Научная статья на тему 'Исследование роли чувствительных тест-культур в проявлении антагонизма бактериями-симбионтами человека'

Исследование роли чувствительных тест-культур в проявлении антагонизма бактериями-симбионтами человека Текст научной статьи по специальности «Фундаментальная медицина»

CC BY
5369
95
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
АНТАГОНИЗМ / ассоциативные микроорганизмы / межмикробные отношения / пептидогликан / пребиотики / antagonism / associative microorganisms / Cross-species / Peptidoglycan / Prebiotic

Аннотация научной статьи по фундаментальной медицине, автор научной работы — Семенов Александр Васильевич

Цель: изучить влияние чувствительных тест-культур на антагонистическую активность и продукцию антимикробных веществ индигенными и пробиотическими микроорганизмами. Материал. Использовали оригинальный метод, основанный на тестировании антимикробной активности культуральной жидкости исследуемого антагониста, обработанного метаболитами и пептидогликанами чувствительных бактерий. Результаты. Определена ключевая роль чувствительных тест-культур в проявлении антагонизма активными микроорганизмами, заключающаяся в стимуляции продукции антимикробных веществ под действием метаболитов и/или пептидо-гликана клеточных стенок чувствительных бактерий. Полученные данные обосновывают положение, что антагонистическая активность бактерий — результат межмикробных отношений между активной и чувствительной культурами, где эффекторами явления выступают антимикробные вещества и их регуляторы. Способность бактериального пептидогликана регулировать межмикробные отношения в системе «прокариот — прокариот» показана впервые. Заключение: Полученные результаты позволяют предложить новые механизмы колонизационной резистентности биотопа, связанные со стимуляцией защитного потенциала автохтонной микрофлоры ассоциативными микроорганизмами, и открывают перспективы разработки принципиально новых про-, пре-, синбиотиков, БАД и функциональных продуктов питания на основе микробных стимуляторов бактериального антагонизма

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по фундаментальной медицине , автор научной работы — Семенов Александр Васильевич

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

Aim. The study considers the influence of sensitive test-cultures on antagonistic activity and production antimicrobial factors by indigenous and probiotic microorganisms. Material. The original method has been used. It is based on determination of survival of sensitive test-culture under the action of cultural liquids of antagonist processed by metabolites and peptidoglycan of sensitive culture. Resalts. The important role of sensitive test-culture in manifestation of the antagonism active microorganisms has been proved. Received data have proved that antagonistic bacterial activity is a result of cross-species interaction between active and sensitive cultures. The effectors are antimicrobial factors and their regulators. The ability of bacterial peptidoglycan to regulate the cross-species interaction between prokaryotes has been firstly shown. Conclusion. The article concludes that the investigation has revealed new mechanisms of colonization resistance of biotope. It has opened prospects of development of principal new probiotic, prebiotic, sinbiotic, biologically active additive and functional products on the basis of microbial stimulators of bacterial antagonism

Текст научной работы на тему «Исследование роли чувствительных тест-культур в проявлении антагонизма бактериями-симбионтами человека»

цессы ремоделирования костной ткани. Были попытки прогнозирования течения костеобразования на дооперационном этапе с помощью исследования биохимических параметров в биологических жидкостях больного (кровь, моча). В сыворотке крови определяли общую активность щелочной фосфатазы и ее костной фракции, а в суточной моче — содержание Са, общего гидроксипролина и креатинина и рассчитывали соотношения указанных величин, при изменении этих расчетных показателей прогнозировали замедленное течение костеобразования. В данном способе необходимо исследовать два биологических субстрата — кровь и мочу, причем приходится собирать суточную мочу, что создает определенные неудобства для амбулаторного больного; определяют 5 параметров и дополнительно проводят расчет еще трех показателей. Кроме того, существенным недостатком способа является его недостаточная точность, что связано с использованием определения общего гидроксипролина мочи, не отражающего обмен коллагена I типа, специфичного именно для костной ткани, а отражающего результирующую метаболических процессов всех соединительно-ткан-ных образований организма, содержащих коллаген не только I, но и других типов (II тип, характерный для хряща и стекловидного тела; III тип, характерный для кровеносных сосудов и т.д.).

