CC BY
23
УДК 616.345-008.87:579.8:616.441-008.61]-092.9 DOI: 10.22141/2224-0721.13.5.2017.110029
Сидорчук Л.1.
Вищий державний навчальний заклад Укра'ни «Буковинський державний медичний ун1верситет»,
м. Черн1вц1, Укра!на
Таксономiчний склад i популяцмний piBeHb MiKpOÖiOMy BMiCTy порожнини товстоТ кишки бiлих щypiв з експериментальним тиреотоксикозом
For cite: Mezhdunarodnyi Endokrinologicheskii Zhurnal. 2017;13:380-5. doi: 10.22141/2224-0721.13.5.2017.110029
Резюме. Актуальнють. Продукування мкрофлорою кишечника численних болопчно активних сполук та fx метабол'тв, взаeмодiя з ¡мунною та ншими системами актуал'зують питання вивчення ff змiн при рiзниx захворюваннях, одним з яких e тиреотоксикоз. Мета дослдження: встановити ступнь порушен-ня мiкробiому вмсту порожнини товсто) кишки б'лих. щурiв з експериментальним тиреотоксикозом (ЕТ). Матер'али та методи. Досл1дження проведенi на 25 статевозрлих самцях б'лих. щурiв (15 — контрольна група, 10 — дослдна). Моделювали ЕТ шляхом внутр'шньошлункового введения L-тироксину упродовж 14 дн':в. У стерильних умовах проводили лапаротомю, брали в'щр'зок (2-3 см) товстоf кишки з if вм'ютом. До вмсту додавали стерильний 0,9% розчин хлориду натр':ю. Готували серю десятикратних розведень з концентрацею вих\дно)' сумш вщ 10-2 до 10-11. З кожноf проб'рки 0,01 мл виавали на твердi живильнi середовища з подальшим видленням та дентифка^ею м':кроб'1в за морфолопчними, тинктор'альними, культуральними та бiоxiмiчними властивостями. Результати. Показано, що у тварин з ЕТ головний микробом представлений бактер'ями роду Bifidobacterium, Lactobacillus, Bacteroides, а також умовно-пато-генними ентеробактер'ями (Escherichia, Proteus, Klebsiella), пептококом, стафлококами й клострид':ями. Це супроводжуеться елiмiнацieю з бютопу бактерй род1в Peptostreptococcus, Enterococcus та контамiна-ц'1ею K.oxytoca та стафлококами. Вдзначаеться виражений дефщит б'^добактерш на 42,81 %, лактобак-тер':й — на 22,57 %, нормальних кишкових паличок — на 16,48 %. За популяц':йним р'внем, коефiцieнтом кльюсного домнування й коеф^ентом значущост провдне мсце поадають бактеро)ди, роль яких пдви-щуеться на 21,72 %, а лактобактерй — знижуеться на 39,31 %, б'^добактерш — знижуеться на 51,48 % та кишковоf палички — знижуеться на 57,49 %. При цьому пдвищуеться роль пептокока у 3,37 раза, кло-стридй — у 4,53 раза, протеfв — на 72,93 %. Висновки. При ЕТ вдбуваеться елiмiнацiя бактерй роду Bifidobacterium, Lactobacillus, Peptostreptococcus, Enterococcus i контамiнацiя ботопу умовно-патогенними ентеробактер'ями (Proteus, Klebsiella) i стафлококами. Дефщит б'^добактерш i лактобактерй призводить до змiн таксономiчного складу й формування дисбактерозу II i Ill ступеня. Ключовi слова: мiкробiом; товста кишка; тиреотоксикоз
Експериментальна ендокринолопя
/Experimental Endocrinology/
Вступ
Фiзюлоriчш ефекти, обумовлеш порожнинним мжробюмом товсто! кишки, пов'язаш з трофiчною (травною) функщею — симбютичним травленням, що здшснюеться ферментами мжробюму [1, 2]. На основi цього вщбуваеться енергозабезпечення епи^альних клггин кишечника. Одшею з важливих функцш мжробюти е система стимулящ! iмунiтету, пщтримка юнного гомеостазу оргашзму, регуляцiя газового складу кишечника, детоксикацiя екзоген-
них та ендогенних токсичних субстрапв. Це також потужний бюлопчний сорбент, що виводить з оргашзму токсичш продукта з кишковим вмютом [3—6].
