CC BY
28
крові щурів, яка викликана незбалансованим харчуванням, та можливості її корекції шляхом доповнення раціону харчовою домішкою (біополімер із тканин рапани (БР)). Встановлено, що використана харчова домішка в умовах in vitro виявляє значну антирадикальну активність. Показано, що застосування БР на тлі незбалансованого раціону приводить до нормалізації вмісту гідроперекисів ліпідів у крові та вірогідного зниження рівня цих продуктів ПОЛ у гепатоцитах щурів, до уповільнення зниження глутатіонпероксидазної активності в гепатоцитах і нормалізації супероксиддисмутазної активності в крові піддослідних тварин.
КЛЮЧОВІ СЛОВА: прооксидантно-антиоксидантний баланс, незбалансоване харчування, біополімер із тканин рапани, щури
CORRECTION BY BIOPOLYMER FROM RAPANA TISSUES THE CHANGE OF PROOXIDANT -ANTIOXIDANT BALANCE STATE OF RAT ORGANISM UNDER UNBALANCED NUTRITION
Yu. V. Nikitchenko1, V.N. Dzyuba1, T.N. Ovsyannikova1, O. Ye. Bityutskaya2, V. V. Bondar1,
A.A. Sheremet', A.S. Popovich1
'V.N. Karazin Kharkov National University, Kharkov, Ukraine
2South Scientific-research institute of marine fish industry and oceanography, Kerch, Ukraine SUMMARY
The peculiarities of change of prooxidant-antioxidant balance in rat hepatocytes and blood serum under unbalanced nutrition and possibilities of its correction by means of supplement of ration by food addition (biopolymer from rapana tissues (BR)) were investigated. It was found out that the used food addition in conditions in vitro had revealed significant antiradical activity. It is shown that the use of BR against the background of unbalanced ration led to normalization of lipid hydroperoxides content in blood and significant decrease of the level of these LPO products in rat hepatocytes, to the slowing of glutathione peroxidase activity decrease in hepatocytes and normalization of superoxide dismutase activity in blood of experimental animals.
KEY WORDS: prooxidant-antioxidant balance, unbalanced nutrition, biopolymer from rapana tissues, rats
АНТАГОНІСТИЧНА АКТИВНІСТЬ PSEUDOMONAS AERUGINOSA ПІД ВПЛИВОМ АКТИВАТОРІВ АЛОСТЕРИЧНИХ ФЕРМЕНТІВ
Т.П. Осолодченко, Н.І. Городницька, Л.Г. Штикер
Державна установа «Інститут мікробіології та імунології імені 1.1. Мечникова АМН України», Харків, Україна
РЕЗЮМЕ
У роботі використовувались штами Pseudomonas aeruginosa, енхансери із груп похідних ізохінолі-нів та імідазолів. Досліджувалась дія енхансерів як окремо, так і в їх комбінаціях на антагоністичну активність Pseudomonas aeruginosa. В результаті проведених досліджень було встановлено, що при використанні активаторів алостеричних ферментів антагоністична активність збільшується в 2 рази. Відмічався взаємний антагонізм між клінічними штамами P. aeruginosa 15, 27 і 87 та вакцинним штамом P. aeruginosa 66-16, який використовується при виробництві вакцин.
КЛЮЧОВІ СЛОВА: Pseudomonas aeruginosa, клінічні та вакцинні штами, енхансери, антагоністична активність.
Інфекційні захворювання за даними ВООЗ за смертністю населення знаходяться на першому місці. Представники виду Pseudomonas aeruginosa широко розповсюджені в природі і виділяються від сільськогосподарських тварин, людини, гризунів, птахів та інше. P. aeruginosa є збудником синьогній-ної інфекції, яка широко розповсюджена в клініці. Штами P. aeruginosa є антибіотико-резистентними, тому вивчення відповідних біологічних властивостей має актуальне значення [1, 2]. Всі мікроорганізми/*, aerugino-
5а мають подібні культуральні та морфологічні властивості, а відрізняються за біохімічними, серологічними, імунологічними та патогенними властивостями [3, 4]. Однак про антагонізм мікроорганізмів по відношенню до інших штамів мало що відомо.