Предлагалось проводить прогнозирование результатов эндопротезирования тазобедренного сустава путем динамического обследования пациента до операции и через 1 и 3 месяца после нее и в сыворотке крови определять содержание иммуноглобулинов А и Е, уровня эозинофилов, наличия антител к солям металлов или полимеров эндопротеза. При отличии показателей от дооперационного уровня прогнозировали неблагоприятный результат эндопротезирования [10]. Способ также достаточно сложен (три раза проводят исследование широкого спектра иммунных тестов, в том числе с применением методов, обычно не используемых в широкой практике клинико-диагностических лабораторий (определение антител к составляющим эндопротеза), длителен (требует для своего осуществления не менее трех месяцев) и трудоемок (определяют целый ряд лабораторных параметров — иммуноглобулины А, Е, антитела к солям металлов или полимеров, входящим в состав эндопротеза, эозинофилы). Способ позволяет оценить не особенности стрессового ремоделирования костной ткани, а особенности реагирования иммунной системы организма на составляющие эндопротеза, что в определенной мере связано именно с особенностями металлоконструкции, а в определенной мере с особенностями реакции на нее иммунной системы, и не отражает метаболизм костной ткани.

Нами предложен оригинальный способ прогнозирования результатов ТЭП ТБС в ранние сроки после оперативного вмешательства с помощью динамического исследования маркеров резорбции и

костеобразования в сыворотке крови и сравнения полученных результатов с дооперационным уровнем соответствующих маркеров ремоделирования кости у конкретного больного. Способ позволяет прогнозировать высокий риск развития асептической нестабильности эндопротеза тазобедренного сустава уже через 1,5 месяца после операции.

Заключение. Таким образом, прогнозирование результатов ТЭП ТБС у больных коксартрозом в ранние сроки после операции возможно проводить с помощью определения в сыворотке крови биохимических маркеров ремоделирования кости до и через 1,5 месяца после операции, а Serum CrossLaps и остеокальцин являются биохимическими предикторами ранней асептической нестабильности эндопротеза при первичном бесцементном ТЭП ТБС.

Определение в сыворотке крови содержания маркеров резорбции (Serum CrossLaps) и костеобразования (ОК) и сравнение их до- и послеоперационного уровней позволяют выявить выраженное преобладание процессов резорбции над костеобразованием и прогнозировать риск развития асептической нестабильности эндопротеза в первые полтора-два года после операции.

Библиографический список

1. Загородний Н. В., Дирин В. А., Магомедов Х. М. Эндопротезирование тазобедренного сустава эндопротезами нового поколения // Актуальные вопросы практической медицины: сб. тр. М., 2000. С. 377-387.

2. Корнилов Н. В. Состояние эндопротезирования тазобедренного сустава в Российской Федерации // Эндопротезирование крупных суставов: тез. докл. симп. с междунар. участ. М., 2000. С. 49-52.

3. Абельцев В. П. Десятилетний опыт эндопротезирования тазобедренного сустава при диспластическом коксартро-зе // Вестник травматологии и ортопедии им. Н. Н. Приорова. 2002. № 1. С. 54-56.

4. Ахтямов И. Ф. К вопросу о преемственности в хирургическом лечении диспластического коксартроза // Вестник травматологии и ортопедии им. Н. Н. Приорова. 2005. № 2.

С. 70-75.

5. Родионова С. С., Нуждин В. И., Морозов А. К. Остеопо-роз как фактор риска асептической нестабильности при эндопротезировании тазобедренного сустава // Вестник травматологии и ортопедии им. Н. Н. Приорова. 2007. № 2. С. 35-40.

6. Клюшниченко И. В. Независимые от импланта факторы риска развития асептической нестабильности эндопротеза тазобедренного сустава: автореф. дис. ... канд. мед. наук. М., 2008. 15 с.

7. Effects upon Metabolism Following Total Hip and Total Knee Arthroplasty/U. Schneider [et al.] // Pathobiol. 2002/2003. Vol. 70. Р 26-33.

8. Der Einsatz neuer biochemischer Markerin der Diagnostik aseptischer Huftendoprothesenlockerungen/U. Schneider [et al.] // Zeitschr. Orthop. Grenzgebiete. 1997. Bd. 135. S. 297-300.

9. Истомин С. Ю. Прогнозирование и диагностика нестабильности после тотального эндопротезирования при деформирующем остеоартрозе тазобедренного сустава: авто-реф. дис. . канд. мед. наук. М., 2009. 23 с.

