CC BY
19
УДК 616.345-008.87:579.8:616.441-008.61]-092.9 DOI: 10.22141/2224-0721.14.6.2018.146078
СидорчукЛ.1., СидорчукА.С.
ВДНЗ Укра'ни «Буковинський державний медичний ун1верситет», м. Черн1вц1, Украна
я ж ■ ■ w ■ ■■
Колошзацмна резистентнють слизово! оболонки товстоТ кишки бших щурiв з експериментальним гiпотиреозом
For cite: Miznarodnij endokrinologicnij zurnal. 2018;14(6):636-641. doi: 10.22141/2224-0721.14.6.2018.146078
Резюме. Актуальнсть. Мкроекосистема орга^зму людини тсно взаемод'ю з ¡мунною та ендокринною системами, i власне мiкробiом приепiтелiально)' б'юпл'вки слизово)' оболонки товсто)' кишки е одним з най-чутлив'ших. б'1отоп'1в, здатних зазнавати змн за рiзних захворювань. Мета. Встановлення м:кро6:олопчно)' структури (видовий склад i популяцмний р'1вень мкрофлори) приепiтелiально)' болоично)' пл';вки слизовоi оболонки товсто)'кишки б'лих. щурiв з експериментальним ппотиреозом. Матер'али та методи. Проведено експерименти на 25 статевозрлих самцях б'лих. щурiв масою 220-240 г, з яких 15 тварин були в'щнесенi до контрольно)' групи (нтактн тварини), 10 щурiв належали до основно)' групи. Експериментальний ппоти-реоз моделювали шляхом внутршньошлункового введения мерказоллу впродовж 14 дн':в. У стерильних умовах проводили лапаротомю, брали в 'щр 'зок (до 3 см) товсто)' кишки з))' вмстом. Вщмиту частину кишки гомогенiзували з': стерильним 0,9% розчином хлориду натр';ю. Готували серю десятикратних розведень з концентрацию сумш вд 10-2 до 10-7. З кожно)' проб'рки 0,01 мл вис'вали на твердi оптимальн живильн середовища з подальшим видленням та дентифка^ею м'1кроб'1в за морфолопчними, тинктор'альними, культуральними та 6ох:м:чними властивостями. Результати. Колонзацмна резистентнють приеп'тел'аль-но)' бопл'тки слизово)' оболонки товсто)' кишки в експеримент на дослдних тваринах при моделюваннi ппотиреозу зазнае зм:н: знижуеться популяцмний р'вень лактобактерй на 51,58 %, б'1ф '1добактер '1й — на 37,35 %, бактеро)'д'1в — на 22,82 %, пептострептокоюв — на 6,5 %. Приеп'1тел'1альна б'опл'тка контамнуеть-ся кишковою паличкою та мшими ентеробактер'ями (Proteus, Klebsiella), P.niger, стафлококами. Встанов-лено зростання популяцмного р:вня кишкових паличок на 10,31 % i клостридм на 8,2 %. Детермiновано дисботичнi порушення I-III ступеня, що потребуе корекцПi лкування за допомогою проботикв. Висновки. В експериментi на б'лих. щурах при мерказолл-модельованому ппотиреоз'1 встановлено елiмiнацiю бак-терм роду Bifidobacterium, Lactobacillus, контамнацю i колонзацю ботопу умовно-патогенними м'1кроор-ганзмами род'в Proteus, Klebsiella, Staphylococcus, Peptococcus на mi зростання популяцмного р:вня киш-ково)' палички. Наявн порушення мкробоценозу у виглядi дисбозу I-III ступеня.
Ключовi слова: ппотиреоз; мкробом; приеп'тел'альна б'опл'шка; слизова оболонка; товста кишка; експериментальне дослдження
Експериментальна ендокринолопя
/Experimental Endocrinology/
Вступ
Результати дослщжень засвщчують, що будь-яю мжрооргашзми, як ri, що живуть вшьно, так i ri, що мешкають в opraHi3Mi хазя!на (людини i тварини), ведуть iммобiлiзований cnoci6 життя [1]. Тобто в природних умовах значна кшьюсть мiкроорганiзмiв персистуе у виглад фжсованих до рiзних повер-хонь мжроколонш. Щ угруповання мiкроорганiзмiв
продукують екзополюахаридний глжокалжс, який «огортае» мжробну клггину та формуе бюлопчну плiвку на поверхш, в середиш яко! вщбуваеться по-дш бактерш i м1жклггинш взаемозв'язки.
