CC BY
8
SCIENCE TIME
■
CTРEПTOКOККИ И ЗАВИСИМОСТЬ ИХ ЧИСЛЕННОСТИ ОТ СОСТОЯНИЯ ЗДОРОВЬЯ ОРГАНИЗМА
Тимошко Мария Андреевна, Богдан Виктория Константиновна,
Велчю Алена, Струтинский Федор, Институт Физиологии и Санокреатологии А.Н. Молдовы, г. Кишинев
E-mail: [email protected]
Аннотация. Установлено, что микроорганизмы семейства Streptococcaceae, изолированные из содержимого кишечника человека и животных принадлежат к трем родам. Их идентификация показала превалирование стрептококков рода Enterococcus (74,17), на втором месте -Lactococcus (13,18) и третьем - Streptococcus (12,63% от общего числа выделенных штаммов).
В двух сериях опытов доказана полная зависимость состояния здоровья организма от численности стрептококков в кишечнике. Подтверждено, что патологические изменения уровня стрептококков в кишечнике, возникшие в раннем постнатальном возрасте требуют, целенаправленных лечебных мероприятий, включая назначение микробных препаратов на их основе.
Ключевые слова: стрептококки, здоровье, кишечник, численность.
Известно, что стрептококки принадлежат к семейству Streptococcaceae, и порядку Lactobacillales. В пищеварительном тракте человека и животных обнаружены 3 рода: Streptococcus, Lactococcus и Enterococcus. В отдельных случаях и название рода таких бактерий является идентичным с местом их жизнедеятельности. Это касается, в основном, последних двух указанных родов, т.е. Lactococcus и Enterococcus. Первые роды стрептококков используются для производства кисломолочных продуктов, а последний, в основном, колонизирует пищеварительный тракт человека и животных [1-3].
Форма сферическая или овальная, расположение в цепочки различной длины и окрашиваются по Грамму только положительно. По отношению к кислороду они бывают: аэробами, факультативными или облигатными
| SCIENCE TIME Щ
анаэробами. Гомоферментативные стрептококки ферментируют глюкозу с образованием кислоты, а гетероферментативные, - кислоты и газа (СО2). Эти бактерии, реагируя отрицательно к каталазе и оксидазе, в большинстве случаев способны к гемолизу. [4].
Наименование стрептококков подтверждено их расположением, а последнее может быть в цепочку, парами или одиночное. Принято считать, что они неподвижные и аспорогенные, однако отдельные их виды могут образовать капсулы (патогенные в неблагоприятных условиях). По отношению к живым организмам стрептококки могут проявить сапрофитное, патогенное или условно -патогенное воздействие. Для роста они требуют сложные питательные среды, особенно по составу истинных белков (крови, сыворотки крови и асцита).
о
Культивирование всех стрептококков проводится при 37 С в течение 24 часов.
Несмотря на то, что стрептококки известны давно (более 130 лет) все же изучена лишь их роль в возникновении и появлении различных патологий. Это подтверждено как широким распространением в природе, так и их высокой вирулентностью, способностью синтезировать множество ферментов и токсин, устойчивостью к фармацевтическим препаратам, а также зависимостью от уровня иммунитета у живых организмов [5-7].
Относительно их роли для организма стрептококки дифференцированы на особи с отрицательными свойствами (на примере: возбудителей инфекционных заболеваний) и с положительными или полезными (на примере: используемых в пищевой и микробиологической промышленности). Кроме того, имеются стрептококки, которые могут проявлять отрицательные свойства или патогенность лишь в определенных условиях, называясь условно-патогенными разновидностями [8].
Известно, что кишечные стрептококки (Е. fecalis, E.faecium, E.avium, E.casselifavus, E. durans, E.gallinarum, E.raffinosus, E. hirae, E. malodoratus, E. mundii) после 1997 года включены в род Enterococcus. Они, преимущественно, обнаруживаются, в кишечнике, во влагалище человека и животных и часто загрязняют окружающую среду. Такой вывод обоснован их распространенностью (в почве, воде, пищевых продуктов и др.). Многими исследователями показано, что около 90% стрептококковых инфекционных кишечных заболеваний вызваны видом Enterococcus faecalis и лишь 10% -другими представителями этого рода. Показано, что такие бактерии обладают природной устойчивостью к бета-лактамным антибиотикам [6].
