Научная статья на тему 'Видовая характеристика и факторы персистенции облигатно-анаэробных микроорганизмов кишечной микробиоты человека'

Видовая характеристика и факторы персистенции облигатно-анаэробных микроорганизмов кишечной микробиоты человека Текст научной статьи по специальности «Ветеринарные науки»

CC BY
663
73
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
ОБЛИГАТНО-АНАЭРОБНЫЕ МИКРООРГАНИЗМЫ / АНТИЛАКТОФЕРРИНОВАЯ / АНТИММУНОГЛОБУЛИНОВАЯ / АНТИЛИЗОЦИМНАЯ АКТИВНОСТЬ / ЦИТОКИНЫ / ДИСБИОЗ / OBLIGATE ANAEROBES / ANTILACTOFERRINE ACTIVITY / ANTIMMUNOGLOBULINE ACTIVITY / ANTILYSOZYME ACTIVITY / CYTOKINES / DYSBIOSIS

Аннотация научной статьи по ветеринарным наукам, автор научной работы — Савастеева Анастасия Владимировна, Иванова Елена Валерьевна, Перунова Наталья Борисовна, Бондаренко Т. А., Чайникова И. Н.

Цель исследования. Определить видовой состав и персистентные свойства (AIgA, АЛфА, АЛА, АЦА) облигатно-анаэробных микроорганизмов кишечника человека. Материалы и методы. Материалом для исследования послужили штаммы облигатно-анаэробных микроорганизмов и штаммы условно-патогенных бактерий, изолированные из испражнений 80 пациентов в возрасте от 18 до 60 лет с I III степенью дисбиоза. Выделено 254 штамма облигатно-анаэробных микроорганизмов родов Eubacterium, Prevotella, Clostridium, Bifidobacterium, Bacteroides, Propionibacterium. Выделение и идентификацию микроорганизмов осуществляли общепринятыми методами, факторы персистенции микроорганизмов определяли по методикам О.В. Бухарина (1999, 2005, 2011) фотометрическим способом (АЛА) и с помощью ИФА (АЛфА, АИгА, АЦА). Измерения оптической плотности производили на фотометре ELx808 (BioTek, США). Полученные данные обработаны непараметрическим методом с применением критерия Манна-Уитни. Результаты. При эубиозе кишечника в видовой структуре микросимбиоценоза преобладали облигатно-анаэробные микроорганизмы, среди которых доминировали бифидобактерии видов B. longum, B. bifidum, B. breve, B. adolescentis. При дисбиозе кишечника человека в структуре микросимбиоценоза отмечалось снижение доли облигатно-анаэробных и микроаэрофильных бактерий, а также уменьшение их численности в сравнении с эубиозом. Установлены различия в экспрессии и пенетрантности персистентных свойств облигатно-анаэробных микросимбионтов в зависимости от их видовой принадлежности. Заключение. Полученные данные расширяют представления о видовом составе и биопрофиле облигатно-анаэробных бактерий кишечной микробиоты при ассоциативном симбиозе человека.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по ветеринарным наукам , автор научной работы — Савастеева Анастасия Владимировна, Иванова Елена Валерьевна, Перунова Наталья Борисовна, Бондаренко Т. А., Чайникова И. Н.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

