CC BY
6
DOI 10.31718/2077-1096.20.2.129
УДК: 615.372:[579.864.1+579.873.13]:576.524
Книш О.В., Колпак С.А., Погорла М.С., Бабич €.М.
АДГЕЗИВН1 ВЛАСТИВОСТ1 БАКТЕР1Й ЗА ВПЛИВУ БЕЗКЛ1ТИННИХ ЕКСТРАКТ1В BIFIDOBACTERIUM BIFIDUM 1 ТА LACTOBACILLUS REUTERI DSM 17938
Державна установа «1нститут мiкробiологN та iмунологN iM. 1.1. Мечникова НацюнальноТ академи медичних наук УкраТ'ни», м. Харш
П'двищення адгезивного потен^алу проботичних бактерй з одного боку та ослаблення адгезивно'!' здатност'1 патоб'онт'т з iншого - патогенетично обгрунтований п'дх'д до боротьби з нфек-Цйними захворюваннями та дисбозами кишечника. Останн'ш часом постб'отичн'! продукти вважа-ють одними з найбльш перспективних засоб/'в впливу на мкроботу кишечника. Метою роботи бу-ло досл'дити вплив безклтинних екстракт'т, що мстять деривати Bifidobacterium bifidum 1 та Lactobacillus reuteri DSM 17938, на адгезивн властивостi проботичних (L. reuteri DSM 17938 i В. bifidum 1) та умовно-патогенних бактерiй (Staphylococcus aureus ATCC 25923 i Escherichia coli АТСС 25922). Досл'джено чотири безклтинних екстракта: L - з дезнтеграту L. reuteri; ML - з культури L. reuteri, що культивувалася у власному дез'ттеграт'г, B - з дезнтеграту В. bifidum; MB - з культури B. bifidum, що культивувалася у власному дез'нтеграт'!. Дослiдження адгезивних властивос-тей мiкроорганiзмiв за впливу екстракт'т проводили за методом Бртю. Встановлено, що екстра-кти ML, MB та B здатн значно пдвищувати адгезивний потен^ал B. bifidum та L. reuteri. За !х впливу iндекс адгез'й мiкроорганiзмiв, розрахований для б'ф 'добактерш, збльшувався на 41,1 % (ML), 41,5 % (MB) та 50,6 % (В), а розрахований для лактобактерй збльшувався на 30,77 % (ML), 44,45 % (MB) та 44,97 % (В). Обидв'1 досл'дн'! пробiотичнi бактериiз категор'и «середньоадгезивних» переходили в категорю «високоадгезивних» з iндексом адгез'й мiкроорганiзмiв > 4,0. Лактобактери «ви-сокоадгезивними» ставали також за впливу екстракту L, при цьому iндекс адгез'й мiкроорганiзмiв пдвищувався на 37,9 %. Серед досл'джених лише екстракт L спричиняв достов'рне пдвищення iн-дексу адгезй' тест-культури S. aureus. Решта екстракт'т викликали незначн змни адгезивного потен^алу тест-культур. За !х впливу спостергалася тенден^я до пдвищення або зниження адгезивноi здатност'! бактерш. Екстракт MB спричиняв перех'д тест-культури S. aureus з категор'и «високоадгезивних» в категорю «середньоадгезивних», а тест-культури E. coli - з категор'и' «середньоадгезивних» в категорю «низькоадгезивних». Отриманi дан будуть врахован при розробц нових метаботи^в на основi дериват'в проботичних штам'в B. bifidum 1 та L. reuteri DSM 17938.
Ключовi слова: ад^я; безкглтинж екстракти; Staphylococcus aureus; Escherichia coli; Bifidobacterium bifidum; Lactobacillus reuteri.
Дослiдження e фрагментом науково-дослiдноi' роботи: «Мiкробiологiчна характеристика нових структурно-метаболтних комплешв лакто- та бiфiдопробiотикiв», державна реестра^я № 0119U100686.
Вступ
Адгезивш властивост пробютичних бактерш визначають Тх здатнють до колошзацп шлунково-кишкового тракту та реалiзацiТ пробютичноТ дм, яка полягае в антагонютичнш активност по вщ-ношенню до потенцшних патогешв, змщненш кишкового бар'еру, iмуномодуляцiТ та нормалн зацп обмшних процеав [5, 11, 13, 16]. Достатня адгезивна здатнють е запорукою успшноТ конкурентно' боротьби «корисних» бактерш з потен-цшними патогенами за мюця прикртлення на слизовш оболонц та блокування доступу патогешв до цих структур [6, 14]. Вона визначае ефе-ктивнють взаемодп бактерш з епiтелiальними, дендритними кл^инами, моноцитами, макрофагами та шшими iмунними кл^инами, а також сприяе збтьшенню часу проходження пробюти-чного мiкроорганiзму через шлунково-кишковий тракт, а отже - оптимальнш реалiзацiТ його корисних ефек^в [2, 5, 16, 17]. Здатнють пробюти-мв до адгезп е видо- i штамоспецифiчною [2, 16].