При зниженш в порожниш товсто! кишки рiвня популяцп бiфiдобактерiй i лактобактерш та !х бюлопчно! активност порушуються процеси всмок-тування поживних речовин, засвоення залiза, кальщю, вггамшу D, синтезу та абсорбцп ендогенних вггамшв. При цьому зменшуеться актившсть низки ферменпв та бюлопчно активних речовин,
© <^жнародний ендокринолопчний журнал», 2017 © «International Journal of Endocrinology», 2017
© Видавець Заславський О.Ю., 2017 © Publisher Zaslavsky O.Yu., 2017
Для кореспонденцп: Сидорчук Леонщ 1горович, кандидат медичних наук, доцент кафедри мпкробюлогп та вiрусолоriT, Вищий державний навчальний заклад Укратни «Буковинський державний медичний уыверситет», пл. Театральна, 2, м. Черывць 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]
розвиваються гшопротешемiя, гiповiтамiноз, бак-терieмiя, також знижуеться колонiзацiйна резис-тентнють слизово! оболонки товсто! кишки, що сприяе заселенню шлунково-кишкового тракту умовно-патогенними мжрооргашзмами й розвитку iнфекцiйно-запальних захворювань та iнших про-явiв диспептичних i манiфестних процесiв [7—10]. Отже, мжробюм товсто! кишки виконуе низку важ-ливих функцiй як на локальному, так i на системному рiвнях та бере участь у розвитку захворювань шлунково-кишкового тракту та шших систем, зо-крема ендокринно! [11—15].
Тому вивчення основних показниюв стану мь кробiому порожнини товсто! кишки при тиреоток-сикозi може встановити новi положення патогенезу захворювання та визначити вiдповiднi компоненти комплексно! патогенетично! терапп для хворого на тиреотоксикоз.
Мета досЛдження — встановити стушнь порушен-ня м1кроб1оми вмюту порожнини товсто! кишки 61лих щур1в з експериментальним тиреотоксикозом (ЕТ).
Матерiали та методи
Дослщження проведенi на 25 статевозрших сам-цях бших щурiв масою 220—240 г, з яких 15 тварин вщнесеш до контрольно! групи, 10 щурiв належали до дослщно! групи. Тварини обох груп утримували-ся в стандартних умовах вiварiю унiверситету. Ра-щон тварин становив повноцiнний гранульований комбшований корм типу ПК 121-7. Умови утриман-ня були стабшьними.
Моделювання тиреотоксикозу в бiлих щурiв проводили впродовж 14 дшв шляхом внутршньошлун-кового введення спецiальним металiчним зондом L-тироксину з розрахунку 200 мкг/кг маси. Робота проводилась з повним дотриманням положень GLP (1981), що викладено в попереднк роботах [16].
На 15-16-й день дослщження тварин виводили з експерименту шляхом декаштаци пiд час глибоко-го наркозу, який отримували за рахунок введення надлишково! кiлькостi тiопенталу натрiю.
В умовах стерильносп у тварин вiдкривали че-ревну порожнину. При виконаннi лапаротоми проводили макроскопiчний огляд оргашв черевно! порожнини, стану товсто! та тонко! кишки й проводили забiр матерiалу (шматочки товсто! кишки 2—3 см) для бактерюлопчного обстеження. Зi шматочка ви-далено! товсто! кишки видавлювали пiнцетом вмiст, який зважували, вносили 0,1 г у стерильну мiрну пробiрку, додаючи десятикратний об'ем стерильного iзотонiчного розчину хлориду натрш й ре-тельно розтираючи стерильною скляною паличкою до утворення гомогенно! маси (розведення 1 : 10 = = 10-1). 1з ше! маси готували сершний титрацiйний ряд пробiрок з концентращею вихщно! сумiшi вiд 10-2 до 10-11. Стерильними мiкропiпетками з кожно! пробiрки ряду вiдбирали по 0,01 мл i наносили на вщповщш, оптимальнi для кожного таксону, мжро-бiому, твердi поживнi середовища, де за допомогою стерильного скляного шпателю здшснювали посiви методом «газону». Проводили видшення та щенти-
фiкацiю облпатних aHaepo6iB i факультативних ана-еробних та аеробних мiкроорганiзмiв. Статистичне опрацювання одержаних результатiв здiйснювали методами варiашйно! статистики.
