CC BY
28
Для корреспонденции
Маркова Юлия Михайловна - младший научный сотрудник лаборатории биобезопасности и анализа нутримикробиома ФГБНУ «НИИ питания»
Адрес: 109240, г. Москва, Устьинский проезд, д. 2/14
Телефон: (495) 698-53-83
E-mail: [email protected]
Ю.М. Маркова, С.А. Шевелева
Оценка влияния содержания витаминов и пищевых волокон в рационе на характеристики защитных популяций микробиоты толстой кишки крыс
#
Assessment of the impact of vitamin and dietary fiber content in the diet on the characteristics of protective colon microbiota populations of rats
Yu.M. Markova, S.A. Sheveleva
30
ФГБНУ «НИИ питания», Москва Institute of Nutrition, Moscow
Изучено содержание лакто- и энтеробактерий в эксперименте в содержимом кишечника крыс при различной степени обеспеченности рациона витаминами и пищевыми волокнами. Исследование выполнено на 48 самцах крыс-отъемышей линии Вистар, рандомизированных на 8 групп, на фоне создаваемого дефицита витаминов (30 сут) и последующего его восполнения (5 сут). Содержание витаминов в полусинтетическом рационе у крыс 1-й контрольной группы соответствовало 100% от адекватного уровня суточного потребления (АУП), в аналогичный по составу рацион 2-й контрольной группы добавляли пшеничные отруби (ПО) в количестве 5% от массы рациона. В 3-8-й группах крысы в течение 30 сут получали рацион с уменьшенным в 5 раз количеством витаминной смеси (20% от АУП) и полным исключением из нее токоферола, тиамина и рибофлавина. У крыс 4, 6, 8-й групп к этому рациону было добавлено 5% ПО. На этапе восполнения дефицита крысы получали корм с увеличенным содержанием витаминной смеси: в 5-6-й группах на 80%, 7-8-й на 200% (100 и 220% от АУП соответственно), а 3-4-я группы продолжали получать дефицитный рацион с ПО или без них до конца эксперимента. На 35-е сутки у дека-питированных после анестезии эфиром крыс отбирали слепую кишку и проводили количественный микробиологический анализ ее содержимого. Показано, что добавление ПО к витаминдефицитному рациону снижает проявление внешних признаков гиповитаминоза, а также нивелирует различия в интегральных показателях роста и развития крыс по сравнению с группой без дефицита витаминов. Установлено, что дефицит всех витаминов в рационе, независимо от наличия или отсутствия в нем ПО, привел к резкому достоверному снижению численности лактобактерий в содержимом кишечника, но почти не отразился на численности нормальных и условно-патогенных энтеробактерий. При восполнении дефицита за 5 сут численность лактобактерий возрастала, но физиологических значений и уровней у контрольных животных она достигала лишь у крыс, получавших 220% витаминов от АУП на фоне ПО. В популяции лактофлоры у всех крыс, получавших рационы с разными дозами витаминов (в том числе сниженные до 20% от АУП), независимо от наличия ПО, преобладающими культурабельными пред-
Ю.М. Маркова, С.А. Шевелева
ставителями явились 3 вида Lactobacillus spp. - acidophilus, fermentum, paracasei. Для этих видов показано устойчивое присутствие в кишке даже в условиях длительного поливитаминного дефицита (35 сут). В лактофлоре у всех крыс доминировали представители L. acidophilus, содержание которых составляло в среднем 91,7% от численности пула культурабельных лактобактерий. С меньшим постоянством и в более низких количествах встречались L. plantarum и представители кокковой флоры Leuconostoc lactis, Lactococcus lactis.
