CC BY
55
УДК 619:616.992.28Вм:636.085.16
Изучение возможности использования пробиотического препарата на основе кисло-молочных и лактобактерий для снижения повреждения микотоксинами внутренних органов
А.А.Грекова, А.Н.Мальцев,
А.И.Зарытовский (ГНУ СНИИЖК)
Данные последних лет убедительно продемонстрировали, что в процессе детоксикации различных соединений, попадающих извне или образующихся в пищеварительном тракте, наряду с печенью большое участие принимает микрофлора желудочно-кишечного тракта. Процессы детоксикации с участием микрофлоры идут по пути микробной биотрансформации химических соединений в нетоксические конечные продукты, или в соединения, более легко и быстро разрушающиеся в печени или экскретирующиеся с калом из организма. Микрофлора кишечника представляет собой сложный комплекс аэробных и анаэробных бактерий, взаимно влияющих друг на друга и на весь организм. Она выполняет ряд жизненно важных функций: синтез витаминов, аминокислот, ферментов, гормонов, ацетилхолина. Ферменты микрофлоры участвуют в расщеплении пищевых веществ и в детоксикации чужеродных соединений. Продукты жизнедеятельности бактерий оказывают положительное влияние на вегетативную нервную систему, а также стимулируют иммунную систему. В условиях нормально функционирующего кишечника они способны подавлять и уничтожать различные патогенные микробы [1].
В последние годы большое внимание уделяется разработке и созданию принципиально новых препаратов, получивших название «пробиотики», - это препараты на основе живых микроорганизмов, оказывающие при естественном способе введения благоприятное действие на гомеостаз посредством нормализации баланса микрофлоры в кишечнике. Наиболее изученными пробиотиками являются молочно-кислые бактерии, особенно Lactobacillus sp. и Bifidobacterium sp. Кроме того, в качестве пробиотиков используются и другие микроорганизмы: Escherichia coli, Streptococcus sp., Enterococcus sp., Bacteroides sp., Bacillus sp., Propionibacterium sp. Некоторые препараты пробиотиков содержат смеси бактериальных штаммов [2, 3].
Показано, что позитивные эффекты пробиотических микроорганизмов, прежде всего, молочно-кислых бактерий и бифидобактерий, связаны с их способностью поддерживать и восстанавливать нормальный баланс кишечной микрофлоры, с их стимулирующим действием на иммунную систему и способностью синтезировать витамины, ферменты и другие регуляторные факторы [1, 4]. Благоприятный эффект пробиотиков проявляется в повышении устойчивости организма к воздействию потенциально вредных микроорганизмов и токсичных соединений [5, 6, 7].
Материалы и методы
Работа проводилась на лабораторных животных (морские свинки) весом 400 ± 50 грамм. Животные были разделены на 2 группы, по 8 голов в каждой группе. Экспериментальным животным (1 группы) задавался корм (пшеница), пораженный следующими видами микотоксинов: содержание Т-2 токсина составляет 1,04 мг/кг корма, дезоксиниваленона - 0,05 мг/кг, зеараленона - 0,2 мг/кг, фумонизина -
0,15 мг/кг, охратоксина - 0,37 мг/кг. Зерно вводили в рацион на протяжении всего эксперимента 1,5 месяца. Зерно задавалось без ограничения. В остальном рацион соответствовал нормам кормления морских свинок.
Животные 2-й экспериментальной группы в течение первых 2-х недель получали корм, пораженный микотоксинами. После появления симптомов микотоксикоза им в рацион включили «Биоконкурент». «Биоконкурент» смешивали с кормом, пораженным микотоксинами. Смесь давали животным в дозе 10,0 мл/кг корма 1 раз в сутки в течение 30 дней. После окончания эксперимента у животных была взята кровь из правого предсердия для проведения биохимических и гематологических исследований.
Общий белок определяли в сыворотке крови с помощью рефрактометра ИРФ-452 Б2М (Россия); соотношение белковых фракций определяли спектрофотометрически турбодиметрическим методом. Содержание а-токоферола и ретинола определяли методом жидкостной хроматографии на хроматографе «Милихром 4» (Россия), содержание аспартатаминотрансферазы (АСТ), аланинаминотрансферазы (АЛТ), холестерина, общих липидов, глюкозы, липопротеидов низкой плотности (ЛПНП), гемоглобина, мочевины в сыворотке крови определяли с помощью набора фирмы «Lachema» (Чехия). Эритроциты и лейкоциты подсчитывали в камере Горяева. Гематокрит определяли методом микроцентрифугирования, цветной показатель рассчитывали по формуле:
ЦП = НЬ (г/л) х 3 / RBC (мкл первые 3 цифры),
где НЬ - содержание гемоглобина в г/л,
RBC - количество эритроцитов в мкл.
Содержание кальция в крови определяли пламенно -фотометрическим методом на анализаторе ПАЖ-2 (Россия). Магний определяли в сыворотке крови по Кункелю, Пирсону, Швейгерту в модификации И.В. Петрухина [15]. Содержание фосфора в сыворотке крови определяли в безбелковом фильтрате крови по Пулсу в модификации В.Ф.Коромыслова и Л.А Кудрявцевой [16].