Результати
Результати дослщження таксономiчного складу вмiсту порожнини товсто! кишки бших щурiв з експериментальним тиреотоксикозом наведет в табл. 1.
Для розкриття механiзмiв контамшацй бютопу (вмiсту порожнини товсто! кишки) мжрооргашзмами використаний еколопчний метод, що дозволив провести мжробюлопчну характеристику сшвюну-вання представник1в асошацй екосистеми «макро-органiзм — мжробюм» й простежити спрямованiсть змiн мжроекологп порожнини товсто! кишки при дестабшзацп мiкробiоценозу при тиреотоксико-зi. Типологiю домiнант проводили на пiдставi ви-значення шдексу постiйностi. Для характеристики рiзноманiтностi мжробюценозу порожнини товсто! кишки вираховували шдекс видового багатства Маргалефа. Для визначення ступеня домiнування кожного таксону в бютош враховували iндекси Бергера — Паркера i Омпсона. Збiльшення величини iндексу Бергера — Паркера та шдексу Омпсона означае зменшення рiзноманiття асошацп та збшь-шення ступеня домiнування одного таксону.
Показано, що у тварин з експериментальним тиреотоксикозом головний мжробюм представлений бактерiями роду Bifidobacterium, Lactobacillus, Bacteroides, а також умовно-патогенними ентеро-бактерiями (Escherichia, Proteus, Klebsiella), пептоко-ком, стафшококами й клостридiями. Формування й перебп ЕТ супроводжуеться елiмiнацiею з порожнини товсто! кишки представниюв головного мь кробiому бактерiй родiв Peptostreptococus, Enterococus та контамiнацiею цього бютопу умовно-патогенни-ми ентеробактерiями (Koxytoca) та стафшококами.
За iндексом постшносп, частотою виявлен-ня, iндексом видового багатства Маргалефа, який е своерщним рейтингом бютопу, що характеризуе просторово-харчовi ресурси бютопу та умови середовища юнування мiкроорганiзмiв, що складаються при ЕТ у тварин, а також за шдексом ступеня домь нування таксонiв Бергера — Паркера та Омпсона провiдними таксонами мжробюму вмiсту порожнини товсто! кишки е бiфiдобактерi!, лактобактерп, бактерощи, кишкова паличка й проте!, а в штактних тварин — також бiфiдобактерi!, лактобактерп, бактерощи, кишкова паличка, пептострептококи, про-те! та ентерококи.
Порушення таксономiчного складу мжробюму порожнини товсто! кишки експериментальних тва-рин з тиреотоксикозом може призвести до дисбалансу кшьюсного складу кожного таксону, що дасть мож-ливiсть встановити рiвень порушень мiкробiому бю-топу — ступiнь дисбактерiозу. Результати дослщжень популяцiйного рiвня мiкробiому вмiсту порожнини товсто! кишки бших щурiв з ЕТ наведеш в табл. 2.
У вмюп товсто! кишки бших щурiв з ЕТ вщ-значаеться виражений дефщит найважливiших за
представництвом у складi товстокишкового мжробь ому людини й тварини та за мультифункцюнальною роллю в пiдтримцi мжроеколопчного гомеостазу бiфiдобактерiй — на 42,81 %, лактобактерш — на 22,57 %, а також нормальних кишкових паличок — на 16,48 %.