Ключевые слова: микробиота кишечника, лактобактерии, алиментарный полигиповитаминоз, пищевые волокна, крысы
The content of lactobacilli and enterobacteria in the experiment in rats with varying levels of vitamins and dietary fiber was studied. The study was performed on 48 male weanling Wistar rats randomized into 8 groups, with the creation of vitamin deficiency (30 d.) and its further compensation (5 d.). Vitamin content in the semisynthetic diet in rats of the control group N1 corresponded to 100% of a daily adequate intake. In the similar composition of the diet of the control group N 2 wheat bran was added in amount of 5% of the weight of the diet. In groups N 3-8 rats received a diet with the reduced amount of vitamin mixture by 5 times (20% of the adequate intake) and the total exclusion of tocopherol, thiamine and riboflavin from the mixture. The wheat bran (5% of diet mass) was added to the diets in Groups N 4, 6, 8. At the stage of compensation of deficiency rats were fed with the diets with increased content of vitamin mixture: Group 5-6 to 80% 7-8 to 200% (100 and 220% of the adequate intake, respectively), and the groups N3-4 continued to receive deficient diet with or without wheat bran until the end of the experiment. After 35 days rats were anesthetized with ether, decapitated, necropsied and the cecum segments were selected for quantitative microbiological analysis of its contents. It has been shown that the addition of wheat bran to vitamin deficient diet lead to the reduction of the manifestation of physical sign of hypovitaminosis. It also eliminated the differences in the integrated index of growth and development of rats in comparison with the group without vitamin deficiency. It was found that the vitamin deficiency in the diet, regardless of the presence or absence of wheat bran, led to a significant reduction of the number of lactobacilli in the intestinal contents, but almost did not affect the number of normal and opportunistic pathogenic enterobacteria. The compensation of deficiency during 5 days lead to the increased number of lactobacilli, but the physiological levels and levels in control animals it reached only in rats received 220% of the vitamins with the addition of wheat bran. In the lactobacilli population in all rats received different doses of vitamins (including reduced to 20%), regardless of the presence of wheat bran, prevailing culturable representatives were 3 kinds of Lactobacillus spp. - acidophilus, fermentum, paracasei. These species showed stable presence in the intestine even in conditions of prolonged vitamin deficiency (35 days). L. acidophilus was the dominated lactoflora representative in all rats, its' content was average 91.7% of all culturable lactobacilli. With less constancy and in lower amounts were detected L. plantarum and representatives of coccal flora (Leuconostoc lactis, Lactococcus lactis).
Keywords: intestinal microbiota, lactobacilli, alimentary polyhypovitaminosis, dietary fiber, rats
Хорошо известно, что основное влияние на формирование и поддержание баланса кишечной микробиоты у здоровых людей всех возрастов оказывает пища. В свою очередь иммунный и нут-риентный статус организма зависит от состояния микробиоты, поскольку ее представители в норме
участвуют в эндогенном синтезе веществ иммуно-модулирующего характера, ферментов, витаминов. И наоборот, при глубоких нарушениях сбалансированности питания возможен избыточный рост микроорганизмов, которые элиминируют из химуса некоторые витамины, ухудшая обеспеченность
31
#
ими организма хозяина [1, 2]. Однако влияние на микробиоту таких распространенных состояний, как несбалансированное питание, наличие микро-нутриентных дефицитов и степень их глубины не изучены. Не исследована реакция микробиоты и на способы коррекции микронутриентных дефицитов (в первую очередь витаминных), ее зависимость от количества, в том числе избыточного, восполняемых минорных компонентов пищи, от их совместимости с другими биологически активными пищевыми веществами, полезными для флоры, но способными снижать усвояемость целевых нут-риентов.
Актуальность такой оценки очевидна на фоне активного создания пищевых продуктов, обогащенных различными макро-, микронутриентами и биологически активными соединениями, на которые неизвестна реакция микробиоты. В частности это подтверждается данными [3], показавшими, что при длительном включении в рацион пищевых волокон на фоне существующего полигиповитаминоза имеет место дальнейшее ухудшение обеспеченности организма жирорастворимыми витаминами-антиоксидантами. В свою очередь, подобные нарушения ведут к снижению активности неспецифических факторов иммунной защиты, росту хронической и острой заболеваемости [4].
Целью настоящей работы было изучение состояния представителей защитных популяций кишечной микробиоты (лактобактерий и энтеробактерий) у крыс при различной степени обеспеченности витаминами и пищевыми волокнами.
Материал и методы
Исследование выполнено на 48 самцах крыс-отъемышей линии Вистар с исходной массой тела 58,1±0,5 г, рандомизированных на 8 групп по 6 особей, в процессе комплексного изучения биохимического и иммунологического статуса животных на фоне создания у них дефицита витаминов (30 дней) и последующего его восполнения (5 дней). Общий срок эксперимента составил 5 нед (35 сут), описание эксперимента представлено ранее [5]. Животные в 1-й контрольной группе в течение 35 дней получали полноценный полусинтетический рацион, содержащий 20% казеина, 64% кукурузного крахмала, 4,5% подсолнечного масла, 4,5% лярда, а также солевую и витаминную смеси, холина битартрат, микрокристаллическую целлюлозу (МКЦ) [6], содержание витаминов в нем соответствовало адекватному уровню суточного потребления (АУП) для крыс (100% витаминов). Во 2-й контрольной группе в аналогичный по составу рацион были добавлены пшеничные отруби (ПО) в количестве 5% от массы рациона за счет уменьшения доли крахмала (100% витаминов + ПО).
