Научная статья на тему 'IN VITRO АНТИРАДИКАЛЬНА АКТИВНІСТЬ БЕЗКЛІТИННИХ ЕКСТРАКТІВ BIFIDOBACTERIUM BIFIDUM ТА LACTOBACILLUS REUTERI'

IN VITRO АНТИРАДИКАЛЬНА АКТИВНІСТЬ БЕЗКЛІТИННИХ ЕКСТРАКТІВ BIFIDOBACTERIUM BIFIDUM ТА LACTOBACILLUS REUTERI Текст научной статьи по специальности «Биологические науки»

CC BY
14
5
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
активні форми кисню (АФК) / поглинання гідроксильних радикалів / дезоксирибоза / дезінтеграт / деривати пробіотиків / reactive oxygen species (ROS) / hydroxyl radical scavenging / deoxyribose / disintegrate / probiotics derivatives / активные формы кислорода (АФК) / поглощение гидроксильных радикалов / дезоксирибоза / дезинтеграт / дериваты пробиотиков

Аннотация научной статьи по биологическим наукам, автор научной работы — Книш О.В., Нікітченко Ю.В.

Пробіотичні мікроорганізми здатні виявляти антиоксидантну активність. Більшість корисних ефектів пробіотиків зумовлені дією їх дериватів (структурних компонентів та метаболітів). Метою роботи було дослідити антирадикальну активність безклітинних екстрактів, що містять деривати бактерій пробіотичних штамів Bifidobacterium bifidum 1 та Lactobacillus reuteri DSM 17938, за здатністю поглинати гідроксильні радикали в модельній системі їх генерації. Безклітинні екстракти отримували з дезінтегратів та культур пробіотичних бактерій, що культивувалися у дезінтегратах власних клітин. Препаратом порівняння було обрано метабіотик HYLAK FORTE. Безклітинні екстракти L. reuteri за вмісту в інкубаційному середовищі 20% об. забезпечували поглинання гідроксильних радикалів на рівні 75 – 90 %, а екстракти B. bifidum – на рівні 50 – 60 %. Метабіотик такий же рівень поглинання гідроксильних радикалів забезпечував за нижчого у 1,5 – 2,5 рази вмісту у середовищі інкубації. Більш виражену антирадикальну активність виявили екстракти з дезінтегратів, ніж екстракти з культур пробіотиків. Для екстрактів і метабіотика визначено концентрації 50 % поглинання гідроксильних радикалів (ІК50) з розрахунку на масу сухого залишку. За цим показником найбільш ефективним виявився екстракт з дезінтеграту L. reuteri (ІК50 = 1,57 мг/мл). Решта досліджених дериват-вмісних продуктів розташувалися в порядку зменшення антирадикальної активності наступним чином: екстракт з дезінтеграту B. bifidum (ІК50 = 1,64 мг/мл) > екстракт з культури B. bifidum (ІК50 = 1,75 мг/мл) > екстракт з дезінтеграту L. reuteri (ІК50 = 1,86 мг/мл) > HYLAK FORTE (ІК50 = 11,03 мг/мл). Отже, всім дослідним екстрактам притаманна антирадикальна активність по відношенню до найбільш реакційно здатного гідроксильного радикалу. Отримані результати спонукають до подальшого вивчення антиоксидантних властивостей безклітинних екстрактів L. reuteri та B. bifidum з метою з’ясування механізмів їх біологічної активності та обґрунтування доцільності їх терапевтичного застосування.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