Дефщит бiфiдобактерiй i лактобактерiй у тов-стокишковому мiкробiоценозi тварин i3 тиреотоксикозом сприяе зростанню популяцшного рiвня умовно-патогенних ентеробактерiй: про-те!в — на 16,57 %, пептокока — у 2,13 раза, кло-стридш — у 2,06 раза, а також контамшацп по-рожнини товсто! кишки умовно-патогенними ентеробактерiями (K.oxytoca) i стафiлококами, якi досягають високого популяцшного рiвня, що сприяе формуванню в макроорганiзмi iмунодефi-цитного стану.
Змiни популяцшного рiвня в представникiв мiкробiоценозу призводять до змiн ролi кожного таксону, що формуе асощащю бiотопу. За популя-цiйним рiвнем, коефiцiентом кшьюсного домшу-вання й коефiцiентом значущост провiдне мiсце в мiкробiоценозi порожнини товсто! кишки бших щурiв з ЕТ посщають бактеро!ди, роль яких у мь кробiоценозi пiдвищуеться на 21,72 %, роль лактобактерш у мiкробiоценозi знижуеться на 39,31 %, роль бiфiдобактерiй також знижуеться на 51,48 %, роль кишково! палички знижуеться на 57,49 %.
При цьому пщвищуеться роль у товстокишковому мiкробiоценозi тварин з ЕТ пептокока в 3,37 раза, клостридш — у 4,53 раза, проте!в — на 72,93 %.
На основi отриманих результапв дослiдження таксономiчного складу й популяцiйного рiвня мь кробiому вмiсту порожнини товсто! кишки тварин з ЕТ, а також визначення шдексш постiйностi, видового багатства Маргалефа, видового домiнування Бергера — Паркера i Сiмпсона, коефвдента кшьюс-ного домiнування й значущост встановлений сту-пiнь порушення мжробюценозу порожнини товсто! кишки експериментальних тварин iз тиреотоксикозом. Результати визначення ступеня порушення мiкробiоценозу порожнини товсто! кишки бших щурiв з ЕТ наведет в табл. 3.
Встановлено, що експериментальний тиреотоксикоз у бших щурiв впливае на мжроеколопчш вщ-ношення в системi «макрооргашзм — мжробюм», що може негативно впливати на функцiональний комплекс процеав, якi виконуе мiкробiом кишечника.
Обговорення
У будь-якому мжробюценоз^ у тому чи^ киш-ковому, завжди е мiкроорганiзми, якi постiйно пер-систують у бiотопi (головний, автохтонний, облпат-ний мiкробiом), що становить близько 90 % вщ вах мiкроорганiзмiв, а також е додатковий (супутнш,
Таблиця 1. Видовий склад м 'кроб'юму вмсту порожнини товсто)' кишки бших щурiв з експериментальним тиреотоксикозом
Мкрооргажзми Основна група (n = 10) Контрольна група (n = 15)
ВШ in Ч 1М 1БП 1С ВШ 1П Ч 1М 1БП 1С
1. Облгатн анаеробн бактерП'
Бiфiдобактерií Bifidobacterium spp. 10 100,00 0,15 0,13 0,15 0,020 14 93,33 0,14 0,13 0,14 0,016
Лактобактерп Lactobacillum spp. 10 100,00 0,15 0,13 0,15 0,020 15 100,00 0,15 0,14 0,15 0,020
Бактеро'щи Bateroides spp. 10 100,00 0,15 0,13 0,15 0,020 15 100,00 0,15 0,14 0,15 0,020
Пептострептококи Peptostreptococus spp. 0 - - - - - 12 80,00 0,12 0,11 0,12 0,013
Пептокок Peptococus niger 6 60,00* 0,09* 0,07* 0,09* 0,007* 5 33,33 0,05 0,04 0,05 0,002
Клостридп Clostridium spp. 5 50,00* 0,07* 0,06* 0,07* 0,005* 3 20,00 0,03 0,02 0,03 0,001
2. Факультативн анаеробн та аеробн бактерП'
Кишкова паличка E.coli 8 80,00 0,12 0,10 0,12 0,013 15 100,00 0,15 0,14 0,15 0,020
Проте'1' Proteus spp. 8 80,00 0,12 0,10 0,12 0,13 12 80,00 0,12 0,11 0,12 0,013
Клебаела Klebsiella oxytoca 5 50,00 0,07 0,05 0,07 0,005 0 - - - - -
Ентерококи Enterococus spp. 0 - - - - - 11 73,33 0,11 0,10 0,11 0,11
Стафтококи Staphylococus spp. 5 50,00 0,07 0,06 0,07 0,005 0 - - - - -
Примтки: ВШ — видлено штам'в; 1П — '¡ндекс постШност'г, Ч — частота; 1М — '¡ндекс видового багатства Маргалефа; 1БП — Iндекс видового домнування Бергера — Паркера; 1С — '¡ндекс видового домнування ампсона; * — значення р < 0,05 при порiвняннi з вщповщними показниками контрольно)групи.
