CC BY
13
УДК 616.345.0187-008.87:579.8:616.441-008.61]-092.9 DOI: 10.22141/2224-0721.13.8.2017.119280
Сидорчук Л.1.
Вищий державний навчальний заклад Укра'ни «Буковинський державний медичний ун1верситет»,
м. Черн1вц1, Укра!на
Мкробюм приеште^альноТ бiоплiвки товстоТ кишки бiлих щурiв з експериментальним тиреотоксикозом
For cite: Mezhdunarodnyi Endokrinologicheskii Zhurnal. 2017;13(8):612-617. doi: 10.22141/2224-0721.13.8.2017.119280
Резюме. Актуальнють. Мкробом пpиепiтелiально)' б'юпл'вки товсто)' кишки при безпосередньому контактi з органзмом взаемод'е з '¡мунною та ншими системами, щю пдкреслюе актуальнсть його вивчення при рiзних захворюваннях.. Мета дослдження — встановлення таксоном'много складу, популяцйного р'в-ня, анал'тичних. м'кроеколопчних. показниюв i ступеня порушень мкроеколоп)' пpиепiтелiально)' б'опл'вки товсто)' кишки б'лих. щуpiв :з тиреотоксикозом. Матер'шли та методи. Проведенi експерименти на 25 ста-тевозрлих самцях б'лих. щуpiв масою 220-240 г, з яких 15 тварин вднесено до контрольно)' групи (iнтактнi тварини), 10 щуpiв належали до основно)' групи. Мощелювали експериментальний тиреотоксикоз шляхом внутршньошлункового введення L-тироксину 14 дн':в. У стерильних умовах проводили лапаротомю, брали в'др'вок (до 3 см) товсто)' кишки з ))' вмстом. Вдмиту частину кишки гюмюгенiзували з стерильним 0,9% розчином хлориду натр';ю. Готували серю десятикратних розведень з концентра^ею вихдно)' сумш вд 10-2 до 10-7. З кожно)' проб'рки 0,01 мл висвали на твеpщi оптимальн живильн середовища з наступним видленням та дентифка^ею м'1кроб'1в за морфолопчними, тинктор'1альними, культуральними та 6ох:м:ч-ними властивостями. Результати. У частини тварин ел'ш'мують б'^добактерп' та лактобактерп, а також бактеро)ди та ешерихп. Встановлено виражений дефцит не тльки бiфЩюбактеpiй — на 48,50 % i лакто-бактерй — на 94,59 %, а й бактеро^в — на 44,85 %. Визначення юльюсного домнування кожного таксона показало, що домнуюча роль б'^добактерш у мiкpюбЮценюзi знижуеться на 82,76 %, лактобактерй — у 2,20 раза, а також знижуеться роль у мiкpюбЮценюзi пpиепiтелiально)' б'юпл'вки товсто)' кишки б'лих. щур:в з експериментальним тиреотоксикозом бактеро)'д'в — на 43,04 %, кишково)' палички — на 7,18 %, але сут-тево зростае роль умовно-патогенних ентеробактерм i стафлокоюв, якi контамнували й колонзували сли-зову оболонку товсто)' кишки. Висновки. Експериментальний тиреотоксикоз супроводжуеться частковою елiмiнацiею з б'ютопу пpиепiтелiально)' б'юпл 'вки товсто)' кишки б'1ф'1добактер '1й та лактобактерй, а також бактеро)'д'в. Вдбуваеться елiмiнацiя :з слизово)' оболонки товсто)' кишки в уах. експериментальних тварин пептострептококв, клостридй та ентерококв, а також коло^за^я б'ютопу умовно-патогенними ентеробак-теpiями (протеями, клебселами) i стафлококами.