IN VITRO ANTI-RADICAL ACTIVITY OF BIFIDOBACTERIUM BIFIDUM AND LACTOBACILLUS REUTERI CELL-FREE EXTRACTS

Probiotic microorganisms are known to be able to exhibit antioxidant activity. Most of beneficial probiotics effects are due to the action of their derivatives (structural components and metabolites). The aim of the work was to investigate the antiradical activity of cell-free extracts containing bacterial derivatives of Bifidobacterium bifidum 1 and Lactobacillus reuteri DSM 17938 probiotic strains, by their hydroxyl radical scavenging activity in the model system of their generation. Cell-free extracts were obtained from disintegrators and cultures of probiotic bacteria cultured in the disintegrators of their own cells. A metabiotic HYLAK FORTE was chosen as the reference drug. At a concentration 20% vol. in the incubation medium the hydroxyl radical scavenging by L. reuteri cell-free extracts was at a level of 75–90 %, and the hydroxyl radical scavenging by B. bifidum cell-free extracts was at a level of 50–60%. The metabiotic provided the same level of the hydroxyl radical scavenging activity when its content in the incubation medium was lower in 1.5 – 2.5 times. Extracts obtained from disintegrators showed a more pronounced antiradical activity than extracts from probiotic cultures. Based on the weight of the dry residue, concentrations for 50% hydroxyl radical scavenging (ІС50) by extracts and metabiotic were calculated. According to this indicator, L. reuteri extract obtained from disintegrate was the most effective (IC50 = 1.57 mg/ml). Other investigated derivative-containing products were arranged in decreasing order of antiradical activity as follows: B. bifidum extract from disintegrate (IC50 = 1, 64 mg/ml) > B. bifidum extract from culture (IC50 = 1, 75 mg/ml) > L. reuteri extract from culture (IC50 = 1, 86 mg/ml) > HYLAK FORTE (IC50 = 11, 03 mg/ml). Thus, all the studied extracts showed antiradical activity with respect to the most reactive hydroxyl radical. The obtained results encourage further study of the antioxidant properties of L. reuteri and B. bifidum cell-free extracts in order to elucidate the mechanisms of their biological activity and justify the appropriateness of their therapeutic use.

Текст научной работы на тему «IN VITRO АНТИРАДИКАЛЬНА АКТИВНІСТЬ БЕЗКЛІТИННИХ ЕКСТРАКТІВ BIFIDOBACTERIUM BIFIDUM ТА LACTOBACILLUS REUTERI»

Summary

MORPHOFUNCTIONAL STATE OF THE STOMACH AND CAECUM IN WHITE RATS AFTER THE COURSE OF CLARITHROMYCIN Hryn V. H.

Key words: albino rats, stomach, caecum, clarithromycin.

Introduction. The pathogenesis of dysbacterioses associated with antibiotic therapy is an urgent medical problem, although some other exogenous and endogenous factors may contribute to the microbiocenosis distortion in the host organism. Purpose. The paper was aimed at studying the morphofunctional state of the stomach and caecum of albino rats after the course of clarithromycin. Material and methods. 30 mature albino male rats weighting 200,0±20,0 g were involved into the experiment. Antibiotic was given to the rodents as a food supplement during their two-meals-a-day feeding. Portions of the stomach and caecum have been studied. Serial paraffin sections were analyzed by using the "Konus" light microscope. Morphometric characteristics of the tissue structures were obtained by the Sigeta X 1 mm/100 Div.x0.01mm stage micrometer. Results and conclusions. In 12 out of 30 subjects, the comparative volume of the caecum was almost twice as less than the volume of the stomach due to a significant enlargement of its fundus, caused by isometric flattening and convergence between its mucous membrane and muscular tunic. In 18 experimental animals, the volumetric capacity of the caecum was twice as larger than the stomach. In contrast, a decrease in the volume of the cecum is associated with a thickening of its wall and increased formation of folds of the mucous membrane that is, probably, caused by insufficient entering of metabolic by-products from the small intestine.

DOI 10.31718/2077-1096.20.1.140

УДК 615.372:[579.864.1+579.873.13]:577.352.38

Книш О.В., HiKim4eHKO Ю.В.

