Изучение биоаккумулирующей способности бактерий рода Bacillus в отношении ионов кадмия в условиях in vitro и in vivo Текст научной статьи по специальности «Общие и комплексные проблемы естественных и точных наук»

Научная статья на тему 'Изучение биоаккумулирующей способности бактерий рода Bacillus в отношении ионов кадмия в условиях in vitro и in vivo' по специальности 'Общие и комплексные проблемы естественных и точных наук' Читать статью
Pdf скачать pdf Quote цитировать Review рецензии ВАКAGRIS
Авторы
Коды
  • ГРНТИ: 43 — Общие и комплексные проблемы естественных и точных наук
  • УДK: 5
  • Указанные автором: УДК:579.62

Статистика по статье
  • 20
    читатели
  • 10
    скачивания
  • 0
    в избранном
  • 0
    соц.сети

Ключевые слова
  • ПРОБИОТИКИ
  • BACILLUS
  • ТЯЖЁЛЫЕ МЕТАЛЛЫ
  • КАДМИЙ
  • БИОАККУМУЛЯЦИЯ
  • PROBIOTICS
  • HEAVY METALS
  • CADMIUM
  • BIOACCUMULATION

Аннотация
научной статьи
по общим и комплексным проблемам естественных и точных наук, автор научной работы — СИЗЕНЦОВ АЛЕКСЕЙ НИКОЛАЕВИЧ, КАРПОВА ГАЛИНА ВИКТОРОВНА, ИСАЙКИНА ЕЛЕНА ЮРЬЕВНА

В данной статье представлены результаты изучения биоаккумуляции ионов кадмия пробиотическими штаммами микроорганизмов, относящихся, роду Bacillus, в условиях in vitro и in vivo. Полученные в ходе исследования данные свидетельствуют о том, что в условиях in vitro пробиотические штаммы не проявляют ярко выраженной биоаккумулирующей способности и в среднем по всем исследуемым микроорганизмам данный показатель не превышает 5%. В экспериментах in vivo было установлено, что наиболее активно кадмий биоаккумулируется в костной ткани, а наименее в кожном покрове. При этом наиболее активная динамика выведения кадмия из организма лабораторных животных при применении пробиотических препаратов была зарегистрирована на 7-е сут. эксперимента с последующим стабильным снижением концентрации выведения токсичного элемента. Наиболее эффективным оказался пробиотичекий препарат Споробактерин.

Abstract 2016 year, author — SIZENTSOV ALEKSEY NIKOLAEVICH, KARPOVA GALINA VIKTOROVNA, ISAYKINA ELENA YURIEVNA

The results of studies on the bioaccumulation of cadmium ions with probiotic strains of microorganisms belonging to the Bacillus genus under the in vitro and in vivo conditions are presented in the article. The data obtained in the course of studies indicate that the probiotic strains do not show any marked bioaccumulating ability in vitro conditions and the average index for all the microorganisms under study does not exceed 5%. The in vivo findings show that the cadmium is most actively bioaccumulated in bone tissues and it is least accumulated in the epidermis. Besides, the most active dynamics of cadmium excretion from the organisms of laboratory animals by applying probiotic preparations has been registered on the seventh day of trials with further steady reduction of the excreted toxic element concentration. The most effective probiotic preparation turned to be the Sporobakterin preparation.

Научная статья по специальности "Общие и комплексные проблемы естественных и точных наук" из научного журнала "Известия Оренбургского государственного аграрного университета", СИЗЕНЦОВ АЛЕКСЕЙ НИКОЛАЕВИЧ, КАРПОВА ГАЛИНА ВИКТОРОВНА, ИСАЙКИНА ЕЛЕНА ЮРЬЕВНА

 
close Похожие темы научных работ
Читайте также
Читайте также
Читайте также
Рецензии [0]

Похожие темы
научных работ
по общим и комплексным проблемам естественных и точных наук , автор научной работы — СИЗЕНЦОВ АЛЕКСЕЙ НИКОЛАЕВИЧ, КАРПОВА ГАЛИНА ВИКТОРОВНА, ИСАЙКИНА ЕЛЕНА ЮРЬЕВНА

Текст
научной работы
на тему "Изучение биоаккумулирующей способности бактерий рода Bacillus в отношении ионов кадмия в условиях in vitro и in vivo". Научная статья по специальности "Общие и комплексные проблемы естественных и точных наук"

