику и разработку индивидуализированных методов лечения желудочно-кишечных заболеваний.

Благодарности

Мы благодарны Доминик Гравиу (UMRH, Inra) за ее квалифицированную помощь в экспериментах по выращиванию in vitro, и количественной ПЦР.Благодарим отдел Inra PHASE и метапрограмму Inra MEM за финансовую поддержку. RMT, MP и DPM выражают признательность софонду ERA-net gas за поддержку проекта RumenPredict.

Ссылки

1. 1.
   Миллер Т.Л., Волин М.Дж., Хунсюэ З., Брайант М.П. Характеристики метаногенов, выделенных из рубца крупного рогатого скота. Appl Environ Microbiol. 1986; 51: 201–202. pmid: 3954338
2. 2.
   Дриди Б., Фардо М.Л., Оливье Б., Рауль Д., Дранкур М. Methanomassiliicoccus luminyensis gen.nov., sp. nov., метаногенный археон, выделенный из фекалий человека. Int J Syst Evol Microbiol. 2012; 62: 1902–1907. pmid: 22859731
3. 3.
   Пол К., Ноно Дж.О., Микульски Л., Брун А. «Methanoplasmatales», археи, связанные с термоплазмозами, в кишечнике термитов и других средах, являются седьмым порядком метаногенов. Appl Environ Microbiol. 2012; 78: 8245–8253. pmid: 23001661
4. 4.
   Дриди Б., Рауль Д., Дранкур М. Археи как новые организмы в сложных микробиомах человека.Анаэроб. 2011; 17: 56–63. pmid: 21420503
5. 5.
   Carberry CA, Waters SM, Kenny DA, Creevey CJ. Метаногенные генотипы рубца различаются по численности в зависимости от фенотипа остаточного потребления корма хозяином и типа рациона. Appl Env Microbiol. 2014. 80: 586–594.
6. 6.
   Боррел Дж., Макканн А., Дин Дж., Нето М.К., Линч Д. Б., Брюгер Дж. Ф. и др. Геномика и метагеномика триметиламин-утилизирующих архей в микробиоме кишечника человека. ISME J. 2017; 11: 2059–2074. pmid: 28585938
7. 7.Банг С., Вайденбах К., Гуцманн Т., Хайне Х., Шмитц Р.А. Кишечные археи Methanosphaera stadtmanae и Methanobrevibacter smithii активируют дендритные клетки человека. PLoS One. 2014; 9: e99411. pmid: 24

4

8. 8.
   Гавами С.Б., Ростами Э., Сефай А.А., Шахрох С., Балаи Х., Агдаей Х.А. и др. Изменения кишечника человека Methanobrevibacter smithii как биомаркер воспалительных заболеваний кишечника. Microb Pathog. 2018; 117: 285–289. pmid: 29477743
9. 9.
   Матур Р., Барлоу GM.Ожирение и микробиом. Экспертное обозрение гастроэнтерологии и гепатологии. 2015. С. 1087–1099. https://doi.org/10.1586/17474124.2015.1051029 pmid: 26082274
10. 10.
    Крюк SE, Райт A-DG, McBride BW. Метаногены: продуценты метана в рубце и стратегии смягчения последствий. Археи. 2010; 945785. pmid: 21253540
11. 11.
    Поулсен М., Шваб С., Йенсен Б. Б., Энгберг Р. М., Спанг А., Канибе Н. и др. Метилотрофные метаногенные Thermoplasmata участвуют в снижении выбросов метана из рубца крупного рогатого скота.Nat Commun. 2013; 4: 1428. pmid: 23385573
12. 12.
    Джарвис Г.Н., Стрёмпл С., Берджесс Д.М., Скиллман Л.С., Мур ERB, Джоблин К.Н. Выделение и идентификация рубцовых метаногенов от пастбищного скота. Curr Microbiol. 2000. 40: 327–332. pmid: 10706664
13. 13.
    Фридман Н., Джами Е., Мизрахи И. Состав и функциональная динамика метаногенного сообщества рубца крупного рогатого скота на разных стадиях развития. Environ Microbiol. 2017; 19: 3365–3373. pmid: 28654196
14. 14.Hansen EE, Lozupone CA, Rey FE, Wu M, Guruge JL, Narra A, et al. Пангеном доминирующего кишечно-ассоциированного архея человека Methanobrevibacter smithii изучен на близнецах. Proc Natl Acad Sci. 2011; 108: 4599–4606. pmid: 21317366
15. 15.
    Тауэр Р.К., Кастер А.К., Зеедорф Х., Бакель В., Хеддерих Р. Метаногенные археи: экологически значимые различия в энергосбережении. Nat Rev Microbiol. 2008; 6: 579–591. pmid: 18587410
16. 16.
    Моргави Д.П., Форано Э, Мартин К., Ньюболд СиДжей.Микробная экосистема и метаногенез у жвачных животных. Животное. 2010; 4: 1024–1036. pmid: 22444607
17. 17.
    Джексон Б.Э., Макинерни MJ. Анаэробный микробный метаболизм может приближаться к термодинамическим пределам. Природа. 2002; 415: 454–456. pmid: 11807560
18. 18.
    Гонсалес-Кабалейро Р., Лема Дж. М., Родригес Дж., Клеребезем Р. Связывание термодинамики и кинетики для оценки обратимости путей в анаэробных биопроцессах. Energy Environ Sci. 2013; 6: 3780–3789.
19. 19.Муньос-Тамайо Р., Ларош Б., Вальтер Э., Доре Дж., Леклерк М. Математическое моделирование деградации углеводов микробиотой толстой кишки человека. J Theor Biol. 2010; 266: 189–201. pmid: 20561534
20. 20.
    Ван Вей А.С., Ловатт С.Дж., Рой Н.К., Шортен ПР. Определение потенциальных метаболических путей кишечных бактерий человека путем моделирования кинетики роста на основе динамики перекрестного питания. Food Res Int. 2016; 88: 207–216.
21. 21.
    Shoaie S, Ghaffari P, Kovatcheva-Datchary P, Mardinoglu A, Sen P, Pujos-Guillot E, et al.Количественная оценка индуцированных диетой метаболических изменений микробиома кишечника человека. Cell Metab. 2015; 22: 320–331. pmid: 26244934
22. 22.
    Чайник H, Луи П., Холтроп Дж., Дункан Ш., Флинт Х. Дж. Моделирование возникающей динамики и основных метаболитов микробиоты толстой кишки человека. Environ Microbiol. 2015; 17: 1615–1630. pmid: 25142831
23. 23.
    Heijnen JJ, Dijken JP. В поисках термодинамического описания выхода биомассы для хемотрофного роста микроорганизмов. Биотехнология Биоинженерия.1992; 39: 833–852.
24. 24.
    Kleerebezem R, Van Loosdrecht MCM. Обобщенный метод анализа термодинамического состояния экологических систем. Crit Rev Environ Sci Technol. 2010; 40: 1–54.
25. 25.
    Hoh CY, Cord-Ruwisch R. Практическая кинетическая модель, которая учитывает ингибирование конечного продукта в процессах анаэробного пищеварения, включая константу равновесия. Biotechnol Bioeng. 1996; 51: 597–604. pmid: 18629824
26. 26.
    Десмонд-Ле Кеменер Э, Буше Т.Термодинамическая теория роста микробов. Исме Дж. 2014; 8: 1747–1751. pmid: 24522260
27. 27.
    Гросскопф Т, Сойер ОС. Разнообразие микробов, обусловленное термодинамическими ограничениями. ISME J. 2016; 10: 2725–2733. pmid: 27035705
28. 28.
    Кон Ра, Бостон, округ Колумбия. Роль термодинамики в контроле метаболизма рубца. Модель Nutr Util Farm Anim. 2000; 11–24.
29. 29.
    Унгерфельд Э. Теоретическое сравнение двух поглотителей электронов в рубце. Front Microbiol.2013; 4.
30. 30.
    Janssen PH. Влияние водорода на образование метана в рубце и ферментацию уравновешивается кинетикой роста микробов и термодинамикой ферментации. Anim Feed Sci Technol. 2010; 160: 1–22.
31. 31.
    Ван Линген Х. Дж., Плугге С. М., Фадель Дж. Г., Кебреаб Э., Баннинк А., Дейкстра Дж. Термодинамическая движущая сила водорода на метаболизм микробов в рубце: теоретическое исследование. PLoS One. 2016; 11: e0161362. pmid: 27783615
32. 32.
    Оффнер А, Сован Д.Термодинамическое моделирование ферментации рубца. 2006; 55: 343–365.
33. 33.
    Гимир С., Грегорини П., Ханиган, доктор медицины. Оценка прогнозов скорости производства летучих жирных кислот с помощью модели коровы Молли. J Dairy Sci. 2014; 97: 354–362. pmid: 24268399
34. 34.
    Вулф RS. Приемы выращивания метаногенов. Методы Энзимол. 2011; 494: 1–22. pmid: 21402207
35. 35.
    Охене-Аджей С., Тизер Р.М., Иван М., Форстер Р.Дж. Постинокуляция простейших и паттерны ассоциации метаногенных архей в рубце овцы.Appl Environ Microbiol. 2007. 73: 4609–4618. pmid: 17513586
36. 36.
    Попова М, Мартин С, Евгений М, Миалон ММ, Доро М, Моргави Д.П. Влияние кормовых рационов, богатых волокном и крахмалом, на разнообразие и активность метаногенных архей в рубце бычков откормочной площадки. Anim Feed Sci Technol. 2011; 166–67: 113–121.
37. 37.
    Bricheux G, Bonnet JL, Bohatier J, Morel JP, Morel-Desrosiers N. Микрокалориметрия: мощный и оригинальный инструмент для отслеживания токсичности ксенобиотиков для Tetrahymena pyriformis.Ecotoxicol Env Saf. 2013; 98: 88–94.
38. 38.
    Braissant O, Bonkat G, Wirz D, Bachmann A. Микробный рост и изотермическая микрокалориметрия: модели роста и их применение к микрокалориметрическим данным. Thermochim Acta. 2013; 555: 64–71.
39. 39.
    Муньос-Тамайо Р., Гигер-Ревердин С., Совант Д. Механическое моделирование ферментации in vitro и производства метана микробиотой рубца. Anim Feed Sci Technol. 2016; 220: 1–21.
40. 40.
    Batstone DJ, Keller J, Angelidaki I., Kalyuzhnyi S.V, Pavlostathis SG, Rozzi A, et al.Модель анаэробного пищеварения №1 (ADM1). Целевая группа IWA по математическому моделированию процессов анаэробного пищеварения. Издательство IWA, Лондон; 2002.
41. 41.
    Павлостатис С.Г., Миллер Т.Л., Волин М.Дж. Ферментация целлюлозы непрерывными культурами Ruminococcus-Albus и Methanobrevibacter-Smithii. Appl Microbiol Biotechnol. 1990; 33: 109–116.
42. 42.
    Шауэр Н.Л., Ферри Ю.Г. Метаболизм формиата у Methanobacterium formicicum. J Bacteriol. 1980; 142: 800–807. pmid: 6769911
43. 43.Хейдок А. К., Порат I, Уитмен В. Б., Ли Дж. А.. Непрерывное культивирование Methanococcus maripaludis при определенных условиях питания. FEMS Microbiol Lett. 2004.
44. 44.
    Вальтер Э., Пронзато Л. Идентификация параметрических моделей по экспериментальным данным. Спрингер, Лондон; 1997.
45. 45.
    Муньос-Тамайо Р., Пуйе Л., Даниэль Дж. Б., Совант Д., Мартин О., Тагипур М. и др. Обзор: Быть или не быть идентифицируемой моделью. Это актуальный вопрос для моделирования в зоотехнике? Животное.2018; 12: 701–712. pmid: 225
46. 46.
    Беллу Дж., Член парламента Саккомани, Аудоли С., Д’Анджио Л. ДЭЙЗИ: новый программный инструмент для проверки глобальной идентифицируемости биологических и физиологических систем. Вычислительные методы Программы Biomed. 2007. 88: 52–61. pmid: 17707944
47. 47.
    Ванроллегхем П.А., Вандаэле М., Дочейн Д. Практическая идентифицируемость биокинетической модели дыхания активного ила. Water Res. 1995; 29: 2561–2570.
48. 48.
    Муньос-Тамайо Р., Ларош Б., Леклерк М., Уолтер Э.ИДЕИ: набор инструментов для идентификации параметров с символическим анализом неопределенности и его применение к биологическому моделированию. Сборники материалов МФБ. 2009. С. 1271–1276.
49. 49.
    Lin LI. Коэффициент корреляции соответствия для оценки воспроизводимости. Биометрия. 1989. 45: 255–268. pmid: 2720055
50. 50.
    Шилл Н.А., Лю Дж.С., фон Стокар У. Термодинамический анализ роста Methanobacterium thermoautotrophicum. Biotechnol Bioeng. 1999; 64: 74–81. pmid: 10397841
51. 51.Лю Дж. С., Марисон И. В., фон Стокар У. Рост микробов за счет чистого поглощения тепла: калориметрическое и термодинамическое исследование ацетотрофного метаногенеза с помощью Methanosarcina barkeri. Biotechnol Bioeng. 2001; 75: 170–180. pmid: 11536139
52. 52.
    Руис Т., Бек А., Дэнджер М., Кусороплис А., Агуер Дж., Морель Дж. И др. Микрокалориметрический подход к исследованию стехиометрических ограничений стандартной скорости метаболизма мелких беспозвоночных. Ecol Lett. 2018; 21: 1714–1722. pmid: 30151853
53. 53.Янссен П.Х., Кирс М. Структура архейного сообщества рубца. Appl Environ Microbiol. 2008; 74: 3619–3625. pmid: 18424540
54. 54.
    фон Стокар Ю., Ларссон С., Марисон И. В.. Калориметрия и энергетическая эффективность при росте аэробных и анаэробных микробов. Pure Appl Chem. 1993; 65: 1889–1892.
55. 55.
    Фон Стокар У, Лю Дж. С. Всегда ли микробная жизнь питается отрицательной энтропией? Термодинамический анализ роста микробов. Biochim Biophys Acta — Bioenerg.1999; 1412: 191–211.
56. 56.
    Хардин Г. Принцип конкурентного исключения. Наука (80-). 1960; 131: 1292–1297.
57. 57.
    Линч Т.А., Ван Й., ван Брант Б., Пачеко Д., Янссен PH. Моделирование термодинамической обратной связи по метаболизму гидрогенотрофных метаногенов. J Theor Biol. 2019; 477: 14–23. pmid: 31150665
58. 58.
    Уден П., Рунсавиль Т.Р., Вигганс Г.Р., Ван Сост П.Дж. Измерение удержания жидкого и твердого пищеварительного тракта у жвачных, лошадей и кроликов, получавших сено тимофеевки (Phleum pratense).Br J Nutr. 1982; 48: 329–339. pmid: 6810917
59. 59.
    Ng F, Kittelmann S, Patchett ML, Attwood GT, Janssen PH, Rakonjac J, et al. Адгезин из метаногена рубца, использующего водород, Methanobrevibacter ruminantium M1 связывает широкий спектр продуцирующих водород микроорганизмов. Env Microbiol. 2016; 18: 3010–3021.
60. 60.
    Самуэль Б.С., Хансен Е.Е., Манчестер Дж. К., Коутиньо П. М., Хенриссат Б., Фултон Р. и др. Геномная и метаболическая адаптация Methanobrevibacter smithii к кишечнику человека.Proc Natl Acad Sci. 2007; 104: 10643–10648. pmid: 17563350
61. 61.
    Келли В.Дж., Лихи СК, Ли Д., Перри Р., Ламби СК, Аттвуд Г.Т. и др. Полная последовательность генома метаногена Methanobacterium formicicum BRM9 рубца. Stand Genomic Sci. 2014; 9:15. Pmid: 25780506
62. 62.
    Хатчинсон Г.Е. Парадокс планктона. Am Nat. 1961; 95: 137–145.
63. 63.
    Берналье А., Лелайт М., Роше В., Гривет Дж. П., Гибсон Г. Р., Дюран М. Ацетогенез из h3 и CO2 сообществами бактерий толстой кишки человека, производящими метан и не производящие метан.FEMS Microbiol Ecol. 1996; 19: 193–202.
64. 64.
    Нава Г.М., Карбонеро Ф., Круа Дж. А., Гринберг Э., Гаскинс Х. Р.. Изобилие и разнообразие гидрогенотрофных микробов, связанных со слизистой оболочкой, в здоровой толстой кишке человека. ISME J. 2012; 6: 57–70.
65. 65.
    Флинт HJ, Дункан SH, Скотт К.П. Взаимодействие и конкуренция в микробном сообществе толстой кишки человека: связь между диетой и здоровьем. Environ Microbiol. 2007; 9: 1101–1111. pmid: 17472627
66. 66.
    Huws SA, Creevey CJ, Oyama LB, Mizrahi I., Denman SE, Popova M, et al.Решение глобальных проблем сельского хозяйства жвачных через понимание микробиома рубца: прошлое, настоящее и будущее. Front Microbiol. 2018; 9: 2161. pmid: 30319557
67. 67.
    Пфайффер Т., Шустер С., Бонхёффер С. Сотрудничество и конкуренция в эволюции АТФ-продуцирующих путей. Наука (80-). 2001; 292: 50–507.
68. 68.
    Vandermeer J, Evans MA, Foster P, Höök T., Reiskind M, Wund M. Усиление конкуренции может способствовать сосуществованию видов. Proc Natl Acad Sci.2002; 99: 8731–8736. pmid: 12070354
69. 69.
    Маклин Р.К., Гудель И. Конкуренция за ресурсы и социальный конфликт в экспериментальных популяциях дрожжей. Природа. 2006; 441: 498–501. pmid: 16724064
70. 70.
    Rapaport A, Dochain D, Harmand J. Долгосрочное сосуществование в хемостате с несколькими видами. J Theor Biol. 2009. 257: 252–259. pmid: 160
71. 71.
    Grognard F, Masci P, Benoît E, Bernard O. Конкуренция между фитопланктоном и бактериями: исключение и сосуществование.J Math Biol. 2015; 70: 959–1006. pmid: 24748458
72. 72.
    Хсу С.Б., Хаббелл С., Уолтман П. Математическая теория конкуренции одного питательного вещества в непрерывных культурах микроорганизмов. SIAM J Appl Math. 1977; 32: 366–383.
73. 73.
    Виддер С., Аллен Р.Дж., Пфайфер Т., Кертис Т.П., Виуф С., Слоан В.Т. и др. Проблемы микробной экологии: построение прогнозного понимания функций и динамики сообщества. ISME J. 2016; 10: 2557–2568. pmid: 27022995
74. 74.Муньос-Тамайо Р., Рамирес Агудело Дж. Ф., Дьюхерст Р. Дж., Миллер Дж., Вернон Т., Кеттл Х. Экономный программный датчик для оценки индивидуального динамического характера выбросов метана от крупного рогатого скота. Животное. 2019; 13: 1180–1187. pmid: 30333069
75. 75.
    Оу Дж. З., Яо С. К., Ротбарт А., Мьюир Дж. Г., Гибсон П. Р., Калантар-заде К. Системы измерения газов в кишечнике человека: ферментация in vitro и газовые капсулы. Trends Biotechnol. 2015; 33: 208–213. pmid: 25772639