Примтки: ПР — популяц1йний р1вень; ККД — коеф1ц1ент кльксного дом1нування; КЗ — коеф1ц1ент значущост'1; * — значення p < 0,05 при пор1внянн1 з вдповдними показниками контрольно)' групи.
Таблиця 2. Популяцйний р'/вень м1кробюму вмюту порожнини товсто) кишки блих щур1в з експериментальним тиреотоксикозом
М1кроорган1зм Основнагрупа (n = 10) Контрольна група (n = 15)
ПР ККД КЗ ПР ККД КЗ
1. Облгатн анаеробш бактерн
Бiфiдобактерií 6,40 ± 1,17* 88,40* 0,13* 9,14 ± 1,03 133,91 0,20
Лактобактери 7,40 ± 0,97* 102,21* 0,15 5,07 ± 0,80 142,39 0,21
Бактероíди 8,48 ± 0,37* 117,13 0,18 6,13 ± 0,22 96,23 0,14
Пептострептококи 0 - - 5,78 ± 0,38 72,59 0,11
Пептококи 8,10 ± 0,46* 67,13* 0,10* 3,81 ± 0,15 19,54 0,03
Клострид') 7,85 ± 0,22* 54,21* 0,08* 3,81 ± 0,15 11,96 0,02
2. Факультативы анаеробн та аеробн бактерн
Кишкова паличка 7,40 ± 0,50 81,77 0,12 8,20 ± 0,30 128,73 0,19
Протей 6,88 ± 0,99 76,02 0,11 3,50 ± 0,57 43,96 0,07
Клебаели 7,08 ± 0,42 48,90 0,07 0 - -
Ентерококи 0 - - 7,92 ± 0,63 91,17 0,14
Стафiлококи 5,59 ± 0,42 38,60 0,05 0 - -
Таблиця 3. Стутнь порушень м/кроб/оценозу порожнини товсто) кишки блих щур1в з експериментальним тиреотоксикозом
Стушнь порушень Основна група (n = 10) Контрольна група(n = 15)
Абс. % Абс. %
Нормофлора 0 - 14 93,33
1 ступшь 0 - 1 6,67
II стутнь 5 50,00 0 -
III стутнь 5 50,00 0 -
IV стутнь 0 - 0 -
факультативний) мжробюм, на який припадае близько 10 %, а також транзиторний (випадковий, алохтонний, залишковий) — 0,01 %. Головний мь кробюм товсто! кишки мютить анаеробш обл1гатш бактер!! родiв Bifidobacterium, Lactobacillus i непа-тогенш бактер!! роду Clostridium, Peptostreptococus, Bacteroides. Аеробш бактер!! становлять супутнш мжробюм [18]. Порушення видового й юльюсного складу мжробюму будь-якого бютопу призводить до розвитку дисбалансу м1ж представниками головного й додаткового мжробюму як у яюсному, так й у кшькюному склад!, що призводить до дисбакте-рюзу або дисбюзу. Дисбактерюз/дисбюз, сформу-вавшись як супутнш стан, може призвести до низки ускладнень, що негативно впливають на переб!г основного захворювання. Саме дисбактерюз може ставати провщним захворюванням — шфекцшним процесом змшано! етюлогп [19].