SPECIFIC CHARACTERISTICS AND FACTORS OF PERSISTENCE OBLIGATE ANAEROBES OF HUMAN GUT

Aim. To the species composition and properties of the persistent (AIgA, AlfA, ALA ACA) of obligate anaerobic microorganisms of human gut. Materials and Methods. The material for the study were strains of obligate anaerobic bacteria strains and opportunistic bacteria isolated from the feces of 80 patients aged 18 to 60 years with I III degree of dysbiosis. Allocated 254 strain of obligate anaerobic microorganisms of the genus Eubacterium, Prevotella, Clostridium, Bifidobacterium, Bacteroides, Propionibacterium. Isolation and identification of microorganisms was carried out by conventional. Factors of persistence of microorganisms studied photometrically (ALA ) and by ELISA (AlfA, AIgA). Measuring the optical density produced a photometer ELx808 (BioTek, USA). The obtained data were treated non-parametric method using the Mann -Whitney test. Results. When eubiosis intestinal species composition dominated microsymbiocenosis obligate anaerobes, including Bifidobacterium species dominated by B. longum, B. bifidum, B. breve, B. adolescentis. When the human intestinal dysbiosis in the structure microsymbiocenosis noted decline in the proportion of obligate anaerobic and microaerophilic bacteria, as well as a decrease in their numbers compared to eubiosis. In analyzing the data set of biological properties of microorganisms and the differences in expression and penetrance persistent microsymbionts pathogenic properties depending on their species. Conclusion. These data are needed to understand of the species composition and bioprofile obligate anaerobic bacteria of the intestinal microbiota in associative symbiosis of man.

Текст научной работы на тему «Видовая характеристика и факторы персистенции облигатно-анаэробных микроорганизмов кишечной микробиоты человека»

Учредители:

Уральское отделение РАН Оренбургский научный центр УрО РАН

Бюллетень Оренбургского научного центра УрО РАН

(электронный журнал)

2013 * № 3

Оп-ііпе версия журнала на сайте http://www.elmag.uran.ru

© Коллектив авторов, 2013 УДК 579.61

12 12 1 1 А.В. Савастеева , , Е.В. Иванова , , Н.Б. Перунова , Т.А. Бондаренко ,

И.Н. Чайникова

ВИДОВАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА И ФАКТОРЫ ПЕРСИСТЕНЦИИ ОБЛИГАТНО-АНАЭРОБНЫХ МИКРООРГАНИЗМОВ КИШЕЧНОЙ МИКРОБИОТЫ ЧЕЛОВЕКА

1 Институт клеточного и внутриклеточного симбиоза УрО РАН, Оренбург, Россия

2 Оренбургская государственная медицинская академия, Оренбург, Россия

Цель исследования. Определить видовой состав и персистентные свойства (AIgA, АЛфА, АЛА, АЦА) облигатно-анаэробных микроорганизмов кишечника человека.

Материалы и методы. Материалом для исследования послужили штаммы облигатно-анаэробных микроорганизмов и штаммы условно-патогенных бактерий, изолированные из испражнений 80 пациентов в возрасте от 18 до 60 лет с I - III степенью дисбио-за. Выделено 254 штамма облигатно-анаэробных микроорганизмов родов Eubacterium, Prevotella, Clostridium, Bifidobacterium, Bacteroides, Propionibacterium. Выделение и идентификацию микроорганизмов осуществляли общепринятыми методами, факторы перси-стенции микроорганизмов определяли по методикам О.В. Бухарина (1999, 2005, 2011) фотометрическим способом (АЛА) и с помощью ИФА (АЛфА, АИгА, АЦА). Измерения оптической плотности производили на фотометре ELx808 (BioTek, США). Полученные данные обработаны непараметрическим методом с применением критерия Манна-Уитни.

Результаты. При эубиозе кишечника в видовой структуре микросимбиоценоза преобладали облигатно-анаэробные микроорганизмы, среди которых доминировали бифидобактерии видов B. longum, B. bifidum, B. breve, B. adolescentis. При дисбиозе кишечника человека в структуре микросимбиоценоза отмечалось снижение доли облигатноанаэробных и микроаэрофильных бактерий, а также уменьшение их численности в сравнении с эубиозом. Установлены различия в экспрессии и пенетрантности персистентных свойств облигатно-анаэробных микросимбионтов в зависимости от их видовой принадлежности.

Заключение. Полученные данные расширяют представления о видовом составе и биопрофиле облигатно-анаэробных бактерий кишечной микробиоты при ассоциативном симбиозе человека.

Ключевые слова: облигатно-анаэробные микроорганизмы, антилактоферриновая, антиммуноглобулиновая, антилизоцимная активность, цитокины, дисбиоз.