BacMap

Имена	Methanocaldococcus jannaschii DSM 2661
Регистрационный номер	NC_000909, NC_001732, NC_001733
Фон	М.jannaschii была первой архей, чей геном был секвенирован, что открыло двери для сравнения геномов трех доменов. Первоначально он был обнаружен в образце наносов, собранных со дна моря у основания трубы «белого курильщика» на Восточно-Тихоокеанском поднятии. Methanocaldococcus jannaschii формально относился к роду Methanococcus, но из-за способности расти при высоких температурах был переклассифицирован. Было несколько термофильных видов у Methanococcus, которые были реорганизованы, и эта реорганизация была поддержана низким сходством последовательностей 16S рРНК между термофилами и мезофилами.Виды, оставшиеся в Methanococcus, являются мезофильными и связаны на уровне рода близкими уровнями реассоциации ДНК. Не наблюдается различий в содержании G + C термофильных и мезофильных веществ Methanococcus. Однако есть разница в белках. Термофильные белки имеют больший объем остатков, более высокую гидрофобность остатков, больше заряженных аминокислот и меньше незаряженных полярных остатков, чем мезофильные белки. Этот автотрофный организм строго анаэробен и получает энергию за счет восстановления CO2 с помощью h3 для образования метана.Помимо анаболического пути, он также содержит несколько очищающих молекул, которые, скорее всего, играют роль в импорте небольших органических соединений, таких как аминокислоты. Хотя Methanococcus spp. имеют nifH-подобный ген, который они не могут исправить N2, за исключением M. maripaludis, который может. Структурно виды состоят из двух пучков жгутиков на одном и том же клеточном полюсе, без клеточной мембраны, но с тонким S-слоем, покрывающим плазматическая мембрана. Они имеют форму кокков, около 1,0 микрона в диаметре и не окрашены по Граму.M. jannaschii может расти в местообитаниях с давлением до более 200 атм и температурным диапазоном от 48 до 94 ° C, при этом оптимальная температура роста составляет 85 ° C. (Из http://microbewiki.kenyon.edu/index.php/Methanocaldococcus) (MicrobeWiki: Methanocaldococcus)
Таксономия
Царство:	Археи
Тип:	Euryarchaeota
Класс:	Метанококки
15	15 59315 5 595					9159 9159 9159 9159 9159 Methanocca Methanocca	Methanocaldococcus
Виды:	jannaschii
Штамм	DSM 2661
Завершено	Есть
Центр секвенирования	(19-SEP-2001) Национальный центр биотехнологической информации, NIH, Bethesda, MD 20894, USA (27-AUG-1996) Институт геномных исследований, 9712 Медицинский центр Dr, Rockville, MD 20850, США
Качество секвенирования	Уровень 6: Завершено
Глубина секвенирования	NA
Метод секвенирования	NA
Место изоляции	Глубоководный гидротермальный источник в 1982 г.
Страна изоляции	NA
Число репликонов	3
Окрашивание по Граму	NA
Форма	Коччи
Мобильность	№
Наличие жгутика	Есть
Количество мембран	1
Потребность в кислороде	Анаэробный
Оптимальная температура	85.0
Диапазон температур	Гипертермофильный
Среда обитания	Водный
Биотические отношения	Свободная жизнь
Имя хоста	NA
Расположение ячеек	NA
Споруляция	Споры
Метаболизм	Метаноген
Источник энергии	Литотроф
Болезни	NA
Патогенность	№