Ключовим етапом розвитку шфекцшного про-цесу е адгезiя потенцшного патогену до тканин макрооргашзму. Висок адгезивш властивост мн крооргашзму забезпечують йому достатню ко-
лошзацшну здатнють та виживання в умовах ан-тагонютичних вщносин з «корисною» мiкрофло-рою та дм захисних чинниш мюцевого iмунiтету слизових оболонок [1]. Пробютичш штами мо-жуть протидiяти потенцшним патогенам в кишечнику шляхом залучення рiзних механiзмiв, серед яких основними е: конкурен^я за мюця адгезй та джерела живлення, модуля^я iмунноT вщповд зменшення рН середовища шляхом продукування оргашчних кислот та синтез спе-цифiчних бтмв з протимiкробною активнютю [6]. Лакто- i бiфiдобактерiT, як i решта коменсальних бактерш, використовують т ж мехашзми прикрн плення, що i патогенш мiкроорганiзми, бо несуть на своТ'х поверхнях подiбнi адгезини: молекули лтотейхоевих кислот, полiсахариди, поверхневi бiлки та лектиноподiбнi молекули [10, 16]. Але виявлеш вiдмiнностi структури поверхневих ад-гезинiв молочнокислих бактерiй вiд адгезишв iнших видiв бактерiй [13]. Тоню структуры вщ-мiнностi поверхневих макромолекул (МАМП, мь кроорганiзм-асоцiйованих молекулярних патер-нiв) зумовлюють вiдмiнностi Тх взаемоди з ПРР (патерн-розпiзнавальних рецепторiв) i потенцш-ними корецепторами. Це означае, що поверхне-ва макромолекула одного виду може бути агош-
стом певного ПРР, в той час як подiбна макромолекула шшого виду - його антагонютом [10]. Пробютичш мiкроорганiзми перешкоджають адгези патобiонтiв та патогенiв до поверхн кишечника не лише шляхом конкуренци за поверхневi рецептори хазяша, але й шляхом продукци ан-тиадгезивних речовин або сполук [6, 12]. Ступшь пригнiчення адгези' потенцшних патогенiв пробн отичними клiтинами до ештелш кишечника за-лежить вщ штаму пробiотика i патобiонта, а та-кож вiд методу оцшки, що використовуеться в експериментi [6, 14, 16].
Пщвищення адгезивного потен^алу пробю-тичних бактерiй з одного боку i зниження адгезивно!' здатност патобютчв з iншого - патогене-тично обфунтований пiдхiд до боротьби з шфе-кцiйними захворюваннями та дисбiозами кишечника. Зважаючи на те, що реалiзацiя бтьшосп корисних ефектiв пробiотичних бактерiй забез-печуеться Тх структурними компонентами та метаболами, великi сподiвання як на засоби боротьби з дисбютичними порушеннями покладенi саме на них. Застосування бюлопчно активних дерива^в у складi безклiтинних пробiотичних продук^в покликане вирiшити проблему неба-жаних ефек^в i недостатньо'Г ефективностi uni-тинних пробiотикiв [4, 15]. Нашими попередшми дослiдженнями встановлено, що безкттины ек-стракти, отриманi шляхом дезштеграци пробю-тичних бактерiй термоциклюванням з наступним культивуванням у власних дезштегратах, здатн стимулювати пролiферацiю i бiоплiвкоутворення пробiотичних бактерiй та пригнiчувати рют поте-нцiйних патогенiв [7, 8, 9].
Мета дослщження
Дослiдити вплив безкл^инних екстрактiв, що мiстять деривати Bifidobacterium bifidum 1 та Lactobacillus reuteri DSM 17938, на адгезивн властивост пробютичних та умовно-патогенних бактерш.
Матерiали та методи дослiдження
Безкл^инш екстракти (БКЕ) одержували з пробютичних штамiв В. bifidum 1 (<^фщумбак-терин», ТОВ <^во-Актив», Украша) та L. reuteri DSM 17938 («БюГая», BioGaia Production AB, Швецiя), застосовуючи методику, описану раш-ше [9]. Дослщжено здатнiсть впливати на адге-зiю чотирьох видiв БКЕ з пробютичних бактерш: L - екстракт з дезштеграту L. reuteri; ML - екст-ракт з культури L. reuteri, що культивувалася у дезштеграт власних кл^ин; B - екстракт з дезштеграту В. bifidum; MB - екстракт з культури B. bifidum, що культивувалася у дезштеграт власних кттин.