На вщмшу вщ вшьноживучих представниюв мь кробюму представники нормального мжробюму зазвичай фжсуються до рецепторiв клггин у вщпо-вщних, з оптимальними умовами для мжрооргашз-
© <Мжнародний ендокринологiчний журнал» / «Международный эндокринологический журнал» / «International Journal of Endocrinology» («Miznarodnij endokrinologicnij zurnal»), 2018 © Видавець Заславський О.Ю. / Издатель Заславский А.Ю. / Publisher Zaslavsky O.Yu., 2018
Для кореспонденци: Сидорчук Леонщ 1горович, кандидат медичних наук, доцент кафедри м^робюлогн та вiрусологíí, Вищий державний навчальний заклад УкраТни «Буковинський державний медичний ушверситет», пл. Театральна, 2, м. Чершвц, 58002, УкраТна; е-mail: [email protected]
For correspondence: L. Sydorchuk, PhD, Associate Professor at the Department of microbiology and virusology, State Higher Education Institution of Ukraine "Bukovinian State Medical University', Teatralna sq., 2, Chernivtsi, 58002, Ukraine; е-mail: [email protected]
MiB, мiсцях шкiри i слизово! оболонки, утворюючи приепiтелiальну бiологiчну плГвку, в якiй знаходять-ся мжрооргашзми та муцин. Бiологiчна плiвка фор-муеться в онтогенезi внаслщок спГльно! гармоншно! дiяльностi макроорганiзмy (хазя!на) та його фГзю-логiчного мiкробiомy. Бiоплiвка товсто! кишки — основний резервуар екзогенного мжробюму в ор-гашзмГ хазя!на. При формyваннi бiоплiвки слизово! оболонки товсто! кишки окремi мжробш клiтини нормального мiкробiомy, за реалiзацieю ко-адгезГ! складних механiзмiв комyнiкативних зв'язюв, спе-циФГчно об'еднуються в рiзноманiтних вiдношеннях (нейтралiзмy, конкуренцп, мутуалГзму, синерпзму, коменсалiзмy, паразитизму та Гн.) [2, 3]. Шляхом таких ввддв взаемодш формуються стабГльнГ своерщ-ш «мжробш ансамбль» — мжроколош!, зануреш до глГкокалГксного матриксу. Отже, бюплГвка формуе колонГзацГйну резистентнГсть слизово! оболонки товсто! кишки.
БюплГвка — це екзополюахаридно-муциновий матрикс на слизовГй оболонщ, через який вщбу-ваеться активний обмш речовин м1ж мГкробГомом i макроорганГзмом. НайважливГшими з функцГй приепГтелГально! бГоплГвки е захиснГ (колошзацш-на резистентнГсть), трофГчш, обмГннГ та енергетич-нГ зв'язки [4, 5]. Завдяки унГкальностГ структури та функцГй приепГтелГальних бГоплГвок у нормГ забез-печуеться довГчне збереження облГгатного автохтонного мжробюму, ГндивГдуального щодо кожно! людини i тварини [6, 7].
Надлишок або недостатнГсть того чи шшого субстрату, метаболГту, а також змши фГзюлопчно-го стану органГзму, шфекцшне чи неГнфекцГйне захворювання е сигналом для адаптивних компен-саторних або необоротних змш мжроеколопчно! системи, включно з мжробюмом слизово! оболонки [8, 9—14]. Останне може порушувати структуру та функцГ! приепГтелГально! бГоплГвки, лГмГтувати колонГзацГйну резистентнГсть слизово! оболонки бю-топу, що становить на сьогодш не до кГнця вивчене наукове питання.
Мета. Встановлення мжробюлопчно! структури приепГтелГально! бюлопчно! плГвки слизово! оболонки товсто! кишки бглих щурГв з експерименталь-ним гГпотиреозом.