IN VITRO АНТИРАДИКАЛЬНА АКТИВН1СТЬ БЕЗКЛ1ТИННИХ ЕКСТРАКТ1В BIFIDOBACTERIUM BIFIDUM ТА LACTOBACILLUS REUTERI

Державна установа "1нститут 1тробюлоги та iмунологN

iM. 1.1. Мечникова Нацюнально'т академи медичних наук Укратни", м. Харш, Укратна Харшський нацюнальний ушверситет iменi В.Н. Каразша, м. Харш, Укратна

npo6iomu4Hi мiкрооргaнiзми здатн виявляти антиоксидантну активнсть. Бльшсть корисних ефектiв проботиюв зумовленi д'ею Ух дериват'т (структурних компонентie та метаболШв). Метою роботи було досл'дити антирадикальну активнсть безклтинних екстракт'т, що мстять деривати бактерiй проботичних штам'в Bifidobacterium bifidum 1 та Lactobacillus reuteri DSM 17938, за здатнстю поглинати гiдроксильнi радикали в модельнш системi Ух генерацИ. Безкл'тинн'! екст-ракти отримували з дез'ттеграт'т та культур проботичних бактерш, що культивувалися у дез-iнтегратах власних клiтин. Препаратом порiвняння було обрано метаботик HYLAK FORTE. Без-клтинн екстракти L. reuteri за вмсту в iнкубацiйному середовищi 20% об. забезпечували погли-нання г'дроксильних радикалiв на р'1вн'1 75 - 90 %, а екстракти B. bifidum - на р'вн 50 - 60 %. Мета-ботик такий же р'тень поглинання гiдроксильних радикал!в забезпечував за нижчого у 1,5 - 2,5 рази вм'юту у середовищi iнкубацП,Бльш виражену антирадикальну активнсть виявили екстракти з дез'ттеграт'т, нiж екстракти з культур проботиюв. Для екстракт'т i метаботика визначено концентрацИ 50 % поглинання гiдроксильних радикал!в (1К50) з розрахунку на масу сухого залишку. За цим показником найбльш ефективним виявився екстракт з дезнтеграту L. reuteri (1К50 = 1,57 мг/мл). Решта досл'джених дериват-вмсних продукт'т розташувалися в порядку зменшення анти-радикально'У активностi наступним чином: екстракт з дезнтеграту B. bifidum (1К50 = 1,64 мг/мл) > екстракт з культури B. bifidum (1К50 = 1,75 мг/мл) > екстракт з дезнтеграту L. reuteri (1К50 = 1,86 мг/мл) > HYLAK FORTE (1К50 = 11,03 мг/мл). Отже, вам досл'дним екстрактам притаманна антира-дикальна активнсть по в'дношенню до найбльш реак^йно здатного гiдроксильного радикалу. Отриманi результати спонукають до подальшого вивчення антиоксидантних властивостей без-клiтинних екстракт'т L. reuteri та B. bifidum з метою з'ясування механ1'зм1в Ух б'1олог'1чноУ активнос-т.i та обфунтування доцiльностi Ух терапевтичного застосування.

Ключовi слова: активы форми кисню (АФК); поглинання гщроксильних радикалiв; дезоксирибоза; дезЫтеграт; деривати пробютиив.

Дослiдження е фрагментом науково-дослiдноi' роботи: «Мiкробiологiчна характеристика нових структурно-метаболтних комплешв лакто- та бiфiдопробiотикiв», державна реестра^я № 0119U100686.

Активы форми кисню (АФК), як у фiзiологiч-них концентра^ях необхщы для нормального функцюнування клггин, в надлишковш ктькосп викликають пошкодження бюлопчних молекул та структур [1, 2]. В основi патогенезу переваж-

Вступ

нот бтьшосп захворювань лежить оксидативне пошкодження кл^ин, ослаблення системи анти-оксидантного захисту та порушення про-/антиоксидантного балансу в бк переважання процеав оксидацп [1, 8]. Тому застосування за-собiв посилення ферментативних i нефермента-

тивних MexaHi3MiB антиоксидантного захисту в комплекснiй терапп захворювань е патогенетич-но обфунтованим.

Дослiдження останнього десятирiччя довели, що деяким пробютичним бактерiям притаманна виражена антиоксидантна активнють [1, 12, 13]. В основi антиоксидантноТ дiY пробютиш лежить здатнiсть до поглинання та попередження гене-рацiY АФК, хелатування металiв, пригнiчення ак-тивност ферментiв та аутоокислення аскорбату [1]. Для реалiзацiY корисних ефектiв введених в оргашзм пробiотичних бактерiй необхщна коло-нiзацiя ними слизових оболонок. Значн функцн ональнi та ктькюы втрати пiд час транзиту через шлунково-кишковий тракт i низький рiвень приживлення клiтинних пробiотикiв е причиною Тх недостатньоТ ктычноТ' ефективностi [4, 14].