12 12 1 1

A. V. Savasteeva 1 , E.V. Ivanova , , N.B. Perunova , T.A. Bondarenko , I.N.

Chainikova

SPECIFIC CHARACTERISTICS AND FACTORS OF PERSISTENCE OBLIGATE ANAEROBES OF HUMAN GUT

1 Institute of cellular and intracellular symbiosis UrB RAS, Orenburg, Russia

2 Orenburg State Medical Academy, Orenburg, Russia

Aim. To the species composition and properties of the persistent (AIgA, AlfA, ALA ACA) of obligate anaerobic microorganisms of human gut.

Materials and Methods. The material for the study were strains of obligate anaerobic bacteria strains and opportunistic bacteria isolated from the feces of 80 patients aged 18 to 60 years

with I - III degree of dysbiosis . Allocated 254 strain of obligate anaerobic microorganisms of the genus Eubacterium, Prevotella, Clostridium, Bifidobacterium, Bacteroides, Propionibacterium. Isolation and identification of microorganisms was carried out by conventional. Factors of persistence of microorganisms studied photometrically (ALA ) and by ELISA (AlfA, AIgA). Measuring the optical density produced a photometer ELx808 (BioTek, USA). The obtained data were treated non-parametric method using the Mann -Whitney test.

Results. When eubiosis intestinal species composition dominated microsymbiocenosis obligate anaerobes, including Bifidobacterium species dominated by B. longum, B. bifidum, B. breve, B. adolescentis. When the human intestinal dysbiosis in the structure microsymbiocenosis noted decline in the proportion of obligate anaerobic and microaerophilic bacteria, as well as a decrease in their numbers compared to eubiosis . In analyzing the data set of biological properties of microorganisms and the differences in expression and penetrance persistent microsymbionts pathogenic properties depending on their species .

Conclusion. These data are needed to understand of the species composition and bioprofile obligate anaerobic bacteria of the intestinal microbiota in associative symbiosis of man.

Key words: obligate anaerobes, antilactoferrine activity, antimmunoglobuline activity, antilysozyme activity, cytokines, dysbiosis.

Введение

Облигатно-анаэробные микроорганизмы составляют доминантную группу микробиоты кишечника человека [4]. Они принимают участие в деградации токсинов, ферментов защиты и агрессии, продукции витаминов, биологически-активных соединений, формировании иммунного гомеостаза, участвуют в метаболических, ферментативных процессах и др. Характер изменений в составе микробиоты и соотношении различных групп в микробных экосистемах человека может служить индикатором инфекционных болезней и патологии.

Длительное сосуществование с организмом человека возможно при наличии определенных биологических свойств микроорганизмов, с одной стороны, и дефектностью защиты хозяина - с другой. В этом случае можно говорить о персистентных характеристиках, направленных на деградацию механизмов резистентности хозяина [3].

При формировании дисбиоза кишечника человека происходит изменение видового состава и биологических свойств облигатно-анаэробных бактерий, в том числе их факторов персистенции [4,7].

В настоящее время имеются единичные данные по видовой перестройке облигатно-анаэробного звена микросимбиоценоза кишечника человека при дисбиозе и взаимодействии спорообразующих и неспорообразующих анаэробов с такими важными факторами защиты как иммуноглобулины и лактоферрин, а также регуляторными молекулами врожденного иммунитета

- цитокинами.

В связи с этим целью данной работы явились оценка встречаемости облигатно-анаэробных микроорганизмов при различной степени дисбиоза кишечника человека и изучение персистентных свойств (AIgA, АЛфА, АЛА) облигатно-анаэробных бактерий, а также их взаимодействий с цитокинами организма человека.

Материалы и методы

Материалом для исследования послужили штаммы облигатноанаэробных, в том числе условно-патогенных, бактерий, изолированные из испражнений 80 пациентов в возрасте от 18 до 60 лет с I-III степенью дисбиоза. Выделено 254 штамма микроорганизмов родов Eubacterium, Prevotella, Clostridium, Bifidobacterium, Bacteroides, Propionibacterium.