Матерiали та методи
Експерименти проведено на 25 самцях бГлих щу-рГв масою 220—240 г (10 тварин основно! групи, 15 — Гнтактних), що знаходились в однакових умовах. Перед експериментом тварини пГдлягали обсервацГ! впродовж 10—14 дшв i щоденному спостереженню. Тварин годували один раз на добу вранщ гранульо-ваним комбГнованим кормом ПК 121-7. Енергетич-на цшшсть кормГв становила вГд 5,8 до 6,2 кДж на кГлограм маси тГла на добу. Воду тваринам давали протягом усього часу спостереження та експери-менту в необмеженш юлькосп. Умови утримання були стабГльними. Bti тварини вщповщали IV типу чистоти за мжробюлопчними та паразитологГчни-ми стандартами.
Моделювання гiпотиреозу у тварин проводили шляхом введення щоденно протягом 14 дшв роз-чину мерказолшу (ВАТ «Фармацевтична фiрма «Здоров'я», Укра!на) з розрахунку 10 мг/кг маси тiла металiчним зондом безпосередньо у шлунок. Мерказолш розчиняли стерильною дистильованою водою. 1нтактним тваринам за аналогiчним типом уводили протягом 14 дшв 1,0 мл стерильно! дисти-льовано!води.
Дослщження мiкробiому приепи^ально! бю-плiвки слизово! оболонки товсто! кишки проводили через 14 дшв шсля початку формування гшотиреозу. В процесi експерименту тварин зважували декiлька разiв, визначали динам^ маси, поведiнки, реакцiю на слуховi та зоровi сигнали тощо вщ початку введення мерказолiлу до часу завершения дослщження та евтаназ!!.
Шсля завершення експерименту дослiдних та штактних тварин забивали пiд глибоким ефiрним наркозом. Експериментальнi роботи проводили з дотриманням основних положень GLP (1981), «Правил проведення робiт з використанням експе-риментальних тварин» (1977), Конвенц!! Ради 6в-ропи про охорону хребетних тварин, що викорис-товують в експериментальних та шших цшях, вщ 18.03.1981 р., Директиви EZC № 609 вщ 24.11.1986 р. i наказу МОЗ Укра!ни № 281 вщ 01.11.2000 р. Комь аею з питань бюмедично! етики Буковинського державного медичного унiверситету (БДМУ) по-рушень морально-етичних норм пщ час виконання дослщження не виявлено.
У бока за стерильних умов у тварин розкривали черевну порожнину, в!^зали 1,5—2 см товсто! кишки з !"! вмiстом. Спочатку видавлювали вмiст, в яко-му вивчали мжробюм. Потiм стерильними ножиця-ми розрiзали кишку по довжинi. Отриману частину товсто! кишки очищали стерильним шпателем вщ умiсту, а попм промивали проточною стерильною водою протягом 3 хвилин для вимивання залишюв умiсту. Далi шматок кишки промивали 7 разiв у стерильному iзотонiчному розчинi хлориду натрiю у чашках Петрь Пiсля цього шматочки розмщували на стерильному фшьтрувальному папер^ пщсушу-вали, клали на стерильний вощений патр i зважували. Вибирали часточку не менше 0,01 г товсто! кишки, далi !"! гомогенiзували у десятикратному об'eмi стерильного iзотонiчного розчину хлориду натрго, одержуючи розведення стiнки товсто! кишки 1 : 10 (10-1). 1з ще! зависi готували серiйний десятикрат-ний титрацiйний ряд пробiрок з концентрац1ями сумiшi вщ 10-2 до 10-7. За допомогою стерильних мжропшеток вiдбирали з кожно! пробiрки ряду по 0,1 мл завис та наносили на вщповщш, оптималь-ш для кожного таксону живильнi середовища, де за допомогою стерильного скляного шпателя розподь ляли матерiал на поверхш середовища.