В 3-8-й группах крысы 30 дней получали рацион с уменьшенным в 5 раз количеством добавляемой витаминной смеси (20% от АУП) и полным исключением ацетата DL-a-токоферола, тиамина и рибофлавина, поскольку их поступление обеспечивалось за счет естественного содержания в натуральных компонентах корма (подсолнечное масло, казеин) в размере 19-39% от нормального содержания. У крыс 4, 6, 8-й групп в этот дефицитный по витаминам рацион были добавлены ПО в том же количестве, что в контроле - 5% по массе [3, 7].
На этапе восполнения дефицита содержание витаминной смеси в корме крыс было увеличено на 80% (5-6-я группы) и 200% (7-8-я) до уровня 100 и 220% от АУП соответственно. Крысы 3-4-й групп продолжали получать дефицитный рацион с ПО или без них. Животные получали корм ad libitum и имели постоянный доступ к воде, за их состоянием наблюдали ежедневно, массу тела измеряли еженедельно. По окончании эксперимента предварительно анестезированных эфиром крыс декапитировали, в процессе патологоанатомичес-кого вскрытия у них выделяли толстую кишку, лигировали слепую кишку (ceacum) и отбирали ее для микробиологических исследований.
Содержимое кишки асептически извлекали, количественно разводили регенерированным фос-фатно-тиогликолевым буфером, последовательно убывающие децимальные разведения инокули-ровали на поверхность агаризованных дифференциально-диагностических питательных сред и инкубировали при температуре 37±1 °С. Количество лактобактерий определяли на среде MRS (HiMedia) в микроаэрофильных условиях, для чего посевы помещали в изолирующий полимерный пакет, куда закладывали газогенерирующие пакеты для химического связывания кислорода «Anaerocult-С mini» («Merck», Германия), инкубировали 72 ч. Энтеробактерии определяли на среде Эндо и цитратном агаре Симмонса в течение 24 ч. По окончании инкубации проводили учет и микроскопию всех типов колоний, типичных и презумптивных на принадлежность к изучаемым видам микроорганизмов. Изоляты со среды MRS, состоящие из бесспоровых грамположи-тельных палочек, проверяли на отсутствие ката-лазы и по этим первичным признакам относили к роду Lactobacillus. Идентификацию видовой принадлежности Lactobacillus spp. проводили путем расширенного биохимического тестирования изо-лятов по ферментации 49 субстратов с использованием панелей «API CHL50» («BioMerieux», Франция). К нормальным энтеробактериям относили выросшие на среде Эндо лактозоположительные колонии с металлическим блеском или без него, к условно-патогенным (УПМ) - цитратассимили-
32
Ю.М. Маркова, С.А. Шевелева
рующие (ЦА) энтеробактерии, вырастающие на среде Симмонса и изменяющие ее цвет.
Количество микроорганизмов выражали в десятичном логарифме (1д) колониеобразующих единиц (КОЕ) на 1 г сырой массы содержимого кишки.
Результаты и обсуждение
Как уже отмечалось ранее, добавление ПО к ви-таминдефицитному рациону в данном эксперименте оказывало значимое влияние на интегральные показатели роста и развития крыс [3]. Так, у крыс, получавших сниженное в 5 раз количество витаминов с кормом без ПО, при внешних признаках глубокого дефицита витаминов резко уменьшались масса тела, скорость ее прироста, масса печени по сравнению с этими показателями у животных контрольной группы без ПО. У крыс на аналогичном рационе с ПО внешние признаки гиповитаминоза отсутствовали, снижение массы тела, скорости ее прироста, массы печени хотя и имело место относительно показателей контрольной группы с ПО, но эти различия были меньшими, чем в случае без ПО. По всей вероятности, в условиях искусственно созданного полигиповитаминоза при добавлении в рацион ПО, являющихся субстратом для микроорганизмов кишечной флоры, включался механизм эндогенного синтеза витаминов их определенными представителями. Кроме того, вероятно, с отрубями крысы получали дополнительные количества витаминов группы В, что в определенной степени снижало проявления полигиповитаминоза.
Результаты изучения микробных популяций кишечника в этом опыте приведены в табл. 1.