Ключовi слова: тиреотоксикоз; мкрофлора; товста кишка; приеп'тел'альна б'юпл'вка
Експериментальна ендокринолопя
/Experimental Endocrinology/
Вступ
Фiзюлоriчний статус макрооргашзму тюно пов'язаний з автомжрофлорою, особливо кишечника, що найбшьш щшьно нею заселений [1, 2]. При вивченш мультифункщонально! ролi мжро-флори в нормi та при и порушеннях при патолопч-них станах i захворюваннях придшяеться увага мь кроекологи травного тракту, особливо мжробюму
товсто! кишки. Численш дослщження в Укра'!ш та за кордоном показали, що при багатьох шфекцш-них i нешфекцшних захворюваннях порушуються мжроеколопчш взаемозв'язки в CTCTeMi «макроор-гашзми — мжробюм» [3—5]. Щ зв'язки реалiзуються в основному через мукозний мжробюм — мжробю-ценоз приепи^ально! бюпл^ слизово! оболонки кишечника, у тому чи^ й через слизову оболонку
© <^жнародний ендокринолопчний журнал», 2017 © «International Journal of Endocrinology», 2017
© Видавець Заславський О.Ю., 2017 © Publisher Zaslavsky O.Yu., 2017
Для кореспонденцп: Сидорчук Леоыд 1горович, кандидат медичних наук, доцент кафедри мнкробюлопТ та вiрусолоriT, Вищий державний навчальний заклад УкраТни «Буковинський державний медичний ушверситет», пл. Театральна, 2, м. Чершвць 58002, УкраТна; е-mail: [email protected]
For correspondence: Leonid Sydorchuk, PhD, Associate Professor at the Department of Microbiology and Virology, Higher State Education Institution of Ukraine "Bukovinian State Medical University", Theatralna sq., 2, Chernivtsi, 58002, Ukraine; е-mail: [email protected]
товсто'1 кишки. Така взаeмодiя макрооргашзму з мь кроб1омом здiйснюeться за рахунок харчових (тро-фiчних), просторових (топiчних) i комунiкативних зв'язкiв. Це вщбуваеться постiйно в приепи^аль-нш бiоплiвцi слизово'1 оболонки.
У виконанш мукозним мiкробiомом функщ' колошзацшно! резистентност слизово'1 оболонки ключова роль належить функцiональнiй дiяльностi популящ! нормофлори та iмуннiй системi макро-органiзму, яка постшно стимулюеться мiкробiомом [6, 7]. У первинному визрiваннi та в подальшш пщ-тримцi в активному сташ локально'1 iмунноi систе-ми нормофлора вщграе ключову роль [8—10]. Через приепи^альну бiоплiвку вiдбуваеться активний обмш речовин м1ж мiкробiомом та макрооргашзма-ми [11]. Завдяки унжальносп структури (мжроко-лонп мiкробiому) i фiзiолоriчноi функщ'1 приетте-лiальноi бiоплiвки в нормi забезпечуеться двобiчне збереження таксономiчного складу й популяцшно-го рiвня облiгатного автохтонного мiкробiому, ш-дивщуального для кожного макроорганiзму [12, 13]. Водночас вщомий вплив мжробюму товсто'1 кишки на ендокриннi залози, зокрема щитоподiбну залозу, що актуалiзуе питання про можливiсть оборотних змш мiкрофлори даного бiотопу при ендокриннш патологи [14—16].
Мета дослщження — встановлення таксономiч-ного складу, популяцшного рiвня, аналiтичних мiкроекологiчних показникiв i ступеня порушень мжроекологй приепи^ально! бiоплiвки товсто'! кишки бiлих щурiв iз тиреотоксикозом.
Матерiали та методи
З метою вивчення взаемозв'язку м1ж тиреотоксикозом, таксономiчним складом, популяцiйним рiвнем i ступенем порушень мiкробiому приештель ально'1 бiоплiвки слизово'1 оболонки товсто'1 кишки бших щурiв з експериментальним тиреотоксикозом проведенi експерименти на 25 статевозрших самцях бiлих щурiв масою 220—240 г, з яких 15 тварин вщ-несено до контрольно'' групи (штактш тварини), 10 щурiв належали до основно'1 групи. Тварини ста-бiльно утримувалися в однакових умовах вiварiю. Рацiон тварин становив повнощнний гранульова-ний комбiнований корм типу ПК 121-7. Тварини вщповщали четвертому класу чистоти за мжробю-логiчним i паразитологiчним статусом.
Моделювання тиреотоксикозу в бших щурiв проводили впродовж 14 дшв шляхом внутршньо-шлункового введення спецiальним металiчним зондом L-тироксину (L-thyroxine, Berlin-Chemiе AG, Шмеччина) iз розрахунку 200 мкг/кг. Експерименти проводились при повному дотриманш положень GLP (1981), бвропейсько! конвенщ'1 про захист хребтових тварин, яю використовуються для експе-риментальних та iнших наукових цiлей (Страсбург, 1986), та постанови Першого нащонального кон-гресу з бiоетики (Ки'1в, 2001).