Дослщження адгезивних властивостей пробн отичних та умовно-патогенних мiкроорганiзмiв за впливу БКЕ проводили за методом Бртю зi спiвавторами [3]. Як тест-культури використову-вали пробiотичнi штами: L. reuteri DSM 17938 i В. bifidum 1 та референты штами умовно-
патогенних MiKpoopraHi3MiB: Staphylococcus aureus ATCC 25923 i Escherichia coli АТСС 25922. Процес адгези MiKpoopraHi3MiB дослщжу-вали на формалiнiзованих еритроцитах людини (за концентраци 108/мл) 0 (I) групи кровК Rh (+). Концентра^я мiкробних клiтин складала 1о9 КУО/мл. В дослiднi пробiрки вносили по 0,5 мл суспензш еритроци^в i бактерiй та 0,25 мл БКЕ. npo6ip^ з контрольними зразками замють БКЕ мiстили стерильний розчин фосфатного буфера. Дослщы i контрольн пробiрки iнкубували протя-гом 30 хвилин у термостат при 37 °С. Пiсля за-вершення експозици еритроцити двiчi вiдмивали фосфатно-сольовим буфером шляхом центри-фугування суспензи протягом 5 хв при 1 000 g для видалення неадгезованих бактерiальних кл^ин. З кожного зразка готували мазки на предметному сш, висушували на повiтрi, фксу-вали за Май-Грюнвальдом та фарбували за Ро-мановським-Гiмзою. Мiкроскопiю препаратiв проводили за допомогою свiтлового мiкроскопа Бiолам (ЛОМО, РФ) з окуляром 40 * та iмерсiй-ним обективом 90 *. Визначення показникiв про-цесу адгези проводили на основi вивчення не менше 100 еритроцитiв у 10 полях зору. Для оцшки адгезивно! здатност дослщних мiкроор-ганiзмiв за впливу БКЕ використовували наступ-нi показники:
• середнiй показник адгези (СПА) - середня ктькють мiкроорганiзмiв, якi прикрiпилися до поверхн одного еритроцита з урахуванням уах пiдрахованих еритроцитiв у 10 полях зору, але не менше 100 еритроци^в;
• коефiцiент адгези (КА) - вiдношення ктькос-т еритроцитiв з адгезованими на поверхн бактерiями до загально! кiлькостi пщрахова-них еритроцитiв, виражене у вщсотках;
• iндекс адгезивностi мiкроорганiзмiв (1АМ) -середня кiлькiсть бактерiй, як беруть участь у адгезивному процеа. Показник розрахову-
IAM = — X 100 вали за формулою: КА
За 1АМ дослiднi бактери визначали як: неад-гезивнi (1АМ < 1,75), низькоадгезивн (1АМ = 1,76 - 2,5), середньоадгезивн (1АМ = 2,51 - 4,0), ви-сокоадгезивнi (1АМ > 4,0). При оцiнцi змш показ-никiв адгезивного потенцiалу бактерш за впливу БКЕ значною вважали рiзницю мiж показниками дослiду i контролю у 20 % i бiльше.
Експерименти проводили тричi. Отриман да-нi виражали як середы арифметичн зi стандар-тним вщхиленням (х ± SD), пiддавали статисти-чнiй обробцi з використанням програми Microsoft Excel 2003. Проводили однофакторний диспер-сшний аналiз (ANOVA) з наступним множинним порiвнянням iз застосуванням корекци Бонфер-ронi. Значущими вщмшносп вважали при p < 0,05.
Результати та ix обговорення
За середньою кiлькiстю мiкроорганiзмiв, що брали участь в адгезивному процеа, бiфiдобaк-
терп i лактобактерп були вiднесенi до категорп «середньоадгезивш». Po3paxoBaHi для них 1АМ становили 3,3 ± 0,18 (B. bifidum) та 3,8 ± 0,19 (L. reuteri) (табл. 1). Введення БКЕ L до середови-ща шкубацп бфщобактерш з еритроцитами су-проводжувалося незначним пщвищенням СПА (на 17,9 %) та 1АМ (на 8,2 %). Значне пщвищен-ня СПА спостерiгалося в присутносп решти БКЕ: на 43,6 % (MB); на 49,5 % (ML) та на 59,6 % (В). За впливу зазначених екстракпв виявилося та-кож ютотне пщвищення 1АМ: на 41,1 % (ML); 41,5 % (MB) та 50,6 % (В). Жоден з екстрак^в не ви-кликав суттевих змш КА (вiдсоток еритроцитiв з адгезованими бактерiями).
При введеннi БКЕ в середовище шкубацп ла-
ктобактерш з еритроцитами КА пiдвищувався на 6 - 14 %. СПА за впливу БКЕ збтьшувався зна-чно бiльше: на 45,37 % (ML); 46,8 % (L); 56 % (MB) та 65,74 % (В). Також спостер^алося ста-тистично значуще збтьшення 1АМ за присутнос-тi БКЕ: на 30,77 % (ML); 37,9 % (L); 44,45 % ДОВ) та 44,97 % (В).
Отже, БКЕ ML, B, MB здатн значно пщвищу-вати адгезивний потен^ал B. bifidum та L. reuteri. За Тх впливу обидвi дослщш пробiотичнi бактерп iз категорп «середньоадгезивш» переходили в категорш «високоадгезивш» з 1АМ > 4,0. Лактобактерп високоадгезивними ставали також за впливу екстракту з дезштеграту лакто-бактерiй (БКЕ L).
Таблиця1.