Растворенный газ — обзор

2.24.3.2.2 Мониторинг биореактора и химического реактора

Биологические реакции можно охарактеризовать с помощью MIMS-анализа газообразных, жидкофазных или твердофазных проб. Обычными приложениями являются мониторинг производства (или потребления) газообразных или растворенных органических соединений, которые могут включать различные органические кислоты и другие полулетучие вещества. Использование MIMS для анализа этих реагирующих смесей обусловлено его простотой, соответствующей скоростью анализа и возможностью выполнять непрерывные или близко расположенные периодические измерения с флуктуирующими матрицами.Традиционно данные для реакционных смесей измеряются с помощью ГХ или ВЭЖХ, что часто требует фильтрации биомассы перед анализом; шаг, который обычно не требуется для MIMS. В экспериментах по мониторингу биореактора обычно используются листовые силиконовые мембраны, но капиллярная конфигурация также подходит. Во многих экспериментах использовались внешние стандарты, часто с использованием FIA для альтернативного исследования растворов стандарта и образца, с количественной оценкой, основанной на соотношении соответствующих интенсивностей пиков.Альтернативные инъекции удобны и правильны для инструментального дрейфа, когда реакции необходимо контролировать в течение нескольких часов или даже дней. Также были изучены более надежные и эффективные методы проточной инъекции с периодической ферментацией с подпиткой. Постепенное добавление субстрата в емкость для ферментации часто необходимо для получения более высокого выхода реакции, чем можно было бы ожидать от инфузии одного субстрата, процесса, известного как периодическая ферментация с подпиткой. Идеальная скорость, с которой субстрат должен быть добавлен в биореактор, варьируется и зависит от экспериментальных условий, таких как температура реактора, природа микроорганизма, а также тип и концентрация субстрата.Состояние реактора легко контролировать с помощью MIMS для анализа летучих компонентов, таких как этанол или CO ₂ . Скорость увеличения содержания ионов, которая пропорциональна концентрации этих химических индикаторов, может использоваться в качестве параметра при запуске управляющего воздействия с обратной связью. MIMS стал признанным методом мониторинга метаболизма и идеальным датчиком для контроля кислорода и углекислого газа в резервуарах для ферментации с обратной связью. В анаэробных варочных котлах, которые производят метан из сельскохозяйственной воды, контроль растворенного водорода с помощью MIMS обеспечивает долгосрочную стабильность.Аналогичным образом, мониторинг яблочно-молочного брожения при производстве вина и сидра с помощью MIMS может помочь оптимизировать эти процессы. Сообщалось о нескольких интеллектуальных интерфейсах между биореактором и масс-спектрометром. В одной системе программа на основе C ⁺⁺ используется для отслеживания содержания ионов этанола ( m / z 47) в масс-спектре химической ионизации, и рассчитывается скорость его увеличения. Если скорость изменения образования продукта падает ниже предварительно выбранного уровня, то используется электронный импульс для приведения в действие дозирующего клапана, который подает дополнительный субстрат глюкозы в ферментационную среду.Записанные масс-спектры сначала демонстрируют уменьшение интенсивности ионов из-за разбавления при добавлении раствора глюкозы с последующим желаемым увеличением скорости продуцирования. Уксусная кислота, молочная кислота, ацеталь и ацетоин — второстепенные продукты биореактора, которые предоставляют ценную информацию, касающуюся состояния реактора и вероятного выхода конечного продукта. Эти побочные продукты часто являются индикаторами конкурирующих реакций, которые могут быть усилены неоптимальными условиями в реакторе, включая возможные процессы загрязнения.Эти следовые продукты могут использоваться для предупреждения оператора о необходимости корректирующих действий. С помощью MIMS можно одновременно контролировать как основные (г l ^-1 ), так и второстепенные (мг l ^-1 ) продукты реакции. Эта динамическая чувствительность возникает из-за того, что одно сканирование предоставляет информацию обо всех ионах, образованных из смеси (общий ионный мониторинг) или о выбранном подмножестве (выбранный ионный мониторинг). Например, это было показано при мониторинге этанола на уровне процентов при одновременном мониторинге низких уровней ppm других побочных продуктов ферментации.

Другими типичными примерами мониторинга биореактора с помощью MIMS являются разложение целлюлозы с образованием этанола для использования в качестве альтернативного источника топлива, фармацевтическое производство, медицинские исследования, механистические исследования с участием ферментов, бактериальные исследования, метаболизм галогенированных органических соединений, ферментативное превращение CO ₂ , микробное окисление дихлорэтена и водная денитрификация.

Мониторинг продуктов ферментации / отходящих газов (например, N ₂ , O ₂ , CO ₂ и этанола) из выходящего газа из ферментеров является очень важной областью применения MIMS.MIMS предлагает более высокую частоту дискретизации, чем традиционные методы. Одним из практических примеров является онлайн-мониторинг пилотной установки по производству этанола. Масс-спектрометр был упакован так, чтобы выдерживать высокую температуру, влажность и запыленность растений. Соответствующий тангенциальный фильтр, способный обрабатывать поток пробы объемом не менее 10 галлонов ^-1 , был разработан и сконструирован для использования с отбором проб MIMS. Данные по реакции собирали шестиминутными циклами, при этом образец и стандарт анализировались непрерывно в течение четырехдневного периода.В условиях водно-ХИ концентрация этанола в этом образце была определена как 2,97 ± 0,07%. Эти данные согласуются с данными, полученными с помощью автономной ВЭЖХ, которая была принятым методом на этой ферментационной установке. Основным преимуществом MIMS по сравнению с методом ВЭЖХ была возможность непрерывного мониторинга, тогда как с помощью ВЭЖХ было возможно только восемь измерений в день. Еще одно преимущество MIMS в мониторинге — долговременная стабильность системы. Примером этого является онлайн-измерение ферментации пива с помощью автоматической системы MIMS (рис. 8). ³³ Образец из ферментера был профильтрован в оперативном режиме перед подкислением и анализом MIMS с использованием входного отверстия проточной мембраны и квадрупольного прибора (рис. 8 (а)). Не только концентрацию этанола, но и концентрацию побочных продуктов постоянно контролировали в течение двух недель, в течение которых система MIMS не нуждалась в обслуживании (рис. 8 (b)).

Рисунок 8. Онлайн-измерение ферментации пива с помощью автоматической системы MIMS. Различные соединения отмечены следующими символами: (×) пропанол, (*) этилацетат, (♦) 3-метилбутанол, (▴) 2-метилпропанол, (●) 2-метилбутанол и (■) этанол.Также измеряли 3-метилбутилацетат и этилкапроат, но их концентрации были ниже уровня 1 мг / л ^-1 .

Перепечатано из Talanta , 65 , Tarkiainen, V .; Mattila, I .; Котихо, Т .; Виркаярви, I .; Aristidou, A .; Кетола, Р. А. Он-лайн мониторинг непрерывного процесса ферментации пива с использованием автоматической масс-спектрометрической системы на входе с мембраной, 1254–1263, Copyright (2005), с разрешения Elsevier. Производство

пенициллина-V было оптимизировано в другом эксперименте, в котором используется управление с обратной связью, посредством ссылки на интенсивность ионов из-за соединения-предшественника феноксиуксусной кислоты (POAA, m / z 152). ³⁴ Чтобы избежать токсических эффектов и увеличить выход ферментации, были приготовлены стандартные растворы POAA и добавлены в небольших количествах в биореактор. Отрицательное отклонение от линейного увеличения концентрации пенициллина со временем послужило основанием для запуска механизма обратной связи и доставки дополнительного POAA в реактор в течение 150-часового периода реакции. Мониторинг POAA с помощью MIMS был затруднен из-за его высокой температуры кипения (285 ° C против 78 ° C для этанола), тогда как слабокислый характер этого аналита требовал подкисления пробы и стандартных потоков перед анализом.Тем не менее, онлайн-данные MIMS по POAA хорошо согласуются с офлайн-данными ВЭЖХ.

Биопленки, содержащие метанотрофные бактерии, имеют практическое значение для окружающей среды, поскольку известно, что они разлагают галогенированные загрязнители, такие как цис, — и транс, -1,2-дихлорэтилен. Однако представляющие интерес аналиты в этих реакторах присутствуют в очень низких концентрациях частей на миллиард. Биоразложение дихлорэтилена (DCE) было кинетически смоделировано относительно эталонного соединения, трихлорэтилена (TCE), и было показано, что скорость разложения зависит от задействованного изомера.Масс-спектр предложенного промежуточного продукта реакции измеряли непосредственно, и он соответствовал структуре ДХЭ-эпоксид. Другой сложной биологической системой, в которой успешно применялся MIMS, является гриб белой гнили, Bjerkandera adusta ( B. adusta ). Метаболизм галогенированных ароматических соединений был изучен у этого гриба, который, как известно, производит галогенированные ароматические соединения из источника хлорида или бромида и глюкозы. Понимание метаболических путей этого гриба может быть полезно для синтеза других соединений и для понимания поведения родственных систем.Химическая информация была получена благодаря использованию фенилаланина, «меченного фтором», тирозина и бензальдегида, которые, как известно, являются предшественниками при образовании хлорметоксибензальдегидов. Особый механизм мета-галогенирования наблюдался при производстве фтордихлорсоединений, который наблюдался только с о-фторфенилаланином. В этой работе было обнаружено, что электронно-захватная отрицательная химическая ионизация (ECNCI) в сочетании с тандемным масс-спектрометрическим MIMS-анализом является высокочувствительным и селективным методом обнаружения и выяснения структуры этих галогенированных метаболитов. ³⁵ Метод ECNCI предоставляет дополнительную структурную информацию для изобутана CI, но химически специфичен для соединений, содержащих галогенированные заместители. Химическая специфичность ECNCI также снижает интенсивность фонового сигнала, что увеличивает чувствительность метода ионизации. На рисунке 9 показано сравнение этих двух методов ионизации с использованием идентичного образца B. adusta в обоих спектрах. Изобутан CI из B. adusta , синтезированных хлорметоксибензальдегидов, предоставил протонированные молекулы, тогда как ECNCI дал [M-CH ₃ ] ^{$ —} ионов.

Рис. 9. Сравнение двух методов ионизации хлорметоксибензальдегидов в сложной смеси из культурального супернатанта раствора биореактора Bjerkandera adusta , отобранного с помощью MIMS с использованием тройного квадрупольного масс-спектрометра. (a) CI изобутана показывает протонированный молекулярный ион [M + H] ⁺ 3-хлорметоксибензальдегида при m / z 171/173 и (b) отрицательная химическая ионизация с захватом электронов (ECNCI) показывает заметную [M — CH ₃ ] ^{— ион} на высоте мкм / z 189, обусловленный дихлорметоксибензальдегидом.

Авторские права (1996) Wiley. Используется с разрешения Beck, H.C .; Lauritsen, F. R .; Патрик, Дж. С .; Cooks, R.G. Метаболизм галогенированных соединений у гриба белой гнили Bjerkandera adusta изучен с помощью масс-спектрометрии на входе мембран и тандемной масс-спектрометрии, Biotechnol. Bioeng. , John Wiley & amp; Sons Limited.

Мониторинг растворенных газов в реакционных средах обычен для MIMS. Превращение ¹³ CO ₂ в H ¹³ CO ₃ отслеживалось в исследовании фермента бычьей карбоангидразы II. ³⁶ Концентрация ¹³ CO ₂ контролировалась в реакционной среде с помощью мембранного зонда, и эта информация использовалась для определения механизма этой ферментативной реакции. О подобном исследовании сообщалось о денитрификации воды с использованием Pseudomonas nautica . Эта работа включала мониторинг меченных изотопами нитратных соединений во время их превращения в молекулярный азот ( ¹⁴ N, ¹⁵ N и ¹⁵ N ₂ ).MIMS для мониторинга диагностических молекул в сложных матрицах может также использоваться в производстве фармацевтических препаратов, а также в качестве альтернативных источников топлива.