За умов ЕТ у вмюп порожнини товсто! кишки в!д-буваеться ел!мшац!я бактерш роду Bifidobacterium, Lactobacillus, Peptostreptococus, Enterococus i контамь нац!я бютопу умовно-патогенними ентеробактерь ями (Proteus, Klebsiella) i стафшококами; зростають iндекси постшносп, видового багатства Маргалефа, домiнування Бергера — Паркера й частота виявлен-ня пептокока, клостридш
Перспективи подальших дослвджень: одержанi ре-зультати дослщжень е пiдставою для вивчення стану мукозно! мiкробiоми товсто! кишки та встановлен-ня ефективностi пробiотикiв для нормалiзацi! мь кробiоценозу бiотопу.
Висновки
1. При експериментальному тиреотоксикозi у вмюп порожнини товсто! кишки вщбуваеться ель мiнацiя бактерiй роду Bifidobacterium, Lactobacillus, Peptostreptococus, Enterococus i контамшац1я бютопу умовно-патогенними ентеробактерiями (Proteus, Klebsiella) i стафшококами; зростають шдекси по-стiйностi, видового багатства Маргалефа, домшу-вання Бергера — Паркера й частота виявлення пептокока, клостридш.
2. Дефiцит найважливших за представництвом у складi товстокишкового мiкробiоценозу та за мультифункцiональною роллю в пiдтримцi мжро-екологiчного гомеостазу бiфiдобактерiй i лактобак-терiй призводить до змш таксономiчного складу мь кробiому порожнини товсто! кишки й формування дисбактерiозу II i III ступеня.
Конфл1кт iHTepeciß. Автори заявляють про вщсут-нiсть конфлiкту штереав при пiдготовцi дано! статтi.
References
1. Biedermann L, Rogler G. The intestinal microbiota: its role in health and disease. Eur J Pediatr. 2015 Feb;174(2):151-67. doi: 10.1007/s00431-014-2476-2.
2. Tojo R, Suarez A, Clemente MG, at al. Intestinal micro-biota in health and disease: role of bifidobacteria in gut homeostasis. World J Gastroenterol. 2014 Nov 7; 20(41): 15163-76. doi: 10.3748/wjg.v20.i41.15163.
3. van Baarlen P,Wells JM, Kleerebezem M. Regulation of intestinal homeostasis and immunity with probiotic lactoba-cilli. Trends Immunol. 2013 May;34(5):208-15. doi: 10.1016/j. it.2013.01.005.
4. Goulet O. Potential role of the intestinal microbiota in programming health and disease. Nutr Rev. 2015 Aug;73(Suppl 1):32-40. doi: 10.1093/nutrit/nuv039.
5. Iqbal S,Quigley EM. Progress in Our Understanding of the Gut Microbiome: Implications for the Clinician. Curr Gastroenterol Rep. 2016Sep;18(9):49. doi: 10.1007/s11894-016-0524-y.
6. Lynch SV, Pedersen O. The Human Intestinal Microbiome in Health and Disease. N Engl J Med. 2016 Dec 15;375(24):2369-79. doi: 10.1056/NEJMra1600266.
7. Kim D, Yoo SA, Kim WU. Gut microbiota in autoimmu-nity: potential for clinical applications. Arch Pharm Res. 2016 Nov;39(11):1565-76. doi: 10.1007/s12272-016-0796-7.
8. Ho JT, Chan GC, Li JC. Systemic effects of gut microbiota and its relationship with disease and modulation. BMC Immunol. 2015Mar 26;16:21. doi: 10.1186/s12865-015-0083-2.
9. Covelli D, Ludgate M. The thyroid, the eyes and the gut: a possible connection. J Endocrinol Invest. 2017 Jun;40(6):567-76. doi: 10.1007/s40618-016-0594-6.