вна здатнсть B. bifidum (Bb) та L. reuteri (Lr) за впливу БКЕ
Культура Показник Контроль БКЕ
L ML B MB
Bb КА 66±1,4 72±5,7 70±2,8 70±2,8 67±7,0
СПА 2,18±0,14 2,57±0,02 3,26±0,08* 3,48±0,14* 3,13±0,64*
1АМ 3,3±0,18 3,57±0,26 4,66±0,06* 4,97±0,4* 4,67±0,46*
Lr КА 64±5,7 68±1,4 71±4,2 73±1,4 68±1,4
СПА 2,16±0,06 3,17±0,27* 3,14±0,17* 3,58±0,17* 3,37±0,38*
1АМ 3,38±0,39 4,66±0,3* 4,42±0,28* 4,9±0,14* 4,95±0,46*
npuMimKu: * - BidMiHHoemi значущ в'дносно контрольних показни^в.
В робот Bernet M.-F. зi ствавторами було повщомлено про бтковий компонент на поверх-нi бiфiдобактерiй та у складi культуральних су-пернатантiв, який сприяв Тх адгезй до клiтин Caco-2 [2]. Можливо, присутнiстю подiбного сти-муляторного фактора було зумовлене значне посилення адгезивноТ здатносп пробiотичниx клiтин за впливу дослщних БКЕ. Bernet M.-F. зi спiвавторами наголошували на видоспецифiч-носп стимуляторiв адгезп бiфiдобактерiй i лак-тобактерiй. В наших експериментах спостер^а-лася лише часткова видоспецифiчнiсть: екстракт з дезштеграту L. reuteri (БКЕ L) не виявив знач-ного впливу на адгезивну здатнють бiфiдобакте-рш. Водночас БКЕ ML значно ТТ пiдвищував, а БКЕ з дезштеграту i культури B. bifidum (В та МВ) значно пщсилювали адгезивний потен^ал L. reuteri. Результати цього дослщження добре узгоджуються з отриманими нами рашше дани-ми i частково пояснюють посилення бiоплiвкоут-ворення B. bifidum за присутност БКЕ ML, B та MB. Адгезiя до поверxнi субстрату е необхщним початковим етапом бiоплiвкоутворення, який пе-редуе процесам синтезу позакл^инного полiме-рного матриксу. Отриманий в цьому дослщженш ефект посилення адгезивних властивостей L. reuteri за впливу вах БКЕ вказуе на те, що при-гшчення бiоплiвкоутворення L. reuteri, про яке ми повщомили рашше, пов'язане з шпбторним впливом екстрактв на наступнi пiсля адгезй' ета-пи бiоплiвкоутворення [8].
За середньою кiлькiстю мiкроорганiзмiв, що брали участь в адгезивному процеа, стафтоко-ки були вiднесенi до категорп «високоадгезивш». Розрахований для них 1АМ становив 4,48 (табл. 2). За впливу екстрактв з дезiнтегратiв спостерн
галася тенденцiя до пiдвищення або достовiрне пiдвищення 1АМ стафiлококiв: на 17,2 % (БКЕ В) та на 23,5 % (БКЕ L). Пщвищення СПА було незначним: на 11 % (БКЕ L) та 9,1 % (БКЕ В). При введены БКЕ з культур пробютичних бактерш до середовища шкубацп стафтокош з еритроцитами спостер^алася тенден^я до зниження по-казниш адгезп. За впливу екстракту з культури лактобактерш (БКЕ ML) СПА зменшувався на 15 %, а 1АМ - на 7,4 %. За впливу екстракту з культури бiфiдобактерiй (БКЕ МВ) СПА зменшувався на 13,2 %, 1АМ - на 13,4 %, а стафтококи переходили з категорп «високоадгезивш» в категорш «середньоадгезивнi». Жоден з екстрактв не ви-кликав суттевих змш КА.
За середньою ктькютю мiкроорганiзмiв, що брали участь в адгезивному процеа, E. coli була вщнесена до категорп' «середньоадгезивш». Розрахований для неТ 1АМ становив 2,84 (табл. 2). За впливу БКЕ L спостер^алася тенден^я до пщвищення адгезивносп E. coli: СПА збтьшувався на 16,4 %, а 1АМ - на 6,7 %. За впливу решти екстрактв показники адгезiТ E. coli були ниж-чими, нiж контрольна але статистично значущоТ рiзницi мiж ними не було виявлено. Незважаючи на незначне зменшення 1АМ (на 16,6 %) та СПА (на 8,8 %), за впливу БКЕ МВ культура переходила з категорп «середньоадгезивних» до категорп «низькоадгезивних». Жоден з БКЕ не спри-чиняв статистично достовiрниx змш КА.
Таким чином, серед дослщжених екстрактв лише БКЕ L спричиняв достовiрне пiдвищення 1АМ тест-культури S. aureus. Решта БКЕ викли-кали незначш змiни адгезивного потенцiалу тест-культур. За Тх впливу спостер^алася тен-денцiя до пiдвищення або зниження адгезивноТ
здатносп тест-культур. БКЕ MB спричиняв пере- а тест-культури E. coli - з категорп «середньоад-хщ тест-культури S. aureus з категорп «високо- гезивних» в категорiю «низькоадгезивних». адгезивних» в категорiю «середньоадгезивних»,
Таблиця 2.