10. Способ прогнозирования результатов эндопротезирования тазобедренного сустава: пат. 2128341 РФ. № 97113823/14; заявл. 11.08.97; опубл. 27.03.99. Бюл. № 9.

УДК 579.264 Оригинальная статья

исследование роли чувствительных тест-культур в проявлении антагонизма бактериями-симбионтами человека

А. В. Семенов — Россия, г. Оренбург, Институт клеточного и внутриклеточного симбиоза Уральского отделения Российской академии наук, лаборатория по изучению механизмов формирования микробиоценозов человека, старший научный сотрудник, кандидат биологических наук.

ROLE OF sensitive TEST-CULTURES IN Manifestation OF antagonism BY HUMAN symbiotic bacteria

А. V. Semenov — Orenburg Institute of Cellular and Intracellular Symbiosis, Laboratory of Study of Mechanism Formation of Human Microbiocaenosis, Senior Research Assistant, Candidate of Biological Science.

Дата поступления — 20.01.2011 г. Дата принятия в печать — 20.05.2011 г.

Семенов А.В. Исследование роли чувствительных тест-культур в проявлении антагонизма бактериями-симби-онтами человека // Саратовский научно-медицинский журнал. 2011. Т. 7, № 2. С. 441-445.

Цель: изучить влияние чувствительных тест-культур на антагонистическую активность и продукцию антимикробных веществ индигенными и пробиотическими микроорганизмами. Материал. Использовали оригинальный метод, основанный на тестировании антимикробной активности культуральной жидкости исследуемого антагониста, обработанного метаболитами и пептидогликанами чувствительных бактерий. Результаты. Определена ключевая роль чувствительных тест-культур в проявлении антагонизма активными микроорганизмами, заключающаяся в стимуляции продукции антимикробных веществ под действием метаболитов и/или пептидо-гликана клеточных стенок чувствительных бактерий. Полученные данные обосновывают положение, что антагонистическая активность бактерий — результат межмикробных отношений между активной и чувствительной культурами, где эффекторами явления выступают антимикробные вещества и их регуляторы. Способность бактериального пептидогликана регулировать межмикробные отношения в системе «прокариот — прокариот» показана впервые. Заключение: Полученные результаты позволяют предложить новые механизмы колонизационной резистентности биотопа, связанные со стимуляцией защитного потенциала автохтонной микрофлоры ассоциативными микроорганизмами, и открывают перспективы разработки принципиально новых про-, пре-, синбиотиков, БАД и функциональных продуктов питания на основе микробных стимуляторов бактериального антагонизма.

Ключевые слова: антагонизм, ассоциативные микроорганизмы, межмикробные отношения, пептидогликан, пребиотики.

Semenov А. V. Role of sensitive test-cultures in manifestation of antagonism by human symbiotic bacteria // Saratov Journal of Medical Scientific Research. 2011. Vol. 7, № 2. P. 441-445.

Aim. The study considers the influence of sensitive test-cultures on antagonistic activity and production antimicrobial factors by indigenous and probiotic microorganisms. Material. The original method has been used. It is based on determination of survival of sensitive test-culture under the action of cultural liquids of antagonist processed by metabolites and peptidoglycan of sensitive culture. Resalts. The important role of sensitive test-culture in manifestation of the antagonism active microorganisms has been proved. Received data have proved that antagonistic bacterial activity is a result of cross-species interaction between active and sensitive cultures. The effectors are antimicrobial factors and their regulators. The ability of bacterial peptidoglycan to regulate the cross-species interaction between prokaryotes has been firstly shown. Conclusion. The article concludes that the investigation has revealed new mechanisms of colonization resistance of biotope. It has opened prospects of development of principal new probiotic, prebiotic, sinbiotic, biologically active additive and functional products on the basis of microbial stimulators of bacterial antagonism.

Key words: antagonism, associative microorganisms, cross-species, peptidoglycan, prebiotic.

Введение. Мутуалистические отношения между макроорганизмом и его микрофлорой способствуют выживанию обоих участников этого симбиоза. В организме человека нормальная микрофлора выполняет ряд важных функций, например защитную, центральный механизм которой основан на антагонизме к чужеродным микроорганизмам.