На 15-16-й днi експерименту тварин виводили з дослiду шляхом декаштацп пiд час глибокого наркозу, який отримували шляхом введення надлишково1
к1лькост1 тiопенталу натрiю. Для мжробюлопчного дослщження в стерильних умовах проводили розтин черевно! порожнини по середнш лшп живота з по-дальшим в1дбором в1др1зк1в товсто! кишки довжи-ною до 3 см без бриж1 З видаленого в1др1зка товсто! кишки стерильним тнцетом вичавлювали та ре-тельно зн1мали вм1ст 1 в1дмивали ст1нку в стерильному 1зотон1чному розчин1 хлориду натр1ю. В1дмитий шматок ст1нки товсто! кишки зважували та гомоге-н1зували з десятикратним об'емом 1зотон1чного роз-чину хлориду натр1ю. З отриманого гомогенату го-тували сер1йн1 десятикратн1 розведення (в1д 10-2 до 10-7). 1з кожного розведення мжропшеткою наносили 0,01 мл на сектори оптимального для кожного таксона м1кроба твердого живильного середовища й р1вном1рно розтирали на поверхш середовища шпателем. Пос1ви шкубували в термостат1 при тем-ператур1 37 °С для вирощування факультативних анаеробних та аеробних бактер1й протягом 1—2 д1б. Обл1гатн1 анаеробн1 бактерп культивували при оптимальн1й температур1 в стащонарному анаеро-стат1 СО2-incubator Т-125 ф1рми ASSAB MEDICIN АВ протягом 5—7 д1б, 1нколи п1драховували через 10—14 д1б культивування. Однотипн1 колони тдра-ховували 1 з них одержували чист1 культури мжро-оргашзм1в, як1 1дентиф1кували за морфолог1чними, тинктор1альними, культуральними й б1ох1м1чними властивостями.
Статистичне опрацювання одержаних результа-т1в зд1йснювали методами вар1ац1йно! статистики. Р1зницю м1ж вщповщними величинами вважали в1-рог1дною при р < 0,05.
Результати
Проведет бактерюлопчш досл1дження мжро-б1ому приеттел1ально! б1опл1вки (ст1нки товсто! кишки) слизово! оболонки товсто! кишки б1лих щур1в з експериментальним тиреотоксикозом показали змши як як1сного, так 1 кшьюсного складу мукозного м1кроб1ому товсто! кишки. Для встановлення мехашзм1в колошзацп слизово! оболонки товсто! кишки б1лих щур1в з експериментальним тиреотоксикозом мжрооргашзмами використаний еколог1чний метод, що дозволив охарактеризувати сшвюнування представник1в екосистеми «макроор-ган1зм — мжробюм» 1 прослщкувати напрямок зм1н мжроекологй приеттел1ально! бюлопчно! пл1в-ки слизово! оболонки товсто! кишки б1лих щур1в з експериментальним тиреотоксикозом. Результати вивчення таксоном1чного складу мжробюму при-еттел1ально! бюпл1вки товсто! кишки б1лих щур1в з експериментальним тиреотоксикозом наведет в табл. 1.
У досл1дних тварин з експериментальним тиреотоксикозом 1з приеттел1ально! б1опл1вки слизово! оболонки товсто! кишки ел1мшують автохтонш до-датков1 анаеробн1 пептострептококи й клостриди, а також факультативн1 анаеробш та аеробн1 ентеро-коки. У частини (20—40 %) тварин ел1мшують най-важлив1ш1 за представництвом у нормобюценоз1 товсто! кишки 1 мультифункщональш за роллю в
екологiчнiй системi «макрооргашзм — мжробюм» бiфiдобактерii та лактобактерп, а також бактерощи та ешерихл. На цьому ™ вiдбуваeться небезпечна для хазя!на контамшац1я приепи^ально! бюплiв-ки слизово! оболонки товсто! кишки умовно-пато-генними ентеробактерiями (протеями, клебаела-ми) та стафшококами.