Исследование микробиоценоза кишечника осуществлялось в соответствии с «Методическими рекомендациями по применению бактерийных биологических препаратов в практике лечения больных кишечными инфекциями. Диагностика и лечение дисбактериоза кишечника» (М., 1986) [4]. Выделение и идентификация анаэробных микроорганизмов проводилась в соответствии с руководством «Wadsworth-KTL anaerobic bacteriology manual» (2002) [10]. Облигатно-анаэробные микроорганизмы культивировали на питательной среде Schaedler-агар (BBL, США) с добавлением 5% бараньих эритроцитов при 370С в течение 2-7 суток. Анаэробные условия создавали в анаэробном термостате (Binder, Г ермания).

Идентификация выделенных штаммов микроорганизмов проводилась общепринятыми методами на основании морфологических, тинкториальных и культуральных свойств по М.О. Биргеру с соавт. (1982) [5]. Биохимический профиль микроорганизмов оценивали с помощью коммерческих тест-систем: «ENTEROtest 24», «STAPHYtest 16», «ANAEROtest-23»

(LACHEMA, Чехия) и «API20CAUX» (bioMerieux, Франция).

Антилактоферриновую (АЛфА) и антииммуноглобулиновую активности ^IgA) бактерий и их взаимодействие с цитокинами (ИЛ-10, ИФН-у, ФНО-а) - антицитокиновую активность (АЦА) определяли методом твердофазного иммуноферментного анализа на фотометре ИФА-ОЭП (Россия) при длине волны 450 нм с использованием наборов ЗАО «Вектор-Бест» (Новосибирск, Россия) [3]. Результаты АЛфА, AIgA и АЦА выражали в % инактивированного вещества в опытной пробе по сравнению с контролем. Для изуче-

ния антилизоцимной активности (АЛА) бактерий использовали фотометрический метод О.В. Бухарина с соавт. (1999) [3].

Данные, полученные в результате исследования, были подвергнуты статистической обработке параметрическими и непараметрическими методами в компьютерной оболочке Windows с помощью процессора электронных таблиц Microsoft Office Excel 2003 и программы «Биостат» [6].

Результаты

Анализ данных, полученных в результате исследования видового состава кишечных микросимбиоценозов обследуемых пациентов, показал, что микросимбиоценоз при эубиозе представлен ассоциациями микроорганизмов в количестве 4-6 видов (в среднем 5,0±0,3), тогда как при дисбиозе кишечника видовой состав был более разнообразен и состоял из 5-8 видов микросимбионтов (в среднем 7,0±0,3).

Установлено, что доля облигатно-анаэробных и факультативноанаэробных и микроаэрофильных микроорганизмов в общем количестве изолированных микросимбионтов, имела различия при эубиозе и дисбиозе кишечника. У исследуемой группы пациентов с эубиозом кишечника в структуре микросимбиоценоза доминировали облигатно-анаэробные бактерии, доля которых составляла 51,6±2,8% от общего числа микроорганизмов, тогда как доля микроаэрофильных бактерий составляла 16,7±2,1%, а представителей факультативно-анаэробной микрофлоры - 31,7±2,7%.

В группе пациентов с дисбиозом дистального отдела толстого кишечника доля облигатно-анаэробных и микроаэрофильных бактерий среди общей численности изолированных микроорганизмов снижалась, в сравнении с эубиозом, и составляла 43,2±1,6% и 4,9±0,7% соответственно. Напротив, при дисбиозе, отмечено увеличение доли факультативно-анаэробных микроорганизмов в структуре микросимбиоценоза, которая достигала 51,9±1,6% среди общего количества изолированных штаммов.

В видовой структуре облигатно-анаэробных микроорганизмов при эубиозе, доминировали виды Bifidobacterium spp. (B. longum, B. bifidum, B. breve, B. adolescentis), доля которых составляла 38,7±3,9 %. Показатель микробной обсеменённости бифидобактерий находился в пределах возрастных норм и составлял lg 10,2±0,5 КОЕ/г. Наиболее часто при эубиозе кишечника обнаруживались бифидобактерии, относящиеся к видам B. longum (в 40,9±6% случаев) и B. bifidum (в 31,8±5,7% случаев), тогда как B. adolescentis

(в 18,2±4,7% случаев) и B. breve (в 9,1±3,5% случаев) встречались реже.