Адгезивна здатнсть S. aureus (Sa) та E. coli (Ec) за впливу БКЕ
Культура Показник Контроль БКЕ
L ML B MB
Sa КА 71±2,8 64±2,8 65±1,4 66±2,8 71±4,2
СПА 3,18 ± 0,2 3,54±0,03 2,7±0,3 3,47±0,24 2,76±0,23
1АМ 4,5±0,53 5,53±0,2* 4,15±0,38 5,25±0,59 3,88±0,06
Ec КА 56±2,8 61±4,2 59±1,4 55±1,4 61 ±1,4
СПА 1,59±0,16 1,85±0,04 1,51±0,07 1,44±0,03 1,45±0,16
1АМ 2,84±0,42 3,0±0,14 2,55±0,06 2,61±0,02 2,37±0,2
Прим1тки: * - в1дм1нност1 достов1рн1 в'дносно контрольних показник1в.
Singh T. P. 3i ствавторами показали, що про-бютичш штами L. reuteri здатн рiзною мiрою пригнiчувати адгезiю Escherichia coli ATCC25922, Salmonella typhi NCDC113, Listeria monocytogenes ATCC53135 i Enterococcus fae-calis NCDC115 [16]. Pi3Hi CTyneHi пригшчення ад-гезп та швазп ентеровiрулентних штамiв E. coli, S. typhimurium та Y. pseudotuberculosis за впливу адгезивних штамiв бiфiдобактерiй спостерiгали також Bernet M.-F. зi спiвавторами [2]. Залеж-нiсть антиадгезивноТ здатностi (проф^в конкуренции витiснення та виключення патобiонтiв) вiд штамовоТ належностi пробютика i патобiонта свiдчила про залучення рiзних механiзмiв в и реалiзацiТ.
Низкою дослiдникiв було повiдомлено про здатнiсть деяких пробiотичних бактерiй продуку-вати антиадгезивнi речовини. Fujiwara зi ствав-торами описали «бацилярний шпбп~орний фактор». Цей протеТновий компонент з культураль-ного супернатанта Bacillus longum BL 2928 був здатний пригшчувати адгезш грам-негативних ентеробактерiй, зокрема, ентеротоксигенного штаму E. coli Pb 176 до глiколiпiдних рецепторiв. 1нпбторна активнiсть супернатанту пщвищува-лася зi збiльшенням часу культивування Bacillus longum i досягала максимуму через 72 години. Iншi дослщники виявили потужний шпбп~орний пептид 3500 Да, здатний блокувати адгезш S. typhimurium SL 1344 та E. coli C 1845, у двох штамiв B. bifidum (CA1 та F9), L. caseirhamnosus GG, L. johnsonii LA1, L. acidophilus LB. ПротеТновi субстанци, що пригшчували адгезш i колошза-цiю E. coli O157:H7, продукували B. lactis DR10, B. bifidum RBL 71 та B. bifidum RBL 460. Адгезп до муцину C. perfringens перешкоджав суперна-тант B. lactis LKM 512 [12]. Супернатанти буль-йонних культур B. longum BB536 та L. rhamnosus HN001 виявили здатнють пригшчувати адгезш грам-негативних потенцшних патогенiв до HT-29 кл^ин [6]. В умовах нашого експерименту не вдалося виявити значноТ (> 20 %) прямоТ антиадгезивноТ активносп БКЕ щодо патобiонтiв. Але здатнють значно пiдвищувати адгезивний поте-нцiал пробiотичних бактерiй можна розглядати як непряму антиадгезивну активнють БКЕ щодо патобюн^в.
Висновки
та перспективи подальших дослiджень
Встановлено здатнiсть БКЕ з дезiнтегратiв i культур пробютичних штамiв B. bifidum 1 та L reuteri DSM 17938 значно пщвищувати адгезивний потен^ал L reuteri i B. bifidum, сприяючи !'х переходу i3 категорiT «середньоадгезивних» в категорш «високоадгезивних». Жоден з БКЕ не виявив значноТ прямот антиадгезивноТ активност щодо патобiонтiв, а БКЕ L викликав достовiрне шдвищення 1АМ тест-культури S. aureus. За впливу БКЕ MB спостер^алася тенден^я до зниження адгезивного потенцiалу патобюн^в, перехiд тест-культури S. aureus з категорп «високоадгезивних» в категорш «середньоадгезивних», а тест-культури E. coli - з категорп «середньоадгезивних» в категорш «низькоадгезивних». Отримаш дан будуть враховаш при розробц нових метабiотикiв на основi дерива^в пробю-тичних штамiв B. bifidum 1 та L reuteri DSM 17938.
Лтература
1. Becker K, Heilmann C, Peters G. Coagulase-Negative Staphylococci. Clinical Microbiology Reviews. 2014 Oct; 27(4):870-926.
2. Bernet MF, Brassart D, Neeser JR, Servin AL. Adhesion of human bifidobacterial strains to cultured human intestinal epithelial cells and inhibition of enteropathogen-cell interactions. Applied and Environmental Microbiology. 1993; 59(12):4121-8.