Традиционно антагонистическая активность рассматривается как способность одного вида микроба подавлять развитие или задерживать рост других микроорганизмов. Установлено, что проявление антагонизма у различных бактерий, у симбионтов макроорганизма в особенности, находится под контролем ауторегуляторов: гомосеринлактонов и олигопептидов [1], простых карбоновых и аминовых кислот [2], а также подвержено влиянию ассоциативных микроорганизмов [3], в том числе чувствительных культур [4, 5]. S. F. Barefoot с соавторами показана роль «пептида индукции», а нами установлена роль метаболитов и фрагментов клеточных стенок индикаторного штамма в проявлении антагонизма активными культурами [4, 5]. Изучение симбиотических отношений в ассоциации «чувствительная культура — штамм-антагонист» даст возможность выявить новые механизмы колонизационной резистентности биотопа, связанные со стимуляцией защитного потенциала автохтонной микрофлоры ассоциативными, в том числе аллохтонными, микроорганизмами, а также позволит разработать новые противоинфекци-онные препараты на основе индукторов антагонизма нормальной микрофлоры хозяина. Механизм указанных межмикробных отношений и пути практического применения явления регуляции антагонизма мало

Ответственный автор — Семенов Александр Васильевич.

Адрес: 460000, г. Оренбург, ул. Пионерская, 11.

Тел.: +7 (3532) 774463.

Е-mail: : lever3@yandex.ru.

исследованы, что и определило цель настоящей работы: изучить влияние чувствительных тест-культур на антагонистическую активность и продукцию антимикробных веществ индигенными и пробиотическими микроорганизмами.

Методы. В работе использовали штамм Micrococcus luteus № 2665 (ФГУП ГИСК им. Л. А. Тарасе-вича), бактерии различных таксонов, выделенные из вагинального биотопа и штаммы-пробиотики Escherichia coli («Колибактерин», «Микроген НПО ФГУП», Н. Новгород), Lactobacillus plantarum («Лак-тобактерин», «Микроген НПО ФГУП», Пермь), Bifidobacterium longum («Бифиформ», «Ферросан А/С», Дания), Enterococcus faecium («Бифиформ», «Ферросан А/С», Дания), Bacillus subtilis («Спосро-бактерин», ООО «Бакорен», Оренбург).

Идентификацию бактерий проводили общепринятыми методами по Берджи, с использованием тест-систем Api («Bio Meriex», Франция).

Культивирование лактобацилл и бифидобактерий проводили при 370 С, 20-24 часа на жидкой среде Манна — Рогоза — Шарпа (МРС, «HiMedia», Индия), остальных микроорганизмов — на 1,5%-ной пептон-ной воде (ПВ, НПО «Питательные среды», Махачкала). В работе также использовали агаризированные (1,5%) варианты вышеуказанных питательных сред.

Для определения влияния чувствительных тест-культур на антагонистическую активность бактерий использовали оригинальный метод [6], основанный на тестировании антимикробной активности культуральной жидкости исследуемого антагониста, обработанного метаболитами и пептидогликанами чувствительных бактерий. Клеточные компоненты получали по Герхардту с дополнениями [5]. Признак выражали в процентах угнетения пророста кОе индикаторной культуры при инкубации с метаболитами

антагониста, по сравнению с приростом КОЕ культуры при влиянии среды роста антагониста.

Использование в качестве показателя антагонизма снижение выживаемости тест-культуры позволило косвенно судить об изменении количества и/или активности антимикробных веществ. Для оценки изменения количества и/или активности конкретного антимкиробного фактора параллельно антагонизму исследовали активность литических ферментов: ли-зоцима, аминидазы, амидазы и пептидаз, из которых у изученных антагонистов достоверно выявлялась только p-N-ацетилглюкозаминидазная активность.

Определение p-N-ацетилглюкозаминидазной активности бактерий (КФ 3.1.2.52) проводили микрометодом, с использованием хромогенного субстрата N-ацетилглюкозамина, меченного по р-1,4-гликозидной связи паранитрофенолом [7]. Ферментную активность выражали в мкмоль/ч*мл — мкмоль продукта, образующегося за 1 час инкубации при 370 С в 0,025М натрий-калий-фосфатном буфере (рН=6,2) субстрата с культуральной жидкостью исследуемой культуры, в пересчете на 1 мл.

Результаты обрабатывали с использованием критерия Фишера — Стьюдента и представлены в виде средней арифметической и ее ошибки (М±1т). В качестве минимально допустимого использовали уровень значимости р<0,05.