Экспериментально доказана обособленность трех видов энтерококков Е. fecalis, E.faecium и E. durans. Такие микроорганизмы участвуют в формировании колонизационной резистентности слизистой оболочки кишечника. Кроме того, считается, что у детей естественного вскармливания энтерококки могут присутствовать в количественных пределах 106-107, а искусственного - 108-109
| SCIENCE TIME Щ
КОЕ / 1г. Одновременно установлено, что норма энтерококков в содержимом
п о
кишечника взрослых, находилась в пределах 10-10 КОЕ микробных клеток на 1г [9].
В отдельных литературных источниках показана специфичность стрептококков группы D для различных видов диких и домашних животных. Более полная информация по данному вопросу приведена в работах Тимошко М. (2005), Тимошко М и др.(2013) и Велчу и др. 2011 [12, 18, 19].Обращено внимание на их численность, которая зависела от возраста и функционального статуса пищеварительного тракта. При этом, стрептококки являлись составной частью кишечной микрофлоры обезьян, собак, кошек, норок, мышей, крыс, хомяков, морских свинок, а их количество достигало соответственного уровня в: 7,3±1,4; 9,9±0,4; 8,5±0,4; 9,2±0,3; 5,6±0,9; 8,2±0,6; 5,1±1,5 §i 6,9±1,8 log /g кишечного содержимого. Исследования, проведенные на сельскохозяйственных животных и птицах, выявили, что стрептококки заселяли пищеварительный тракт свиней, кроликов, лошадей и кур, достигая соответственно уровня численности в: 7,9±1,0; 3,6±0,6; 8,5±0,8 и 7,1±0,4 log/g. Примечательно, что стрептококки находились и в содержимом кишечника молодняка сельскохозяйственных животных: поросят, ягнят, телят и цыплят, выявляясь соответственно в количестве 7,34±0,1; 6,7±0,5; 5,4±0,2 §i 6,5±0,5 log/g [10-12].
Вышесказанное обосновала целесообразность изучения стрептококков и у детей раннего возраста. Такие исследования, подтвердили, что стрептококки заселяли пищеварительный тракт детей с первых часов после рождения и достигали уровня, характерного для взрослого человека, к 14 дневному возрасту [13, 14].
В дальнейшем, исследования в таком направлении проведены в Институте Физиологии и Санокреатологии Академии наук Молдовы, которые установили дифференцированную возрастную динамику, заселенности желудочно-кишечного тракта детей раннего возраста (до 3-х лет включительно) такими бактериями, в зависимости от его функционального статуса. При этом, выявлена численность стрептококков в содержимом кишечника и в критические возрастные периоды деятельности организма, а также в зависимости от состояния бактериоценоза этой полости (саногенного или патологического) до 360 дней после рождения. Если у здоровых детей через 6-360-дней после рождения стрептококки были обнаружены в пределах 5,23±0,14 - 6,53±0,09 log/ g, то в случае кишечных расстройств эти микроорганизмы выявлялись в большем количестве (от 5,65±0,11 до 7,17 log/g). Различие относилась и к качественному составу энтерококков. Если у первых детей доминировали энтерококки вида Enterococcus faecium, то у последних, эти бактерии, представлены другим видом - E.faecalis [15-18].
Сказанное подтверждает существующее мнение о том, что стрептококкам
I SCIENCE TIME Щ
принадлежит важная роль в здоровье и патологии пищеварительного тракта. Наибольшее внимание обращено на роль стрептококков в патологических процессах, однако известно, что эти микроорганизмы активно содействуют и поддержанию человеческого здоровья [19]. Это подтверждается их широким использованием в производстве некоторых пищевых продуктов, (на примере кисломолочных и др.), потому что для этого применяются чистые монокультуры, а так же их ассоциации, особенно стрептококков рода Lactococcus и др. (L.lactis, L.diacetilactis, L. cremoris и др.) [11].
Как видно, приведенная информация показывает, что исследования о роли стрептококков в здоровье очень лимитированы, а проблема изучения распространенности стрептококков и зависимости их численности от состояния здоровья организма требует срочного разрешения. Это подтверждено и медицинскими интересами, предусматривающими процессы лишь лечения, включительно и кишечных заболеваний (применением фармацевтических препаратов различного действия, будучи антибактериального или пробиотического). Результаты таких исследований позволят как ускорить и улучшить процесс разработки новых методов их рекомендации для использования (сапрофитных) или подавления (патогенных), так и выявить фармацевтические препараты, которые могли бы быть рекомендованы в целях защиты организма от стрептококковых возбудителей инфекционных заболеваний, широко распространенных среди детей и взрослых.
