CC BY
14
УДК 616-007.274:579.262:579.22
Д. О. Степанський, ГОМО - I ГЕТЕРОАДГЕЗИВНА АКТИВН1СТЬ
Г,М. Кременчуцький, АУТОСИМБ1ОНТНИХ ШТАМ1В
Ш. Кошовd, AEROCOCCUS VIRIDANS
О. О. Величко
ДЗ «Днтропетровська медична академiя МОЗ Укра'ши» кафедра мiкробiологii, вiрусологii, iмунологii та епiдемiологii пл. Соборна, 4, Днтро, 49000, Укра'та
SE «Dnipropetrovsk medical academy of Health Ministry of Ukraine» Department of microbiology, virology, immunology and epidemiology Soborna Sq., 4, Dnipro, 49000, Ukraine e-mail: [email protected]
Ключовi слова: аутосимбюнти, Aerococcus viridans, адгезiя Key words: autosymbionts, Aerococcus viridans, adhesion
Реферат. Гомо - и гетероадгезивная активность аутосимбионтных штаммов Aerococcus Viridans. Степанский Д.А., Кременчуцкий Г.Н., Кошевая И.П., Величко Е.А. Адгезия - важнейший этап взаимодействия микроорганизмов с макроорганизмом, важный фактор, с помощью которого микрофлора колонизирует различные биотопы макроорганизма, обеспечивая тем самым колонизационную резистентность и препятствуя адгезии и инвазии патогенов. В работе представлены данные адгезивных свойств аутосимбионтов Aerococcus viridans крыс, мышей и человека. Показано, что аутосимбионты Aerococcus viridans имеют более высокие показатели адгезии при изучении их активности в условиях контакта с эритроцитами хозяина и меньшую активность в условиях гетероадгезии. Среди показателей гомоадгезии самый высокий ИАМ (индекс адгезивности микроорганизмов) был у аутосимбионтов человека - 5,78±0,04; у крыс - 4,49±0,06 и у мышей - 4,29±0,04. За счет большей адгезивной способности использование аутосимбионтов Aerococcus viridans теоретически может быть обоснованным для коррекции дисбиотических состояний человека и животных, что требует дальнейшего изучения.
Abstract. Homo- and heteroadhesion activity of autosymbionts of Aerococcus Viridans strains. Stepansky D.A., Kremenchutsky G.N., Koshevaya I.P., Velychko Ye.A. Adhesion is the major stage of interaction of microorganisms with macroorganism, important factor with the help of which microflora colonizes different biotypes of macroorganism, thus providing colonization resistance, preventing adhesion and pathogenic invasion. In our study data about adhesive features of Aerococcus viridans autophytes of rats, mice and human are presented. Aerococcus viridans autosymbionts have higher performances of adhesion in the condition of heteroadhesion. Among performance of homoadhesion the highest microorganisms adhesive index (MAI) was in human autosymbionts - 5,78±0,04, in rats - 4,49±0,06 and mice -4,29±0,04. On the account of greater adhesive features, using of autosymbionts of Aerococcus viridans theoretically can be justified for correction of disbiotic conditions of a human and animals, this requires further study.
Пробютичш препарати на основi мшро-органiзмiв роду Аегососсш ефективш для ко-рекци дисбютичних сташв [1, 3]. Антагошзм щодо широкого кола патогенних i умовно пато-генних мiкроорганiзмiв, а також самостшна елiмiнацiя зi шлунково-кишкового тракту, сти-мулюючий вплив на травлення, протиалергенна, антитоксична, сануюча i загальнозмщнююча дiя на оргашзм зробили !х особливо перспективними при створенш пробютичних препарапв [2]. Особливе значення належить вивченню ад-гезивних властивостей пробютичних штамiв [6]. Адгезiя - найважливший етап взаемоди мшро-органiзмiв з макрооргашзмом, найважливший фактор, за допомогою якого мшрофлора коло-шзуе рiзнi бютопи макрооргашзму, забезпе-чуючи тим самим колошзацшну резистентшсть i
перешкоджаючи адгезп та швази патогешв. У Po6otí Resta-Lenart S. et al. [2003] було показано, що живi штами пробютиюв адгезуються до ештелда i тим самим у кшцевому тдсумку сприяють пiдвищенню резистентностi епiтелiю, посилюючи його бар'eрнi функци i захист. Вщ адгезивних властивостей мiкроорганiзмiв багато в чому залежить склад, стабшьшсть i захиснi властивостi бiоплiвки кишечнику, яка створюе екологiчний бар'ер для патогешв [8, 9]. Висок адгезивш властивостi представникiв нормофлори дозволяють займати 1м найбiльш вигiднi екологiчнi нiшi i дозволяють вигравати в конку-ренцп за джерела харчування.