Результаты. При исследовании отношений между штаммом-антагонистом и чувствительной тест-культурой обнаружена зависимость проявления антагонизма от чувствительных бактерий. Установлено определяющее значение клеточных компонентов тест-культур M. luteus, S. aureus, S. hominis, C. minutissimum и E. cloacae в проявлении антагонистической активности различных бактерий, в том числе доминантных представителей нормальной микрофлоры человека: энтерококков, лакто- и бифидобактерий. Другими словами, выраженная продукция антимикробных веществ активными культу-

рами происходила только при их культивировании с чувствительным штаммом. На примере регуляции антимикробной и p-N-ацетилглюкозаминидазной активностей (далее аминидазная) E. faecalis продемонстрированы обнаруженные эффекты (рис. 1). Следует отметить, что активность других литических ферментов у исследуемого антагониста не регистрировали.

На рис. 1 видно, что штамм-антагонист E. faecalis в контроле либо обладает слабой антагонистической активностью, например в отношении S. aureus и E. cloacae, либо не проявляет её вовсе, а, наоборот, стимулирует рост исследуемых тест-культур, что на диаграмме отражено как отрицательные значения признака. Этот результат наблюдается и при постановке данного эксперимента в «чашечном» варианте, методом отсроченного антагонизма или, иначе, методом двухслойного агара, при котором антагонист культивируется без контакта с тест-штаммом.

Аминидазная активность в контроле равнялась 550±20 мкмоль/ч*мл. После обработки антагониста клеточными компонентами тест-культур аминидаз-ная активность энтерококка возрастала. Параллельно наблюдали увеличение антагонистической активности, причем отмечено, что антагонизм в отношении грамположительных тест-культур появляется только при значении аминидазной активности более 700 мкмоль/ч*мл (на рис. 1 отмечено штриховкой). При значении менее 700 мкмоль/ч*мл наблюдали стимуляцию роста тест-штаммов (см. чувствительные культуры S. hominis и C. minutissimum). Для энтеробактера, наоборот, чем выше аминидазная активность, тем ниже антагонистическая, вплоть до инверсии: полное ингибирование с переключением на стимуляцию роста. Следует отметить, что при исследовании признака чашечным методом прямого антагонизма или, иначе, метода сокультивирования в агаре, при котором антагонист культивируется в контакте с тест-штаммом, наблюдали четкие, вы-

Рис. 1. Влияние клеточных компонентов чувствительных культур на аминидазную и антагонистическую активности Enterococcus faecalis

раженные зоны задержки роста. И, таким образом, отсутствие признака при использовании метода отсроченного антагонизма, на фоне его присутствия при использовании метода прямого антагонизма будет свидетельствовать о зависимом от тест-культуры проявлении антагонизма активным штаммом. Добавление в среду роста антагониста клеточных компонентов ассоцианта является адекватным приемом, моделирующим возникающие между ними межмир-кобные отношения. Обнаруженные эффекты согласуются с полученными ранее результатами [5].

При исследовании внутриродового антагонизма в ассоциациях Lactobacillus casei и L. acidophilus, а также E. cloacae и E. agglomerans было обнаружено, что L. casei и E. cloacae обладали конститутивным антагонизмом в отношении чувствительных ассоци-антов L. acidophilus и E. agglomerans, которые усиливали в отношении себя проявление признака у лактобациллы — с 40±2% до 60±3% (р<0,05), и энтеробактерии — с 25,7±1,3% до 35±2% (р<0,05). Стимулирующим антагонизм действием обладали преимущественно метаболиты тест-культур. Изученные антагонисты L. casei и E. cloacae литической активностью не обладали.

Таким образом, установлена определяющая роль клеточных компонентов чувствительных тест-культур в проявлении антагонизма активными штаммами, заключающаяся в стимуляции продукции антимикробных веществ.

Для повышения колонизационной резистентности биотопа используют препараты на основе живых бактерий и их метаболитов, механизм действия которых основан на восполнении функций индигенной микрофлоры, как правило, за счет увеличения количества последней. Основываясь на известных и полученных данных по стимуляции антимикробных свойств бактерий, мы предположили, что микробные стимуляторы антагонистической активности автохтонных и пробиотических микроорганизмов могут явиться эффективными средствами для повышения колонизационной резистентности биотопа за счет повышения качественных характеристик нормофлоры. В связи с этим была предпринята попытка анализа

антагонистических характеристик пробиотиков для разработки подходов к получению новых биопрепаратов, отличающихся от известных стимулирующим действием на антагонизм индигенных, в том числе пробиотических микроорганизмов.