•

Химические реакторы

MIMS применяется для мониторинга химических реакторов в реальном времени на месте. ³⁷ Количественные данные предоставляются быстро, и можно получить структурную информацию о неизвестных продуктах реакции. Одним из примеров являются исследования реакций в водной фазе, используемых для превращения хлора в хлорамины.Эти реакции очень подходят для MIMS, поскольку они протекают в водной фазе, которая является идеальной средой для измерений MIMS с использованием силиконовой мембраны. Также обратите внимание, что при фундаментальном исследовании конкретной области химии, например, хлораминов, дополнительная химическая информация может быть собрана посредством газофазных ионно-молекулярных реакций с использованием MIMS в качестве метода ввода пробы. Дифференциация и количественное определение свободного хлора и хлораминов с помощью MIMS превратились в надежный аналитический метод.Сообщалось о механистических исследованиях хлорирования гипохлоритом органических веществ, включая фенол и родственные соединения, которые рассматриваются как модели для гуминовых веществ. Последовательные этапы хлорирования фенола, возможные промежуточные продукты, ведущие к образованию хлороформа, скорости реакции и механизм хлорирования — все это легко доступно с помощью простого эксперимента MIMS. Реагент Фентона (Fe ²⁺ / H ₂ O ₂ ) можно использовать для окисления органических соединений в водных матрицах окружающей среды с помощью процесса, известного как минерализация.Онлайн-кинетический мониторинг этой экологически важной реакции был опубликован в исследовании механизма действия реагента Фентона. Реагент производит гидроксильные радикалы in situ, которые окисляют замещенные ароматические соединения, как показано на рисунке 10. ³⁸ Хлорбензол последовательно окисляется, образуя промежуточные продукты хлорфенол, хлоргидроксихинон и хлорхинон. Было установлено, что скорость окисления соответствует порядку C ₆ H ₅ Cl> C ₆ H ₅ Br> C ₆ H ₆ > C ₆ H ₅ CH ₃ > C ₆ H ₅ OCH ₃ > C ₆ H ₅ NO ₂ > C ₆ H ₅ OH.Основной эффект электронного заместителя был подтвержден хорошей линейной корреляцией между отношением константы скорости ( k _x ) по отношению к таковой для эталонного соединения, бензола (константа скорости k _H ) и Хаммета заместитель параметр. В связанной работе с реактивом Фентона фенол и трихлорэтилен были минерализованы до CO ₂ с использованием трех отдельных фотокаталитических процессов. Эффективность катализируемого УФ фотоокисления с использованием TiO ₂ , реактива Фентона и ферриоксалата / H ₂ O ₂ была рассчитана путем сравнения уменьшения концентрации фенола и дихлорэтилена с соответствующим увеличением концентрации CO ₂ .Было показано, что фотолиз арилметилового эфира, такой как фотолиз бензилацетата и 3,5-диметоксибензилацетата в водном и водно-метанольном растворах, происходит по двум конкурирующим механизмам. Первый механизм протекает через гомолитическое расщепление с радикальной рекомбинацией с образованием бибензила и этилбензола. Конкурентный процесс представляет собой реакцию гетеролитического расщепления, в которой рекомбинация вне клетки происходит с образованием бензилметилового эфира (сольволиз метанола) и бензилового спирта (сольволиз водой).MIMS применялся для количественной оценки добычи на месте и для предоставления информации, относящейся к механизму.

Рис. 10. Онлайн-мониторинг химического разложения хлорбензола с помощью реактива Фентона (Fe ²⁺ / H ₂ O ₂ ). На верхних панелях показаны участвующие реакции, а на графике показано изменение во времени содержания характеристических ионов, зарегистрированных MIMS, в то время как реакция отслеживалась в режиме онлайн. Промежуточными продуктами являются хлорфенол ( m / z 128), хлоргидрохинон ( m / z 144) и хлорхинон ( m / z 142).

Перепечатано с разрешения Augusti, R .; Dias, A.O .; Rocha, L. L .; Lago, R. M. J. Phys. Chem. А 1998 , 102 , 10723–10727. Авторское право, 1998 г., Американское химическое общество.

Эпихлоргидрин, промышленно значимое соединение в полимерной промышленности, известен своей реакционной способностью в кислых условиях. Реакцию HCl с эпихлоргидрином в воде с образованием 3-хлор-1,2-пропандиола и 1,3-дихлор-2-пропанола (или 2,3-дихлор-1-пропанола) контролировали с помощью MIMS.Подтверждение наличия этих продуктов реакции было достигнуто посредством дополнительных экспериментов с HBr, который приводит к аналогичным продуктам присоединения бромида, и с HClO ₄ , который способствует чистому добавлению воды к оксирану. Этот эксперимент был первым применением жидкой мембраны для мониторинга реакции. ³⁹ Сшитый силикон и тефлоновая мембрана также использовались для контроля эпихлоргидрина; обе мембраны дали одинаковое время отклика и низкую чувствительность к миллионным долям.

Другими примерами мониторинга реакций в водной фазе являются измерение скоростей газообмена в реакции Белоусова – Жаботинского, ⁴⁰ онлайн-мониторинг реакций эпихлоргидрина, ⁴¹ исследования фотокаталитических реакций фенола и трихлорэтилена, ⁴² и бензилацетат и 3,5-диметоксибензилацетат. ⁴³

HSRProj | AcademyHealth

Персонал

Сотрудники

Марго Эдмундс, доктор философии

Вице-президент по созданию и переводу доказательств

—

АкадемияЗдоровье

В качестве вице-президента по созданию и переводу доказательств д-р Марго Эдмундс возглавляет портфолио AcademyHealth … Читать биографию

Сотрудники

Ниша Шах Канани, М.P.H.

Старший юрист

—

АкадемияЗдоровье

Г-жа Шах отвечает за распространение, обслуживание и маркетинг HSRProj, базы данных, финансируемой Национальным … Читать биографию

Сотрудники

Ангел Хан, M.P.H.

Научный сотрудник

—

АкадемияЗдоровье

Анхель Хан — научный сотрудник AcademyHealth в группе исследовательских проектов служб здравоохранения (HSRProj).Прочитать биографию

Публикации и ресурсы

Пресс-релиз

Конкурс исследований HSRProj для студентов-победителей и призеров

В период с 2017 по 2020 год AcademyHealth и Национальный информационный центр исследований служб здравоохранения и технологий здравоохранения (NICHSR) Национальной медицинской библиотеки (NLM) проводили ежегодный конкурс исследований HSRProj для студентов и аспирантов.

Прошедшее событие

HSRProj Back to School Webinar: Как искать, общаться и распространять свои исследования

На этом вводном семинаре были изучены эффективные стратегии поиска, коммуникации и распространения, а также предоставлен обзор ресурсов, публично доступных через Национальную медицинскую библиотеку для общественного здравоохранения и служб здравоохранения, а также исследователей политики, которые можно использовать в своей работе.

Дата и время 21 августа 2019 г., 14:00 — 3:00 вечера. ET

Расположение в Интернете

Прошедшее событие

HSRProj Back to School Webinar: Использование визуализации данных в переводе ваших исследований

На этом вводном семинаре, разработанном при поддержке Национальной медицинской библиотеки, рассматривается использование визуализации данных в информационных исследованиях, различных подходах и передовых методах.

Дата и время Среда, 22 августа 2018 г., с 14:00 до 15:00. ET

Расположение в Интернете

Прошедшее событие

Снова в школу: статистические методы, обучение и потребности в ресурсах кадров общественного здравоохранения

На этом веб-семинаре представлен обзор тенденций в статистических методах, используемых в общественном здравоохранении, ресурсов для эффективного использования данных общественного здравоохранения и их значения для потребностей в обучении кадров общественного здравоохранения.

Дата и время среда, 6 сентября 2017 г., 14:30 по восточноевропейскому времени

Расположение в Интернете

Публикация

Разработка международного взгляда на развитие фактических данных: уроки и возможности для HSRProj

Этот плакат, представленный на Ежегодном исследовательском собрании AcademyHealth 2016 г., исследует текущий объем информации о глобальных исследованиях в области здравоохранения, политики и систем в HSRProj.Затем он предлагает возможности использовать более чем двадцатилетний опыт для расширения HSRProj как всеобъемлющей базы данных глобальных HSR.

Отправлено Ноябрь 8, 2016

Публикация

Тенденции в исследованиях городских служб здравоохранения (HSR): приоритеты, пробелы и сотрудничество

При участии Коалиции здоровья больших городов (BCHC) сотрудники AcademyHealth использовали базу данных текущих исследовательских проектов служб здравоохранения Национальной библиотеки медицины (HSRProj) для анализа тенденций в исследованиях городских служб здравоохранения (HSR) в городах-участницах BCHC, чтобы изучить природу HSR, проведенная в этих городах, и есть ли сотрудничество в исследованиях между этими городами.

Отправлено Ноябрь 8, 2016

Публикация

Обновление HSRProj: услуги общественного здравоохранения и системные исследования, 2003-2011 гг.

Размещено 11 апр, 2012

Профессиональное развитие

Максимальное использование исследовательских ресурсов для исследований в области здравоохранения: HSRProj и HSRR

4 ноября 2015 г.

Патрисия Галлахер, М.Л.С., М.А., АХИП,
Линн Уайтенер, д-р PH, M.S.L.S.,
Ниша Шах Канани, M.P.H.

101

Бесплатно

Профессиональное развитие

Максимальное использование исследовательских ресурсов для серии HSR

Эта серия бесплатных семинаров, состоящих из двух частей, проводимых доктором Дж.Lynn Whitener of Information Packaging, LLC предназначена для библиотечных и информационных специалистов, заинтересованных в получении дополнительных сведений об исследовательских ресурсах по темам в области медицинских услуг, предоставления услуг и результатов. Первый семинар, проводимый доктором Уайтнером и Ионом Остоном из NICHSR в Национальной медицинской библиотеке, предоставляет подробный обзор поисковых фильтров PubMed, разработанных специально для выявления исследований в области здравоохранения (HSR), а также новый ресурс для определения сравнительной эффективности исследовательская работа.Второй семинар посвящен специализированным ресурсам для HSR, включая HSRProj, базу данных текущих исследований в области HSR, и HSRR, базу данных наборов данных, показателей и индексов.

15 октября 2014 г.

Бесплатно

гэпсек: обоснованное предсказание метаболических путей бактерий и реконструкция точных метаболических моделей | Геномная биология

1

Фелл Д.А.Системные свойства метаболических сетей В: Бар-Ям Ю., ред. Объединение тем в сложных системах. Бока-Ратон, Флорида: CRC Press: 2003. стр. 163–78.

Google Scholar

2

Steuer R. Вычислительные подходы к топологии, устойчивости и динамике метаболических сетей. Фитохимия. 2007; 68 (16): 2139–51. https://doi.org/10.1016/j.phytochem.2007.04.041.

CAS
PubMed
Статья

Google Scholar

3

Льюис Н.Е., Хиксон К.К., Конрад Т.М., Лерман Дж. А., Чарусанти П., Полпития А. Д., Адкинс Дж. Н., Шрамм Г., Пурвин С. О., Лопес-Феррер Д., Вайц К. К., Эйлс Р., Кёниг Р., Смит Р. Д., Палссон БО.Омические данные по эволюционировавшей кишечной палочке согласуются с расчетами оптимального роста на моделях в масштабе генома. Mol Syst Biol. 2010; 6 (1): 390. https://doi.org/10.1038/msb.2010.47.

PubMed
PubMed Central
Статья
CAS

Google Scholar

4

de Jong H, Casagranda S, Giordano N, Cinquemani E, Ropers D, Geiselmann J, Gouzé J-L. Математическое моделирование микробов: метаболизм, экспрессия генов и рост. Интерфейс J R Soc. 2017; 14: 20170502.https://doi.org/10.1098/rsif.2017.0502.

PubMed
PubMed Central
Статья
CAS

Google Scholar

5

Харкомб В.Р., Делани Н.Ф., Лейби Н., Клитгорд Н., Маркс К.Дж. Способность анализа баланса потоков предсказывать эволюцию центрального метаболизма масштабируется от начального расстояния до оптимума. PLoS Comput Biol. 2013; 9 (6): 1003091. https://doi.org/10.1371/journal.pcbi.1003091.