Изучение биоаккумулирующей способности бактерий рода Bacillus в отношении ионов кадмия в условиях in vitro и in vivo
А.Н. Сизенцов, к.б.н., Г.В. Карпова, д.б.н., профессор, ФГБОУ ВО Оренбургский ГУ; Е.Ю. Исайкина, к.б.н., ФГБОУ ВО Оренбургский ГАУ
Кадмий (Cd) является одним из опасных загрязнителей природной среды. Адсорбируясь через лёгкие и желудочно-кишечный тракт, уже через несколько минут он обнаруживается в крови. Кадмий обладает канцерогенным, гонадотропным, эмбриотропным, мутагенным и нефротоксическим действием. Реальная угроза неблагоприятного воздействия на население даже при низких уровнях загрязнения связана с высокой биологической кумуляцией этого металла. Последствия короткого контакта с высокими концентрациями кадмия в воздухе приводят к лёгочному фиброзу, стойкому нарушению лёгочных и печёночных функций [1].
Токсическое влияние Cd сказывается прежде всего на потомстве, поскольку, проникая через плаценту, кадмий способен изменять её ферментативный статус систем [2]. При введении Cd per os беременным и кормящим крысам у потомства обнаруживают повреждения репродуктивной системы и задержку физического развития [3]. Результатом пренатального и постнатального воздействия Cd являются скелетные нарушения, нарушения обмена белков, липидов, ингибирование ряда ферментов.
Способность спорообразующих бактерий оказывать пробиотическое действие привела к разработкам на их основе препаратов, отнесённых к поколению так называемых самоэлиминирующихся антагонистов [4]. В мире создано более полусотни препаратов, которые полностью или частично составлены на основе спорообразующих бактерий [5].
Материал и методы исследования. В исследовании были использованы три пробиотических препарата: Споробактерин жидкий, Бактисубтил и Ветом 2. Два препарата представлены монокультурами — Споробактерин жидкий, в котором основой является Bacillus subtilis 3, и Бактисубтил, основу которого составляет Bacillus cereus IP 5832. Ветом 2 является бинарным препаратом, который имеет в своём составе Bacillus subtilis В 7048 и Bacillus licheniformis В 7038.
Исследование было выполнено на модели групп-аналогов лабораторных животных (крыс). В качестве токсиканта была использована соль тяжёлого металла — сульфат кадмия (CdSO4). Восстанавливается водородом до сульфида. Хорошо растворяется в воде, мало растворим в спирте. Применяется для получения соединений кадмия и в фармацевтической промышленности. При выборе металла исходили из того, что он является наиболее
опасным загрязнителем окружающей среды, в том числе и в Оренбургской области.
Исследование выполнено в два этапа. На первом изучали биоаккумулирующую способность бактерий рода Bacillus ионов кадмия из питательных сред в эксперименте in vitro. На втором этапе эксперимент проводили в условиях экспериментально-биологической клиники (вивария) Оренбургского государственного университета на модели групп-аналогов лабораторных белых крыс линии Вистар. При распределении животных на группы придерживались общепринятых принципов подбора аналогов, сходных по возрасту (4-месячные крысы), физиологическому состоянию, которое оценивали по двум параметрам: питание и поведение находившихся в пределах физиологической нормы животных, имеющих живую массу 200—250 г. Пол лабораторного животного значения не имел. Важное преимущество белых крыс как лабораторных животных заключается в том, что они довольно устойчивы к инфекционным заболеваниям и дают большой приплод. Вес белых крыс небольшой, разводить их и содержать в условиях вивария несложно, и это позволяет проводить над ними массовые опыты.
Нами было использовано 96 особей, из которых сформировали восемь групп животных — пять контрольных и три опытных. Крысы первой контрольной гр. получали основной рацион (Kq), второй контрольной гр. — основной рацион (ОР) и сульфат кадмия из расчёта 150 мг/кг массы тела (К1), третьей контрольной гр. — ОР с добавлением Споробактерина (К2), четвёртой контрольной гр. — ОР с добавлением Ветома 2 (К3) и пятой контрольной гр. — ОР с добавлением Бактисубтила (К4). В трёх опытных группах в основной рацион добавляли сульфат кадмия и пробиотики Ветом 2 (О1), Споробактерин (О2), Бактисубтил (О3).
Для определения содержания ионов кадмия в исследуемых образцах использовали атомно-абсорбционный метод. Данный метод основан на свойстве атомов химических элементов, образующихся при распылении зольных растворов в пламя ацетилен-воздух, поглощать свет определённой длины волны. В качестве атомно-абсорбционного спектрофотометра использовали прибор типа AAS-1 (ГДР) с набором спектральных ламп. Спектрофотометр атомно-абсорбционный представляет из себя автоматизированную систему, обеспечивающую пробоподачу и измерение атомной абсорбции. Произведён фирмой «Analytik Jena», г. Санкт-Петербург, Россия.