За iндексом постiйностi, частотою виявлення, ш-дексом видового багатства Маргалефа та iндексами видового домiнування Омпсона та Бергера — Паркера головний мжробюм приепи^ально! бiоплiв-ки слизово! оболонки товсто! кишки бших щурiв з експериментальним тиреотоксикозом представле-
ний автохтонними факультативними бактеро!дами, умовно-патогенними ентеробактерiями (протеями й клебаелами), а також лактобактер1ями (у 70,0 % тварин) i бiфiдобактерiями (у 60,0 % випадюв). Змiна мiкроекологiчних показник1в мiкробiому приеште-лiально! бiоплiвки слизово! оболонки товсто! кишки бших щурiв з експериментальним тиреотоксикозом засвщчуе можливiсть порушень юльюсних взаемо-вщносин мiкроорганiзмiв в асощативному бiотопi.
Результати дослiджень к1льк1сних показниюв мукозного мiкробiому слизово! оболонки товсто! кишки бших щурiв з експериментальним тиреотоксикозом наведет в табл. 2.
Таблиця 1. Видовий склад мiкробiому приеттел'шльно!' бiоплiвки товсто!' кишки блих щурiв
з експериментальним тиреотоксикозом
Мшрооргаызми Основна група (n = 10) Контрольна група (n = 15)
ВШ 1П Ч 1М 1БП 1С ВШ 1П Ч 1М 1БП 1С
Обл^аты анаеробж бактери
Bifidobacterium spp. 6 60,00* 0,13 0,11 0,13 0,015* 14 93,33 0,17 0,16 0,17 0,027
Lactobacillus spp. 7 70,00* 0,15 0,13 0,15 0,020 15 100,00 0,18 0,17 0,18 0,032
Bacteroideus spp. 8 80,00 0,17 0,15 0,17 0,027 15 100,00 0,18 0,17 0,18 0,032
Peptostreptococcus spp. 0 - - - - - 9 60,00 0,11 0,10 0,11 0,011
Clostridium spp. 0 - - - - - 3 20,00 0,04 0,02 0,04 0,001
Факультативы анаеробн та аеробж бактери
E.coli 7 70,00* 0,15 0,13 0,15 0,020* 15 100,00 0,18 0,17 0,18 0,032
Proteus spp. 8 80,00 0,17 0,15 0,17 0,027 0 - - - - -
K.oxytoca 5 50,0 0,11 0,09 0,11 0,010 0 - - - - -
Enterococcus spp. 0 - - - - - 11 73,33 0,13 0,12 0,13 0,017
Staphylococcus spp. 5 50,0 0,11 0,09 0,11 0,010 0 - - - - -
Примтка: ВШ — видлено штам'в; 1П — '¡ндекс постШност'г, Ч — частота виявлення; 1М — '¡ндекс видового багатства Маргалефа; 1БП — /ндекс видового домнування Бергера — Паркера; 1С — Iндекс видового домнування С'мпсона; * — значення р < 0,05 при порiвняннi з вщповщними показниками контрольно!' групи.
Таблиця 2. Популяцйний рiвень м'кроб'юму приеттел'шльно!' б'юпл'вки товсто!' кишки блих щурiв
з експериментальним тиреотоксикозом
Мшрооргажзми Основна група (n = 10) Контрольна група(n = 15)
ПР ККД КЗ ПР ККД КЗ
Обл^атж анаеробж бактери
Bifidobacterium spp. 4,33 ± 0,52 65,77* 0,14* 6,43 ± 1,22 120,02 0,22
Lactobacillus spp. 3,70 ± 0,30* 65,57* 0,14* 7,20 ± 0,51 144,00 0,37
Bacteroideus spp. 3,79 ± 0,14* 76,76 0,16 5,49 ± 0,39 109,80 0,20
Peptostreptococcus spp. 0 - - 3,93 ± 0,36 47,16 0,09
Clostridium spp. 0 - - 3,66 ± 0,10 14,64 0,03
Факультативы анаеробж та аеробж бактери
E.coli 3,78 ± 0,13 66,99 0,14 3,59 ± 0,56 71,80 0,13
Proteus spp. 4,63 ± 0,16 93,77 0,20 0 - -
K.oxytoca 3,70 ± 0,14 46,84 0,10 0 - -
Enterococcus spp. 0 - - 4,72 ± 0,39 69,22 0,12
Staphylococcus spp. 3,78 ± 0,13 47,22 0,10 0 - -
Примтки: ПР — популяц}йний рiвень; ККД — коефiцieнт к'шьюсного домнування; КЗ — коефiцieнт значущост'1; * — значення р < 0,05 при порiвняннi з вщповщними показниками контрольно!'групи.