10. Kohling HL, Plummer SF, Marchesi JR, Davidge KS, Ludgate M. The microbiota and autoimmunity: Their role in thyroid autoimmune diseases. Clin Immunol. 2017 Jul 6;183:63-74. doi: 10.1016/j.clim.2017.07.001.
11. Kunc M, Gabrych A, Witkowski JM. Microbiome impact on metabolism and function of sex, thyroid, growth and para-
thyroid hormones. Acta Biochim Pol. 2016;63(2):189-201. doi: 10.18388/abp.2015 1093.
12. Virili C, CentanniM. "With a littlehelpfrom myfriends"-The role of microbiota in thyroid hormone metabolism and entero-hepatic recycling. Mol Cell Endocrinol. 2017 Feb 4. pii: S0303-7207(17)30075-8. doi: 10.1016/j.mce.2017.01.053.
13. Neuman H, Debelius JW, Knight R, Koren O. Microbial endocrinology: the interplay between the microbiota and the endocrine system. FEMS Microbiol Rev. 2015 Jul;39(4):509-21. doi: 10.1093/femsre/fuu010.
14. Evans JM, Morris LS, Marchesi JR. The gut microbiome: the role of a virtual organ in the endocrinology of the host. J Endocrinol. 2013 Aug 28;218(3):R37-47. doi: 10.1530/J0E-13-0131.
15. Tomasello G, Tralongo P, Amoroso F, etal. Dysmicrobism, inflammatory bowel disease and thyroiditis: analysis of the literature. J Biol Regul Homeost Agents. 2015 Apr-Jun;29(2):265-72. PMID: 26122213.
16. Sydorchuk LI. Colonization resistance of the mucous coat of the small intestinal distal portion of splenectomized albino rats. Buk Med Herald. 2011;15(57):150-4. (in Ukrainian).
17. Zhou L, Li X, Ahmed A, et al. Gut microbe analysis between hyperthyroid and healthy individuals. Curr Microbiol. 2014 Nov;69(5):675-80. doi: 10.1007/s00284-014-0640-6.
18. Mazur OA, Pashkovskaia NV, Levitskaia SA, et al. Quantitative and Qualitative Composition of Colonic ContentMi-crobiota in Diabetes Mellitus Type 1 Patients with Concomitant Chronic Purulent Maxillary Sinusitis. Mezhdunarodnyi Endokri-nologicheskii Zhurnal. 2015;2(66):37-42 (in Ukrainian).
19. Hansen CH, Yurkovetskiy LA, Chervonsky AV. Cutting edge: commensal microbiota has disparate effects on manifestations of polyglandular autoimmune inflammation. J Immunol. 2016 Aug 1;197(3):701-5. doi: 10.4049/jimmu-nol.1502465.
Отрuмано 05.08.2017 ■
Сидорчук Л.И.
Высшее государственное учебное заведение Украины «Буковинский государственный медицинский университет», г. Черновцы, Украина
Таксономический состав и популяционный уровень микробиома содержимого полости толстой кишки белых крыс с экспериментальным тиреотоксикозом
Резюме. Актуальность. Продукция микрофлорой кишечника многочисленных биологически активных соединений и их метаболитов, взаимодействие с иммунной и другими системами актуализируют вопросы изучения ее изменений при различных заболеваниях, одним из которых является тиреотоксикоз. Цель исследования: установить степень нарушения микробиома содержимого полости толстого кишечника белых крыс с экспериментальным тиреотоксикозом (ЭТ). Материалы и методы. Исследования проведены на 25 половозрелых самцах белых крыс (15 — контрольная группа, 10 — исследуемая). Моделировали ЭТ путем внутрижелудочного введения L-тироксина в течение 14 дней. В стерильных условиях проводили лапаротомию, брали отрезок (2—3 см) толстой кишки с ее содержимым. К содержимому добавляли стерильный 0,9% раствор хлорида натрия. Готовили серию десятикратных разведений с концентрацией исходной смеси от 10-2 до 10-11. Из каждой пробирки 0,01 мл высевали на твердые питательные среды с последующим