Посiв факультативних аеробних та анаеробних мiкроорганiзмiв культивували у термостат (37 °С) протягом 24—48 годин. Поав облiгатних анаеробних бактерш вирощували у стацiонарному анаеро-статi «CO2 Incubator T-125» (Sweden) протягом 5—7
днiв (при появi росту), iнколи до 14 дiб. Пiсля цього вивчали отриманi однотиповi колони для кожного таксону мiкробiв. 1з колонiй одержували чистi куль-тури облiгатних i факультативних анаеробних та аеробних мiкроорганiзмiв, яких iдентифiкували до роду (виду) за морфотинкторiальними, культураль-ними та бiохiмiчними властивостями, за ознаками патогенносп та антигенною структурою (за необ-хiдностi).
Результати експериментальних дослщжень були проаналiзованi з використанням методiв варiацiй-но! статистики. Статистичну обробку проводили за допомогою прикладних програм MS Excel 2010 та Statistica 7.0 (StatSoft Inc., США). В1рогщнють отри-маних даних вираховували за методом парного тесту iз застосуванням t-критерiю Student. Рiзницю вва-жали вiрогiдною при р > 0,05.
Результати
Приепи^альна бiоплiвка слизово! оболонки товсто! кишки вщграе роль потужного захисного бар'еру, який перешкоджае патологiчнiй трансло-кацп у внутршне середовище органiзму бактерiй, вiрусiв, мiкробних i харчових токсинiв, антигешв та iнших шкщливих речовин екзогенного та ендоген-ного походження. У виконанш приепiтелiальною бiоплiвкою захисно! функцп ключова роль нале-жить синерпчнш дiяльностi популяцiй автохтонного нормального мжробюму та iмунно! системи, що стимулюеться симбiотичними бактерiями, якi вщ-грають ключову роль у колошзацшнш резистент-ностi слизово! оболонки товсто! кишки.
За iндексом постiйностi, частотою виявлення, iндексом видового багатства Маргалефа, iндексом видового рiзноманiття Утеккера до головного мь кробiому приепи^ально! бiоплiвки слизово! оболонки товсто! кишки штактних 6!лих щурiв належать бактерп! роду Lactobacillus, Bacteroides, Escherichia, Bifidobacterium. Щ бактерп! е також домшуючими (за iндексом видового домiнування Омпсона) у приет-телiальнiй 6!опл!вц! слизово! оболонки товсто! кишки контрольних тварин. У тварин з експериментальним гшотиреозом головний мжробюм формують бактерп роду Bacteroides, Escherichiа. Наведет у табл. 1 даш за-св!дчують наявшсть незначних зм!н таксономiчного складу мжробюму приепи^ально! 6!опл!вки сли-зово! оболонки товсто! кишки експериментальних тварин !з гiпотиреозом. В експериментальних тварин вщбуваеться елiмiнацiя з приепи^ально! 6юпл!в-ки слизово! оболонки товсто! кишки ентерокоюв i часткова елiмiнацiя бактерiй роду Bifidobacterium i Lactobacillus. За таких умов здшснюеться контамша-ц1я та колошзац1я слизово! оболонки товсто! кишки умовно-патогенними (Proteus, Klebsiella) ентеробак-терiями, стафiлококом i пептококом.
Стан мжробюму будь-якого бютопу визначаеть-ся не тшьки таксономiчним складом, 6!льш важли-вим е кшьюсна характеристика мжробюценозу, де встановлюеться кшьюсне домiнування та роль кожного таксону у системi мжроеколопчних вщношень «мжробюм — макрооргашзм». Результати вивчення популяц!йного р!вня м!кро6!ому приепи^ально! 6!опл!вки слизово! оболонки товсто! кишки експериментальних тварин !з гшотиреозом наведеш у табл. 1.