3. Brilis VI, Brilene TA, Lentsner HP, Lentsner AA. Metodika izucheniya adgezivnogo protsessa mikroorganizmov [Method of studying the adhesive process of microorganisms]. Laboratornoe delo. 1986; 4:210-2. (Russian).
4. Chicherin lYu, Pogorelsky IP, Lundovskikh IA, Darmov IV, Shabalina MR. Intestinal dysbiosis, human health and functional nutrition. Theory and practice of meat processing. 2017; 2(4): 4461.
5. Grover S, Rajput Y, Duary R, Batish V. Assessing the adhesion of putative indigenous probiotic lactobacilli to human colonic epithelial cells. The Indian Journal of Medical Research. 2011; 134(5):664.
6. Inturri R, Stivala A, Furneri PM, Blandino G. Growth and adhesion to HT-29 cells inhibition of Gram-negatives by Bifidobacterium longum BB536 e Lactobacillus rhamnosus HN001 alone and in combination. European Review for Medical and Pharmacological Sciences. 2016; 20: 4943-9.
7. Knysh OV. Bifidogenic properties of cell-free extracts derived from probiotic strains of Bifidobacterium bifidum and Lactobacillus reuteri. Regulatory Mechanisms in Biosystems. 2019 Feb 10; 10(1):124-8.
8. Knysh OV. The effects of cell-free extracts derived from probiotic strains Bifidobacterium bifidum and Lactobacillus reuteri on the proliferation and biofilm formation by Lactobacillus reuteri in vitro. Zaporozhye medical journal 2019; 21 (6), 828-834.
9. Knysh OV, Isayenko OY, Voyda YV, Kizimenko OO, Babych YM. Influence of cell-free extracts of Bifidobacterium bifidum and Lactobacillus reuteri on proliferation and biofilm formation by
13. Monteagudo-Mera A, Rastall RA, Gibson GR, Charalampopoulos D, Chatzifragkou A. Adhesion mechanisms mediated by probiotics and prebiotics and their potential impact on human health. Applied Microbiology and Biotechnology. 2019 Jul 2; 103(16):6463-72.
14. Serafini F, Strati F, Ruas-Madiedo P, Turroni F, Foroni E, Duranti S, et al. Evaluation of adhesion properties and antibacterial activities of the infant gut commensal Bifidobacterium bifidum PRL2010. Anaerobe. 2013 Jun; 21:9-17.
15. Shenderov BA, Tkachenko EI, Zakharchenko MM, Sinitsa AV. Metabiotiki: perspektivyi, vyizovyi i vozmozhnosti [Metabiotics: prospects, challenges and opportunities]. Meditsinskiy alfavit. 2019; 2(13):43-48. (Russian).
16. Singh TP, Kaur G, Kapila S, Malik RK. Antagonistic activity of Lactobacillus reuteri strains on the adhesion characteristics of selected pathogens. Frontiers in Microbiology. 2017 Mar 21; 8.
17. Westermann C, Gleinser M, Corr SC, Riedel CU. A critical evaluation of bifidobacterial adhesion to the host tissue. Frontiers in Microbiology. 2016 Aug 5; 7.
Реферат
АДГЕЗИВНЫЕ СВОЙСТВА БАКТЕРИЙ ПОД ВЛИЯНИЕМ БЕСКЛЕТОЧНЫХ ЭКСТРАКТОВ BIFIDOBACTERIUM BIFIDUM 1 И
LACTOBACILLUS REUTERI DSM 17938
Кныш О.В., Колпак С.А., Погорелая М.С., Бабич Е.М.
Ключевые слова: адгезия; бесклеточные экстракты; Staphylococcus aureus; Escherichia coli; Вifidobacterium bifidum; Lactobacillus reuteri.