Вперше антагонізм мікробів був відмічений Л. Пастером в 1887 р. В подальших дослідженнях було встановлено, що це явище широко розповсюджене у природі. Під впливом антагоністів мікроби припиняють зростати та розмножуватися, в інших випадках
лізуються клітини та гальмуються біохімічні процеси, наприклад дихання або синтез амінокислот. Найбільш виразно антагонізм виявляється у актиноміцетів, бактерій і грибів. Синьогнійна паличка активно пригнічує збудника чуми; актиноміцети, виробляючи ністатин, пригнічують зростання дріжджових організмів.
Механізм антагонізму різноманітний і незрозумілий в багатьох випадках. Найчастіше антагоністи діють на конкурентів продуктами свого обміну речовин, у тому числі антибіотиками, або витісняють конкурентів внаслідок більш інтенсивного розмноження чи збільшеного споживання поживних речовин. Мікроби-антагоністи широко використовуються в різних галузях: у фармакологічній -виробництво антибіотиків, у медицині та ветеринарії - застосування препаратів пробіо-тиків, у різних галузях харчової промисловості та сільському господарстві.
Робота виконана згідно НДР, яка виконується в лабораторії біохімії мікроорганізмів та поживних середовищ за темою: «Вплив похідних ізохінолінів та імідазолів на біологічні властивості мікроорганізмів на штучних поживних середовищах» (№ держреєст-рації 0107U001641).
Метою роботи є дослідження здатності активаторів алостеричних ферментів впливати на антагоністичну активність P. aeruginosa.
МАТЕРІАЛИ ТА МЕТОДИ
Об’єктами дослідження були штами мікроорганізмів P. aeruginosa:
1) промисловий штамм для виробництва вакцин - P. aeruginosa ІГН 66-16;
2) клінічні штами, які виділені від хворих з хірургічними втручаннями - P. aeruginosa 15, P. aeruginosa 27, P. aeruginosa 87.
Штами зберігались в напіврідкому середовищі. Життєздатність клітин підтримували методом пересівів на тверде поживне середовище - агар Мюллера-Хінтона (АМХ).
Були досліджені стимулятори росту мі-
кроорганізмів із групи алостеричних активаторів циклічного аденозинмонофосфату: ізо-хіноліни (А) та імідазоли (В) [5].
Вплив активаторів алостеричних ферментів досліджували в концентраціях 0,1% та 0,01%,окремо кожного та в їх комбінаціях на антагоністичну активність P. aeruginosa [6].
Антагоністичну активність культур си-ньогнійної палички вивчали методом агарових блочків: на МПА у чашки Петрі висівали газоном продуцент P. aeruginosa ІГН 66-16 та інкубували при 35°С упродовж 2 діб, після чого стерильним пробковим свердлом (діаметр 6 мм) вирізали агарові блочки з газоном P. aeruginosa 66-16 та переносили у чашки Петрі з АМХ, щойно засіяні клінічним мікробом. Далі навпаки, в якості продуцента використовували один із клінічних штамів. Агарові блочки розташовували на однаковій відстані один від одного, на відстані 1,5-2 см від краю чашки безпосередньо в лунки, які перед цим були вирізані свердлом такого ж діаметру. На одній чашці Петрі з тест-мі-кробом розміщували 4-5 агарових блочків із різним продуцентом. Чашки витримували 1 годину при кімнатній температурі для дифузії біологічно-активних метаболітів у товщу агару, після чого поміщали їх у термостат при температурі 35°С на 24 години [7].
Статистичну обробку отриманих результатів проводили згідно статистичних методів за критерієм Стьюдента-Фішера у бактеріологічних дослідженнях [8]. Визначали: М -середнє значення діаметру зон затримки росту навколо агарового блоку з продуцентом, m - середнє відхилення, р - вірогідність результатів.