Застосування бiотехнологiчних продук^в, що мiстять готовi бiологiчно активы пробютичы по-хiднi, покликане виршити цю проблему. Очевидно, цим зумовлений значний штерес до ви-вчення антиоксидантних властивостей культу-ральних супернатан^в, екстрактiв та дезштегра-^в пробiотикiв в останнi роки [1, 6, 9, 10, 11]. Розроблений нами споаб отримання безкл^ин-них екстрак^в дозволяе отримувати кiнцевий продукт, що мютить структурнi компоненти i ме-таболiти пробiотика, але не мютить компонент поживного середовища, з яким можуть бути пов'язанi негативн ефекти на органiзм пацiента. Антиоксидантн властивостi таких екстрактiв по-требують ретельного вивчення.

Дослiдження in vitro дозволять оцшити наяв-нiсть у безкттинних екстрактiв прямоТ актиокси-дантноТ активностi. Вона не пов'язана зi здатню-тю впливати на метаболiчнi процеси, що забез-печують про-/антиоксидантний баланс в умовах цiлiсного оргашзму, а зумовлена безпосеред-ньою дiею на АФК, нерадикальнi iндуктори та промiжнi продукти вiльнорадикального окислен-ня. Пдроксильы (ОН) радикали е найбтьш реа-кцiйно здатними i завдають найбiльшоТ шкоди клiтинним мембранам i ДНК, викликаючи заги-бель i мутацiТ клiтин [2]. Тому антирадикальну активнють речовин зазвичай оцшюють за здатш-стю поглинати гiдроксильнi радикали.

Мета дослщження

Вивчити здатнiсть безкл^инних екстрактiв, що мiстять деривати Bifidobacterium bifidum та Lactobacillus reuteri, поглинати гщроксильы радикали в модельнш системi Тх генерацiТ.

Матерiали та методи дослщження

Безклiтиннi екстракти (БКЕ) отримували з пробiотичних штамiв В. bifidum 1 (<^фщумбак-терин», ТОВ <^во-Актив», УкраТна) та L. reuteri DSM 17938 («БюГая», BioGaia Production AB, Швецiя). Методика отримання БКЕ докладно описана рашше [7]. Дослщжено чотири види БКЕ: L - екстракт з дезштеграту бактерiй L. reuteri; ML - екстракт з культури L. reuteri, що

культивувалася у дезштеграт власних кл^ин; B

- екстракт з дезштеграту бактерш В. bifidum; MB

- екстракт з культури B. bifidum, що культивувалася у дезштеграт власних кттин. Препаратом порiвняння було обрано метабютик HYLAK FORTE (HF, Ratiopharm, Нмеччина).

Ефективнють антирадикальноТ активностi до-слiдних безклiтинних екстрактiв (БКЕ) та метабн отика (HF) визначали за Тх здатнiстю поглинати ОН-радикали, що генеруються у системi залiзо (Fe) - етилендиамштетраацетат (ЕДТА), перекис водню (Н2О2) i L-аскорбат, тим самим пригш-чувати руйнування ОН-радикалами дезоксири-бози (ДОР) [5]. 1нкубацшне середовище мiстило 20 мМ КН2РО4 - КОН буферу рН 7,4; 100 мкМ хлориду залiза (FeCl3, Sigma - Aldrich, США); 104 мкМ ЕДТА (Sigma, США); 1 мМ Н2О2; 100 мкМ L-аскорбату (Sigma, США) та 2,8 мМ 2-Дезокси-Д-рибози (Fluka, Нiмеччина). Дослщжу-ванi зразки вводили в шкубацшне середовище у концентрацп вiд 40 до 200 мкл/мл. Реакцш проводили за температури 37°С впродовж 60 хви-лин при постшному помiшуваннi. Зупиняли реа-кцiю 2,8 % трихлороцтовою кислотою (ТХОК). Забарвлен 1 % тiобарбiтуровою кислотою (ТБК) продукти реестрували на двопроменевому спек-трофотометрi Specord UV VIS (Ымеччина), вимн рювали рiзницю екстинкцiй при довжинах хвиль 535 та 580 нм. Антирадикальну активнють (АРА) виражали у % руйнування дезоксирибози за формулою:

АРА = (DX - DO) / DX х 100 %, де DX - оптична густина, що вщображае швидкють нешпбованого руйнування дезоксирибози; DO - оптична густина, що вщображае швидкють руйнування дезоксирибози в присутност дослщжуваних речовин.

Для визначення маси сухого залишку 100 мкл екстракту помщали у термостат i висушували за температури 105 ±3 °С впродовж ~30 хв до отримання постшноТ ваги.

Експерименти проводили тричк Отриманi да-нi виражали як середы арифметичн зi стандар-тним вiдхиленням (х ± SD), пiддавали статисти-чнiй обробцi з використанням Windows XP Professional OEM Software, Excel 2003 (лiцензiя № 74017-640-0000106-57973). Проводили одно-факторний дисперсшний аналiз (ANOVA) з на-ступним множинним порiвнянням iз застосуван-ням корекцп Бонферронi. Вiдмiнностi вважали достовiрними при значеннi р = 0,05 / ктькють можливих порiвнянь [3].

Результати та 1х обговорення

Як видно з представлених на рис. 1 даних, обидва БКЕ L. reuteri за вмюту в шкубацшному середовищi 20% об. пригнiчували руйнування дОр (поглинали ОН-радикали) на рiвнi 75 - 90 %. При цьому бтьш виражене пригнiчення за-безпечував екстракт, отриманий з дезштеграту (L) (р < 0,05). Подiбнi результати були отриман ранiше шшими дослiдниками [6]. Вони показали, що АРА супернатанту лiзату клiтин була вищою

порiвняно з АРА культурально'Т рщини. Метабю-тик (HF) такий же piBeHb пригнiчення руйнування ДОР забезпечував за нижчого вмiсту в середо-вищi iнкубацiТ у 1,5 - 1,7 разiв. Вiдомо, що KpiM продук^в метаболiзму пробiотичних бактерiй (Escherichia coli, Streptococcus faecalis, L.

acidophilus та L. helveticus), до його складу вхо-дять допомiжнi речовини, серед яких присутн стаб^затори, регулятори рН та синергюти анти-оксидантiв. Можливо, з цим пов'язана його вища здатнють пригнiчувати руйнування ДОР порiвня-но з БКЕ.

-♦-ML

- -HF

4 6 8 10 12 14 16 18 20 Вмют БКЕ в шкубацшному середовищ^ % об.

Рис. 1. Антирадикальна активнсть БКЕ L. reuteri та метаботика (HF).

Примтка: L - екстракт з дезiнтеграту бактерiй L. reuteri; ML - екстракт з культури L. reuteri, що культивувалася у de3iH-тегратi власних клiтин; HF - HYLAK FORTE; eidMiHHO^i статистично do^oeipHi eidH0CH0: * - HF; # - L, р < 0,05.

В

I-MB

HF

4 6 8 10 12 14 16 18 20

Вмют БКЕ в шкубацшному середовищ1, % об.

Рис. 2. Антирадикальна активнсть БКЕ B. bifidum та метаботика (HF).

B - екстракт з дезiнтегpату бактеpiй В. bifidum; MB - екстракт з культури B. bifidum, що культивувалася у дезiнтегpатi власних клiтин; HF - HYLAK FORTE; в1дмшно^ статистично дoстoвipнi вiднoснo: * - HF; # - В, р < 0,05.