Меньшая доля среди всех изолятов облигатно-анаэробных бактерий, в сравнении с бифидобактериями, приходилась на микроорганизмы родов Bacteroides (16,1±3%), Eubacterium (12,9±2,8%) и Propionibacterium (12,9±2,8%). Показатель микробной обсеменённости данных видов микроорганизмов также находился в пределах возрастных норм и составлял для бактероидов lg 7,8±0,8 КОЕ/г, для эубактерий lg 8±0,4 КОЕ/г, а для пропиони-бактерий lg 8,8±0,5 КОЕ/г.

Среди общего числа изолятов реже выявлялись такие представители облигатно-анаэробных микроорганизмов, как бактерии родов Prevotella (в 9,7±3,6%), Clostridium (в 6,5±3,0%) и Peptostreptococcus (в 3,2±2,2 %). Средние значения показателя микробной обсеменённости для превотелл составили lg 8,3±0,7 КОЕ/г, для клостридий - lg 9±1 КОЕ/г и для пептострептококков

- lg 7±1 КОЕ/г.

При дисбиозе биотопа дистального отдела толстого кишечника человека отмечалось снижение доли бифидобактерий среди общего количества облигатно-анаэробных микросимбионтов с 38,7±3,9% до 21,9±2,1% (p<0,01). При этом показатель микробной обсеменённости Bifidobacterium spp. снижался на 38,2±3,4% от первоначальных значений (с lg 10,2±0,5 КОЕ/г до lg 6,3±0,2 КОЕ/г).

При дисбиозе кишечника видовой состав представителей рода Bifidobacterium был более разнообразен, чем при эубиозе. У обследуемых лиц состав бифидофлоры был представлен видами: B. adolescentis, B. animalis, B. dentium, B. pseudolongum, B. longum и B. bifidum. Среди изолированных штаммов бифидобактерий наблюдалось доминирование вида B. adolescentis, который был выявлен в 44,3±5,2% случаев. Другие представители бифидофлоры, такие как B. longum и B. bifidum регистрировались в 14,8±3,8% случаев, B. animalis и B. dentium - в 10±3,2% и B. pseudolongum - в 6,1±2,5% случаев

Кроме того при дисбиозе отмечено снижение доли пропионебактерий с 12,9±2,8% до 2,7±0,8% в видовой структуре облигатно-анаэробных бактерий, а также клостридий - с 6,5±3,0% до 2,7±0,8%. Численность Propionebacterium spp. незначительно уменьшилась с lg 8,8±0,5 КОЕ/г до lg 7,8±0,3 КОЕ/г. Снижение ПМО выявлено у Prevotella spp. (с lg 8,3±0,7 КОЕ/г до lg 7±0,5 КОЕ/г). Напротив, увеличение показателя микробной обсеменён-

ности при дисбиозе, в сравнении с эубиозом, отмечено у Bacteroides spp. (с lg 7,8±0,8 КОЕ/г до lg 8,9±0,3 КОЕ/г), Clostridium spp. (от lg 4,7±1 КОЕ/г до lg 7±0,5 КОЕ/г) и Peptostreptococcus spp. (с lg 7,8±0,4 КОЕ/г до lg 7,5±0,6 КОЕ/г).

Отмечено снижение доли лактобацилл в структуре микросимбиоценоза с 16,7±2,2 % до 4,9±0,7 % и уменьшение показателя их микробной обсеме-ненности с lg 6,6±0,2 КОЕ/г до lg 4,8±0,2 КОЕ/г. Видовой состав лактобацилл при эубиозе кишечника человека был представлен L. acidophilus и L. plantarum, L. brevis, тогда как при дисбиозе - L. brevis, L. plantarum и L. casei.

У исследуемых видов облигатно-анаэробных грамнегативных и грам-позитивных бактерий был изучен комплекс персистентных свойств: антилак-тоферриновая, антилизоцимная, антииммуноглобулиновая и антицитокино-вая активности.