Таблиця 1. Популяц'/йний р'вень мкробому приеп'пел'шльно) б'юпл'вки слизово!' оболонки товсто!' кишки
блих щурiв з експериментальним ппотиреозом
Таксони мкробюму Тварини з гшотиреозом (n = 10) 1нтактн тварини (n = 15) Р
Популяцмний piBeHb в КУО/г, M ± m ККД КЗ Популяцмний piBeHb в КУО/г, M ± m ККД КЗ
1. Обл^аты анаеробш бактерп
Bifidobacterium spp. 4,75 ± 0,41 54,29 0,18 6,43 ± 1,22 120,02 0,22 > 0,05
Lactobacillus spp. 4,75 ± 0,41 94,29 0,18 7,20 ± 0,32 144,90 0,37 < 0,05
Bacteroides spp. 4,47 ± 0,24 110,92 0,21 5,49 ± 0,39 109,80 0,20 < 0,05
Peptostreptococcus spp. 3,69 ± 0,21 18,31 0,04 3,93 ± 0,36 47,16 0,09 > 0,05
P.niger 3,69 ± 0,21 18,31 0,04 0 - - -
Clostridium spp. 3,96 ± 0,14 29,48 0,06 3,66 ± 0,20 14,64 0,03 > 0,05
2. Факультативы анаеробш та аеробн бактерп
E.coli 3,96 ± 0,27 98,26 98,26 3,59 ± 0,56 71,80 0,13 > 0,05
Proteus spp. 3,33 ± 0,07 24,79 24,79 0 - - -
K.oxytoca 3,97 ± 0,21 34,40 34,40 0 - - -
Enterococcus spp. 0 - - 4,72 ± 0,39 69,22 69,22 0,12
Streptococcus spp. 3,69 ± 0,14 36,63 0,06 0 - - -
Примтки: КУО — колошеутворювальна одиниця; ККД — коефiцieнт кльксного домнування; КЗ — коефщент значущостi.
Таблиця 2. Ступнь порушень м'кроб'юценозу приеттел'шльно/' б'юпл'вки слизовоУ оболонки товстоУ кишки блих щурiв з експериментальним ппотиреозом
Порушення Тварини з ппотиреозом (n = 10) 1нтактж тварини (n = 15) Р
Абс. % Абс. %
Нормофлора 0 - 14 93,33 -
1 стутнь дисбактерюзу 3 30,00 1 6,67 < 0,05
II стутнь дисбактерюзу 5 50,00 0 - -
III стутнь дисбактерюзу 2 20,00 0 - -
За популяцшним piBHeM, коефщентом юльюс-ного домшування, значущостi з урахуванням iндeксу постiйностi, частоти виявлення, iндeксом видового багатства Маргалефа, видового piзноманiття У1тек-кера та шдексом видового домiнування головний мiкpобiом, який формуе колонiзацiйну резистент-нiсть слизово1 оболонки товсто'1 кишки iнтактних експериментальних тварин, складаеться з бактepiй роду Bifidobacterium, Lactobacillus та Bacteroideus. До-датковий мжробюм бiотопу представлений бактерь ями роду Escherichia та Enterococcus.
Формування та розвиток експериментального гшотиреозу у бших щуpiв супроводжуеться знижен-ням популяцiйного piвня в приепи^альнш бю-плiвцi лактобактepiй (на 3 порядки) — на 51,58 %, бiфiдобактepiй — на 37,35 %, бактерощв — на 22,82 %, пептострептокоюв — на 6,5 %. При цьому зростае популяцшний piвeнь кишкових паличок на 10,31 %, клостридш — на 8,2 %.
Змша популяцiйного piвня piзних таксошв у мiкpобiоцeнозi призводить до порушень pолi пред-ставникiв товстокишкового бюценозу у пiдтpимцi мiкpоскопiчного гомеостазу. Так, знижуеться роль найважливiших за представництвом у складi товстокишкового мжробюценозу людини i тварини та за мультифункщональною роллю у пiдтpимцi мжроеколопчно! системи «мжробюм — макроор-гашзм» бактepiй роду Bifidobacterium на 2 порядки (на 27,29 %), Lactobacillus — майже на 3 порядки (на 52,72 %). Зменшення юлькост! бiфiдобактepiй i лактобактepiй у приепи^альнш бiоплiвцi слизо-во1 оболонки товсто1 кишки негативно впливае на стiйкiсть (зниження) травного тракту до заселення його умовно-патогенними мжрооргашзмами при-еттел1ально1 бiоплiвки слизово'1 оболонки i сприяе розвитку шфекцшно-запальних пpоцeсiв на сли-зовiй оболонщ та негативних наслiдкiв, що з цього випкають. При цьому зростае роль у мiкpобiоцeнозi приепи^ально1 бiоплiвки слизово'1 оболонки товсто'1 кишки кишково'1 палички на 36,82 % та шших eнтepобактepiй (Proteus, Klebsiella), P.niger, стафшо-кокiв, якi контамшують слизову оболонку товсто'1 кишки експериментальних тварин iз гiпотиpeозом.