Як показують результати дослщження, подан на рис. 2, БКЕ B. bifidum виявили значно меншу здатнють пригшчувати руйнування ДОР, ыж БКЕ L. reuteri та метабютик (HF). За вмюту в шкубацшному середовищi 20 % об. вони забезпечува-ли пригшчення руйнування ДОР на рiвнi 50 - 65

%. Вщомо, що антиоксидантна активнють може бути рiзною нав^ь серед штамiв одного виду, тобто е штамоспецифiчною [1]. Слщ зазначити, що екстракт з дезштеграту бiфiдобактерiй теж виявив вищу АРА, жж екстракт з культури, що культивувалася у власному дезштеграт (р <

0,05). Для забезпечення ешвалентного рiвня пригнiчення руйнування ДОР метабютик (HF) необхiдно було додавати у середовище шкубацп у 2 - 2,5 рази меншому об'eмi, нiж БКЕ В. ЫЛСит.

Склад та бюлопчш властивостi кiнцевого продукту залежать як вщ мiкроорганiзму, джере-ла структурних компонент та продуцента ме-таболтв, так i вiд технологи його отримання. Очевидно, вщмшносп мiж АРА дослщних екст-рактiв зумовленi Т'хым рiзним кiлькiсним i якiсним компонентним складом. З огляду на споаб отримання, екстракти з отриманих термоциклю-ванням дезштегра^в повиннi мiстити структуры компоненти та продукти змшеного за шоковим типом метаболiзму пробiотичних кл^ин, а екстракти з культур - переважно метаболии бакте-рш, що продукуються ними пiд час культивуван-ня у власних дезштегратах.

Для бiльш коректного порiвняння АРА дослн дних БКЕ i метабютика було вирiшено визначити для них показники 50 % поглинання ОН-радикалiв з розрахунку на масу сухого залишку (Табл. 1).

Таблиця 1

Концентрацп БКЕ та метабютика (HF), що забезпечують 50% поглинання ОН-радикал1в в модельнй системi

Показник Доспщш екстракти та метабютик (HF)

L ML B MB HF

1К50, мг/мп 1,57 1,86 1,64 1,75 11,03

Притм1тка. 1К& - 50 % iнгiбiторна концентра^я.

Даш таблиц свщчать, що серед дослщних дериват-вмюних продук^в найбтьш ефектив-ним за АРА виявився екстракт з дезштеграту L. ге^еп Для досягнення 50 % поглинання ОН-радикалiв в модельнш системi решту екстрак^в необхiдно було вводити в модельну систему у вищш концентрацiТ. Але найбтьша рiзниця за цим показником спостеркалася мiж дослiдними екстрактами та метабютиком. Останнiй забезпе-чував 50 % пригшчення руйнування ДОР за умо-ви вмiсту в модельнш системi у 7 разiв вищому, жж екстракт L.

Висновки та перспективи подальших дослiджень

Всiм дослiдженим екстрактам притаманна антирадикальна активнiсть по вщношенню до найбiльш реакцiйно здатного гщроксильного радикалу. Екстракти з дезштегра^в показали бiльш виражену антирадикальну активнють, нiж екстракти з культур, що культивувалися у влас-

них дезштегратах. Серед доспщжених безкпн тинних екстрак^в найбiпьш виражену антирадикальну активнють виявив екстракт з дезштеграту L. reuteri (L). Решта екстрак^в та метабютик розташувалися в порядку зменшення зазначеноТ активностi наступним чином: В > МВ > ML > HF.

Отримаж резупьтати спонукають до подапь-шого вивчення антиоксидантних впастивостей безкл^инних екстрактiв L. reuteri та B. bifidum з метою з'ясування механiзмiв Тх бюпопчноТ акти-вностi та обфунтування доцiпьностi Тх терапев-тичного застосування.

Лiтература

1. Amaretti A, di Nunzio M, Pompei A, Raimondi S, Rossi M, Bordoni A. Antioxidant properties of potentially probiotic bacteria: in vitro and in vivo activities. Applied Microbiology and Biotechnology. 2012 Jul 12; 97(2):809-17.

2. Borra SK. Effect of curcumin against oxidation of biomolecules by hydroxyl radicals. Journal of Clinical and Diagnostic Research. 2014 Oct; 8(10):CC01-CC05.