РЕЗУЛЬТАТИ ТА ОБГОВОРЕННЯ
При чутливості мікроорганізмів до активних речовин, що виділяються продуцентом після інкубації, навколо агарового блоку створювалися зони затримки росту. Якщо штами були не чутливі, то по всій поверхні агару.
Зони затримки росту клінічних штамів P. aeruginosa 15,27 і 87 під впливом активних речовин P. aeruginosa 66-16 (M±m)
Таблиця 1
Продуцент Клінічні штами мікроорганізмів P. aeruginosa
Зони затримки росту мікроорганізмів, мм, (р <0,05)
P. aeruginosa 15 P. aeruginosa 21 P. aeruginosa 87
P. aeruginosa 66-16 0 15,2±0,2 14,1 ±0,2
Як свідчать дані, що представлені в таблиці 1, штам P. aeruginosa 66-16 володіє антагоністичною дією по відношенню до клінічних штамів P. aeruginosa 27 і 87. Зони затримки росту штаму P. aeruginosa 27 складали (15,2±0,2) мм, а штаму P. aeruginosa 87 - (14,1±0,2) мм.
Також було поставлено дослідження, чи володіють клінічні штами мікроорганізмів P. aeruginosa 15,27 і 87 антагоністичною активністю по відношенню до вакцинного штаму P. aeruginosa 66-16. Дані представлені в таблиці 2.
Серія «Медицина». Bun. 16 Т аблиця 2
Зони затримки росту P. aeruginosa 66-16 під впливом активних речовин клінічних штамів P. aeruginosa 15, 27 і 87 (М±т)
Продуцент Зони затримки росту P. aeruginosa II I I 66-16, mm, (p <0,05)
P. aeruginosa 15 0
P. aeruginosa 27 12, 2±0,1
P. aeruginosa 87 13,2±0,1
Як свідчать дані, що представлені в таблиці 2, клінічні штами P. aeruginosa 27 і 87 володіють антагоністичною активністю по відношенню до вакцинного штаму P. aeruginosa 66-16, а штам P. aeruginosa 15 не має такої дії. Зони затримки росту штаму P. aeruginosa 66-16 під впливом активних речовин P. aeruginosa 27 становили (12,2±
0,1) мм, а під впливом речовин P. aeruginosa 87 - (13,2±0,1) мм.
Під впливом енхансерів збільшується продукція активних речовин P. aeruginosa 66-16, що проявляється в підвищенні антагоністичного впливу на клінічні штами мікроорганізмів P. aeruginosa 15,27 і 87 [9]. Дані представлені в таблиці 3.
Т аблиця З
Зони затримки росту клінічних штамів мікроорганізмів P. aeruginosa 15, 27 і 87 під впливом енхансерів та активних речовин P. aeruginosa 66-16 (M±m)
Продуцент P. aeruginosa 66-16 Клінічні штами мікроорганізмів P. aeruginosa
Зони зат Римки росту мікроорганізмів, мм, (p <0,05)
P. aeruginosa 15 P. aeruginosa 21 P. aeruginosa 87
Енхансер 0,01% A 12,2±0,2 17,2±0,3 15,6±0,4
0,01% В 0 16,1 ±0,2 14,3±0,2
0,001% AB 13,5±0,3 18,1 ±0,2 17,1±0,3
Як свідчать дані, що представлені в таблиці 3, при додаванні стимуляторів росту А в концентрації 0,01% збільшувалися зони затримки росту клінічних штамів мікроорганізмів P. aeruginosa 15, 27 і 87 та складали: (12,2±0,2) - (17,2±0,3) мм. При додаванні енхансерів В в концентрації 0,01% спостерігався інтенсивний ріст штаму P. aeruginosa
15, а у штамів P. aeruginosa 27 та 87 відмічалася зони затримки росту: (14,3±0,2) -(16,1±0,2) мм. При додаванні комбінації енхансерів А і В в концентрації 0,001% антагоністична активність збільшувалася та зони затримки росту складали (13,5±0,3) - (18,1±
0,2) мм.