Обговорення
За шдивщуальними для кожно! експерименталь-но1 тварини даними таксономiчного складу, шдексу постiйностi, частоти виявлення, iндeксом видового
багатства Маргалефа, видового piзноманiття У1тек-кера, видового домiнування Сiмпсона та значень популяцшного piвня, коeфiцiенту кшьюсного до-мiнування також встановлено стутнь порушень мiкpобiоцeнозу приепи^ально1 бiоплiвки слизо-во1 оболонки товсто1 кишки експериментальних тварин iз гiпотиpeозом. Результати встановлення ступеня дисбактepiозу у пpиeпiтeлiальнiй бiоплiвцi слизово1 оболонки товсто1 кишки бших щуpiв з експериментальним ппотиреозом наведет у табл. 2.
Показано, що в експериментальних тварин iз ппотиреозом у приепи^альнш бiоплiвцi слизово1 оболонки товсто1 кишки формуються порушення I i II ступеня, яю потребують корекцй пpобiотиками та л^вання основного захворювання. У двох тварин виявлено порушення III ступеня, що потребуе лжу-вання пpобiотиками.
Таким чином, формування та переб^ гшотиреозу в експериментальних тварин супроводжуеться по-рушенням таксономiчного складу та популяцшного piвня як головного, так i додаткового мiкpобiому приепи^ально1 бiоплiвки слизово1 оболонки тов-сто1 кишки, що суттево знижуе колонiзацiйну резис-тeнтнiсть слизово1 оболонки товсто1 кишки. Формування у частини (20 %) експериментальних тварин дисбактерюзу III ступеня потребуе терапп виявлених порушень шляхом застосування заходiв i засобiв, спрямованих на дeконтамiнацiю умовно-патогенних мiкpооpганiзмiв та коpeкцiю таксономiчного складу i популяцiйного piвня мiкpобiому приепи^ально1 бiоплiвки слизово1 оболонки товсто1 кишки.
Висновки
1. В експериментальних тварин iз ппотиреозом знижуеться колошзацшна peзистeнтнiсть слизово1 оболонки товсто1 кишки внаслiдок порушень так-сономiчного i кiлькiсного складу головного та додаткового мжробюму приепи^ально1 бiоплiвки слизово1 оболонки товсто1 кишки.
2. Формування i перебя гiпотиpeозу в експериментальних тварин супроводжуються eлiмiна-цiею з приепи^ально1 бiоплiвки слизово1 оболонки товсто1 кишки eнтepококiв, бактepiй роду Bifidobacterium, Lactobacillus, та здшснюеться кон-тамiнацiя i колонiзацiя приепи^ально1 бiоплiвки слизово1 оболонки товсто1 кишки умовно-патоген-ними eнтepобактepiями (Proteus, Klebsiella), стафь лококами i пептококами.
3. У приепи^альнш бiологiчнiй плiвцi слизо-во! оболонки товсто! кишки бших щурiв iз гшоти-реозом знижуеться популяцiйний рiвень головного мiкробiому: бактерш роду Bifidobacterium (на два порядки — 35,37 %), Lactobacillus (майже на три порядки — 53,5 %), а також окремих таксошв додаткового мжробюму на rai зростання кiлькостi умовно-пато-генних ентеробактерш, клостридiй.
Перспективи подальших досл^джень
Отриманi та наведенi результати е пiдставою для вивчення мiкробiому дистального вщдшу тонко! кишки в експериментальних тварин iз гшотирео-зом, вивчення можливостей корекцГ! мiкробiому за допомогою про6Готичних препаратiв.
Конфлiкт штересш. Автори заявляють про вщ-сутнГсть конФлГкту iнтересiв при пГдготовцГ дано! статп.
References
1. De Weirdt R, Van de Wiele T. Micromanagement in the gut: microenvironmental factors govern colon mucosal biofilm structure andfunctionality. NPJ Biofilms and Micro-biomes. 2015;1:15026. doi:10.1038/npjbiofilms.2015.26.