При анализе полученных данных установлены различия в экспрессии и пенетрантности персистентных и патогенных свойств микросимбионтов в зависимости от их видовой принадлежности. Так, распространённость анти-лактофериновой активности у грампозитивных и грамнегативных анаэробных микроорганизмов не отличалась и регистрировалась у 30-80% штаммов. При этом среди Bifidobacterium spр. способность инактивировать лактофер-рин встречалась у 43-77 % культур, Propionibacterium spp. - у 60-80% изоля-тов, Clostridium spp. - у 70-80% культур, Bacteroides spp. - у 80-100% штаммов, Eubacterium spp. - у 30% культур.

При определении экспрессии АЛфА установлено, что наибольшее среднее значение признака среди облигатно-анаэробных микроорганизмов было характерно для бифидобактерий (25,1±2,2%) и уровень свойства варьировал от 20,7 до 35,2%, у клостридий - от 11,8 до 30,7% (15,3±3,1%) и у пропионибак-терий - от 11,8% до 25,4 % (18,1±2,3 %). Выраженность АЛфА эубактерий и бактероидов была несколько ниже и составила от 15,8 до 18% (16,3±2,4%) и от

13 до 15,8% (14,6±2,2 %) соответственно (рис. 1).

При анализе способности облигатно-анаэробных бактерий инактивировать иммуноглобулин А было установлено, что данный признак широко распространён и регистрировался у 60-100% штаммов. При этом антииммуног-лобулиновая активность чаще (80-100%) случаев встречалась среди культур родов Bifidobacterium и Propionibacterium. У представителей родов Clostridium и Bacteroides данная активность регистрировалась в 60-80% случаев.

Культуры Eubacterium spp. проявляли АИгА в 60 % случаев.

Изучение экспрессии антииммуноглобулиновой активности выявило различия среди видов анаэробных микроорганизмов и широкое изменение свойства от 19,0±2,1% у бактероидов до 36,5±4,2% у эубактерий. Для культур Bifidobacterium spp. уровень АИгА составил 20-40% (27,8±3,2%), для штаммов Bifidobacterium spp. уровень АИгА составил 20-40% (27,8±3,2%), для штаммов Clostridium spp. - 26,7-33% (29,2±2,8%), для Propionibacterium spp. 20 - 27,3% (23,3±1,2%), у Bacteroides spp. - 18-20% (19,2+1,1%) (рис. 1).

100 -| 1. Bifidobacterium sp. 2. Clostridium sp. 3.Propionebacterium sp. 4. Bacteroides sp. 5. Prevotella sp. 6.Peptostreptococcus sp. 7. Eubacterium sp.

§ 60 - С9 Н =

4 І ЛІ 1 , j

20 1 II 11 1 1

1 2 3 4 5 6 7 □ АлФа ■ AlgA

Рис. 1. Выраженность антилактоферриновой и антииммуноглобулиновой

активностей облигатно-анаэробных бактерий кишечной микробиоты.

При сравнительной характеристике распространённости и выраженности факторов персистенции у грампозитивных и грамнегативных анаэробных микроорганизмов было установлено, что антилизоцимный признак встречался значительно чаще у грамположительных анаэробных бактерий, чем у гра-мотрицательных.

При этом АЛА у различных видов бифидобактерий встречалась в 67100% случаев, у клостридий - в 80-100%, у эубактерий - в 83-100%. Среди выделенных пропионибактерий и пептострептококков способность к инактивации лизоцима была зарегистрирована в среднем у 60% изолятов. В то же время среди выделенных грамотрицательных микроорганизмов антилизоцимный признак регистрировался значительно реже: у бактероидов и прево-телл АЛА встречалась лишь у 20-60 % изолятов.

При изучении уровня экспрессии способности к инактивации лизоцима

у выделенных анаэробных штаммов было установлено, что большая часть изолятов обладали средними и высокими значениями АЛА (рис. 2): среди бифидобактерий диапазон АЛА колебался от 0,13 до 1,4 мкг/мл*OD у B. longum; от 0,96 до 1,01 мкг/мл*ОБ у B. breve; от 0,52 до 0,54 мкг/мл*ОБ у B. adolescentis от 0,52 до 0,54 мкг/мл*ОЭ, при этом средние значения антилизо-цимного признака бифидобактерий составили 0,67±0,05 мкг/мл*СЮ.