Одержат та наведет в табл. 2 результати засвщ-чують виражений дефщит не тiльки найважливiших фiзiологiчно корисних бiфiдобактерiй на 48,50 % 1 лактобактерш на 94,59 %, а й обляагних з постшним представництвом у високих концентрацiях у киш-ковому мiкробiоценозi бактерощв — на 44,85 %.
За одержаними даними значення щдексу постш-носп, частоти виявлення таксону, шдексу видового багатства Маргалефа, iцдексiв видового домшування Бергера — Паркера i Омпсона з урахуванням популя-цiйного рiвня, коефiцieнту кiлькiсного домiнування та коефщенту значущостi встановлений ступiнь пору-шень колошзацшно! резистентностi слизово! оболон-ки товсто! кишки бших щур1в з експериментальним тиреотоксикозом — ступiнь дисбактерюзу (табл. 3).
Обговорення
Попри дефщит лактобактерш та бiфiдобактерiй виявлено, що 1х спiльна з макроорганiзмом актив-нiсть iнгiбуe рiст i розмноження бактерощв при-епи^ально! бiоплiвки слизово! оболонки товсто! кишки бiлих щурiв з експериментальним тиреотоксикозом.
Незважаючи на iстотне зниження рiвня бiфiдо-бактерiй i лактобактерiй у приепи^альнш бiоплiв-цi слизово! оболонки товсто! кишки бших щурiв з експериментальним тиреотоксикозом та елiмiнацiю пептострептококiв, клостридш та ентерококiв, сли-зова оболонка товсто! кишки експериментальних тварин контамшуеться та колонiзуeться умовно-па-тогенними ентеробактер1ями: протеями, якi досяга-ють високого популяцшного рiвня; клебсiелами, яю також досягають високих концентрацш. У приет-телiальнiй бiоплiвцi слизово! оболонки встановлена збшьшена кiлькiсть стафiлококiв, що колошзують слизову оболонку товсто! кишки бших щурiв з екс-периментальним тиреотоксикозом.
Варто вщзначити, що, незважаючи на еволюцш-но сформоваш симбiотичнi стосунки мж макроор-ганiзмом та бактероидами, вони е бшьш складними та напруженими, нж стосунки з бiфiдобактерiями та лактобактер1ями. Маючи широкий спектр ознак патогенносп, бактеро!ди постiйно збшьшують свою популящю, але завдяки спiльнiй дiяльностi макро-органiзму (iмунного захисту) i бiфiдобактерiй та лактобактерiй стримуеться бiологiчна активац1я бактерощв, !х безконтрольний рiст, розмноження й реалiзацiя ознак патогенностi.
Роль кожного таксона в асощацп мжробюми за-лежить вiд його популяцшного рiвня, який, за на-веденими вище даними, зазнае змш. Визначення кiлькiсного домiнування кожного таксона показало, що домшуюча роль бiфiдобактерiй у мжробюценоз1 знижуеться на 82,76 %, лактобактерш — у 2,20 раза, а також знижуеться роль у мiкробiоценозi приетте-лiально! бiоплiвки слизово! оболонки товсто! кишки бших щурiв з експериментальним тиреотоксикозом бактерощв — на 43,04 %, кишково! палички — на 7,18 %, але суттево зростае роль умовно-патогенних ентеробактерш i стафшокоюв, якi контамiнували й колошзували слизову оболонку товсто! кишки.
Таблиця 3. Стутнь порушень м'кроб'юценозу приеп'пел'ально) б'юпл'вки товсто)' кишки блих щурiв з експериментальним тиреотоксикозом
Стушнь порушень Основна група (n = 10) Контр група' ольна n = 15)
Абс. % Абс. %
Нормофлора 0 - 14 93,33
1 стутнь 3 30,00 1 6,57
II стутнь 5 50,00 0 -
III стутнь 2 20,00 0 -
IV стутнь 0 - 0 -
Показано, що в половини тварин з експериментальним тиреотоксикозом у приепи^аль-нш бiоплiвцi формуеться дисбактерюз II ступеня, який характеризуеться дефщитом бактерш роду Bifidobacterium, Lactobacterium, а також бактерощв та елiмiнацiею iз приепи^ально! бiоплiвки слизово! оболонки товсто! кишки пептострептокоюв, ен-терококiв, клостридш з одночасною колонiзацiею слизово! оболонки умовно патогенними ентеробак-тер1ями (протеями й клебаелами).