2. Sirisinha S. The potential impact of gut microbiota on your health: Current status and future challenges. Asian Pac J Allergy Immunol. 2016;34(4):249-264. doi: 10.12932/ AP0803.
3. Dore J, Multon MC, Behier JM, et al. The human gut microbiome as source of innovation for health: Which physiological and therapeutic outcomes could we expect? Therapie. 2017;72(1):21-38. doi: 10.1016/j.therap.2016.12.007.
4. Mori K, Nakagawa Y, Ozaki H. Does the gut microbiota trigger Hashimoto's thyroiditis? Discov Med. 2012;14(78):321-6. doi: 10.4049/jimmunol.1502465.
5. Min YW, Rhee PL. The Role of Microbiota on the Gut Immunology. Clin Ther. 2015;37(5):968-75. doi: 10.1016/j. clinthera.2015.03.009.
6. Hooper LV, Littman DR, Macpherson AJ. Interactions between the microbiota and the immune system. Science. 2012;336(6086):1268-73. doi: 10.1126/science.1223490.
7. Sicard JF, Le Bihan G, Vogeleer P, Jacques M, Harel J. Interactions of Intestinal Bacteria with Components of the Intestinal Mucus. Front Cell Infect Microbiol. 2017;7:387. doi: 10.3389/fcimb.2017.00387.
8. Hooper LV, Macpherson AJ. Immune adaptations that maintain homeostasis with the intestinal microbiota. Nat Rev Immunol. 2010;10(3):159-69. doi: 10.1038/nri2710.
9. Rakoff-Nahoum S, Foster KR, Comstock LE. The evolution of cooperation within the gut microbiota. Nature. 2016;533(7602):255-9. doi: 10.1038/nature17626.
10. Hooper LV, Littman DR, Macpherson AJ. Interactions between the microbiota and the immune system. Science. 2012;336(6086):1268-73. doi: 10.1126/sci-ence.1223490.
11. Geuking MB, Koller Y, Rupp S, McCoy KD. The interplay between the gut microbiota and the immune system. Gut Microbes. 2014;5(3):411-8. doi: 10.4161/gmic.29330.
12. Virili C, Centanni M. Does microbiota composition affect thyroid homeostasis? Endocrine. 2015;49(3):583-7. doi: 10.1007/s12020-014-0509-2.
13. Kunc M, Gabrych A, Witkowski JM. Microbiome impact on metabolism andfunction of sex, thyroid, growth and parathyroid hormones. Acta Biochim Pol. 2016;63(2):189-201. doi: 10.18388/abp.2015_1093.
14. Sydorchuk LI. Microbiome of the pre-epithelial biofilm of the colon of albino rats with experimental thyrotoxicosis. Miznarodnij endokrinologicnij zurnal. 2017;13(8):612-617. doi: 10.22141/2224-0721.13.8.2017.119280. (in Ukrainian).
OTpuMaHO 12.09.2018 ■
СидорчукЛ.И., СидорчукА.С.