1,5

О

О

■к

Б 1

0,5

1 1 1

-4 н h il

1. Bifidobacterium sp.

2. Clostridium sp.

3.Propionebacterium sp.

4. Bacteroides sp.

5. Prevotella sp.

6.Peptostreptoc oc cus sp.

7. Eubacterium sp.

2

0

1

2

3

4

5

6

7

Рис. 2. Выраженность антилизоцимной активности у облигатноанаэробных бактерий кишечной микробиоты.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

Максимальные значения уровня АЛА были зарегистрированы у эубак-терий, а его среднее значение составило 1,19±0,05 мкг/мл*СЮ. У представителей рода Clostridium способность к инактивации лизоцима варьировала от 0,99 до 1,45 кг/мл*OD (1,16±0,04 мкг/мл*СЮ). Минимальные значения антилизоцимной активности по сравнению с другими видами грамположитель-ных микроорганизмов, составившие 0,42±0,11 мкг/мл*СЮ, были выявлены у пропионибактерий, диапазон признака колебался от 0,26 мкг/мл*ОЭ до 0,63 мкг/мл*ОБ.

Среди грамотрицательных анаэробных бактерий фекальной микрофлоры - бактероидов - уровень экспрессии антилизоцимного признака колебался от 0,46±0,02 до 0,88±0,07 мкг/мл*СЮ (0,72 ±0,05 мкг/мл*СЮ).

При сравнительной характеристике распространённости и выраженности антицитокиновой активности было установлено, что данную активность проявляли значительно чаще Bifidobacterium spр. и Propionebacterium spр. Дру-

гие представители инактивировали цитокины реже.

Распространённость способности микроорганизмов снижать концентрацию ФНО-а регистрировалась у 30-80 % штаммов облигатных-анаэробов. При этом у Bifidobacterium spp. способность инактивировать данный цитокин встречалась у 50-68% культур, у Propionibacterium spp. - у 60-80% изолятов, у Clostridium spp. - у 65-79% культур, у Bacteroides spp. - у 80-100 % штаммов.

При определении экспрессии АЦА в отношении ФНО-а установлено, что наибольшее среднее значение признака среди облигатно-анаэробных микроорганизмов характерно для клостридий (85±2,2%) и уровень свойства варьировал от 65 до 92%, у пропионебактерий - от 58 до 96% (76±3,1%) и у бактероидов - от 32 до 93 % (70±2,3 %). Выраженность ФНО-а бифидобактерий была несколько ниже и составила от 46 до 69 %, в среднем - 55±1,4% (рис. 3).

100

80

Л

§ 60 § et н

^ 40

20

I ИЛ-10

□ Ф НО-а

0

1

2

3

4

1. Clostridium sp.

2. Bacteroides sp.

3. Propionebacterium sp.

4. Bifidobacterium sp.

Рис. 3. Выраженность антицитокиновой активности облигатно-анаэробных микроорганизмов кишечной микробиоты.

Распространённость антицитокиновой активности в отношении ИЛ-10 у облигатно-анаэробных микроорганизмов регистрировалась у 75% штаммов. При этом у Propionibacterium spp. способность инактивировать ИЛ-10 встречалась у 50-78% культур, у Bifidobacterium spp. - у 60-80% изолятов, у Bacteroides spp. - у 65-79% культур, у Clostridium spp.- у 40-50% штаммов.

При определении экспрессии данного признака установлено, что наибольшее среднее значение среди облигатно-анаэробных микроорганизмов

было характерно для пропионебактерий (51±1,2%) и уровень свойства варьировал от 40,5 до 58,3 %, у бифидобактерий - от 49,5 до 70,4% (58,6±2,4%) и у бактероидов - от 28 до 44,1% (39±1,3 %). Выраженность антицитокиновой активности, в отношении ИЛ-10, у клостридий была ниже и составила от 10,2 до 18% (в среднем - 11±2,4%).