выделением и идентификацией микробов по морфологическим, тинкториальным, культуральным и биохимическим свойствам. Результаты. Показано, что у животных с ЭТ главный микробиом представлен бактериями рода Bifidobacterium, Lactobacillus, Bacteroides, а также условно-патогенными энтеробактериями (Escherichia, Proteus, Klebsiella), пептококком, стафилококками и клостри-диями. Это сопровождается элиминацией из биотопа бактерий родов Peptostreptococcus, Enterococcus и контаминацией K.oxytoca и стафилококками. Отмечен выраженный дефицит бифидобактерий на 42,81 %, лактобак-терий — на 22,57 %, нормальных кишечных палочек — на 16,48 %. По популяционному уровню, коэффициенту количественного доминирования и коэффициенту значимости ведущее место занимают бактероиды, роль которых повышается на 21,72 %, а лактобактерий — снижается на 39,31 %, бифидобактерий — снижается на 51,48 % и кишечной палочки — снижается на 57,49 %. При этом повышается роль пептококка в 3,37 раза, клостридий —
в 4,53 раза, протеев — на 72,93 %. Выводы. При ЭТ происходит элиминация бактерий рода Bifidobacterium, Lactobacillus, Peptostreptococcus, Enterococcus и контаминация биотопа условно-патогенными энтеробактериями (Proteus, Klebsiella) и стафилококками. Дефицит бифидо-
бактерий и лактобактерий приводит к изменениям таксономического состава и формированию дисбактериоза II и III степени.
Ключевые слова: микробиом; толстый кишечник; тиреотоксикоз
L.I. Sydorchuk
State Higher Education Institution of Ukraine "Bukovinian State Medical University", Chernivtsi, Ukraine
Taxonomic structure and population level of colon microbial contents in white rats with experimental thyrotoxicosis
Abstract. Background. Production of numerous biologically active compounds and their metabolites by intestinal microflora, interaction with the immune and other systems is of great importance while studying its changes in various diseases, one of which is thyrotoxicosis. So, the purpose of this study was to determine the severity of intestine microbioma disorder in white rats with experimental thyrotoxicosis (ET). Materials and methods. Studies were carried out on 25 mature male white rats (15 — control group, 10 — research group). ET was simulated by intragastric administration of L-thyroxine for 14 days. Under sterile conditions a laparotomy was performed, a section (2—3 cm) of the large intestine with its contents was taken. Sterile 0.9% NaCl solution was added to the content. Series of ten-fold dilutions with a concentration of the initial mixture of 10-2 to 10-11 was prepared. From each test tube 0.01 ml was seeded on solid nutrient media with subsequent isolation and identification of microbes according to morphological, tinctorial, cultural and biochemical properties. Results. The results of the study demonstrated that in ET animals the main microbioma is represented by bacteria Bifidobacterium, Lactobacillus, Bacteroides, and
also opportunistic enterobacteria (Escherichia, Proteus, Klebsiella), peptococcus, staphylococci and clostridia. This is accompanied by the elimination of Peptostreptococcus, Enterococcus from bacterial biotope and the contamination of K. oxytoca and staphylococci. There was a pronounced deficit of bifidobacteria by 42.81 %, lactobacillus by 22.57 %, normal intestinal bacillus by 16.48 %. By the population level, the coefficient of quantitative dominance and the significance factor, the leading place is occupied by bacteroids, role of which is increased by 21.72 %, and lactobacillus role decreases by 39.31 %, bifidobacteria decreases by 51.48 % and E. coli decreases by 57.49 %. In this case, the role of peptococcus 3.37-fold increases, clostridia by 4.53, and by 73.93 % by the number of proteus. conclusions. Under conditions of ET, there is an elimination of Bifidobacterium, Lactobacillus, Peptostreptococcus, Enterococcus and contamination of the biotope with conditionally pathogenic enterobacteria (Proteus, Klebsiella) and staphylococci. Deficiency of bifidobacteria and lactobacilli leads to changes in taxonomic structure and formation of dysbiosis of II and III stage. Keywords: microbiome; large intestine; thyrotoxicosis