У крыс, потреблявших сбалансированный рацион с нормальным содержанием витаминной смеси, как с добавлением ПО, так и без них, уров-
ни лактобактерий и нормальных энтеробактерий в толстой кишке соответствовали оптимальным физиологическим значениям для животных данного вида [8].
Дефицит всех витаминов в рационе (до 20% от АУП) оказывал подавляющее действие на численность лактобактерий независимо от присутствия или отсутствия ПО. При этом уровни лактобакте-рий достоверно уменьшились более чем на порядок по сравнению с контролем в обеих группах (р=0,004). Отмечавшееся в указанных группах снижение уровней энтеробактерий было незначимым. Такое поведение изученных популяций сопутствовало выявленной тенденции к снижению интегральных зоометрических показателей животных, получавших витаминдефицитные корма, хотя, как известно, многие виды лактобактерий и энтеробактерии с нормальной ферментативной активностью могут выполнять витаминсинтетичес-кую функцию в кишке [9].
При восполнении дефицита витаминов дозой до 100% от АУП в группах с добавлением и без добавления ПО, а также дозой до 220% в группе без ПО в течение 5 сут численность лактобактерий возрастала, но не восстанавливалась полностью ни до уровня у контрольных животных, ни до среднего уровня физиологических значений для крыс в норме. Содержание лактобактерий доходило до физиологического уровня только у крыс, получавших 220% витаминов от АУП на фоне ПО, но не достигало значений контрольной группы, хотя это отличие между группами не было достоверным (р=0,055).
Возможно, срок восполнения сложившегося за 4 нед глубокого поливитаминного дефицита оказался недостаточным для восстановления баланса в микробиоте, а также в состоянии других показателей, влияющих на гомеостаз. На это указывает
Таблица 1. Содержание лактобацилл и нормальных энтеробактерий в содержимом кишечника крыс, получавших рационы с различным содержанием витаминов и пищевых волокон (1д КОЕ/г сырой массы, М±т)
Количество Продолжительность Лактобациллы Нормальные энтеробактерии/ЦА-энтеробактерии
витаминов в рационе, % от АУП опыта, нед рацион без добавления ПО рацион с добавлением ПО рацион без добавления ПО рацион с добавлением ПО
100 5 9,52±0,10 9,60±0,08 6,28±0,15 2,77±0,47 6,56±0,21 3,97±0,76
20 5 8,18±0,21 * 8,51 ±0,10* 5,99±0,39 3,04±0,61 5,83±0,53 2,30±0,01
20+ 4 9,09±0,15* ** 8,82±0,07*, ** 6,31 ±0,38 6,37±0,29
80 1 2,82±0,52 3,36±0,67
20+ 4 8,80±0,15*, ** 9,38±0,07** 6,27±0,17 6,40±0,26
200 1 2,30±0,01 2,73±0,27
Среднее содержание у крыс в норме 9,1- 10,0 5-7/<3,04
П р и м е ч а н и е. * - достоверное отличие (р<0,05) от группы контроля; ** - достоверное отличие (р<0,05) от показателя группы животных, получавших 20% витаминов от АУП.
#
обнаруженное в рамках данного эксперимента повышение показателей апоптоза гепатоцитов у крыс, получавших витаминдефицитные рационы, по сравнению с крысами контрольной группы [10]. При восполнении дефицита витаминов в течение 5 сут этот показатель также не достигал значений контрольной группы. Данные изменения обнаруживали независимо от наличия или отсутствия ПО в рационе, на основании чего делается предположение о патогенетической роли алиментарной поливитаминной недостаточности в инициации апоптоза гепатоцитов [10]. Также отмечалась однонаправленность изменения показателей содержания защитных популяций кишечной флоры и комплекса морфологических и биохимических характеристик желудочно-кишечного тракта у животных, получавших рационы с качественно различными углеводными компонентами [11]. В целом это соответствует взгляду на микробиоту как на один из интегральных показателей гомеостаза и, соответственно, подтверждает роль лактофло-ры как адекватного биомаркера его изменений [9].
При восполнении дефицита витаминов с включением и без включения ПО, а также в условиях дефицита, достоверных отличий в содержании нормальных энтеробактерий не наблюдалось.