Артикул
CAS

Google Scholar

6

Schuetz R, Kuepfer L, Sauer U.Систематическая оценка целевых функций для прогнозирования внутриклеточных потоков в Escherichia coli. Mol Syst Biol. 2007; 3 (1): 119. https://doi.org/10.1038/msb4100162.

PubMed
PubMed Central
Статья
CAS

Google Scholar

7

Lularevic M, Racher AJ, Jaques C, Kiparissides A. Повышение точности анализа баланса потоков за счет реализации ограничений доступности углерода для внутриклеточных реакций.Biotechnol Bioeng. 2019; 116 (9): 2339–52. https://doi.org/10.1002/bit.27025.

CAS
PubMed
Статья

Google Scholar

8

Столяр С., Ван Дин С., Хиллесланд К.Л., Пинель Н., Ли Т.Дж., Ли Дж.А., Шталь Д.А. Метаболическое моделирование мутуалистического микробного сообщества. Mol Syst Biol. 2007; 3 (1): 92. https://doi.org/10.1038/msb4100131.

PubMed
PubMed Central
Статья
CAS

Google Scholar

9

Зоморроди АР, Ислам ММ, Маранас CD.d-OptCom: динамическое многоуровневое и многоцелевое метаболическое моделирование микробных сообществ. ACS Synth Biol. 2014; 3 (4): 247–57. https://doi.org/10.1021/sb4001307.

CAS
PubMed
Статья

Google Scholar

10

Harcombe W, Riehl W., Dukovski I, Granger B, Betts A, Lang A, Bonilla G, Kar A, Leiby N, Mehta P, Marx C, Segrè D. Распределение метаболических ресурсов в отдельных микробах определяет взаимодействия экосистем и пространственная динамика.Cell Rep.2014; 7 (4): 1104–15. https://doi.org/10.1016/j.celrep.2014.03.070.

CAS
PubMed
PubMed Central
Статья

Google Scholar

11

Aden K, Rehman A, Waschina S, Pan WH, Walker A, Lucio M, Nunez AM, Bharti R, Zimmerman J, Bethge J, Schulte B, Schulte D, Franke A, Nikolaus S, Schroeder JO, Vandeputte D, Raes J, Szymczak S, Waetzig GH, Zeuner R, Schmitt-Kopplin P, Kaleta C, Schreiber S, Rosenstiel P. Метаболические функции кишечных микробов связаны с эффективностью антагонистов фактора некроза опухолей у пациентов с воспалительными заболеваниями кишечника.Гастроэнтерология. 2019; 157 (5): 1279–92. https://doi.org/10.1053/j.gastro.2019.07.025.

CAS
PubMed
Статья

Google Scholar

12

Koch S, Kohrs F, Lahmann P, Bissinger T, Wendschuh S, Benndorf D, Reichl U, Klamt S. RedCom: стратегия сокращенного метаболического моделирования сложных микробных сообществ и ее применение для анализа экспериментальных наборов данных из анаэробных пищеварение. PLoS Comput Biol. 2019; 15 (2): 1–32.https://doi.org/10.1371/journal.pcbi.1006759.

Артикул
CAS

Google Scholar

13

Базиль А., Кампанаро С., Коваловски А., Зампиери Г., Росси А., Ангелидаки И., Валле Г., Треу Л. Выявление метаболических механизмов взаимодействия в микробиоме анаэробного пищеварения с помощью анализа баланса потока. Metab Eng. 2020; 62: 138–49. https://doi.org/10.1016/j.ymben.2020.08.013.

CAS
PubMed
Статья

Google Scholar

14

Heinken A, Thiele I.Систематическое прогнозирование связанного со здоровьем человека и микробного ко-метаболизма с помощью вычислительной структуры. Кишечные микробы. 2015; 6 (2): 120–30. https://doi.org/10.1080/194.2015.1023494.

CAS
PubMed
PubMed Central
Статья

Google Scholar

15

Pryor R, Norvaisas P, Marinos G, Best L, Thingholm LB, Quintaneiro LM, Haes WD, Esser D, Waschina S, Lujan C, Smith RL, Scott TA, Martinez-Martinez D, Woodward O, Bryson К., Лаудес М., Либ В., Хауткупер Р.Х., Франке А., Теммерман Л., Бьедов И., Кохеме Х.М., Калета С., Кабрейро Ф.Скрининг «хозяин-микроб-лекарственное средство-питательные вещества» позволяет выявить бактериальные эффекторы терапии метформином. Клетка. 2019; 178 (6): 1299–312. https://doi.org/10.1016/j.cell.2019.08.003.

CAS
PubMed
PubMed Central
Статья

Google Scholar

16

Циммерманн Дж., Обенг Н., Янг В., Пис Б., Петерсен С., Ващина С., Киссоян К.А., Эйдли Дж., Хёппнер М.П., ​​Койка В, Спрёр С., Лейппе М., Диркинг К., Калета С., Шуленбург Х. Функциональный репертуар, содержащийся в нативной микробиоте модельной нематоды Caenorhabditis elegans.ISME J. 2019; 14 (1): 26–38. https://doi.org/10.1038/s41396-019-0504-y.

PubMed
PubMed Central
Статья
CAS

Google Scholar

17

Оберхардт М.А., Ижак К., Руппин Э. Метаболическое моделирование трубопроводов лекарств. Curr Opin Pharmacol. 2013; 13 (5): 778–85. https://doi.org/10.1016/j.coph.2013.05.006.

CAS
PubMed
Статья

Google Scholar

18

Trawick JD, Schilling CH.Использование моделирования на основе ограничений для прогнозирования и проверки целей противомикробных препаратов. Biochem Pharmacol. 2006; 71 (7): 1026–35. https://doi.org/10.1016/j.bcp.2005.10.049.

CAS
PubMed
Статья

Google Scholar

19

Рау М.Х., Зейдан А.А. Моделирование на основе ограничений в микробной пищевой биотехнологии. Biochem Soc Trans. 2018; 46: 249–60. https://doi.org/10.1042/BST20170268.

CAS
PubMed
PubMed Central
Статья

Google Scholar

20

Park JH, Lee SY.На пути к системной метаболической инженерии микроорганизмов для производства аминокислот. Curr Opin Biotechnol. 2008; 19 (5): 454–60. https://doi.org/10.1016/j.copbio.2008.08.007.

CAS
PubMed
Статья

Google Scholar

21

Ломан, штат Нью-Джерси, Паллен М.Дж. Двадцать лет секвенирования бактериального генома. Nat Rev Microbiol. 2015; 13 (12): 787–94. https://doi.org/10.1038/nrmicro3565.

CAS
PubMed
Статья

Google Scholar

22

Thiele I, Palsson BO.Протокол для создания высококачественной метаболической реконструкции в масштабе генома. Nat Protoc. 2010; 5 (1): 93–121. https://doi.org/10.1038/nprot.2009.203.

CAS
PubMed
PubMed Central
Статья

Google Scholar

23

Wittig U, De Beuckelaer A. Анализ и сравнение баз данных метаболических путей. Краткий биоинформ. 2001; 2 (2): 126–42.

CAS
PubMed
Статья

Google Scholar

24

Канехиса М., Сато Й., Фурумичи М., Моришима К., Танабэ М.Новый подход к пониманию вариаций генома в KEGG. Nucleic Acids Res. 2018; 47 (D1): 590–5. https://doi.org/10.1093/nar/gky962.

Артикул
CAS

Google Scholar

25

Алькантара Р., Аксельсен КБ, Моргат А., Белда Е., Кудерт Е., Бридж А, Цао Х., де Матос П., Эннис М., Тернер С., Оуэн Дж., Бугелере Л., Ксенариос И., Стейнбек К. Реа– вручную курируемый ресурс биохимических реакций. Nucleic Acids Res. 2011; 40 (D1): 754–60.https://doi.org/10.1093/nar/gkr1126.

Артикул
CAS

Google Scholar

26

Каспи Р., Биллингтон Р., Фулчер, Калифорния, Кеселер И.М., Котари А., Крамменакер М., Латендресс М., Мидфорд ЧП, Онг К., Онг В.К., Палей С., Субхравети П., Карп П.Д. База данных метаболических путей и ферментов MetaCyc. Nucleic Acids Res. 2018; 46 (D1): 633–9. https://doi.org/10.1093/nar/gkx935.

Артикул
CAS

Google Scholar

27

Фариа Дж. П., Роча М., Роча I, Генри К.С.Методы автоматизированной реконструкции метаболических моделей в масштабе генома. Biochem Soc Trans. 2018; 46 (4): 931–6. https://doi.org/10.1042/bst20170246.

CAS
PubMed
Статья

Google Scholar

28

Mendoza SN, Olivier BG, Molenaar D, Teusink B. Систематическая оценка текущих инструментов метаболической реконструкции в масштабе генома. Genome Biol. 2019; 20: 158. https://doi.org/10.1186/s13059-019-1769-1.

PubMed
PubMed Central
Статья

Google Scholar

29

Aite M, Chevallier M, Frioux C, Trottier C, Got J, Cortés MP, Mendoza SN, Carrier G, Dameron O, Guillaudeux N, Latorre M, Loira N, Markov GV, Maass A, Siegel A.Прослеживаемость, воспроизводимость и wiki-исследование для а-ля карт реконструкций метаболических моделей в масштабе генома. PLoS Comput Biol. 2018; 14 (5): 1006146. https://doi.org/10.1371/journal.pcbi.1006146.

Артикул
CAS

Google Scholar

30

Мачадо Д., Андреев С., Трамонтано М., Патил КР. Быстрая автоматическая реконструкция метаболических моделей в масштабе генома для видов и сообществ микробов. Nucleic Acids Res. 2018; 46 (15): 7542–53.https://doi.org/10.1093/nar/gky537.

CAS
PubMed
PubMed Central
Статья

Google Scholar

31

Диас О., Роча М., Феррейра Е.К., Роча И. Реконструкция высококачественных крупномасштабных метаболических моделей с использованием мерлина. В кн .: Методы молекулярной биологии. Нью-Йорк: Springer: 2017. стр. 1–36. https://doi.org/10.1007/978-1-4939-7528-0\_1.

Google Scholar

32

Hanemaaijer M, Olivier BG, Röling WFM, Bruggeman FJ, Teusink B.Количественная оценка метаболических взаимодействий на основе динамических данных микробного сообщества. PLoS ONE. 2017; 12 (3): 0173183. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0173183.

Артикул
CAS

Google Scholar

33

Генри К.С., ДеДжонг М., Лучший AA, Фрайбаргер П.М., Линсей Б., Стивенс Р.Л. Высокопроизводительное создание, оптимизация и анализ метаболических моделей в масштабе генома. Nat Biotechnol. 2010; 28 (9): 977–82. https://doi.org/10.1038/nbt.1672.

CAS
PubMed
Статья

Google Scholar

34

Karp PD, Latendresse M, Paley SM, Ong MKQ, Billington R, Kothari A, Weaver D, Lee T, Subhraveti P, Spaulding A, Fulcher C, Keseler IM, Caspi R. Инструменты Pathway версии 19.0: интегрированы программное обеспечение для информатики путей / генома и системной биологии. Краткий биоинформ. 2015; 17 (5): 877–890. https://doi.org/10.1093/bib/bbv079, https://doi.org/10.1093/bib/bbv079.

PubMed
PubMed Central
Статья
CAS

Google Scholar

35

Ван Х., Марцишаускас С., Санчес Б.Дж., Домензайн И., Херманссон Д., Агрен Р., Нильсен Дж., Керховен Э.RAVEN 2.0: универсальный набор инструментов для реконструкции метаболической сети и тематическое исследование Streptomyces coelicolor. PLoS Comput Biol. 2018; 14 (10): 1006541. https://doi.org/10.1371/journal.pcbi.1006541.

Артикул
CAS

Google Scholar

36

Варма А, Палссон Б.О. Балансировка метаболического потока: основные понятия, научное и практическое использование. Био / Технологии. 1994; 12 (10): 994–8. https://doi.org/10.1038/nbt1094-994.