Поэтому в наших работах было предусмотрено выделить чистые культуры стрептококков из содержимого кишечника детей и сельскохозяйственных животных различного возраста. В результате установлено, что микроорганизмы семейства Streptococcaceae, изолированные из содержимого кишечника человека и животных принадлежали трем родам Enterococcus, Lactococcus и Streptococcus . После их идентификации к первому роду были отнесены 74,17, ко второму -13,18 и к третьему -12,63% от общего числа выделенных штаммов.
Выявлено, что количественный уровень энтерококков у детей и у молодняка сельскохозяйственных животных постоянно находился в зависимости от функционального статуса, а также от состояния здоровья организма. Это подтверждено научными данными таблицы 1, которые показывают, что численность энтерококков в содержимом кишечника детей до 60-дненого возраста с дисфункциями, сравнительно с таковой у здоровых, увеличилась на 11,80 - 37,09%. Затем различие спало до минимума. Следует обратить внимание, что с 241 дня после рождения и до конца опытного периода у детей, этой же экспериментальной группы, количественные показатели энтерококков росли на 13,32 - 19,89%.
| SCIENCE TIME Щ
Таблица 1
Количественные показатели энтерококков в кишечнике детей раннего возраста (до 360 дней) в зависимости от состояния здоровья
Возраст, дни Количество микробных клеток в 1г содержимого кишечника, десятичные логарифмы (лог) Различие во второй группе, сравнительно с первой, %
Группы детей
I II
0-6 5,93±0,15 6,63±0,12 +11,80
7-30 5,76±0,10 6,84±0,12 +18,75
31-60 5,23±0,14 7,17±0,16 +37,09
61-90 6,19±0,13 6,57±0,14 + 6,13
91-120 6,00±0,11 6,04±0,13 + 0,66
121-180 5,92±0,10 5,65±0,11 - 4,56
181-240 6,53±0,09 6,49±0,12 - 0,61
241-300 5,63±0,12 6,38±0,17 +13,32
301-360 5,53±0,07 6,63±0,11 +19,89
Примечание: Группы детей: I - контрольная (дети здоровые); II-экспериментальнаяс (больные расстройством кишечника).
Следовательно, отмечены два пика роста различия численности энтерококков (с 0 до 60 и с 241 до 360 дней после рождения). Если первый пик обоснован ростом количества микробных клеток энтерококков вида Е£есаШ, то второй - другого вида энтерококков (Е^аесшт).
Такие данные обосновали продолжение научных исследований в этом направлении с учетом и промежуточного состояния здоровья, которые осуществлялись в двух сериях опытов. Первая на модельных животных (поросятах 0-135дней после рождения) и вторая на детях (в возрасте 3-14 лет). Проводился учет общего количества микроорганизмов семейства Streptococcaceae у экспериментальных индивидуумов здоровых и с патологией кишечника или с саногенным и патологическим состоянием здоровья желудочно -кишечного тракта. Последнее было промежуточным или финальным, которые характеризовались соответственно дисбактериозом и расстройством кишечника в виде диареи.
Полученные результаты представлены в таблицах 2 и 3.
I SCIENCE TIME Щ
Таблица 2
Количественные показатели стрептококков в кишечнике поросят с различным состоянием здоровья
Возраст, дни Количество микробных клеток в 1г содержимого кишечника, десятичные логарифмы (лог) Различие , сравнительно с - контролем, %
Группы животных Группы животных
I II III II III
0-30 7,17±0,16 8,53±0,19 8,64±0,17 +18,96 +20,50
31-45 6,80±0,14 8,14±0,16 8,30±0,19 +19,70 +22,05
46-75 6,66±0,11 8,04±0,21 8,53±0,23 +21,17 +28,07
76-105 6,53±0,10 7,80±0,17 8,07±0,21 +19.44 +23,58
106-135 6,49±0,13 7,46±0,20 7,82±0,20 +14,96 +20,49
Примечание: Группы поросят: I - контрольная (поросята здоровые); II и III - экспериментальные (животные с патологией кишечника). II - с промежуточным патологическим состоянием здоровья кишечника (с дисбактериозом); III - c финальным патологическим состоянием здоровья кишечника (с расстройством в виде диареи).