Известно, что рост условно-патогенной флоры при дисбиозах сопровождается конкурентным потреблением питательных субстратов, в том числе витаминов, и углублением витаминного дефицита организма [1]. С учетом этого при изучении характеристик энтеробактерий было отдельно прослежено поведение их ЦА представителей (результаты показаны на рис. 1). Как оказалось, при дефиците витаминов и при его восполнении в рационах
Рацион без добавления ПО Рацион с добавлением ПО
100 20 20-200 20-80 100 20 20-200 20-80 Количество витаминов в рационе, % от АУП
□ Энтеробактерии ■ ЦА-энтеробактерии
Рис. 1. Уровни энтеробактерий и цитратассимилирующих энтеробактерий в содержимом кишечника крыс
каких-либо существенных изменений в реакции условно-патогенных ЦА-энтеробактерий, зависимой от витаминного статуса и от присутствия или отсутствия ПО, не было обнаружено. Содержание ЦА-энтеробактерий у всех опытных крыс находилось в пределах значений, принимаемых за норму у данного вида животных, составляя <3,04 КОЕ/г фекалий даже на фоне самого сильного дефицита лактобактерий.
Таким образом, установлено, что лактобакте-рии, являющиеся представителями резидентной флоры кишечника крыс, четко реагируют снижением своей численности на дефицит всех витаминов в рационе. Кроме того, различия в динамике популяций лакто- и энтеробактерий в кишке при коррекции полигиповитаминоза с использованием или без использования ПО свидетельствуют о том, что анаэробный компонент микробиоты, вероятно, играет более значимую роль в процессе усвоения витаминов, чем транзиторный аэробный.
В этом аспекте важно учесть, что лактобактерии и, в основном, наиболее активно поддерживающие колонизационную резистентность кишечника лактобациллы нуждаются для обеспечения метаболизма в сложных органических субстратах - углеводах, аминокислотах, нуклеотидах, витаминах. Отличия в питательных потребностях лактобацилл влияют на их выживаемость в определенных отделах желудочно-кишечного тракта [9, 12] и в свою очередь зависят от видовой и даже штаммовой принадлежности, так как разные таксоны обеспечены разными ферментными и другими механизмами приспособления [13].
В связи с указанным в работе охарактеризована родовая и видовая принадлежность культурабель-ных дифференцируемых типов каталазаотрица-тельных микроорганизмов, выросших на среде MRS, расцениваемых как презумптивные лакто-бактерии, и определено их количество в 1 г содержимого толстой кишки. При этом дифференциров-ка характерных особенностей изолятов в общем массивном пуле колоний становилась возможной, начиная от 10-3 разведения образца при размере инокулята 0,05 см3, что соответствовало преде -лу определения отдельных видов лактобактерий на уровне >2х104 КОЕ/г фекалий крыс. Обобщение культурально-морфологических признаков выросших колоний показало, что у всех опытных и контрольных крыс постоянно, но с определенными колебаниями по группам встречались одинаковые типы изолятов, описание которых дано в табл. 2. От каждого типа было отобрано не менее чем по 3 штамма для изучения ферментативных свойств в тест-панелях API CHL50. Было установлено, что профили биохимических характеристик у штаммов каждого типа, независимо от принадлежности крыс к разным группам, полностью совпадали.
34
Ю.М. Маркова, С.А. Шевелева
Таблица 2. Характеристики основных типов колоний лактобактерий, выделенных из кишечника экспериментальных животных
Тип изолята Культуральные признаки изолята (колоний) на среде MRS Видовая принадлежность
1 Непигментированные круглые или неправильной формы, плоские с центром с матовой поверхностью полупрозрачные, края неровные L. acidophilus
2 Белые крупные выпуклые, с выпуклым центром с гладкой блестящей поверхностью, непрозрачные, края гладкие L. fermentum
3 Белые выпуклые без центра с гладкой блестящей поверхностью, непрозрачные, края ровные, гладкие, полупрозрачные L. paracasei
Также на низких разведениях присутствовала разнородная кокковая флора, преимущественно видов Leuconostoc lactis, Lactococcus lactis, Pediococcus pentosaceus. Проведена оценка количественных уровней содержания выявленных типов лактобактерий в кишечнике у крыс. Средняя численность лактобацилл, содержащихся в фекалиях у всех опытных и контрольных животных, и влияние на ее поведение витаминного дефицита и способов его восполнения показаны на рис. 2.