CAS
Статья

Google Scholar

37

Bauer E, Thiele I.От метагеномных данных до персонализированных микробиот in silico: прогнозирование пищевых добавок при болезни Крона. NPJ Syst Biol Appl. 2018; 4:27. https://doi.org/10.1038/s41540-018-0063-2.

PubMed
PubMed Central
Статья

Google Scholar

38

Гу Ц, Ким Г.Б., Ким В.Дж., Ким Х.Ю., Ли Си. Текущее состояние и применение метаболических моделей в масштабе генома. Genome Biol. 2019; 20: 121. https://doi.org/10.1186/s13059-019-1730-3.

PubMed
PubMed Central
Статья

Google Scholar

39

Blaby-Haas CE, de Crécy-Lagard V. Получение высокопроизводительных экспериментальных данных для связи гена и функции. Trends Biotechnol. 2011; 29 (4): 174–82. https://doi.org/10.1016/j.tibtech.2011.01.001.

CAS
PubMed
PubMed Central
Статья

Google Scholar

40

Thiele I, Vlassis N, Fleming RMT.fastGapFill: эффективное заполнение пробелов в метаболических сетях. Биоинформатика. 2014; 30 (17): 2529–31. https://doi.org/10.1093/bioinformatics/btu321.

CAS
PubMed
PubMed Central
Статья

Google Scholar

41

Prigent S, Frioux C, Dittami SM, Thiele S, Larhlimi A, Collet G, Gutknecht F, Got J, Eveillard D, Bourdon J, Plewniak F, Tonon T, Siegel A. Meneco, на основе топологии инструмент заполнения пробелов, применимый к деградированным метаболическим сетям на уровне всего генома.PLoS Comput Biol. 2017; 13 (1): 1005276. https://doi.org/10.1371/journal.pcbi.1005276.

Артикул
CAS

Google Scholar

42

Карлсен Э., Шульц С., Алмаас Э. Автоматизированное создание реконструкций метаболических черновиков в масштабе генома на основе KEGG. BMC Bioinformatics. 2018; 19: 467. https://doi.org/10.1186/s12859-018-2472-z.

CAS
PubMed
PubMed Central
Статья

Google Scholar

43

Кумар М., Джи Б., Зенглер К., Нильсен Дж.Моделирование подходов к изучению микробиома. Nat Microbiol. 2019; 4 (8): 1253–67. https://doi.org/10.1038/s41564-019-0491-9.

CAS
PubMed
Статья

Google Scholar

44

Фелан В.В., Лю W-T, Поляно К., Доррештайн ПК. Микробный метаболический обмен — связь между хемотипом и фенотипом. Nat Chem Biol. 2012; 8: 26–35. https://doi.org/10.1038/nchembio.739.

CAS
Статья

Google Scholar

45

Reimer LC, Vetcininova A, Carbasse JS, Söhngen C, Gleim D, Ebeling C, Overmann J.BacDive в 2019 году: фенотипические данные бактерий для высокопроизводительного анализа биоразнообразия. Nucleic Acids Res. 2018; 47 (D1): 631–6. https://doi.org/10.1093/nar/gky879.

Артикул
CAS

Google Scholar

46

Брбич М., Пишкорец М., Видулин В., Кришко А., Шмуц Т., Супек Ф. Пейзаж микробных фенотипических признаков и связанных генов. Nucleic Acids Res. 2016; 44 (21): 10074–10090. https://doi.org/10.1093/nar/gkw964.

PubMed
PubMed Central

Google Scholar

47

Smalla K, Wachtendorf U, Heuer H, Liu W-T, Forney L.Анализ моделей использования субстратов BIOLOG GN микробными сообществами. Appl Environ Microbiol. 1998; 64 (4): 1220–5. https://doi.org/http://arxiv.org/abs/https://aem.asm.org/content/64/4/1220.full.pdf.

CAS
PubMed
PubMed Central
Статья

Google Scholar

48

Кук Г.М., Гриннинг К., Хардс К., Берни М. Глава первая — энергетика патогенных бактерий и возможности для разработки лекарств В: Пул Р.К., редактор.Достижения в биологии бактериальных патогенов. Кембридж, Массачусетс: Academic Press: 2014. стр. 1–62. https://doi.org/10.1016/bs.ampbs.2014.08.001. http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S00652000022.

49

Голдберг И., Рок Дж., Бен-Бассат А., Мателес Р. Бактериальные выходы метанола, метиламина, формальдегида и формиата. Biotechnol Bioeng. 1976; 18 (12): 1657–68.

CAS
PubMed
Статья

Google Scholar

50

Louis P, Hold GL, Flint HJ.Микробиота кишечника, бактериальные метаболиты и колоректальный рак. Nat Rev Microbiol. 2014; 12: 661–72. https://doi.org/10.1038/nrmicro3344.

CAS
PubMed
Статья

Google Scholar

51

Ривера-Чавес Ф., Боймлер А.Дж. Пироманьяк внутри вас: метаболизм сальмонелл в кишечнике хозяина. Ann Rev Microbiol. 2015; 69 (1): 31–48. https://doi.org/10.1146/annurev-micro-0-104108.

Артикул
CAS

Google Scholar

52

Bauer E, Zimmermann J, Baldini F, Thiele I, Kaleta C.BacArena: индивидуальное метаболическое моделирование гетерогенных микробов в сложных сообществах. PLoS Comput Biol. 2017; 13 (5): 1-22. https://doi.org/10.1371/journal.pcbi.1005544.

Артикул
CAS

Google Scholar

53

Олифант К., Аллен-Верко Э. Метаболизм макронутриентов микробиомом кишечника человека: основные побочные продукты ферментации и их влияние на здоровье хозяина. Микробиом. 2019; 7:91. https://doi.org/10.1186/s40168-019-0704-8.

PubMed
PubMed Central
Статья

Google Scholar

54

Риос-Ковиан Д., Руас-Мадиедо П., Марголлес А., Геймонд М., де Лос Рейес-Гавилан К.Г., Салазар Н. Жирные кислоты с короткой цепью кишечника и их связь с диетой и здоровьем человека. Front Microbiol. 2016; 7: 185.

PubMed
PubMed Central
Статья

Google Scholar

55

Ziels RM, Nobu MK, Sousa DZ.Выявление популяций, деградирующих синтрофный бутират, в анаэробных ферментных установках с использованием метагеномики с разрешением генома на основе стабильных изотопов. mSystems. 2019; 4 (4): e00159-19. https://doi.org/10.1128/mSystems.00159-19.

PubMed
PubMed Central
Статья

Google Scholar

56

Rivière A, Gagnon M, Weckx S, Roy D, Vuyst LD. Взаимное перекрестное кормление Bifidobacterium longum subsp. longum NCC2705 и Eubacterium rectale ATCC 33656 объясняют бифидогенные и жирогенные эффекты олигосахаридов арабиноксилана.Appl Environ Microbiol. 2015; 81 (22): 7767–81. https://doi.org/10.1128/aem.02089-15.

PubMed
PubMed Central
Статья
CAS

Google Scholar

57

Бунесова В., Лакруа С., Шваб К. Перекрестное вскармливание муцином младенческих бифидобактерий и Eubacterium hallii. Microb Ecol. 2017; 75 (1): 228–38. https://doi.org/10.1007/s00248-017-1037-4.

PubMed
Статья
CAS

Google Scholar

58

Фернандес-Веледо С., Вендрелл Дж.Сукцинат, полученный из кишечной микробиоты: друг или враг в метаболических заболеваниях человека? Rev Endocr Metab Disord. 2019; 20 (4): 439–47. https://doi.org/10.1007/s11154-019-09513-z.

PubMed
PubMed Central
Статья

Google Scholar

59

Stams AJM, Hansen TA. Активность кислородно-лабильной l (+) лактатдегидрогеназы в Desulfovibrio desulfuricans. FEMS Microbiol Lett. 1982; 13 (4): 389–94. https://doi.org/10.1111/j.1574-6968.1982.tb08293.Икс.

CAS

Google Scholar

60

Рей Ф. Э., Фейт Дж. Дж., Бэйн Дж., Мюльбауэр М. Дж., Стивенс Р. Д., Ньюгард С. Б., Гордон Дж. Анализ метаболического потенциала двух ацетогенов кишечника человека in vivo. J Biol Chem. 2010; 285 (29): 22082–90. https://doi.org/10.1074/jbc.m110.117713.

CAS
PubMed
PubMed Central
Статья

Google Scholar

61

Pasolli E, Asnicar F, Manara S, Zolfo M, Karcher N, Armanini F, Beghini F, Manghi P, Tett A, Ghensi P, Collado MC, Rice BL, DuLong C, Morgan XC, Golden CD, Айва С, Хаттенхауэр С, Сегата Н.Обширное неизученное разнообразие микробиома человека, выявленное более чем 150 000 геномов из метагеномов, охватывающих возраст, географию и образ жизни. Клетка. 2019; 176 (3): 649–62. https://doi.org/10.1016/j.cell.2019.01.001.

CAS
PubMed
PubMed Central
Статья

Google Scholar

62

Нурк С., Мелешко Д., Коробейников А., Певзнер П.А. metaSPAdes: новый универсальный метагеномный ассемблер. Genome Res. 2017; 27 (5): 824–34. https: // doi.org / 10.1101 / gr.213959.116.

CAS
PubMed
PubMed Central
Статья

Google Scholar

63

Циммерманн Дж., Калета С., Ващина С. Информированное прогнозирование и анализ бактериальных метаболических путей и сетей в масштабе генома. 2020. репозиторий github. https://github.com/jotech/gapseq.

64

Китинг С., Вальтемат Д., Кениг М., Чжан Ф., Дрегер А., Чауйя С., Бергманн Ф., Финни А., Гиллеспи С., Геликар Т, Хупс С., Малик-Шериф Р., Муди С., Морару И., Майерс C, Нальди А., Оливье Б., Сахле С., Шафф Дж., Смит Л., Сват М., Тиффри Д., Ватанабе Л., Уилкинсон Д., Блинов М., Бегли К., Фейдер Дж., Гомес Х., Хамм Т., Инагаки Ю., Либермейстер В., Листер А, Лусио Д., Мьолснесс Э, Проктор С, Раман К., Родригес Н., Шаффер С., Шапиро Б., Стеллинг Дж., Суэйнстон Н., Танимура Н., Вагнер Дж., Мейер-Шеллерсхайм М., Сауро Х., Палссон Б., Болури Х., Китано Х., Фунахаши А., Хермьякоб Х., Дойл Дж., Хука М.Члены сообщества SBML уровня 3. SBML Level 3: расширяемый формат для обмена и повторного использования биологических моделей. Mol Syst Biol. 2020; 16 (8): e9110. https://doi.org/10.15252/msb.20199110.

PubMed
Статья

Google Scholar

65

Гелиус-Дитрих Г., Десуки А.А., Фрицемайер С.Дж., Леркер М.Дж. Sybil – эффективное моделирование на основе ограничений в R. BMC Syst Biol. 2013; 7: 125. https://doi.org/10.1186/1752-0509-7-125.