Висновки
1. Експериментальний тиреотоксикоз супрово-джуеться порушенням колошзацшно! резистент-ностi слизово! оболонки товсто! кишки тварин за рахунок частково! елiмiнащ! з бiотопу фiзiологiчно корисних бiфiдобактерiй та лактобактерiй, а також бактерощв. У вах експериментальних тварин вщ буваеться елiмiнацiя iз слизово! оболонки товсто! кишки пептострептокоюв, клостридш та ентероко-кiв, а також контамiнацiя бiотопу умовно-патоген-ними ентеробактерiями (протеями, клебсiелами) i стафшококами.
2. Дисбактерюз II—III ступеня, який розвиваеть-ся в приепи^альнш бiоплiвцi слизово! оболонки товсто! кишки з експериментальним тиреотоксикозом, характеризуеться вираженим дефщитом 6!Фь добактерiй, лактобактерш, бактерощв i зростанням кiлькостi ентеробактерш i стафiлококiв.
Перспективи подальших досЛджень: одержан! результати е п!дставою для використання 6!Фщо-вмюних пробютиюв з метою корекщ! колошзацшно! резистентносп слизово! оболонки товсто! кишки макрооргашзму.
Конфл1кт 1нтерес1в. Автор заявляе про вщсут-шсть конфлжту штереив при тдготовщ дано! статтi.
References
1. De Weirdt R, Van de Wiele T. Micromanagement in the gut: microenvironmental factors govern colon mucosal biofilm structure and functionality. NPJ Biofilms and Microbiomes. 2015;1:15026. doi:10.1038/npjbiofilms.2015.26.
2. Dave M, Higgins PD, Middha S, Rioux KP. The human gut microbiome: current knowledge, challenges, and future directions. Transl Res. 2012 Oct;160(4):246-57. doi: 10.1016/j. trsl.2012.05.003.
3. Sirisinha S. The potential impact of gut microbiota on your health: Current status and future challenges. Asian Pac J Allergy Immunol. 2016 Dec;34(4):249-264. doi: 10.12932/AP0803.
4. 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.
5. Mori K, Nakagawa Y, Ozaki H. Does the gut microbiota trigger Hashimoto's thyroiditis? Discov Med. 2012 Nov;14(78):321-6. doi: 10.4049/jimmunol.1502465.
6. Min YW, Rhee PL. The Role of Microbiota on the Gut Immunology. Clin Ther. 2015May 1;37(5):968-75. doi: 10.1016/j. clinthera.2015.03.009.
7. 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.
8. 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 Sep 5;7:387. doi: 10.3389/fcimb.2017.00387.
9. Hooper LV, Macpherson AJ. Immune adaptations that maintain homeostasis with the intestinal microbiota. Nat Rev Im-
munol. 2010Mar;10(3):159-69. doi: 10.1038/nri2710.
10. Rakoff-Nahoum S, Foster KR, Comstock LE. The evolution of cooperation within the gut microbiota. Nature. 2016 May 12;533(7602):255-9. doi: 10.1038/nature17626.
11. 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.
12. Wu HJ, Wu E. The role of gut microbiota in immune homeostasis and autoimmunity. Gut Microbes. 2012 Jan-Feb;3(1):4-14. doi: 10.4161/gmic.19320.
13. 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.
14. Virili C, Centanni M. Does microbiota composition affect thyroid homeostasis?Endocrine. 2015 Aug;49(3):583-7. doi: 10.1007/s12020-014-0509-2.
15. Köhling HL, Plummer SF, Marchesi JR, Davidge KS, Ludgate M. The microbiota and autoimmunity: Their role in thyroid autoimmune diseases. Clinical Immunology. 2017;183:63-74. doi: 10.1016/j.clim.2017.07.001.
16. Kunc M, Gabrych A, Witkowski JM. Microbiome impact on metabolism and function of sex, thyroid, growth and parathyroid hormones. Acta Biochim Pol. 2016;63(2):189-201. doi: 10.18388/abp.2015 1093.
OTpuMaHO 02.11.2017 ■
Сидорчук Л.И.