Исследовали влияние ассоциативной, чувствительной культуры S. aureus на антагонизм индиген-ной микрофлоры человека и штаммов-пробиотиков (рис. 2).

Оказалось, что почти все исследуемые культуры обладали конститутивным антагонизмом, на выраженность которого оказывал влияние ассоциативный штамм S. aureus. Метаболиты стафилококка достоверно ингибировали антагонизм индигенных Bifidobacterium sp., Bacillus sp. и пробиотических L. plantarum и E. coli, но стимулировали антагонистическую активность индигенной L. acidophilus и пробиотического E. faecium. Фрагменты пептидогликана S. aureus обладали выраженным стимулирующим действием в отношении антагонизма индигенных и пробиотических бифидобактерий, энтерококков и бацилл (см. рис. 2 — черные столбцы). При сокульти-вировании все исследуемые антагонисты проявляли антимикробную активность, что свидетельствует о преобладании стимулирующих эффектов или недостаточности ингибирования.

Таким образом, показано, что клеточные компоненты чувствительных культур можно использовать для усиления антагонизма индигенной микрофлоры человека и пробиотических бактерий.

Обсуждение. Полученные данные по микробной стимуляции антагонистической и аминидазной активностей бактерий в ассоциации «штамм-антагонист — чувствительная культура» позволяют рассматривать антагонистическую активность бактерий не как одностороннюю способность одного вида микроорганизма подавлять развитие или задерживать рост других микроорганизмов, а как результат межмикробных отношений между активной и чувствительной культурами, где эффекторами явления выступают антимикробные вещества и их регуляторы.

В литературе описаны два типа регуляторных молекул, играющих ключевую роль в реализации

Рис. 2. Характеристика антагонистической активности штаммов-пробиотиков и представителей индигенной микрофлоры человека по отношению к Staphylococcus aureus под влиянием его клеточных компонентов

антагонистических отношений между активной и чувствительной культурами, — это пептиды индукции бактериоциногении [4] и клеточные стенки микроорганизмов, стимулирующие синтез литических ферментов у антагонистов в системах «эукариот-эукариот» [8, 9] и «эукариот — прокариот» [7]. Значение фрагментов клеточных стенок микроорганизмов в реализации антагонистических отношений в системе «прокариот — прокариот» не рассмотрено, хотя известно о способности клеточных стенок бактерий стимулировать продукцию лизинов у прокариот [10]. Полученные данные позволяют установить для бактериального пептидогликана не изученное ранее свойство — регуляцию межмикробных отношений в системе «прокариот — прокариот».

Помимо индукции антибиотикопродукции, одним из механизмов повышения антагонистической активности может являться повышение количества антимикробного вещества до эффективного значения, что наблюдали на примере регуляции аминидазной активности энтерококка, который начинал проявлять антагонизм только при превышении порога активности в 700 мкмоль/ч*мл. В литературе описаны факты стимулирующего рост действия малых концентраций антимикробных веществ, в том числе литических ферментов [11]. Следует отметить, что при изучении отношений между E. faecalis и E. cloacae не наблюдали связи между изменением аминидазной и антагонистической активности антагониста, что свидетельствует, вероятно, о том, что антагонизм E. faecalis в отношении E. cloacae связан не только с литическими ферментами. Вопрос о механизме взаимодействий в указанной ассоциации остается открытым.

С общебиологических позиций способность чувствительной культуры стимулировать в отношении себя проявление антагонизма активных штаммов можно объяснить возникающими между ними конкурентными отношениями. Появление конкурента в среде обитания, о чем будут свидетельствовать его клеточные компоненты, по-видимому, может вызвать ответ со стороны антагониста. Обнаруженные и известные явления близкородственного антагонизма и бактериоциногении наиболее ярко демонстрируют данную мысль.

Полученные результаты позволяют предложить новый механизм колонизационной резистентности биотопа, связанный со стимуляцией антагонизма автохтонной микрофлоры ассоциативными микроорганизмами.

С практической точки зрения явление регуляции антагонизма открывает перспективы разработки новых противоинфекционных средств, на основе микробных стимуляторов бактериального антагонизма, усиливающих местный иммунитет. Сочетанное использование чашечных методов прямого и отсроченного антагонизма является простым способом отбора микроорганизмов — источников индукторов антагонизма.