Повышение адгезивного потенциала пробиотических бактерий с одной стороны и ослабление адгезивной способности патобионтов с другой - патогенетически обоснованный подход к борьбе с инфекционными заболеваниями и дисбиозом кишечника. В последнее время постбиотические продукты считают одними из наиболее перспективных средств воздействия на микробиоту кишечника. Целью работы было исследовать влияние бесклеточных экстрактов, содержащих дериваты Bifidobacterium bifidum 1 и Lactobacillus reuteri DSM 17938, на адгезивные свойства пробиотических (L. reuteri DSM 17938 и В. bifidum 1) и условно-патогенных бактерий (Staphylococcus aureus ATCC 25923 и Escherichia coli AТСС 25922). Исследовано четыре бесклеточных экстракта: L - из дезинтеграта L. reuteri; ML - из культуры L. reuteri, которая культивировалась в собственном дезинтеграте; B - из дезинтеграта В. bifidum; MB - из культуры B. bifidum, которая культивировалась в собственном дезинтеграте. Исследование влияния экстрактов на адгезивные свойства микроорганизмов проводили по методу Брилис. Установлено, что экстракты ML, MB и B способны значительно повышать адгезивный потенциал B. bifidum и L. reuteri. Под их влиянием индекс адгезии микроорганизмов, рассчитанный для бифидобак-терий, увеличился на 41,1 % (ML), 41,5 % (MB) и 50,6 % (В), а рассчитанный для лактобактерий, увеличился на 30,77% (ML), 44,45 % ^В) и 44,97 % (В). Обе исследуемые пробиотические бактерии из категории «среднеадгезивных» переходили в категорию «высокоадгезивных» с индексом адгезии микроорганизмов > 4,0. Лактобактерии «высокоадгезивными» становились также под влиянием экстракта L, при этом индекс адгезии микроорганизмов повышался на 37,9 %. Среди исследованных только экстракт L вызывал достоверное повышение индекса адгезии тест-культуры S. aureus. Остальные экстракты вызывали незначительные изменения адгезивного потенциала тест-культур. Под их влиянием наблюдалась тенденция к повышению или снижению адгезивной способности бактерий. Под влиянием экстракта MB тест-культура S. aureus переходила из категории «высокоадгезивных» в категорию «среднеадгезивных», а тест-культура E. coli - из категории «среднеадгезивных» в категорию «низкоадгезивных». Полученные данные будут учтены при разработке новых метабиотиков на основе дериватов пробиотических штаммов B. bifidum 1 и L reuteri DSM 17938.
Summary
ADHESIVE PROPERTIES OF BACTERIA UNDER THE INFLUENCE OF BIFIDOBACTERIUM BIFIDUM 1 AND LACTOBACILLUS REUTERI DSM 17938I CELL-FREE EXTRACTS Knysh O.V., Kolpak S.A., Pogorila M.S., Babych Ye.M.
Key words: adhesion; cell-free extracts; Staphylococcus aureus; Escherichia coli; Вifidobacterium bifidum; Lactobacillus reuteri.
Increasing in the adhesive potential of probiotic bacteria on the one hand and weakening the adhesive ability of the pathobionts on the other is a pathogenetically based approach in the fight against intestinal infectious diseases and intestinal dysbiosis. At present postbiotic products are considered as one of the most promising means of influencing the intestinal microbiota. The aim of the work was to study the effect of cellfree extracts containing derivatives of Bifidobacterium bifidum 1 and Lactobacillus reuteri DSM 17938 on the adhesive properties of probiotic (L. reuteri DSM 17938 and B. bifidum 1) and opportunistic bacteria (Staphylococcus aureus ATCC 25923 and Escherichia coli ATCC 25922). Four cell-free extracts were investigated: L - obtained from the L. reuteri disintegrate; ML - obtained from the L. reuteri culture, cultivated in its own disintegrate; B - obtained from the B. bifidum disintegrate; MB - obtained from the B. bifidum culture, cultivated in its own disintegrate. The effect of cell-free extracts on the adhesive properties of microorganisms was studied by using Brilis method. ML, MB, and B extracts were found to be able to significantly increase the adhesive potential of B. bifidum and L. reuteri. Under their influence adhesion index calculated for bifidobacteria increased by 41.1 % (ML), 41.5 % (MB) and 50.6 % (B), and the microorganism adhesion index calculated for lactobacilli increased by 30.77 % (ML), 44.45 % (MB) and 44.97 % (B). Both
Escherichia coli and Pseudomonas aeruginosa. Regulatory Mechanisms in Biosystems. 2019 Apr 17; 10(2):251-6.
10. Lebeer S, Vanderleyden J, De Keersmaecker SCJ. Host interactions of probiotic bacterial surface molecules: comparison with commensals and pathogens. Nature Reviews Microbiology. 2010 Mar; 8(3):171-84.
11. Livinska OP, Harmasheva IL, Kovalenko NK. Vplyv teikhoievykh kyslot probiotychnykh laktobatsyl na mikrobnu adheziiu do epitelialnykh klityn [The effect of teichoic acids of probiotic lactobacilli on microbial adhesion to epithelial cells]. Mikrobiolohichnyi zhurnal. 2012; 74 (3), 16-22. (Ukrainian).
12. Malago JJ, Koninkx JFJG. Probiotic-Pathogen Interactions and Enteric Cytoprotection. Probiotic Bacteria and Enteric Infections. In: Malago, J.J., Koninkx, J.F.J.G., Marinsek-Logar, R (eds.). Probiotic Bacteria and Enteric Infections: Cytoprotection by Probiotic Bacteria, Part VI, Chapter 13 (pp. 289-311). Springer Science & Business Media, 476 p.
studied probiotic bacteria moved up from the category of «moderately adhesive» into the category of «strongly adhesive» with microorganism adhesion index > 4.0. Lactobacilli also became «strongly adhesive» under the influence of L extract, while microorganism adhesion index increased by 37.9 %. Among the studied extracts, only L extract caused a significant increase in the adhesion index of the S. aureus test culture. The other extracts caused minor changes in the adhesive potential of the test cultures. Under their influence, there was a tendency to increase or decrease the adhesive ability of bacteria. Under the influence of MB extract, the S. aureus test culture passed from the «strongly adhesive» category to the «moderately adhesive» category, and the E. coli test culture transferred from the «moderately adhesive» category to the «weakly adhesive» category. The data obtained are of great importance when developing new metabiotics based on the B. bifidum 1 and L reuteri DSM 17938 probiotic strains derivatives.