Результаты исследования. В ходе эксперимента in vitro было установлено незначительное нако-
Снижение содержания ионов кадмия в исследуемых тканях лабораторных животных, %
Препарат Бактисубтил Споробактерин Ветом 2
Исследуемая ткань костная мышеч- кожный костная мышеч- кожный костная мышеч- кожный
ткань ная ткань покров ткань ная ткань покров ткань ная ткань покров
Количество выведенного
кадмия 56,25 93,27 23,07 19,04 66,66 98,66 31,57 3,84 97,34
Итого: 57,74 61,45 44,25
пление ионов кадмия из питательных сред. Так, содержание ионов кадмия в биомассе B.subtilis 534 и B.subtilis 3 составляло 5,68 и 4,93%, а в биомассе B.cereus IP 5832 и B.licheniformis — 4,3 и 3,88% соответственно.
На втором этапе исследования нами была проанализирована способность бактерий рода Bacillus к накоплению и выведению кадмия из организма экспериментальных животных (для этого изучали такие биологические материалы, как костная и мышечная ткань, кожный покров).
В результате эксперимента было установлено, что содержание кадмия в костной ткани лабораторных животных на 7-е сут. исследования в опытных группах (Оь О2, О3) превышало значения К на 61,37 и 91% соответственно, однако уровень показателей оказался ниже значений К1 в группе О1 на 44%, О2 — на 20% и О3 — на 30% соответственно.
Далее наблюдалось стабильное снижение содержания кадмия в костной ткани животных к 14-м и 21-м сут. эксперимента, причём на 14-е сут. показатели у особей опытных групп были ниже, чем показатели на 7-е сут.: в О1 — на 8%, в О2 — на 7% и в О3 — на 45%. При этом показатели в группах О1, О2 и О3 превышали содержание кадмия в костной ткани крыс группы К0, но были ниже, чем у аналогов группы К1, на 43, 38 и 65% соответственно.
На 21-е сут. эксперимента в костной ткани крыс опытных групп О1, О2 и О3 зафиксировано снижение содержания кадмия по отношению к 14-м сут. на 6, 11 и 6% соответственно.
Аналогичная динамика зарегистрирована при определении содержания ионов кадмия в мышечной ткани и кожном покрове. В таблице представлены данные, свидетельствующие о снижении содержания ионов кадмия во всех исследуемых тканях и кожном покрове животных на 21-е сут. эксперимента при применении пробиотических препаратов Бактисубтил, Ветом 2 и Споробактерин.
Вывод. В результате проведённых исследований было установлено, что наиболее активно кадмий накапливается в костной ткани, а наименее — в шкуре. Максимум выведения кадмия из организма лабораторных животных при применении пробио-тических препаратов зарегистрирован на 7-е сут. эксперимента. Затем происходит стабильное снижение количества выведенного кадмия. При этом наиболее эффективным оказался пробиотичекий препарат Споробактерин, а наименее эффективным — Ветом 2.
Литература
1. Ревич Б.А. Экологическая эпидемиология. М.: Академия, 2004. 206 с.
2. Wloch S. Dunamics of morphological and cytochtmical changel in the placenta following cadmium chloride intoxication // Ginecol. Pol. 1992. Vol. 63. № 6. P. 264-275.
3. Corpas I., Antonio M T. Study of alteration produced by cadmium and cadmium / leand administration during gestational and early lactation periods in the reproductive organs of the rat // Ecotoxicol. Environ. Saf. 1998. Vol. 41. № 2. P. 180-188.
4. Сизенцов А.Н. Эффективность применения пробиотических препаратов на основе бактерий рода Bacillus при лечении экспериментальной интоксикации медью / А.Н. Сизенцов, Е.Ю. Исайкина, О.В. Кван, Е.А. Сизова // Современные проблемы науки и образования. 2014. № 3.
5. Савельева Т.А. Спорообразующие аэробные бактерии, используемые для получения пробиотиков. [Электронный ресурс]. URL: http://www.blagovesta.su. (дата обращения 7.10.2013 г.).
Влияние кислой среды на активность ферментных препаратов
О.Ю. Ширяева, к.б.н., С.С. Шукшина, к.б.н., ФГБОУ ВПО Оренбургский ГПУ
Гидролитический ферментативный распад поступающих с пищей веществ называется перевариванием. Процесс переваривания протекает на первом этапе обмена веществ. Он осуществляется под действием соответствующих ферментов класса гидролаз, которые образуются в железах различных отделов пищеварительного канала и секретируют-ся в составе различных пищеварительных соков. В процессе переваривания поступающие пита-
тельные вещества, во-первых, превращаются в продукты, способные легко всасываться в кровоток или лимфу из просвета кишечника, и, во-вторых, теряют видовую и тканевую специфичность.
Дефицит ферментов проявляется в виде изжоги, метеоризма и т.д., что приводит к нарушению пищеварения и развитию различных патологических состояний. Для коррекции таких состояний применяют различные ферментные препараты. Одни ферментные препараты используют при внешнесекреторной недостаточности поджелудочной железы, а другие — для снижения болевых

читать описание
Star side в избранное
скачать
цитировать
наверх