PubMed
PubMed Central
Статья
CAS

Google Scholar

66

Аркин А.П., Коттингем Р.В., Генри К.С., Харрис Н.Л., Стивенс Р.Л., Маслов С., Дехал П., Уэр Д., Перес Ф, Канон С., Снеддон М.В., Хендерсон М.Л., Риль В.Дж., Мерфи-Олсон Д., Чан SY, Камимура Р.Т., Кумари С., Дрейк М.М., Бреттин Т.С., Гласс Э.М., Чивиан Д., Гюнтер Д., Уэстон Диджей, Аллен Б.Х., Баумоль Дж., Лучший А.А., Боуэн Б., Бреннер С.Е., Бун СС, Чандония Д.М., Чиа Дж.М., Colasanti R, Conrad N, Davis JJ, Davison BH, DeJongh M, Devoid S, Dietrich E, Dubchak I, Edirisinghe JN, Fang G, Faria JP, Frybarger PM, Gerlach W, Gerstein M, Greiner A, Gurtowski J, Haun HL , He F, Jain R, Joachimiak MP, Keegan KP, Kondo S, Kumar V, Land ML, Meyer F, Mills M, Novichkov PS, Oh T, Olsen GJ, Olson R, Parrello B, Pasternak S, Pearson E, Poon SS, Price GA, Ramakrishnan S, Ranjan P, Ronald PC, Schatz MC, Seaver SMD, Shukla M, Sutormin RA, Syed MH, Thomason J, Tintle NL, Wang D, Xia F, Yoo H, Yoo S, Yu D.KBase: база знаний по биологии энергетических систем США. Nat Biotechnol. 2018; 36 (7): 566–9. https://doi.org/10.1038/nbt.4163.

CAS
PubMed
PubMed Central
Статья

Google Scholar

67

Айва К., Уокер А. В., Симпсон Дж. Т., Ломан Нью-Джерси, Сегата Н. Метагеномика дробовика, от отбора проб до анализа. Nat Biotechnol. 2017; 35 (9): 833–44. https://doi.org/10.1038/nbt.3935.

CAS
PubMed
Статья

Google Scholar

68

Magnusdottir S, Heinken A, Kutt L, Ravcheev DA, Bauer E, Noronha A, Greenhalgh K, Jäger C, Baginska J, Wilmes P, Fleming RMT, Thiele I.Создание метаболических реконструкций в масштабе генома для 773 представителей кишечной микробиоты человека. Nat Biotechnol. 2016; 35 (1): 81–89. https://doi.org/10.1038/nbt.3703.

PubMed
Статья
CAS

Google Scholar

69

Ким У.Дж., Ким Х.Ю., Ли Си. Текущее состояние и применение метаболических моделей в масштабе генома микробов. Curr Opin Syst Biol. 2017; 2: 10–8. https://doi.org/10.1016/j.coisb.2017.03.001.

Артикул

Google Scholar

70

Graspeuntner S, Waschina S, Künzel S, Twisselmann N, Rausch TK, Cloppenborg-Schmidt K, Zimmermann J, Viemann D, Herting E, Göpel W, Baines JF, Kaleta C, Rupp J, Pageltel Дж.Дисбактериоз кишечника с преобладанием микобактерий и накоплением продуктов ферментации предшествует позднему сепсису у недоношенных детей. Clin Infect Dis. 2018; 69 (2): 268–77. https://doi.org/10.1093/cid/ciy882.

Артикул

Google Scholar

71

Byndloss MX, Olsan EE, Rivera-Chávez F, Tiffany CR, Cevallos SA, Lokken KL, Torres TP, Byndloss AJ, Faber F, Gao Y, et al. Активированный микробиотой передача сигналов PPAR- γ подавляет распространение дисбиотических энтеробактерий.Наука. 2017; 357 (6351): 570–5. https://doi.org/10.1126/science.aam9949.

CAS
PubMed
PubMed Central
Статья

Google Scholar

72

Смит П.М., Ховитт М.Р., Паников Н., Мишо М., Галлини К.А., Бохлули-и-М, Гликман Дж. Н., Гарретт В.С. Микробные метаболиты, короткоцепочечные жирные кислоты, регулируют гомеостаз Treg-клеток толстой кишки. Наука. 2013; 341 (6145): 569–73. https://doi.org/10.1126/science.1241165.

CAS
PubMed
Статья

Google Scholar

73

Pham VT, Lacroix C, Braegger CP, Chassard C.Ранняя колонизация функциональных групп микробов в кишечнике младенца. Environ Microbiol. 2016; 18 (7): 2246–58. https://doi.org/10.1111/1462-2920.13316.

CAS
PubMed
Статья

Google Scholar

74

Гарсиа-Кампос М.А., Эспиналь-Энрикес Дж., Эрнандес-Лемус Э. Анализ пути: современное состояние. Front Physiol. 2015; 6: 383. https://doi.org/10.3389/fphys.2015.00383.

PubMed
PubMed Central
Статья

Google Scholar

75

Foster KR, Schluter J, Coyte KZ, Rakoff-Nahoum S.Эволюция микробиома хозяина как экосистемы на привязи. Природа. 2017; 548 (7665): 43–51. https://doi.org/10.1038/nature23292.

CAS
PubMed
PubMed Central
Статья

Google Scholar

76

Бейтман А., Бирни Э, Дурбин Р., Эдди С.Р., Хоу К.Л., Зоннхаммер Э.Л. База данных семейств белков Pfam. Nucleic Acids Res. 2000; 28 (1): 263–6. DOI: 10.1093 / nar / 28.1.26310.1093 / nar / 28.1.263.

CAS
PubMed
PubMed Central
Статья

Google Scholar

77

Гальперин М.Ю., Кунин Э.В.Источники систематической ошибки в функциональной аннотации геномов: перестройка домена, неортологичное смещение гена и нарушение оперона. В Silico Biol. 1998; 1 (1): 55–67.

CAS
PubMed

Google Scholar

78

Эль-Гебали С., Мистри Дж., Бейтман А., Эдди С. Р., Лучани А., Поттер С. К., Куреши М., Ричардсон Л. Дж., Салазар Г. А., Смарт А., Зоннхаммер Е. Л., Хирш Л., Паладин Л., Пиовесан Д., Тосатто SC, Finn RD. База данных семейств белков Pfam в 2019 году.Nucleic Acids Res. 2018; 47 (D1): 427–32. https://doi.org/10.1093/nar/gky995.

Артикул
CAS

Google Scholar

79

Huerta-Cepas J, Szklarczyk D, Heller D, Hernández-Plaza A, Forslund SK, Cook H, Mende DR, Letunic I, Rattei T, Jensen LJ, von Mering C, Bork P. eggNOG 5.0: a иерархический, функционально и филогенетически аннотированный ортологический ресурс на основе 5090 организмов и 2502 вирусов. Nucleic Acids Res. 2019; 47: 309–14.https://doi.org/10.1093/nar/gky1085.

Артикул
CAS

Google Scholar

80

Дуглас Дж. М., Маффеи В. Дж., Заневельд Дж., Юргель С. Н., Браун Дж. Р., Тейлор К. М., Хаттенхауэр С., Лангил МГИ. PICRUSt2: улучшенный и расширяемый подход для вывода метагенома. bioRxiv. 2020. https://doi.org/10.1101/672295, https://www.biorxiv.org/content/early/2020/03/20/672295.

81

Захири Дж., Эмамджомех А., Багери С., Ивазех А., Махдевар Дж., Тегерани Х.С., Мирзайе М., Факери Б.А., Мохаммад-Нури М.Прогнозирование белкового комплекса: обзор. Геномика. 2020; 112 (1): 174–83. https://doi.org/10.1016/j.ygeno.2019.01.011.

CAS
PubMed
Статья

Google Scholar

82

Овербек Р., Бегли Т., Батлер Р.М., Чоудхури СП, Чуанг Х.Й., Кохун М., де Креси-Лагар В., Диас Н., Дисз Т., Эдвардс Р., Фонштейн М., Фрэнк Э.Д., Гердес С., Гласс Э.М., Гоесманн А., Хансон А., Ивата-Рейл Д., Дженсен Р., Джамшиди Н., Краузе Л., Кубал М., Ларсен Н., Линке Б., Макхарди А.С., Мейер Ф., Нойвегер Г., Олсен Г., Олсон Р., Остерман А., Портной В., Пуш Г.Д., Родионов Д.А., Рюкерт К., Штайнер Дж., Стивенс Р., Тиле И., Васиева О., Е. Ю., Загнитко О., Вонштейн В.Подсистемный подход к аннотации генома и его использование в проекте аннотирования 1000 геномов. Nucleic Acids Res. 2005; 33: 5691–702. https://doi.org/10.1093/nar/gki866.

CAS
PubMed
PubMed Central
Статья

Google Scholar

83

Марио Латендресс и Питер Мидфорд. PythonCyc. 2020. выпуск на github 1.1. https://github.com/ecocyc/PythonCyc.

84

Консорциум UniProt. UniProt: универсальная база знаний о белках.Nucleic Acids Res. 2016; 45 (D1): 158–69. https://doi.org/10.1093/nar/gkw1099.

Артикул
CAS

Google Scholar

85

Jeske L, Placzek S, Schomburg I, Chang A, Schomburg D. BRENDA в 2019 г .: европейский ресурс основных данных ELIXIR. Nucleic Acids Res. 2018; 47 (D1): 542–9. https://doi.org/10.1093/nar/gky1048.

Артикул
CAS

Google Scholar

86

Камачо С., Кулурис Дж., Авагян В., Ма Н., Пападопулос Дж., Билер К., Мэдден, TL.Blast +: архитектура и приложения. BMC Bioinformatics. 2009; 10: 421. https://doi.org/10.1186/1471-2105-10-421.

PubMed
PubMed Central
Статья
CAS

Google Scholar

87

Каспи Р., Альтман Т., Дреер К., Фулчер КА, Субхравети П., Кеселер И.М., Котари А., Крамменакер М., Латендресс М., Мюллер Л.А., Онг К., Пейли С., Пуджар А., Ширер А.Г., Траверс М., Вирасингхе Д., Чжан П., Карп П.Д. База данных метаболических путей и ферментов MetaCyc и коллекция баз данных путей / генома BioCyc.Nucleic Acids Res. 2011; 40 (D1): 742–53. https://doi.org/10.1093/nar/gkr1014.

Артикул
CAS

Google Scholar

88

Каспи Р., Биллингтон Р., Кеселер И.М., Котари А., Крамменакер М., Мидфорд П.Е., Онг В.К., Палей С., Субхравети П., Карп П.Д. База данных метаболических путей и ферментов MetaCyc — обновление 2019 г. Nucleic Acids Res. 2019; 48 (D1): 445–53. https://doi.org/10.1093/nar/gkz862.

Артикул
CAS

Google Scholar

89

Альтман Т., Трэверс М., Котари А., Каспи Р., Карп П.Д.Систематическое сравнение баз данных путей MetaCyc и KEGG. BMC Bioinformatics. 2013; 14 (1): 112. https://doi.org/10.1186/1471-2105-14-112.

PubMed
PubMed Central
Статья

Google Scholar

90

Tange O. Gnu parallel — инструмент командной строки. логин: Журнал USENIX. 2018. https://doi.org/10.5281/zenodo.1146014, https://doi.org/10.5281/zenodo.1146014.

91

Slater GSC, Бирни Э.Автоматизированная генерация эвристик для сравнения биологических последовательностей. BMC Bioinformatics. 2005; 6:31. https://doi.org/10.1186/1471-2105-6-31.

PubMed
PubMed Central
Статья
CAS

Google Scholar

92

Уикхэм Х. Стрингер: Простые согласованные оболочки для стандартных строковых операций. Пакет R версии 1.4.0. 2019. https://CRAN.R-project.org/package=stringr.

93

Pagès H, Aboyoun P, Gentleman R, DebRoy S.Биологические струны: эффективное манипулирование биологическими струнами. Пакет R версии 2.58.0. 2020. https://bioconductor.org/packages/Biostrings.

94

Сайер М.Х., Редди В.С., Таманг Д.Г., Вестермарк А. База данных классификации транспортеров. Nucleic Acids Res. 2013; 42 (D1): 251–8. https://doi.org/10.1093/nar/gkt1097.