3. Glantz SA. Primer of biostatistics. 7th ed. New York: McGraw-Hill; 2012. 327 p.

4. González-Rodríguez I, Ruiz L, Gueimonde M, Margolles A, Sánchez B. Factors involved in the colonization and survival of bifidobacteria in the gastrointestinal tract. FEMS Microbiology Letters. 2012 Dec 17; 340(1):1-10.

5. Halliwell B, Gutteridge JMC, Aruoma OI. The deoxyribose method: A simple "test-tube" assay for determination of rate constants for reactions of hydroxyl radicals. Analytical Biochemistry. 1987 Aug; 165(1):215-9.

6. Karamova NS, Khabibullin RE. Antiradikalnye svojstva Lactobacillus acidophilus n.v.Ep. 317/402 in vitro [The antiradical activity of Lactobacillus acidophilus n.v.Ep. 317/402 in vitro]. Vestnik Kazanskogo tekhnologicheskogo universiteta. 2013; 16(23):127-9. (Russian).

7. 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 Escherichia coli and Pseudomonas aeruginosa. Regulatory Mechanisms in Biosystems. 2019 Apr 17; 10(2):251-6.

8. Liguori I, Russo G, Curcio F, Bulli G, Aran L, Della-Morte D, et al. Oxidative stress, aging, and diseases. Clinical Interventions in Aging. 2018 Apr; 13:757-72.

9. Prosekov AY, Dyshlyuk LS, Milentyeva IS, Sykhikh SA, Babich OO, Ivanova SA, Pavsky VA, Shishin MV, Matskova LV. Antioxidant and antimicrobial activity of bacteriocin-producing strains of lactic acid bacteria isolated from the human gastrointestinal tract. Progress in Nutrition. 2017 Apr; 19(1):67-80.

10. Saadatzadeh A, Fazeli MR, Jamalifar H, Dinarvand R. Probiotic Properties of Lyophilized Cell Free Extract of Lactobacillus casei. Jundishapur Journal of Natural Pharmaceutical Products. 2013 Jul 23; 8(3):131-7.

11. Sarojini G. Antioxidant and anti-cancer potential of marine lactic acid bacteria. European Journal of Biomedical and Pharmaceutical sciences. 2017; 4(10):290-296.

12. Wang AN, Yi XW, Yu HF, Dong B, Qiao SY. Free radical scavenging activity of Lactobacillus fermentum in vitro and its antioxidative effect on growing-finishing pigs. Journal of Applied Microbiology. 2009 Mar 30; 107(4):1140-8.

13. Wang Y, Wu Y, Wang Y, Xu H, Mei X, Yu D, et al. Antioxidant Properties of Probiotic Bacteria. Nutrients. 2017 May 19; 9(5):521.

14. Zmora N, Zilberman-Schapira G, Suez J, Mor U, Dori-Bachash M, Bashiardes S, et al. Personalized Gut Mucosal Colonization Resistance to Empiric Probiotics Is Associated with Unique Host and Microbiome Features. Cell. 2018 Sep; 174(6):1388-1405.e21.

Реферат

IN VITRO АНТИРАДИКАЛЬНАЯ АКТИВНОСТЬ БЕСКЛЕТОЧНЫХ ЭКСТРАКТОВ BIFIDOBACTERIUM BIFIDUM И LACTOBACILLUS REUTERI Кныш О.В., Никитченко Ю.В.

Ключевые слова: активные формы кислорода (АФК); поглощение гидроксильных радикалов; дезоксирибоза; дезинтеграт; дериваты пробиотиков.