Как видно из рис. 2, в популяции кишечных лактобактерий у всех крыс, получавших разные дозы витаминов с добавлением и без добавления отрубей, доминировали представители Lactobacillus acidophilus. У контрольных животных, получавших и не получавших ПО, уровни бактерий данного вида находились в диапазоне 1,5х109-7,1х109 КОЕ/г кишечного содержимого (в среднем 9,42±0,09 и 9,58±0,08 КОЕ/г соответственно) и составляли соответственно 86±10 и 95±4% от общей численности культурабельных лактобактерий. Тогда как суммарное количество лактобактерий, идентифицированных как Lactobacillus fermentum, L. plantarum, L. paracasei, Lactococcus lactis и Leuconostoc lactis, было меньше в среднем на 2 порядка. Превалирование ацидофильных лактобацилл сохранялось и в условиях витаминного дефицита, и при его восполнении, их доля в общем пуле лактобактерий в среднем составляла 91,7%.
При дефиците витаминов в рационе крыс, не получавших ПО, содержание L. fermentum и L. paracasei достоверно не изменялось по сравнению с контрольной группой, хотя среднее содержание микроорганизмов этих видов было ниже, чем в контрольной группе. При восполнении дефицита витаминов дозой до 100% от АУП увеличение содержания L. fermentum носило характер тенденции (p<0,1) по сравнению с группой животных с дефицитом, а содержание L. paracasei достоверно увеличивалось (p=0,029). Однако при восполнении дефицита дозой до 220% от АУП по сравнению с группой животных с дефицитом содержание L. fermentum достоверно не отличалось, а увеличение содержания L. paracasei носило характер тенденции (p<0,1).
На фоне добавления ПО к рационам, дефицит витаминов приводил к достоверному снижению
10,0 -
9,00 -
8,00 -
§ 7,00
6,00 -
5,00 -
100 20 20-80 20-200
Количество витаминов в рационе, % от АУП а
10,0 -
9,00 -
8,00 -
6,00 -
5,00 -
100 20 20-80 20-200 Количество витаминов в рационе, % от АУП - I. ааборШиэ --1. !вгтвМит ■■■ рагасаэС б
Рис. 2. Численность превалирующих видов лактобацилл в кишечном содержимом крыс, получавших рационы с различным содержанием витаминов и пищевых волокон, 1д КОЕ/г
а - рацион без добавления пшеничных отрубей; б - рацион с добавлением пшеничных отрубей.
35
содержания L. fermentum по сравнению с контрольной группой (р=0,010). При восполнении дефицита дозой до 100% содержание L. fermentum также было ниже, чем в контрольной группе (р=0,016), а при восполнении дефицита дозой до 220% достоверно не отличалось от данного показателя в группе контроля. Содержание L. paracasei на фоне добавления ПО к рационам достоверно не изменялось, вне зависимости от количества витаминов в рационе.
При сравнении поведения L. fermentum и L. pa-racasei в зависимости от наличия и отсутствии ПО в рационе было установлено, что добавление ПО к рациону контрольных животных приводило к повышению содержания этих видов (8,18±0,24 и 7,36±0,25 lg КОЕ/г соответственно) по сравнению с контрольной группой без добавления ПО (6,82±0,22 и 6,19±0,39 lg КОЕ/г соответственно). При витаминном дефиците на фоне ПО по сравнению с витаминным дефицитом без добавления ПО, содержание L. fermentum снижалось недостоверно, а уровни L. paracasei были значимо выше (7,05±0,16 lg КОЕ/г) (5,67±0,36 lg КОЕ/г). Содержание микроорганизмов этих видов в группах с восполнением дефицита на фоне ПО достоверно не отличалось от содержания в группах с восполнением дефицита без добавления ПО.
Таким образом, результаты проведенного исследования позволили прийти к следующему заключению: преобладающими культурабельными представителями лактофлоры у крыс линии Вистар, получаюших полусинтетические рационы (на основе казеина, кукурузного крахмала, подсолнечного масла, лярда, солевой и витаминной смесей, холина битартрата, МКЦ), являются 3 вида бактерий рода Lactobacillus - acidophilus, fermentum, paracasei, среди которых доминируют L. acidophilus. Для указанных видов лактобацилл характерно устойчивое присутствие в кишке даже в условиях длительного поливитаминного дефицита (30 сут). С меньшим постоянством и в более низких количествах в культурабельной популяции лактофло-
ры также встречаются Lactobacillus plantarum и представители кокковой флоры Leuconostoc lactis, Lactococcus lactis. В литературе также имеются данные о превалировании ацидофильной группы лактобацилл в кишечнике детей, получавших и не получавших фруктоолигосахариды и галактооли-госахариды с детской смесью [14].