Результаты и их обсуждение
В нашем эксперименте поступление микотоксинов с кормом в первую очередь приводит к нарушению функции печени, о чем свидетельствует повышение сывороточной активности «маркерных» ферментов патологии печени АСТ и АЛТ (табл. ). Введение с кормом, пораженным микотоксинами, пробиотика «Биоконкурент» снижает
повреждающее действие микотоксинов на печень. Кроме того, у животных, получавших пробиотик вместе с кормом, пораженным микотоксинами, увеличивается содержание в крови антиоксидантных витаминов Е и А, что может быть одной из причин терапевтического действия пробиотика «Биоконкурент». У опытных животных наблюдается гипопротеинемия, что подтверждает ингибирующие действие Т-2 токсина на синтез белка.
Введение с кормом, пораженным микотоксинами, пробиотика «Биоконкурент» увеличивает содержание общего белка в крови. При поступлении микотоксинов в организм экспериментальных животных наблюдается повышение мочевины в крови. Введение пробиотика «Биоконкурент» снижает содержание мочевины до нормальных величин. При микотоксикозе у морских свинок наблюдается не только гипопротеинемия, но и диспротеинемия (нарушение соотношений белковых фракций). При введении пробиотика «Биоконкурент» наблюдается нормализация соотношения белковых фракций (табл.).
Таблица. -Влияние пробиотика «Биоконкурент» на биохимические
патологические показатели морских свинок (M ±m, n=8)
Данные I-опытная II- опытная
(микотоксикоз) (пробиотик)
AST, мккат/л 0,92±0,02 0,79±0,06
ALT, мккат/л 1,34±0,02 1,09±0,03*
AST/ ALT 0,68±0,01 0,72±0,03
Витамин Е (мкг/мл) 20,57±1,22 24,10±0,57*
Витамин А (мкг/л) 16±2 24±3,5*
Общий белок, (г/л) 54,73±2,23 57,63±2,77
Мочевина, (мМ/л) 9,46±0,86 6,95±0,76
Альбумины (г/л) 26,58±6,2 33,02±3,44
а-глобулины (г/л) 9,50±1,70 6,40±0,23
В-глобулины (г/л) 8,44±1,01 8,41±0,40
Г-глобулины (г/л) 10,21±0,8 9,34±0,37
Общие липиды (г/л) 4,67±0,66 4,50±0,28
ЛПНП (г/л) 3,03±0,06 2,97±0,09
Холестерин (мМ/л) 2,99±0,23 2,07±0,39
Глюкоза (мМ/л) 6,66±0,15 7,12±0,15
Кальций, (ммоль/л) 1,82 ± 0,06 1,95 ± 0,11
Фосфор, (ммоль/л) 0,75 ± 0,05 0,79 ± 0,09
Кальций/Фосфор 2,44±0,25 2,74 ± 0,62
Магний (ммоль/л) 2,98 ± 0,1 3,54 ± 0,18*
Медь (мкмоль/л) 17,79 ± 1,04 19,89 ±0,52
Цинк (мкмоль/л) 8,82 ± 0,72 27,3 ±4,0*
Марганец (мкмоль/л) 1,76 ± 0,06 2,18 ± 0,1*
Железо (мкмоль/л) 17,54 ± 1,56 21 ± 0,23*
Эритроциты (1012/л) 5,3±0,4 5,9±0,2
Гемоглобин (г/л) 94,3±4,4 134,1±2,4*
Цветной показатель 0,53±0,04 0,69±0,03*
Г ематокрит (%) 74±6 75±2
*-Р<0,05 - по сравнению с больными животными.
Микотоксины не оказывают выраженного влияния на липидный и углеводный обмены. Наблюдается повышение содержания холестерина и ЛПНП, что связано с адаптивными изменениями к окислительному стрессу. При применении пробиотика «Биоконкурент» мы наблюдаем снижение содержания холестерина и ЛПНП, содержание общих липидов при этом не изменяется. Таким образом, можно констатировать, что в липидной фракции увеличивается содержание нейтральных липидов и фосфолипидов. Уровень глюкозы при введении пробиотика «Биоконкурент» незначительно повышается, однако этот показатель находится в пределах физиологических величин и характерен для стрессовых состояний. В нашем эксперименте это окислительный стресс, вызванный действием микотоксинов.
Более достоверные изменения в нашем эксперименте наблюдаются в изменении минерального обмена. Так, при микотоксикозе наблюдается снижение уровня кальция в крови. Кальций сосредоточен исключительно в сыворотке. Введение пробиотика увеличивает содержание в крови макроэлементов: кальция, фосфора, магния .
Повышение содержания Ca, Mg хорошо сказывается на обмене веществ. Они являются активаторами для множества ферментативных реакций. Необходимы для обеспечения "энергетики" жизненно важных процессов, регуляции нервно-мышечной проводимости, тонуса гладкой мускулатуры (сосудов, кишечника, желчного и мочевого пузыря и т.д.).