Пробиотические микроорганизмы способны проявлять антиоксидантную активность. Большинство полезных эффектов пробиотиков обусловлено действием их дериватов (структурных компонентов и метаболитов). Целью работы было исследовать антирадикальную активность бесклеточных экстрактов, содержащих дериваты бактерий пробиотических штаммов Bifidobacterium bifidum 1 и Lactobacillus

reuteri DSM 17938, по способности поглощать гидроксильные радикалы в модельной системе их генерации. Бесклеточные экстракты получали из дезинтегратов и культур пробиотических бактерий, которые культивировались в дезинтегратах собственных клеток. Препаратом сравнения был выбран ме-табиотик HYLAK FORTE. Бесклеточные экстракты L. reuteri при содержании в инкубационной среде 20% об. обеспечивали поглощение гидроксильных радикалов на уровне 75 - 90%, а экстракты B. bifidum - на уровне 50 - 60%. Метабиотик такой же уровень поглощения гидроксильных радикалов обеспечивал при содержании в среде инкубации ниже в 1,5 - 2,5 раза. Более выраженную антирадикальную активность проявили экстракты дезинтегратов, чем экстракты из культур пробиотиков. Для экстрактов и метабиотика определены концентрации 50% поглощения гидроксильных радикалов (ИК50) в расчете на массу сухого остатка. По этому показателю наиболее эффективным оказался экстракт из дезинтеграта L. reuteri (ИК50 = 1,57 мг/мл). Остальные исследованные дериват-содержащие продукты расположились в порядке убывания антирадикальной активности следующим образом: экстракт из дезинтеграта B. bifidum (ИК50 = 1,64 мг/мл) > экстракт из культуры B. bifidum (ИК50 = 1,75 мг/мл) > экстракт из культуры L. reuteri (ИК50 = 1,86 мг/мл) > HYLAK FORTE (ИК50 = 11,03 мг/мл). Таким образом, все исследованные экстракты обладали антирадикальной активностью по отношению к наиболее реакционно способному гидроксильному радикалу. Полученные результаты побуждают к дальнейшему изучению антиоксидантных свойств бесклеточных экстрактов L. reuteri и B. bifidum с целью выяснения механизмов их биологической активности и обоснования целесообразности их терапевтического применения.

Summary

IN VITRO ANTI-RADICAL ACTIVITY OF BIFIDOBACTERIUM BIFIDUM AND LACTOBACILLUS REUTERI CELL-FREE EXTRACTS Knysh O.V., Nikitchenko Yu.V.

Key words: reactive oxygen species (ROS); hydroxyl radical scavenging; deoxyribose; disintegrate; probiotics derivatives.

Probiotic microorganisms are known to be able to exhibit antioxidant activity. Most of beneficial probiotics effects are due to the action of their derivatives (structural components and metabolites). The aim of the work was to investigate the antiradical activity of cell-free extracts containing bacterial derivatives of Bifidobacterium bifidum 1 and Lactobacillus reuteri DSM 17938 probiotic strains, by their hydroxyl radical scavenging activity in the model system of their generation. Cell-free extracts were obtained from disintegrators and cultures of probiotic bacteria cultured in the disintegrators of their own cells. A metabiotic HYLAK FORTE was chosen as the reference drug. At a concentration 20% vol. in the incubation medium the hydroxyl radical scavenging by L. reuteri cell-free extracts was at a level of 75-90 %, and the hydroxyl radical scavenging by B. bifidum cell-free extracts was at a level of 50-60%. The metabiotic provided the same level of the hydroxyl radical scavenging activity when its content in the incubation medium was lower in 1.5 - 2.5 times. Extracts obtained from disintegrators showed a more pronounced antiradical activity than extracts from probiotic cultures. Based on the weight of the dry residue, concentrations for 50% hydroxyl radical scavenging (1С50) by extracts and metabiotic were calculated. According to this indicator, L. reuteri extract obtained from disintegrate was the most effective (IC50 = 1.57 mg/ml). Other investigated derivative-containing products were arranged in decreasing order of antiradical activity as follows: B. bifidum extract from disintegrate (IC50 = 1, 64 mg/ml) > B. bifidum extract from culture (IC50 = 1, 75 mg/ml) > L. reuteri extract from culture (IC50 = 1, 86 mg/ml) > HYLAK FORTE (IC50 = 11, 03 mg/ml). Thus, all the studied extracts showed antiradical activity with respect to the most reactive hydroxyl radical. The obtained results encourage further study of the antioxidant properties of L. reuteri and B. bifidum cell-free extracts in order to elucidate the mechanisms of their biological activity and justify the appropriateness of their therapeutic use.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.