Буковинский государственный медицинский университет, г. Черновцы, Украина
Колонизационная резистентность слизистой оболочки толстого кишечника белых крыс
с экспериментальным гипотиреозом
Резюме. Актуальность. Микроэкосистема организма человека тесно взаимодействует с иммунной и эндокринной системами, и собственно микробиом при-эпителиальной биопленки слизистой оболочки толстого кишечника является одним из самых чувствительных биотопов, которые способны претерпевать изменения при различных заболеваниях. Цель. Установление микробиологической структуры (видовой состав и попу-ляционный уровень микрофлоры) приэпителиальной биологической пленки слизистой оболочки толстого кишечника белых крыс с экспериментальным гипотиреозом. Материалы и методы. Проведены эксперименты на 25 половозрелых самцах белых крыс массой 220— 240 г, из которых 15 животных отнесены к контрольной группе (интактные животные), 10 крыс принадлежали к основной группе. Экспериментальный гипотиреоз моделировали путем внутрижелудочного введения мерказолила в течение 14 дней. В стерильных условиях проводили лапаротомию, брали отрезок (до 3 см) тол-
стого кишечника с его содержимым. Отмытую часть кишечника гомогенизировали со стерильным 0,9% раствором хлорида натрия. Готовили серию десятикратных разведений с концентрацией исходной смеси от 10-2 до 10-7. Из каждой пробирки высевали 0,01 мл на твердые оптимальные для отдельного таксона питательные среды с последующим выделением и идентификацией микробов по морфологическим, тинкториальным, куль-туральным и биохимическим свойствам. Результаты. Колонизационная резистентность приэпителиальной биопленки слизистой оболочки толстого кишечника в эксперименте на опытных животных при моделировании гипотиреоза изменяется: снижается популяци-онный уровень лактобактерий на 51,58 %, бифидобак-терий — на 37,35 %, бактероидов — на 22,82 %, пепто-стрептококков — на 6,5 %. Приэпителиальная биопленка контаминируется кишечной палочкой и другими энтеробактериями (Proteus, Klebsiella), P.niger, стафилококками. Установлено возрастание популяционного
уровня кишечных палочек на 10,31 % и клостридий на 8,2 %. Детерминированы дисбиотические нарушения I, II и III степени, что требует коррекции с помощью про-биотиков. Выводы. В эксперименте на белых крысах при мерказолил-моделируемом гипотиреозе установлена элиминация бактерий рода Bifidobacterium, Lactobacillus, контаминация и колонизация биотопа условно-пато-
генными микроорганизмами родов Proteus, Klebsiella, Staphylococcus, Peptococcus на фоне роста популяционно-го уровня кишечной палочки. Присутствует нарушение микробиоценоза в виде дисбактериоза I—III степени. Ключевые слова: гипотиреоз; микробиом; приэпители-альная биопленка; слизистая оболочка; толстый кишечник; экспериментальное исследование
L.I. Sydorchuk, A.S. Sydorchuk
State Higher Education Institution of Ukraine "Bukovinian State Medical University", Chernivtsi, Ukraine
Colonization resistance of the mucosa of the large intestine of albino rats with experimental hypothyroidism
Abstract. Background. The microecosystem of human organism closely cooperates with immune and endocrine systems, and in particular the microbiome of the pre-epithelial biofilm of the large intestine is one of the most sensitive bio-topes that is able to change in different diseases. The purpose was to establish the microbiological structure (species composition and population level of microflora) of the pre-epithelial biofilm of the large intestine in albino rats with experimental hypothyroidism. Materials and methods. Experiments were carried out on 25 mature male albino rats weighing 220—240 g, of which 15 animals were included to the control group (intact animals), and 10 rats — to the main group. The experimental thyrotoxicosis was simulated by intragastric administration of mercazolilum for 14 days. Under sterile conditions, laparotomy was performed; a sample (up to 3 cm) of the large intestine with its contents was taken. The washed portion of the intestine was homogenized with a sterile 0.9% NaCl solution. A series of ten-fold dilutions with 10-2 to 10-7 concentrations of the initial mixture were prepared. From each tube, 0.01 ml were seeded on solid optimal nutrient media with subsequent isolation and identification of microbes according to morphological, tincto-
rial, cultural and biochemical properties. Results. Colonization resistance of the pre-epithelial biofilm of the large intestine changed in experimental animals when modeling hypothyroi-dism: the population level of lactobacteria reduced by 51.58 %, bifidobacteria — by 37.35 %, bacteroides — by 22.82 %, pep-tostreptococci — by 6.5 %. Pre-epithelial biofilm was contaminated by collibacillus and other enterobacteria (Proteus, Klebsiella), P.niger, staphylococci. The increase was detected in the population level of collibacillus by 10.31 % and clostrid-ia by 8.2 %. Dysbiotic violations of I, II and III degrees were determined that requires a correction by means of probiotics. Conclusions. In the experimental research of mercazolilum-induced hypothyroidism on albino rats, the elimination of Bifidobacterium, Lactobacillus was established; contamination and colonization of biotope by opportunistic pathogenic microorganisms of Proteus, Klebsiella, Staphylococcus, Peptococcus were detected on the background of increased population level of collibacillus. There are violations of microbiocenosis in the form of dysbacteriosis degree I—III. Keywords: hypothyroidism; microbiome; pre-epithelial biofilm; mucous membrane; large intestine; experimental research