З шшого боку, явище адгезп' визначае патогеннiсть мiкроорганiзмiв. У момент здш-снення мiкроорганiзмом адгезп' запускаеться
каскад iмунологiчно-опосередкованих реакцш, яю визначають специфiку iнфекцiйного процесу.
Адгезiя - явище специфiчне, i обов'язковою умовою для успiшного завершення цього процесу е комплементарнiсть факторiв колошзаци мiкроорганiзму (адгезини, ЛПС, спещ^зоваш бiлки тощо) та специфiчних рецепторiв кл^ин-мiшеней макроорганiзму [10]. Доклшчне ви-вчення властивостей аутосимбiонтiв аерокоюв показало 1х високу антагонiстичну актившсть, атоксичнiсть i нешкiдливiсть при введенш мшробно! суспензи бiлим мишам [7]. Проте в сучаснш лiтературi бракуе робщ присвячених вивченню адгези аерокоюв, особливо аутосим-бiонтiв, до кттин макроорганiзму.
Мета роботи - оцшити гомо- i гетероадгезив-ну актившсть аутосимбюнтних штамiв Aerococcus viridans, перспективних для створен-ня нових пробютичних препаратiв та мшро-бiологiчного обгрунтування аутопробютико-терапи i профiлактики.
МАТЕР1АЛИ ТА МЕТОДИ ДОСЛ1ДЖЕНЬ
Об'ектами дослщження були пробiотичнi симбiонтнi штами аерокоюв, що входять до складу нормофлори людини i тварин та е перспективними для розробки аутопробютико-терапи в лiкуваннi i профiлактицi дисбiозiв шлунково-кишкового тракту тварин i людини. Для ощнки моно - i гетероадгези аерококiв ви-користовували аутосимбюнтш штами, видiленi з калу мишей, щурiв i людини [4].
Адгезивш властивостi бактерiй вивчали з використанням еритроципв кровi мишей, щурiв i людини О1 групи, що несуть на свош поверхнi глшоферин - речовину, iдентичну глiкокалiксу епiтелiальних клiтин [5]. Використовувалася методика, запропонована В.1. Брiллiс i сшвавт. [5]. Враховувалися такi показники: середнш по-казник адгези (СПА), тобто середня кшьюсть мiкроорганiзмiв, що прикршилися до поверхнi одного еритроцита при шдрахунку не менше 25 еритроципв, враховуючи не бiльше п'яти з них в одному полi зору; коефщент участi еритроцитiв
(КУЕ), тобто вщсоток еритроцитiв, що мають на свош поверхш адгезованi мiкроорганiзми; шдекс адгезивностi мiкроорганiзму (1АМ) - середня кшьюсть мiкробних клiтин на еритроцш!, враховуючи тiльки еритроцити, що беруть участь в адгезивному процесс Визначали 1АМ на пiдставi значень СПА i КУЕ: 1АМ=(СПА/ КУЕ)х100 [1]. Мiкроорганiзми вважали неадгезивними при 1АМ<1,75, низькоадгезивними - вiд 1,76 до 2,5, середньоадгезивними - вщ 2,51 до 4,0, високо-адгезивними - при 1АМ> 4,00 [5]. Мазки ери-троцитiв з адгезованими на них мшроорга-нiзмами фарбували за Романовським-Пмзою. Для дотримання стандартних умов у постановцi дослiджень використовували еритроцити госпо-дарiв, вiдповiдних видшеним аутосимбiонтам. Експерименти проводили в трьох повторах. Даш представлен як середне арифметичне (М), стандартна похибка середнього (±т), 95% до-вiрчий штервал (95% Д1); як критерiй досто-вiрностi вiдмiнностей використовували критерiй Стьюдента на 5% рiвнi значущостi (р<0,05).