Антагонізм бактерій вивчався давно, так як антибіотикоподібні речовини мають інтерес для науки в плані розробки препаратів з антибіотикоподібними властивостями [10,
11]. Виділення цих речовин можливе тільки при потраплянні мікроорганізмів в відповідні умови. Механізм продукції цих речовин до кінця не з’ясований. Тому вперше було проведено дослідження, чи будуть впливати стимулятори росту на продукцію антибіоти-коподібних речовин, так як в попередніх роботах показано, що енхансери із груп похідних ізохінолінів та імідазолів впливають на метаболічні процеси в клітинах [12].
Встановлено, що клінічні штами P. aeruginosa 27, 87 та вакцинний штам P. aeruginosa 66-16 мають взаємний антагонізм, а між клінічним штамом P. aeruginosa 15 та вакцинним штамом P. aeruginosa 66-16 він відсутній. Додавання стимулятора росту А із класу ізохінолінів в незначній кількості сприяло появі зон затримки росту у клініч-
ного штаму P. aeruginosa 15, а також збільшувало діаметри зон затримки росту у клінічних штамів 27, 87. Про те додавання енхансерів В із класу імідазолів не затримувало ріст клінічного штаму P. aeruginosa 15, але збільшувало діаметр зон затримки росту клінічних штамів P. aeruginosa 27 і 87. Комбінація енхансерів А і В із груп ізохінолінів та імідазолів сприяла збільшенню антагоністичної активності штамів P. aeruginosa, що проявлялося в появі зон затримки росту у клінічного штаму P. aeruginosa 15 та збільшенні діаметру зон затримки росту штамів P. aeruginosa 27 і 87.
В результаті проведених досліджень було встановлено, що енхансери із груп похідних ізохінолінів та імідазолів є стимуляторами процесу по утворенню штамами P. aeruginosa антибіотикоподібних речовин, які впливають на співіснування мікроорганізмів.
ВИСНОВКИ
1. Культури P. aeruginosa 66-16 при додаванні енхансерів із груп алостеричних активаторів циклічного аденозинмоно-фосфату підвищують антагоністичну активність, а інші штами не володіють цими здібностями.
2. Культури P. aeruginosa 66-16 та клінічні штами 27 і 87 мають взаємний антагонізм, а з клінічним штамом 15 він відсутній.
Перспективи подальших досліджень направлені на встановлення взаємного антагоністичного впливу P. aeruginosa по відношенню до інших мікроорганізмів та можливості протікання цих інфекцій в асоціаціях.
ЛІТЕРАТУРА
1. Порт О.В. Адгезивні та колонізаційні властивості клінічно-значущих штамів P. aeruginosa: Автореферат дис.... канд.. мед. наук, - X., 2006. - 24 с.
2. Осолодченко Т.П., Порт О.В., Городницька Н.І., др. // Лаб. діагностика. - 2007. - №3(41). -С. 54-57.
3. Городницька Н.І., Мартинов А.В., Осолодченко Т.П.// Вісник Харківського національного університету ім. В.Н. Каразіна. Серія «Медицина». - 2008. - № 797, вип. 15. - С. 9-12.
4. ЕзепчукЮ.В. Патогенность как функція биомолекул. -М.: Медицина, 1985. - С. 143-156.
5. Адлова Г.П., Денисова С.В., Имиджев А.К. и др. // ЖМЭИ. - 1998. -№ 1. - С. 13-17.
6. Воронина ЛИ., Десенко В.Ф., Кравченко В.И. и др. Руководство к лабораторным и семинарским занятиям по биологической химии. -Х.:Основа, 1996. - С.43.
7. Симонович В.М., Головачова Н.О., Доценко В.О. ін. // Збірник наук, праць ЛНАУ. - 2008. - № 92. -С. 191-194.
8. Ашмарин В. Математические методы в биологии. -М.:Мир. - 1964. - С. 203.