При введении вместе с кормом пробиотика «Биоконкурент» также увеличивается содержание в крови эссенциальных микроэлементов -железа, меди, цинка, марганца.
Так как минералы вместе с водой обеспечивают постоянство осмотического давления, кислотно-щелочного баланса, процессов всасывания, секреции, кроветворения, костеобразования, свертывания крови, нормализация показателей состояния минерального обмена приводит к улучшению процесса метаболизма и повышает устойчивость организма к различным ксенобиотикам. Так, микроэлементы действуют в организме путем вхождения в той или иной форме и в незначительных количествах в структуру биологически активных веществ, главным образом ферментов (энзимов), улучшают процесс метаболизма. Это приводит к улучшению гематологических показателей и общего состояния организма.
Таким образом, нейтрализация токсического действия микотоксинов ферментами - естественный способ борьбы микроорганизмов за
существование. Такой подход особенно важен и, возможно, единственно эффективен для неполярных микотоксинов, которые практически не связываются адсорбентами (трихотецены, зеараленон, охратоксины).
Литература:
1. Кондрахин, И.П. Клиническая лабораторная диагностика в ветеринарии / И.П. Кондрахин, Н.В. Курилов, А.Г. Малахов и др.-М.:Агропромиздат, 198б. с.74-75.
2. Мухина Ю.Г. Диагностика и коррекция дисбактериоза у детей // Русский медицинский журнал. - 1999. - Т. 7. - № 11. - С. 487-494.
3. Тутельян В.А. Биогенез и механизм действия микотоксинов / Оценка загрязнения пищевых продуктов микотоксинами. Т.2. - М., 1985. - С.29-48.
4. Тутельян В.А., Кравченко Л.В. Микотоксины. - АМН СССР. - М.: Медицина, 198б - 211 с.
5. Шендеров Б.А. / Медицинская микробная экология и функциональное питание. Т.2. - М.: Изд-во ГРАНТ, 1998 а. - 416 с.
6. Шендеров Б.А. Нормальная микрофлора и ее роль в поддержании здоровья человека // Российский журнал гастроэнтерологии, гепатологии, колопроктологии. - 1998 б. - № 1. - С.61-65. - № 1.
- С.16-20.
7. Cole C.B., Fuller R., Carter M. Effect of probiotic supplements of Lactobacillus acidophilus and Bifidobacterium adolescentis 2204 on -glucosidase and glucuronidase activity in the lower gut of rats associated with a human faecal flora // Microbiol. Ecol. Health. Dis. -1989. V.2. - P.223-225.
8. Cundlife E., Cannon M., Davies J.E. Mechanism of inhibition of eukaryotic protein synthesis by trichothecene fungal toxins // Proc.
Natl. Acad. Sci., USA. - 1974. V.71. -N 1. - P.30-34.
9. Erickson K.L., Hubbard N.E. Probiotic immunomodulation in health and disease // J. Nutr. - 2000. - V.130. - 2S Suppl. - P.403S-409S.
10. Gibson G.R., Roberfroid M.B. Dietary modulation of the human colonic microbiota: introducing the concept of prebiotics // J. Nutr. -1995. - V.125. - N 6. - P.1401-1412.
11. Hunter B.T. How “probiotics” fight food-borne illness //
Consumers’ Research Magazine - 1993. - V.76. - N 12. - P.19-21.
12. Kalantzopoulos G. Fermented products with probiotic qualities // Anaerobe. - 1997. - V.3. - N 2/3. - P. 185-190.
13. Ling W.H., Korpela R., Mykkanen H., Salminen S. Lactobacillus strain GG and fiber supplementation decreases colonic hydrolytic and reductive enzyme activities in healthy female subjects // J. Nutr. -1994. - V.124. - N 1. - P. 18-23.
14. Macfarlane G.T. Probiotics and prebiotics: Can regulating the activities of intestinal bacteria benefit health? / British Medical Journal.
- 1999. - V.318. - N 7189. - P.999-1003.
15. Morotomi M. Propertis of Lactobacillus caseli Shiroda strain as probiotics // Asia Pacific Journal of Clinical Nutrition. - 1996. - V.5. -P.29-30.
16. Richardson D. Probiotics and product innovation // Nutr. Food Sci.
- 1996. N 4. - P.27-33.
17. Rolfe R.D. The role of probiotic cultures in the control of gastrointestinal health // J. Nutr. - 2000. - V.130. - 2S suppl. -P.396S-402S.
18. Thompson W.L., Wannemacher R.W. In vivo effects of T-2 mycotoxin on synthesis of proteins and DNA in rat tissues // Toxicol. Appl. Pharmacol. - 1990. - V.105. - N 3. - P.483-491.
19. Ueno Y. (ed.). Trichothecenes. Chemical, biological and toxicological aspects. - Elsevier, Amsterdam, New York, 1983. - P. 313.