РЕЗУЛЬТАТИ ТА IX ОБГОВОРЕННЯ
Були видшеш 8 iзолятiв аерококiв з калу безпородних щурiв (1-8к), 7 iзолятiв аерококiв з калу безпородних мишей (1-7м) i 7 iзолятiв аеро-кокiв з калу здорових людей (1-7ч). У видiлених iзолятах були вивченi морфологiчнi, куль-туральш, бiохiмiчнi, антагонiстичнi властивостi. Для експерименту були вщбраш 3 найбiльш активш в бiохiмiчному й антагонiстичному вщ-ношеннi iзоляти: 1) 5м2015, 2) 3к2015, 3) 3ч2015.
У таблицях № 1-3 представленi результати адгези аутосимбiонтiв Aerococcus viridans до еритроципв людей, щурiв i мишей.
Як видно з даних таблиц 1, бшьш високi адгезивнi властивостi по вщношенню до еритро-цитiв мишей мали аутосимбiонти, видiленi з оргашзму мишей ^золят 5м2015). Зпдно з кла-сифiкацiею Брiллiс [5], по вщношенню до ери-троцитiв мишей iзоляти Aerococcus viridans 3ч2015 i 3к2015 е середньоадгезивними, а iзолят 5м2015 - високоадгезивним (р<0,001).
Таблиця 1
Показники адгезн аутосимб1онтних штампв Aerococcus viridans до еритроцит1в миш1 (М±т)
Види аутосимб1онт1в (Ъолят) К1льк1сть еритроцит1в СПА кус % 1АМ
Людини (3ч2015) 25 1,92±0,11* 65±2 2,95±0,05*
Щур1в (3к2015) 25 1,96±0,06* 64±3 3,0±0,03*
Мишей (5м2015) 25 2,92±0,03 68±2 4,29±0,04
Прим1тка. * - р<0,001 пор1вняно з 1золятами мишей.
Як видно з даних таблищ 2, бшьш значш фшащею Брiллiс [5], по вщношенню до еритро-
адгезивш властивостi по вiдношенню до еритро- ципв щурiв iзоляти Aerococcus viridans 3ч2015 i
цитiв щурiв, мали аутосимбюнти, видiленi з 5м2015 е середньоадгезивними, а iзолят 3к2015 -
оргашзму щурiв (iзолят 3к2015). Згщно з класи- високоадгезивним (р<0,001).
Таблиця 2
Показники адгезн аутосимбюнтних штампв Aerococcus viridans до еритроцитiв щур1в (М±т)
Види аутосимб1онт1в К1льк1сть еритроцитв СПА кус % 1АМ
Людини (3ч2015) 25 2,11±0,12* 70±3 3,01±0,05*
Щур1в (3к2015) 25 3;01±0;06 67±2 4,49±0,06
Мишей (5м2015) 25 2,02±0,04* 68±1 2,97±0,02*
Примiтка. * - p<0,001 порiвняно з iзолятами щурiв
Як видно з даних таблищ 3, бшьш висою адгезивш властивост по вщношенню до еритроципв людини мали аутосимбiонти, видiленi з оргашзму людини ^золят 3ч2015). Зпдно з кла-сифiкацiею Брiллiс [5], по вщношенню до еритроципв щурiв iзоляти Aerococcus viridans
3к2015 i 5м2015 е середньоадгезивними, а iзолят 3ч2015 - високоадгезивним (р<0,001).
На рисунках 1-3 зображена залежшсть рiвня адгезивностi аутосимбiонтiв залежно вщ по-ходження аерококiв i виду еритроципв.