Обнаруженные эффекты регуляции антагонистической активности пробиотических бактерий демонстрируют, что назначаемые пробиотики могут вступать с патогенами в сложные взаимоотношения, что в зависимости от их результата (стимулирование или ингибирование антагонизма) будет, соответственно, способствовать или нет лечебному эффекту. Эти данные могут быть использованы в персонализированной медицине с использованием биопрепаратов, где оптимальный назначаемый пробиотик должен обладать антагонистической активностью к инфекту

индивидуума, причем его активность должна быть стимулируемой или не ингибироваться инфектом.

Заключение.

1. Определена ключевая роль чувствительных тест-культур в проявлении антагонизма активными микроорганизмами, заключающаяся в стимуляции продукции антимикробных веществ под действием метаболитов и/или пептидогликана клеточных стенок чувствительных бактерий. Полученные данные позволяют заключить, что антагонистическая активность бактерий — результат межмикробных отношений между активной и чувствительной культурами, где эффекторами явления выступают антимикробные вещества и их регуляторы.

2. Определено новое свойство пептидогликана клеточных стенок бактерий — способность регулировать межмикробные отношения в системе «прокариот — прокариот».

3. Показана возможность использования метаболитов и пептидогликанов бактерий-стимуляторов антагонизма, а также сами штаммы их продуценты, для получения новых противоинфекционных биопрепаратов.

Полученные результаты позволяют предложить новые механизмы колонизационной резистентности биотопа, связанные со стимуляцией защитного потенциала автохтонной микрофлоры ассоциативными микроорганизмами и открывают перспективы разработки принципиально новых про-, пре-, синбиотиков, БАД и функциональных продуктов питания на основе микробных стимуляторов бактериального антагонизма.

Конфликт интересов. Работа выполнена в рамках темы НИР ИКВС УрО РАН «Изучение механизмов взаимоотношений симбионтов и их регуляции в различных биологических системах» (№ гос. регистрации 0120.0600145), при поддержке РФФИ, проект № 08-04-99085.

Библиографический список

1. Shapiro J.A. Thinking about bacterial populations as multicel-lular organisms // Annual Rev. Microbiol. 1998. № 52. P. 81-104.

2. Вахитов, Т Я., Петров, Л. Н., Бондаренко, В. М. Концепция пробиотического препарата, содержащего оригинальные микробные метаболиты // Журнал микробиологии. 2005. № 5.

C. 108-114.

3. Yan L. Biofilm-specific cross-species induction of antimicrobial compounds in Bacilli // Appl. Environ. Microbiol. 2003. Vol. 69, №. 7. P. 3719-3727.

4. Barefoot S. F. Identification and purification of a protein that induces production of the Lactobacillus acidophilus bacte-riocin lactacin B // Appl. Environ. Microbiol. 1994. Vol. 60, № 10. Р. 3522-3528.

5. Микробная регуляция антагонистической активности бактерий/А. В. Семенов, А. В. Сгибнев, С. В. Черкасов, О. В. Бухарин // Бюл. эксп. биол. и мед. 2007. № 11. С. 545-548.

6. Способ определения способности микроорганизмов регулировать антагонистическую активность бактерий: патент рФ № 2376381 от 20.12.2009Ю. В. Бухарин, А. В. Семенов, С. В. Черкасов, А. В. Сгибнев. Бюл. № 35.

7. Bacteriolysis by Agaricus bisporus/T. Fermor,

D. Wood., S. Lincoln, J. Fenlon // J. Gen. Microbiol. 1991. № 130. P. 761-769.

8. Haran S., Schickler H., Chet I. Molecular mechanisms of lytic enzymes involved in the biocontrol activity of Trichoderma harzianum // Microbiology. 1996. № 142. P. 2321-2331.

9. Patterson G., Bolis C. Fungal cell wall polysaccharides elisit an antifungal secondary metabolite (phytoalexin) in the cyanobacterium Scytonema ocelutum.// J. Phycology. 1997. Vol. 33. P. 54-60.

10. Bronneke V., Fiedler F. Production of bacteriolytic enzymes by Streptomyces globisporus regulated by exogenous bacterial cell walls // Appl. Environ. Microbiol. 1994. Vol. 60, № 3. Р 785-791.

11. Механизмы выживания бактерий/О. В. Бухарин, А. Л. Гинцбург, Ю. М. Романова, Г. И. Эль-Регистан. М.: Медицина, 2005. 367 с.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.