Видно, что общая численность стрептококков в содержимом кишечника животных экспериментальных групп, сравнительно с таковой у контрольных, было значительно выше. Даже у животных с промежуточным патологическим состоянием здоровья кишечника в возрасте 0-75-дней различие превышало контрольные данные на 18,96 - 21,17%, а с финальным еще значительнее (на 20,50 - 28,07%).
Хотя в показателях различия и происходили незначительные снижения все же к концу опытов (135 дней после рождения), опытные и контрольные данные продолжали соответственно отличаться в среднем на 14,96 и 20,49%.
Таким образом, установлено, что численность стрептококков в содержимом кишечника у модельных животных постоянно находилась в прямой зависимости от состояния здоровья их организма.
Результаты исследований на модельных животных подтвердили целесообразность проведения их и на детях (вторая серия опытов). Исследования осуществлялись адекватно как в первой серии. При этом с учетом состояния здоровья, составлены 3 группы детей в возрасте 3-14 лет. Первая группа включала здоровых детей и служила в качестве контроля, а II и III -были экспериментальными. Дети второй группы были с промежуточным патологическим состоянием кишечника (дисбактериозом), а третьей - с финальным патологическим состоянием кишечника (расстройством в виде диареи). В пробах кишечного содержимого учитывали показатели общей численности стрептококков семейства Streptococcaceae, особенно родов Streptococcus, Lactococcus и Enterococcus.
I SCIENCE TIME Щ
Полученные результаты во второй серии опытов (табл.3) показывают, что количественные показатели стрептококков в кишечнике детей с различным состоянием здоровья имеют одинаковую тенденцию относительно численности таких бактерий как у модельных животных. В частности, детям в возрасте 3-8 лет с дисбактериозом, свойственно повышенное содержание стрептококков в 1г содержимого кишечника (в среднем на 21,15 - 37,91). Примечательно, что у детей с расстройством в виде диареи уже в 3-4 года был самый высокий уровень различия таких данных (на 66,34%),который продолжал снижаться, все же до конца опытного периода (13-14 лет) у детей второй и третьей групп восстановление численности стрептококков не выявлено. Это подтверждает мнение о том, что если в раннем возрасте развивается патология кишечника, восстановление количественных показателей стрептококков без целенаправленных специфических лечебных мероприятий не происходит. Вероятно, поэтому требуется применение микробных препаратов, имеющих в своем составе представителей семейства Streptococcaceae, особенно родов Streptococcus, Lactococcus и Enterococcus.
Таблица 3
Количественные показатели стрептококков в кишечнике детей в возрастной динамике и с различным состоянием здоровья
Возраст, лет Количество микробных клеток в 1г содержимого кишечника, десятичные логарифмы (лог) Различие, сравнительно с первой группой, %
Группы детей Группы детей
I II III II III
3-4 5,20±0,12 6, 30±0,12 8, 65±0,18 +21,15 +66,34
5-6 5,38±0,11 7, 20±0,16 8, 77±0,23 +33,82 +63,01
7-8 5,46±0,13 7, 53±0,18 8, 17±0,20 +37,91 +49,63
9-10 5,88±0,14 7, 86±0,19 8, 11±0,25 +36,67 +37,92
11-12 5,90±0,15 7, 92±0,17 8, 04±0,22 +34,23 +36,27
13-14 6, 13±0,18 7, 76±0,18 7, 88±0,21 +26,59 +28,54
Примечание: Группы детей приведены в тексте.
Данные второй серии опытов, так же экспериментально подтвердили, что численность стрептококков постоянно находилась в зависимости от состояния здоровья организма детей разного возраста.
Таким образом, доказано, что полученные результаты двух серий опытов полностью обосновали зависимость ^стояния здоровья организма от численности стрептококков в кишечнике детей и молодняка животных.
«
I
SCIENCE TIME
I
Литература:
1. [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://www.creeaza.com/familie/ medicina/FAMILIA-Streptococcaceae 629.php http://www.paginamedicala.ro/boli-afectiuni/Infectia-streptococica-si-enterococica_1279/?pollop=comment&pollid=$id2.