9. Иванкин А.Н. Биологически активные вещества из животной ткани и микроорганизмов. Методы
получения и структурно-функциональные взаимосвязи: Автореф. дис. ...докт.хим.наук. -М., 1998. -С. 39
10. М. P. Crespo, N. Woodford, A. Sinclair, et al. // J. Clin Microbiol. - 2004. - Vol. 42(11). - P. 5094-5101.
11. Aruna Jahoor, Rashila Patel, Amanda Bryan, et al. // J. Bacteriol. - 2008. - Vol. 190, № 13. - P. 44084415.
12. Городницька H.I., Мартинов A.B., Осолодченко Т.П.//Матеріали науково-практичної конференції з міжнародною участю: “Фармацевтична тех-нологія та погляд у майбутнє”. -X.: Вид-во “ФаУ”, 2008. -С. 241-250.
13. Beavchanp С., Fridovich I. // Anal. Biochem. - 1971. - Vol. 44. - № 1. - P. 276-287.
14. Ademoglu E., Gokkusu C., Yarman S. et al //Pharmacol. Res. - 1998. - Vol. 38. - № 2. - P. 93-96.
15. Rogelj B., Popovic Т., Ritonja A. et. al //Phytochemistry. - 1998. - Vol. 49, № 6. - P. 1645-1649.
16. Pier G. B. // J. Med. Microbiol. - 2007. - № 297(5). - P. 277-295.
17. Riegel. P.,R. Heller., G. Prevat//Clm.microbiol. Rev. - 2005. - Vol. 7. - P. 1107-1111.
18. Green C.M., Carroll T.P., Smith S.G. et al // J. Immunol. - 2005. - Vol. 174. - P. 1638-1646.
АНТАГОНИСТИЧЕСКАЯ АКТИВНОСТЬ PSEUDOMONAS AERUGINOSA ИОД ВОЗДЕЙСТВИЕМ АКТИВАТОРОВ АЛОСТЕРИЧЕСКИХ ФЕРМЕНТОВ
Т.П. Осолодченко, Н.И. Городницкая, Л.Г. Штыкер
Государственное учреждение «Институт микробиологии и иммунологии имени И.И. Мечникова
АМН Украины», Харьков, Украина
РЕЗЮМЕ
В работе использовались штаммы Pseudomonas aeruginosa, энхансеры класса изохинолинов и ими-дазолов. Исследовалось действие энхансеров как в отдельности, так и в их комбинациях на антагонистическую активность Pseudomonas aeruginosa. В результате проведенных исследований было установлено, що при использовании активаторов аллостерических ферментов антагонистическая активность увеличивается в 2 раза. Отмечался взаимный антагонизм между клиническими штаммами P. aeruginosa 15, 27, 87 и вакцинными штаммами P. aeruginosa 66-16, который используется в производстве вакцин.
КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА: Pseudomonas aeruginosa, клинические и вакцинные штаммы, энхансеры, антагонистическая активность
ANTAGONIST ACTIVITY OF PSEUDOMONAS AERUGINOSA UNDER THE INFLUENCE OF ALLOSTERIC FERMENT ACTIVATORS
T.P. Osolodchenko, N.I. Gorodnitskaya, L. G. Shtiker
State establishment «1.1. Mechnykov Institute of Microbiology and Immunology of the Academy of Medical Science of Ukraine», Kharkov, Ukraine
SUMMARY
Clinic and vaccine strains of Pseudomonas aeruginosa and enhancers of izohinolins and imidazols class have been used for this study. The study focuses on the effect that these enhancers, both ceparatelly and in combination, have on antagonist activity of Pseudomonas aeruginosa. As a result of research it was proved that the use of the allosteric ferment activators increases antagonist activity of Pseudomonas aeruginosa twice. Reciprocal antagonism was noted between clinical strains of Pseudomonas aeruginosa 15, 27, 87 and vaccine strain of Pseudomonas aeruginosa 66-16, that is used to produce a vaccines.
KEY WORDS: Pseudomonas aeruginosa, clinic and vaccine strains, enhancer, antagonist activity