DOI 10.31718/2077-1096.20.2.134 УДК: 611.346 Кобеняк М.М.
ПОР1ВНЯЛЬНО-ВИДОВА КОНЦЕПЦ1Я МОРФОЛОГ1ЧНИХ ОСОБЛИВОСТЕЙ СЛ1ПО1 КИШКИ
Украт'нська медична стоматолопчна академiя, м. Полтава
В останн десятирiччя широкого розповсюдження набули захворювання травноУ системи, як по-требують негайного, як терапевтичного, так i хiрургiчного лкування, i тому постае законом'рне завдання пошуку нових та оптимiзацiя снуючих технологш i способ'т корекцУУ вищезгаданих нозо-логiй. Доклiнiчнi досл'дження таких розробок проводяться виключно на лабораторних тваринах i знання морфологiчних особливостей Ух будови для подальшого порiвняння з морфологiею аналог'ч-них органiв людини е актуальним завданням сучасно'У медико-бюлог1'чно'У науки. Враховуючи, що пра-ця виконувалась в рамках науково-досл'дно'У роботи пов'язано'У з обфунтуванням вибору тих чи !н-ших хiрургiчних ниток, як використовуються при зшиванн!' ранового дефекту товстого кишечника, то стае зрозумлим актуальнсть науковоУ публ'кацИ. В роботi використанi адекватн методи досл'джень в'дпов'дно до поставленоУ мети, а саме: г'ютолог'чний, мiкроскопiчний, морфометрич-ний i статистичний, та були вивчен боптати сл'то'У кишки 5 кролiв. Оцнили правильнсть розпо-длу ознак за кожним iз отриманих варiацiйних ряд 'в, середн значення за кожною вивченою ознакою, стандарта помилки та стандарта в1'дхилення. Достовiрнiсть рiзницi значень м'ж незалежними мi-крометричними величинами при нормальному розподiлi ознак визначали за критерiем Ст'юдента. В роботi охарактеризованi основн структура компоненти сл'то'У кишки кролiв i порiвнянi з аналог'ч-ними структурами сл'то'У кишки людини. Визначено, що слпа кишка кролiв, як i у людини, склада-еться з чотирьох оболонок: слизово'У, п'дслизово'У, м'язово'У i серозно'У. Слизова оболонка побудована з епiтелiального пласту, якш розташовуеться на базальнiй мембран i м'язовш пластинmi, мае кро-воноснi i лiмфатичнi судини та нервовi закнчення. П'дслизова оболонка складаеться з пухко'У волокнистоУ сполучноУ тканини, яка у своему склад!' мстить колагеновi i ретикулярн волокна, елементи дифузно'У л'шфо'УдноУ тканини, кровоносш судини i нервовi закнчення. М'язова i серозна оболонки по-будоваш аналог 'чно слпш кишц людини. Таким чином псля проведеного досл'дження визначено, що морфологiчна орга^за^я сл'то'У кишки кролiв на свтлооптичному рiвнi мае загальн закономiрностi будови аналогiчнi таким у сл!п!Ш кишц людини.
Ключовi слова: слта кишка, оболонки слто'Т кишки, крипти, артерюли, каптяри, венули.
Наукова робота проведена у рамках НДР «Експериментально - морфологiчне обфунтування дп нових хiрургiчних шовних матерiалiв, iмплантатiв та покривних поверхонь на р!знi органи при використаннi в експериментi та кл!н!чн!Ш практик», № держреестрацп 0118U004459.
Вступ
Захворювання оргашв травно'1 системи зав-жди займало одне з передових мюць. Нажаль тенден^я, що до цих захворювань йде на зрют. [1]. В останн роки спостер^аеться с^мкий роз-виток захворюваност товстого кишечника, серед яких злоякюн новоутворення, полтози, дивер-тикульози та ш. [2]. В зв'язку з цим значно зрос-ла ктькють оперативних втручань на товстому кишечнику, а з цим i зросли вимоги, як до техш-ки виконання операцш, так i до використання шовних матерiалiв.
Ч^ке розумшня структури кишечника, зокре-ма товстого, надасть змогу хiрургу проведення
устшних оперативних втручань, а головне пра-вильний шдхщ, що до ведення хворого в шсля-операцшному перюдк Розумшня структурних компонент стшки товстого кишечника в норм^ надасть змогу для визначення ступеню уражен-ня при рiзних патолопчних станах.
Виходячи з вищенаведеного вивчення морфологи слтоТ кишки кролiв у нормi е актуальним ме-дико-бюлопчним завданням, а отриман дан бу-дуть слугувати у якосл контрольних показниш при проведены сери експериментальних розробок.
Метою роботи було вивчення структурно'' ор-гашзаци слтоТ кишки кролiв у порiвняльно-видовому аспект та для отримання контрольних даних щодо ТТ морфолопчних особливостей.