Таблиця 3
Показники адгезн аутосимбюнтних штамiв Aerococcus viridans до еритроципв людини (М±т)
Види аутосимб1онт1в К1льк1сть еритроцитв СПА кус % 1АМ
Людини (3ч2015) 25 3,82±0,03 66±2 5,78±0,04
Щур1в (3к2015) 25 2,42±0,04* 70±3 3,45±0,05*
Миш1 (5м2015) 35 2,23±0,02*# 62±3 3,59±0,02*#
Примiтка. * - p<0,001 порiвняно з iзолятами людини; # - p<0,05 порiвняно з iзолятами щурiв.
З рисунку 1 видно, що 1АМ аерокоюв людини значно менший та практично однаковий найвищий до еритроципв людини та становить (3,01±0,05 та 2,95±0,05 вiдповiдно; p>0,05). 5,78±0,04, а до еритроципв щурiв та мишей
2,995
3,01
■ :5;78
1АМ аерококв людини до еритроцит1в миш1
1АМ аерококв людини до еритроцит1в щур1в
1АМ аерококш людини до еритроципв людини
Рис. 1. Середш показники (М, 95% Д1) 1АМ аерокок1в людини залежно в1д виду еритроцит1в
З рисунку 2 видно, що 1АМ аерокоюв щурiв найвищий до еритроцитiв щурiв (4,49±0,06) i достовiрно перевищуе 1АМ до еритроципв людини (3,45±0,05) у 1,3 разу (р<0,001), мишей
(3,0±0,03) - у 1,5 рази (р<0,001). Рiзниця мiж по-казниками 1АМ до еритроципв людини i мишей також достовiрна з р<0,001.
5 4,5 4 3,5 3
^ 25
2,5 2 1,5 1
0,5 0
;4;4?;Х
3,45
1АМ аерокоюв щур1в до еритроцитiв мини
1АМ аерококш щур1в до еритроципв щур1в
1АМ аерококш щур1в до еритроцитш людини
Рис. 2. Середш показники (М, 95% Д1) 1АМ аерокошв щурiв залежно в1д виду еритроципв
Показник 1АМ аерококiв мишей до еритро-цитiв мишей (4,29±0,04), представлений на рисунку 3, достовiрно перевищуе вiдповiднi показники до еритроципв людини (3,59±0,02) в 1,2 рази, щурiв (2,97±0,02) - в 1,4 рази (р<0,001).
Таким чином, серед показниюв гомоадгези найбшьшим був 1АМ в аутосимбiонтiв людини -5,78±0,04, у щурiв - 4,49±0,06 (р<0,001) та у мишей - 4,29±0,04 (р<0,001 i р<0,01 порiвняно з по-передшми показниками).
1АМ аерококш миш1 до 1АМ аерококш миш1 до 1АМ аерококш миш1 до
еритроцитiв мини еритроципв щур1в еритроцитiв людини
Рис. 3. Середш показники (М, 95% Д1) 1АМ аерококш мишей залежно ввд виду еритроцитiв
ВИСНОВКИ
1. Показано, що Аегососс^ viridans е компонентом нормально! мшрофлори кишювника людини та тварин.
2. Вивчаючи адгезивну активнiсть аутосим-бiонтних штамiв аерококiв, показано, що вона
рiзна i залежить вщ походження мiкроорганiзму i виду господаря еритроципв. Аутосимбiонти Aerococcus viridans мають бiльш високi показники адгезп при вивченнi !х активностi в умовах контакту з еритроцитами господаря i меншу активнiсть в умовах гетероадгези.
3. За рахунок бшьшо1 адгезивно1 здатност корекцiï дисбiотичних станiв людини i тварин та використання аутосимбюнпв Aerococcus viridans потребуе подальшого вивчення. теоретично може бути обгрунтованим для
СПИСОК Л1ТЕРАТУРИ
1. Барановский А.Ю. Дисбактериоз кишечника. -3-е изд. / А.Ю. Барановский, Э.А. Кондрашина. -СПб.: Питер, 2008. - 240 с.
2. Кременчуцкий Г.Н. Биологические особенности А-бактерина / Г.Н. Кременчуцкий // Медичш перспективи. - 2001.- Т. 6, № 3. - С. 90-97
3. Кременчуцкий Г.Н. Роль микроэкологии организма человека и принципы её коррекции / Г.Н. Кременчуцкий, С.А. Рыженко, С.И. Вальчук. - Днепропетровск: Пороги, 2003. - 230 с.