Артикул
CAS

Google Scholar

95

Сивер SMD, Лю Ф., Чжан Кью, Джеффрис Дж., Фариа Дж. П., Эдирисингхе Дж. Н., Манди М., Чиа Н., Нур Э, Бебер М. Э., Лучший AA, ДеДжонг М., Кимбрел Дж. А., Д’Хаселер П., Маккоркл SR, Болтон-младший, Пирсон E, Canon S, Wood-Charlson EM, Cottingham RW, Arkin AP, Henry CS.База данных биохимии ModelSEED для интеграции метаболических аннотаций и реконструкции, сравнения и анализа метаболических моделей для растений, грибов и микробов. Nucleic Acids Res. 2021; 49 (D1): 575–88. https://doi.org/10.1093/nar/gkaa746.

Артикул

Google Scholar

96

Webb EC, et al, Vol. Эд. 6. Номенклатура ферментов 1992. Рекомендации Номенклатурного комитета Международного союза биохимии и молекулярной биологии по номенклатуре и классификации ферментов.Кембридж, Массачусетс: Academic Press; 1992.

Google Scholar

97

Бернар Т., Бридж А., Моргат А., Моретти С., Ксенариос И., Паньи М. Согласование метаболитов и биохимических реакций для метаболических сетей. Краткий биоинформ. 2014; 15 (1): 123–35. https://doi.org/10.1093/bib/bbs058.

PubMed
Статья

Google Scholar

98

Бенедикт М.Н., Манди М.Б., Генри К.С., Чиа Н., Прайс без даты.Аннотации генов на основе правдоподобия для заполнения пробелов и оценки качества в моделях метаболизма в масштабе генома. PLoS Comput Biol. 2014; 10 (10): 1–14. https://doi.org/10.1371/journal.pcbi.1003882.

Артикул
CAS

Google Scholar

99

Дрейфус Дж. М., Цукер Дж. Д., Худ Х. М., Окасио Л. Р., Сакс М. С., Галаган Дж. Э. Реконструкция и проверка метаболической модели в масштабе генома нитчатого гриба Neurospora crassa с использованием FARM. PLoS Comput Biol.2013; 9 (7): 1003126. https://doi.org/10.1371/journal.pcbi.1003126.

Артикул
CAS

Google Scholar

100

Medlock GL, Papin JA. Руководство по совершенствованию баз биохимических знаний с помощью ансамблей метаболических сетей и машинного обучения. Cell Syst. 2020; 10 (1): 109–19. https://doi.org/10.1016/j.cels.2019.11.006.

CAS
PubMed
PubMed Central
Статья

Google Scholar

101

Бохнер BR.Глобальная фенотипическая характеристика бактерий. FEMS Microbiol Rev.2009; 33 (1): 191–205. https://doi.org/10.1111/j.1574-6976.2008.00149.x.

CAS
PubMed
Статья

Google Scholar

102

Ливен К., Бебер М.Э., Оливье Б.Г., Бергманн Ф.Т., Атаман М., Бабаи П., Бартелл Д.А., Бланк Л.М., Чаухан С., Коррейя К., Динер С., Дрегер А., Эберт Б.Е., Эдирисингхе Ю. Feist AM, Fengos G, Fleming RMT, García-Jiménez B, Hatzimanikatis V, van Helvoirt W., Henry CS, Hermjakob H, Herrgrd MJ, Kaafarani A, Kim HU, King Z, Klamt S, Klipp E, Koehorst JJ, König M , Lakshmanan M, Lee DY, Lee SY, Lee S, Lewis NE, Liu F, Ma H, Machado D, Mahadevan R, Maia P, Mardinoglu A, Medlock GL, Monk JM, Nielsen J, Nielsen LK, Nogales J, Nookaew Я, Палссон Б.О., Папин Дж. А., Патил К. Р., Пулмен М., Прайс Н. Д., Ресендис-Антонио О, Ришель А., Роша И., Санчес Б.Дж., Шаап П.Дж., Шериф Р.С. JO, Wodke JAH, Xavier JC, Yuan Q, Zakhartsev M, Zhang C.Памятка для тестирования стандартизированной метаболической модели в масштабе генома. Nat Biotechnol. 2020; 38: 272–6. https://doi.org/10.1038/s41587-020-0446-y.

CAS
PubMed
PubMed Central
Статья

Google Scholar

103

Leinweber K. TIB Hannover / BacDiveR: Техническая версия (версия 0.9.1). Зенодо. 2019. http://doi.org/10.5281/zenodo.3362500.

104

Симау Ф.А., Уотерхаус Р.М., Иоаннидис П., Кривенцева Е.В., Здобавов Е.М.BUSCO: оценка сборки генома и полноты аннотации с помощью ортологов с единственной копией. Биоинформатика. 2015; 31: 3210–2. https://doi.org/10.1093/bioinformatics/btv351.

Артикул
CAS

Google Scholar

105

Sayers EW, Beck J, Brister JR, Bolton EE, Canese K, Comeau DC, Funk K, Ketter A, Kim S, Kimchi A, Kitts PA, Kuznetsov A, Lathrop S, Lu Z, McGarvey K, Мэдден Т.Л., Мерфи Т.Д., О’Лири Н., Фан Л., Шнайдер В.А., Тибо-Ниссен Ф., Трэвик Б.В., Прюитт К.Д., Остелл Дж.Ресурсы базы данных национального центра биотехнологической информации. Nucleic Acids Res. 2019; 48 (D1): 9–16. https://doi.org/10.1093/nar/gkz899.

Артикул
CAS

Google Scholar

106

Чжу Б., Штюльке Дж. SubtiWiki в 2018 г .: от генов и белков до функциональной сетевой аннотации модельного организма Bacillus subtilis. Nucleic Acids Res. 2017; 46 (D1): 743–8. https://doi.org/10.1093/nar/gkx908.

Артикул
CAS

Google Scholar

107

Monk JM, Lloyd CJ, Brunk E, Mih N, Sastry A, King Z, Takeuchi R, Nomura W, Zhang Z, Mori H, et al.i ML1515, база знаний, которая вычисляет признаки кишечной палочки. Nat Biotechnol. 2017; 35 (10): 904–8.

CAS
PubMed
PubMed Central
Статья

Google Scholar

108

Тернер К. Х., Вессел А. К., Палмер Г. К., Мюррей Дж. Л., Уайтли М. Эссенциальный геном синегнойной палочки в мокроте при муковисцидозе. Proc Natl Acad Sci. 2015; 112 (13): 4110–5.

CAS
PubMed
Статья

Google Scholar

109

Прайс М.Н., Уэтмор К.М., Уотерс Р.Дж., Каллаган М., Рэй Дж., Лю Х., Куэль Дж.В., Мельник Р.А., Ламсон Дж. С., Сух Й и др.Мутантные фенотипы тысяч бактериальных генов с неизвестной функцией. Природа. 2018; 557 (7706): 503.

CAS
PubMed
Статья

Google Scholar

110

Гласс Д.И., Асад-Гарсия Н., Альперович Н., Юзеф С., Льюис М.Р., Маруф М., Хатчисон, Калифорния, Смит Х.о., Вентер Дж. Основные гены минимальной бактерии. Proc Natl Acad Sci. 2006; 103 (2): 425–30.

CAS
PubMed
Статья

Google Scholar

111

Holzhütter H-G.Принцип минимизации потоков и его применение для оценки стационарных потоков в метаболических сетях. Eur J Biochem. 2004; 271 (14): 2905–22.

PubMed
Статья
CAS

Google Scholar

112

Mahadevan R, Schilling CH. Эффекты альтернативных оптимальных решений в основанных на ограничениях моделях метаболизма в масштабе генома. Metab Eng. 2003; 5 (4): 264–76. https://doi.org/10.1016/j.ymben.2003.09.002.

CAS
PubMed
Статья

Google Scholar

113

Чой Дж., Ян Ф., Степанаускас Р., Карденас Э., Гарутте А., Уильямс Р., Флатер Дж., Тьедже Дж. М., Хофмокель К. С., Гельдер Б., Хоу А.Стратегии улучшения справочных баз данных по микробиомам почвы. ISME J. 2016; 11 (4): 829–34. https://doi.org/10.1038/ismej.2016.168.

PubMed
PubMed Central
Статья

Google Scholar

114

Кассамбара А., Мундт Ф. Фактоэкстра: извлечение и визуализация результатов многомерного анализа данных. Пакет R версии 1.0.6. 2019. https://CRAN.R-project.org/package=factoextra.

115

Sekhon JS. Программное обеспечение для оценки многовариантности и склонности с автоматической оптимизацией баланса: пакет Matching для R.J Stat Softw. 2011; 42 (7): 1–52.

Артикул

Google Scholar

116

D’Souza G, Shitut S, Preussger D, Yousif G, Waschina S, Kost C. Экология и эволюция метаболических взаимодействий перекрестного питания у бактерий. Nat Prod Rep.2018; 35 (5): 455–88. https://doi.org/10.1039/c8np00009c.

PubMed
Статья

Google Scholar

117

Feist AM, Scholten JCM, Palsson BO, Brockman FJ, Ideker T.Моделирование метаногенеза с помощью метаболической реконструкции Methanosarcina barkeri в масштабе генома. Mol Syst Biol. 2006; 2: 2006–4. https://doi.org/10.1038/msb4100046.

PubMed
PubMed Central
Статья
CAS

Google Scholar

118

Сибер-младший, Макинерни М.Дж., Гунсалус Р.П. Геномное понимание синтрофии: парадигма анаэробного метаболического сотрудничества. Ann Rev Microbiol. 2012; 66 (1): 429–52. https://doi.org/10.1146/annurev-micro-0

-102844.

CAS
Статья

Google Scholar

119

Alanjary M, Steinke K, Ziemert N. AutoMLST: автоматизированный веб-сервер для создания деревьев видов с несколькими локусами, подчеркивающих потенциал природных продуктов. Nucleic Acids Res. 2019; 47 (W1): 276–82. https://doi.org/10.1093/nar/gkz282.

Артикул
CAS

Google Scholar

120

Ондов Б.Д., Треанген Т.Дж., Мелстед П., Маллони А.Б., Бергман Н.Х., Корен С., Филлиппи А.М.Mash: быстрая оценка расстояния между геномом и метагеномом с использованием MinHash. Genome Biol. 2016; 17: 132. https://doi.org/10.1186/s13059-016-0997-x.

PubMed
PubMed Central
Статья
CAS

Google Scholar

121

Доул М., Сринивасан А. Таблица данных: расширение «data.frame». 2021. Пакет R версии 1.14.0. https://CRAN.R-project.org/package=data.table.

122

Уикхэм Х. Стрингер: Простые согласованные оболочки для стандартных строковых операций.Пакет R версии 1.4.0. 2019. https://CRAN.R-project.org/package=stringr.

123

Дэвис Т.Л., День А. Getopt: C-Like «getopt» поведение. Пакет R версии 1.20.3. 2019. https://CRAN.R-project.org/package=getopt.

124

Уикхэм Х. Изменение формы данных с помощью пакета reshape. J Stat Softw. 2007; 21 (12): 1–20.

Артикул

Google Scholar

125

Corporation M, Weston S. doParallel: Параллельный адаптер Foreach для «параллельного» пакета.Пакет R версии 1.0.16. 2020. https://CRAN.R-project.org/package=doParallel.

126

Microsoft, Weston S. Foreach: предоставляет конструкцию цикла по каждому элементу. Пакет R версии 1.5.1. 2019. https://CRAN.R-project.org/package=foreach.

127

Bengtsson H. R.utils: различные утилиты программирования. Пакет R версии 2.10.1. 2019. https://CRAN.R-project.org/package=R.utils.

128

Гаголевски М. R Package Stringi: Средства обработки символьных строк.2020. http://www.gagolewski.com/software/stringi/.

129

Гелиус-Дитрих Г. glpkAPI: интерфейс R для C API GLPK. Пакет R версии 1.3.2. 2020. https://CRAN.