Как свидетельствуют современные публикации, от количества культурабельных лактобацилл и, в первую очередь, Lactobacillus acidophilus зависит экспрессируемый пул метаболитов в кишечнике в свою очередь способствующий поддержанию колонизационной резистентности и баланса микробиоценоза [7, 14]. Однако механизмы этих процессов требуют дальнейшего изучения.
Выводы
1. Искусственно созданный дефицит всех витаминов в рационе крыс (до 20% от АУП), независимо от наличия или отсутствия в нем пищевых волокон, привел к резкому достоверному снижению численности лактобактерий в содержимом кишечника.
2. При восполнении дефицита различными дозами витаминов в течение 5 сут численность лакто-бактерий возрастала, но уровня контрольных крыс и физиологических значений для животных данного вида она достигала только в группах животных, получавших 220% витаминов от АУП на фоне ПО.
3. В популяции кишечной лактофлоры у всех крыс, получавших разные дозы витаминов с добавлением и без добавления ПО, доминирующими представителями являлись Lactobacillus acidophilus, составляя в среднем 94% от численности культу-рабельных лактобактерий.
4. Как дефицит витаминов в рационе крыс, так и его восполнение, а также добавление ПО не отражались достоверно на изменении численности энте-робактерий, в том числе их условно-патогенных ЦА представителей, в содержимом кишечника крыс.
Сведения об авторах
Маркова Юлия Михайловна - младший научный сотрудник лаборатории биобезопасности и анализа нутримикробиома ФГБНУ «НИИ питания» (Москва) Е-таП: [email protected]
Шевелева Светлана Анатольевна - доктор медицинских наук, заведующая лабораторией витаминов и минеральных веществ ФГБНУ «НИИ питания» (Москва) E-mail: [email protected]
Литература
1. Амерханова А.М. Научно-производственная разработка новых их эффективности : автореф. дис. ... д-ра биол. наук.
препаратов-синбиотиков и клинико-лабораторная оценка М., 2009.
36 Вопросы питания. Том 84, № 6, 2015
Ю.М. Маркова, С.А. Шевелева
2. Куваева И.Б. Обмен веществ организма и кишечная микрофлора. М. : Медицина, 1976. 248 с.
3. Бекетова Н.А., Вржесинская О.А., Коденцова В.М., и др. Влияние 9. пищевых волокон на витаминный статус крыс-отъемышей
при полигиповитаминозе // Вопр. питания. 2014. Т. 83, № 2. С. 27-33. 10.
4. Трушина Э.Н., Мустафина О.К., Коденцова В.М. и др. Влияние пищевых волокон на клеточный иммунитет при полноценном питании и в условиях алиментарного полигиповитаминоза на модели у животных (крысы) // Вопр. питания. 2013. Т. 82, № 3. 11. С. 37-44.
5. Бекетова Н.А., Коденцова В.М., Вржесинская О.А. и др. Коррекция полигиповитаминоза у растущих крыс различными дозами витаминов на фоне обогащенного пищевыми волокнами рацио- 12. на // Вопр. питания. 2014. Т. 83, № 4. С. 29-41.
6. Коденцова В.М., Бекетова Н.А., Вржесинская О.А. Витаминный состав экспериментальных рационов крыс // Вопр. питания. 2012. Т. 81, № 4. С. 65-70.
7. Вржесинская О.А., Коденцова В.М., Бекетова Н.А. и др. Экспериментальная модель алиментарного полигиповитаминоза разной степени глубины у крыс // Вопр. питания. 2012. Т. 81, 13. № 2. С. 51-56.
8. МУ 1.2.2634-10 Методические указания «Микробиологическая
и молекулярно-генетическая оценка воздействия наноматериа- 14. лов на представителей микробиоценоза». Утверждены Руководителем Федеральной службы по надзору в сфере защиты прав
потребителей и благополучия человека, Главным государственным санитарным врачом РФ 24 мая 2010 г. Леванова Г.Ф., Ефимов Е.И. Фенотаксономия и геносистема-тика лактобацилл. Н. Новгород : изд. Ю.А. Николаев, 2009. 248 с.
Трушина Э.Н., Мустафина O.K., Бекетова Н.А. и др. Влияние пищевых волокон на апоптоз гепатоцитов крыс с алиментарной поливитаминной недостаточностью // Вопр. питания. 2014. Т. 83, № 1. С. 33-40.
Kuvaeva I.B., Orlova N.G., Borovik T.E., Veselova O.L. Microecology and local immune and nonspecific defensive proteins depending of different nutrition // Nahrung. 1987. Bd 31, H. 5/6. S. 457463.