2. [Электронный ресурс]. - Режим доступа: https://ru.scribd.com/doc/18599510/ Streptococcus
3. [Электронный ресурс]. - Режим доступа: https://ru.scribd.com/doc/186113091/ Caractere-Generale-Ale-Streptococilor-Modificat
4. [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://www.scribd.com/doc/186113091/ Caractere-Generale-Ale-Streptococilor-Modificat3. 2 13. Ермоленко Е.И. Бактериоцины энтерококков: проблемы и перспективы использования (обзор литер.) / Е.И. Ермоленко // Вест. СПб. ун-та. Сер. 11. — 2009. — Вып. 3. — С. 78 -93.
5. Ермоленко Е.И. Бактериоцины энтерококков: проблемы и перспективы использования (обзор литер.) / Е.И. Ермоленко // Вест. СПб. ун-та. Сер. 11. — 2009. — Вып. 3. — С. 78-93.
6. Бондаренко В.М. Симбиотические энтерококки и проблемы энтерококковой оппортунистической инфекции [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http:// меdi:ru/doc/1951126.htm
7. Чертков K.M. Характеристика биологических свойств энтерококков, выделенных из различных биотопов: Aвтореф. дис. канд. мед. Наук. - Оренбург, 2001. - 22 с.
8. Foulquie Moreno M. R. Applicability of a bacteriocin-producing Enterococcus faecium as a co-culture in Cheddar cheese manufacture / M.R. Foulquie Moreno, M. Rea, T. Cogan, L. De Vuyst // Int. J. Food Microbiol. — 2003. — Vol. 81. — P. 73-84.
9. Бондаренко В.М. Дисбактериоз кишечника как клинико-лабораторный синдром: современное состояние проблемы / В.М. Бондаренко, Т.В. Мацулевич. — М.: ГЭОТЛР-Медиа, 2007.
10. Тимошко МА. Микрофлора пищеварительного тракта молодняка сельскохозяйственных животных. Кишинев, 1990. - 187 с.
11. Timoçco M. Interac|iunea macroorganismului cu microorganismele tubului digestiv sub influença factorilor stresogeni §i cäile demenjinere dirijatä a florei microbiene obligative. //Autoref. Al tezei de doctor habilitat în §t. biol. - 2003. - 53 p.
12. Timoçco Maria. Stresul §i flora microbianä intestinalä. Chi§inäu. - 2005. - 172 p.
13. Леванова ЕА, Бондаренко В.М., Воробьев A.A. и др Становление микрофлоры кишечника у детей первого года жизни. Ж. Микробиол. - 2001. - 4:
14. Gale|chi P., Rusu Galina, Stasii Ecaterina §.a. Dismicrobismul intestinal la copii. Chi§inäu. - 2001. - 42 p.
47-50.
I
SCIENCE TIME
I
15. Velciu Aliona. Dinamica constituirii bacteriocenozei tractului gastrointestinal la copii in perioada postnatalä timpurie §i men^inerea ei la nivel sanogen. ABTope^.gncc.g.ö.H. - 2010. - 29 c.
16. Velciu A., Timoteo M., Sainsus N. Constituirea bacteriocenozei intestinale la copii in condi|ii de maternitate. //Anale §tiin|ifice a USMF „N. Testemi^anu" Chi§inäu -2004. - V.1.Ed.5. - P. 508-512.
17. Velciu Aliona, Timo§co Maria, Sainsus Natalia, Proca Victoria. Dinamica constituirii bacteriocenozei intestinale la copii. ín: Anale §tiin|ifice USMF ,,N. Testemitanu". - Edi|ia VIII. - Vol. I. - Chi§inäu. - 2007. - P. 229-233.
18. Velciu Aliona, Timo§co Maria, Valentina Ciochinä, Valentin Jurea, Adela Horodi§teanu-Banuh. Diferenjierea dismicrobismului §i disfunc|iilor intestinale diareice. Chi§inäu: 2011. - 38 p.
19. TIMO§CO MARIA, BOGDAN VICTORIA, VELCIU ALIONA. Semnificajia unor genuri de microorganisme ale familiei streptococcaceae in activitatea vitalä a macroorganismului. // Buletin de perinatologie. - 2013. - nr.1(57). - P.: 8- 11.