4. Методи видшення та щентифжацп грампо-зитивних каталазонегативних кошв: метод. рекомен-дацп / Г.Н. Кременчуцкий, Л.Г. Юргель, О.В. Шарун, Д.О. Степанський [та ш.]. - Киев, 2009. - 19 с.
5. Методика изучения адгезивного процесса микроорганизмов / В.И. Брилис, Т.А. Брилене, Х.П. Лен-цнер, А.А. Ленцнер // Лаб. дело. - 1986. - № 4. -С. 210-212.
6. Пробиотики: сравнительная характеристика моно и поликомпонентных препаратов / В.А. Нес-
числяев, Я.В. Долгих, Е.В. Орлова, К.А. Лыско [и др.] // Сибир. мед. журнал. - 2011. - Т. 26, № 2, вып. 2. -С. 68-70.
7. Степанський Д.О. Доклшчне вивчення влас-тивостей аутосимбюнпв людини A. viridans / Д.О. Степанський, Г.Н. Кременчуцький, 1.П. Кошова // Медичш перспективи. - 2016. - Т. XXI, № 2. -С. 87-93.
8. Gibson G.R. Dietary modulation of the human colonic microbiota: introducing the concept of prebiotics / G.R. Gibson, M.B. Roberfroid // G. Nutr. - 1995. -Vol. 125. - P. 140-1412.
9. Guntunen М.К. Adherence of probiotic, bacteria to human intestinal mucusin healthy infants and during rotavirus infection / М.К. Guntunen, P.V. Kirjavainen А.С. Ouwehand // Clin. Diagn. Lab. Immunol. - 2001. -Vol. 8, N 2. - P. 293-296.
10. Hori K. Bacterial adhesion: From mechanism to control / K. Hori, S. Matsumoto // Biochemical Engineering J. - 2010. - Vol. 48. - P. 424-434.
REFERENCES
1. Baranovskiy AYu, Kondrashina EA. [Intestinal dysbiosis]. Piter, 3-e izd. 2008;240. Russian.
2. Kremenchutskiy GN. [Biological features of A-bacterin]. Medicni perspektivi. 2001;6(3):90-97. Russian.
3. Kremenchutskiy GN, Ryzhenko SA, Val'chuk SI. [Role of microecology of the human body and principles of its correction]. Dnepropetrovsk, Porogi. 2003;230. Russian.
4. Kremenchutskiy GN, Yurgel' LG, Sharun OV, Stepans'kiy DO. [Methods for isolation and identification of Gram-positive catalase negative cocci: guidelines]. Kiev. 2009;19. Ukrainian.
5. Brilis VI, Brilene TA, Lentsner KhP, Lent-sner AA. [Methods of studying the adhesive process of microorganisms]. Lab. delo. 1986;4:210-2. Russian.
6. Neschislyaev VA, Dolgikh YaV, Orlova EV, Lys-ko KA. [Probiotics: comparative characteristics of mono
and multicomponent drugs]. Sibir. med. Zhurnal. 2011;26(2):68-70. Russian.
7. Stepans'kiy DO, Kremenchuts'kiy GN, Koshova IP. [Preclinical study of the properties of human self sym-bionts A. viridans]. Medicni perspektivi. 2016;21(2):87-93. Ukrainian.
8. Gibson GR, Roberfroid MB. Dietary modulation of the human colonic microbiota: introducing the concept of prebiotics. G. Nutr. 1995;125:140-1412.
9. Guntunen MK,Kiijavainen PV, Ouwehand AS. Adherence of probiotic, bacteria to human intestinal mucus in healthy infants and during rotavirus infection. Clin. Diagn. Lab. Immunol. 2001;8(2):293-6.
10. Hori K, Matsumoto S. Bacterial adhesion: From mechanism to control. Biochemical Engineering Journal. 2010;48:424-34.
CraTra Hagmm^a go pegaKmi' 06.09.2016
♦