Биологические свойства лактобацилл. Перспективы использования в лабораториях Роспотребнадзора экспресс-методов амплификации нуклеиновых кислот (МАНК) при контроле качества пищевых продуктов, БАД к пище, лекарственных форм, содержащих лактобациллы : аналитический обзор. Н.Новгород : ФБУН ННИИЭМ им. акад. И.Н. Блохиной Роспотребнадзора, 2011. 41 с.
Lebeer S, Vanderleyden J., De Keersmaecker S.C.J. Molecular microbiology of probiotic lactobacilli // Microbiol. Mol. Biol. Rev. 2008. Vol. 72, N 4. P. 728-764.
Haarman M., Knol J. Quantitative real-time PCR analysis of fecal Lactobacillus species in infants receiving a prebiotic infant formula // Appl. Environ. Microbiol. 2006. Vol. 72, N 4. P. 2359-2365.
References
Amerkhanova A.M. Scientific and production development of new 8. synbiotics medications and clinical and laboratory evaluation of their effectiveness: Author's abstract of the doctoral dissertation. Moscow, 2009. (in Russian) 9.
Kuvaeva I.B. Body metabolism and intestinal microbiota. Moscow : Meditsina, 1976: 248 p. (in Russian)
Beketova N.A., Vrzhesinskaya O.A., Kodentsova V.M. et al. Effect 10. of wheat bran fiber on vitamin status of weaning rats with alimentary polyhypovitaminosis. Vopr Pitan [Problems of Nutrition]. 2014; Vol. 83 (2): 27-33. (in Russian)
Trushina E.N., Mustafina O.K., Kodentsova V.M. et al. The influ- 11. ence of dietary fibers on cell immunity under the adequate nutrition and in the presence of alimentary polyhypovitaminosis in rats. Vopr Pitan [Problems of Nutrition]. 2013; Vol. 82 (3): 37-44. 12. (in Russian)
Beketova N.A., Kodentsova V.M., Vrzhesinskaya O.A. et al. Correction of the combined vitamin deficit in growing rats fed fiber enriched diets with different doses of vitamins. Vopr Pitan [Problems of Nutrition]. 2014; Vol. 83 (4): 29-41. (in Russian) Kodentsova V.M., Beketova N.A., Vrzhesinskaya O.A. Vitamins in rat experimental diets. Vopr Pitan [Problems of Nutrition]. 2012; Vol. 81 13. (4): 65-70. (in Russian)
Vrzhesinskaya O.A., Kodentsova V.M., Beketova N.A. et al. The experimental model of alimentary polyhypovitaminosis of different 14. degree in rats. Vopr Pitan [Problems of Nutrition]. 2012; Vol. 81 (2): 51-6. (in Russian)
MU 1.2.2634-10 Methodological instructive regulations «Microbiological and molecular genetic evaluation of the impact of nanomate-rials on microbiocenosis representatives». Levanova G.F., Efimov E.I. Phenotaxonomy and genetic taxonomy of lactobacillus. Nizhniy Novgorod: izd. Yu.A. Nikolaev, 2009: 248 p. (in Russian)
Trushina E.N., Mustafina O.K., Beketova N.A. et al. Effects of dietary fibers on hepatocyte apoptosis in rats with alimentary polyhypovitaminosis. Vopr Pitan [Problems of Nutrition]. 2014; Vol. 83 (1): 33-40. (in Russian)
Kuvaeva I.B., Orlova N.G., Borovik T.E., Veselova O.L. Microecology and local immune and nonspecific defensive proteins depending of different nutrition. Nahrung. 1987; Bd 31 (5/6): 457-63. Biological properties of lactobacilli. Prospects for the use of the express methods of nucleic acid amplification in the quality control of foods, food supplements, dosage forms containing lac-tobacilli by the laboratories of «Federal Service for Supervision of Consumer Rights Protection and Human Welfare»: Analytical review. Nizhniy Novgorod : FBUN NNIIEM im. akad. I.N. Blokhinoy Rospotreb-nadzora, 2011: 41 p. (in Russian)
Lebeer S., Vanderleyden J., De Keersmaecker S.C.J. Molecular microbiology of probiotic lactobacilli. Microbiol Mol Biol Rev. 2008; Vol. 72 (4): 728-64.
Haarman M., Knol J. Quantitative real-time PCR analysis of fecal Lactobacillus species in infants receiving a prebiotic infant formula. Appl Environ Microbiol. 2006; Vol. 72 (4): 2359-65.
37
2
3
5.
6
7