Высшее государственное учебное заведение Украины «Буковинский государственный медицинский университет», г. Черновцы, Украина
Микробиом приэпителиальной биопленки толстого кишечника белых крыс с экспериментальным тиреотоксикозом
Резюме. Актуальность. Микробиом приэпителиальной биопленки толстого кишечника при непосредственном контакте с организмом взаимодействует с иммунной и другими системами, что подчеркивает актуальность его изучения при различных заболеваниях. Цель исследования — установление таксономического состава, популяционного уровня, аналитических микроэкологических показателей и степени нарушений микроэкологии приэпителиальной биопленки толстого кишечника белых крыс с тиреотоксикозом. 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), а 10 крыс принадлежали к основной группе. Моделировали экспериментальный тиреотоксикоз путем внутрижелудочного введения L-тирокси-на в течение 14 дней. В стерильных условиях проводили лапаротомию, брали отрезок (до 3 см) толстой кишки с ее содержимым. Отмытую часть кишки 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 питательные среды с последующим выделением и идентификацией микробов по морфологическим, тинкториальным, культуральным и биохимическим свойствам. Результаты. У части живот-
ных элиминируют бифидобактерии и лактобактерии, а также бактероиды и эшерихии. Установлен выраженный дефицит не только бифидобактерий — на 48,50 % и лак-тобактерий — на 94,59 %, но и бактероидов — на 44,85 %. Определение количественного доминирования каждого таксона показало, что доминирующая роль бифидобактерий в микробиоценозе снижается на 82,76 %, лактобакте-рий — в 2,20 раза, а также снижается роль в микробиоценозе приэпителиальной биопленки толстого кишечника белых крыс с экспериментальным тиреотоксикозом бактероидов — на 43,04 %, кишечной палочки — на 7,18 %, но существенно возрастает роль условно-патогенных энтеробактерий и стафилококков, которые контамини-ровали и колонизировали слизистую оболочку толстого кишечника. Выводы. Экспериментальный тиреотоксикоз сопровождается частичной элиминацией из биотопа при-эпителиальной биопленки толстого кишечника бифидо-бактерий и лактобактерий, а также бактероидов. Наступает элиминация из слизистой оболочки толстой кишки у всех экспериментальных животных пептострептококков, клостридий и энтерококков, а также колонизация биотопа условно-патогенными энтеробактериями (протеями, клебсиеллами) и стафилококками.
Ключевые слова: тиреотоксикоз; микрофлора; толстый кишечник; приэпителиальная биопленка
L.I. Sydorchuk
Higher State Education Institution of Ukraine "Bukovinian State Medical University", Chernivtsi, Ukraine
Microbiome of the pre-epithelial biofilm of the colon of albino rats with experimental thyrotoxicosis
Abstract. Background. The microbiome of the pre-epithelial biofilm of the large intestine in direct contact with the body also interacts with the immune and other systems that emphasizes the urgency of its study in various diseases. The purpose of the study was to determine the taxonomic composition, population level, analytical microecological indicators and the degree of microecological disorders of the pre-epithelial biofilm of the large intestine in albino rats with thyrotoxicosis. 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 L-thyroxine for 14 days. Under sterile conditions, a laparotomy was performed, a segment (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, tinctorial, cultural and biochemical properties. Results. In some
animals, bifidobacteria and lactobacilli, as well as bacteroides and escherichia, are eliminated. A significant deficiency of not only bifidobacteria by 48.50 % and lactobacillus by 94.59 %, but also of bacteroides by 44.85 % was established. Determination of the quantitative dominance of each taxon showed that the dominant role of bifidobacteria in the microbioceno-sis is reduced by 82.76 %, lactobacillus — by 2.20 times, and the role of bacteroides in the microbiocenosis of the epithelial biofilm of the large intestine of albino rats with the experimental thyrotoxicosis — by 43.04 %, E.coli — by 7.18 %, but the role of opportunistic enterobacteria and staphylococci, which contaminated and colonized the mucosa of the large intestine, increased substantially. Conclusions. Experimental thyrotoxicosis is accompanied by a partial elimination from the biotope of the pre-epithelial biofilm of the large intestine of bifidobacteria and lactobacilli, as well as bacteroides. There comes elimination from the colic mucous membrane in all experimental animals of peptostreptococcus, clostridia and entero-cocci, as well as colonization of the biotope with opportunistic enterobacteria (proteus, klebsiella) and staphylococci. Keywords: thyrotoxicosis; microflora; large intestine; pre-epiepithelial biofilm