Заключение

Таким образом, микросимбиоценоз, как биологическую систему, можно охарактеризовать определенной структурой (по видовому составу), имеющей отличие при эубиозе и дисбиозе биотопа дистального отдела толстого кишечника человека. Так, при эубиозе кишечника в видовой структуре микросимбиоценоза преобладали облигатно-анаэробные микроорганизмы, среди которых доминировали бифидобактерии видов B. longum, B. bifidum,

B. breve. При дисбиозе кишечника человека в структуре микросимбиоценоза отмечалось снижение доли облигатно-анаэробных и микроаэрофильных бактерий, а также уменьшение их численности в сравнении с эубиозом.

Полученные данные соотносятся с имеющимися в литературе сведениями относительно видового и количественного состава микроорганизмов при эубиозе и дисбиозе биотопа дистального отдела толстого кишечника человека [1, 2, 5, 8, 9].

Высокая распространённость и выраженность факторов персистенции у облигатно-анаэробных бактерий фекальной микрофлоры, вероятно, связаны с постоянным взаимодействием бактерий и данных белков. Учитывая, что лизоцим, лактоферрин подавляют рост и размножение микроорганизмов, наличие факторов персистенции бактерий может, по-видимому, определять состав и стабильность микросимбиоценоза кишечника человека. Выявление антицитокиновой активности у представителей облигатно-анаэробного звена микросимбиоценоза толстого кишечника человека расширяет наши представления о регулирующем влиянии микробиоты на цитокиновый статус организма человека. Различия в спектре цитокинов, концентрация которых изменялась под влиянием бифидобактерий - доминантов кишечного микросимбиоценоза (высокие уровни АЦА в отношении как провоспалительного цитокина ФНО-а, так и противовоспалительного цитокина ИЛ-10) и ассоци-антов (высокая экспрессия АЦА в отношении провоспалительного цитокина ФНО-а), могут быть связаны с различного вида функциональными и структурными особенностями бактериальных протеаз, обусловливая адаптацию

микросимбионтов в организме хозяина и участвуя в формировании иммунологической толерантности к индигенной микрофлоре посредством изменения концентрации цитокинов в микроокружении клеток.

(Работа выполнена по программе Президиума РАН «Фундаментальные науки -медицине» в рамках проекта № 12-П-4-1015, программе Президиума РАН «Механизмы интеграции молекулярных систем при реализации физиологических функций в рамках проекта № 12-П-4-1045 и в рамках инновационного проекта молодых учёных УрО РАН № 13-4-ИП-205 «Поиск бактерий - продуцентов ингибиторов провоспалительных цитокинов».)

ЛИТЕРАТУРА

1. Амерханова А.М. Научно-производственная разработка новых препаратов-синбиотиков и клинико-лабораторная оценка их эффективности: Дисс. ... д-ра биол. наук. М., 2009. 260 с.

2. Барановский А.Ю., Кондрашина Э.А. Дисбактериоз кишечника. СПб.: Питер, 2008. 240 с.

3. Бухарин О.В. Персистенция патогенных бактерий. М.: Медицина; 1999. 365 с.

4. Бухарин О.В. Экология микроорганизмов человека. Екатеринбург: УрО РАН, 2006. 476 с.

5. Бондаренко В.М., Боев Б.В., Лыкова ЕА., Воробьев АА. Дисбактериозы желудочнокишечного тракта. Рос. журн. гастроэнтер., гепатол., колопроктол. 1998. 21: 66-70.

6. Гланц С. Медико-биологическая статистика. М.: Практика, 1999. 459 с.

7. Пинегин Б.Г., Мальцев В.Н., Коршунов В.М. Дисбактериозы кишечника. М.: Медицина, 1984. 142 с.

8. Приказ Минздрава России от 09.06.2003г. №231 Отраслевой стандарт «Протокол ведения больных. Дисбактериоз кишечника» (ОСТ 91500.11.0004-2003).

9. Справочник по микробиологическим и вирусологическим методам исследования / Под ред. М. О. Биргера. 3-е изд., перераб. и доп. М.: Медицина, 1982. 464 с.

10. Шендеров Б.А. Роль анаэробных неспорообразующих бактерий в поддержании здоровья человека. Вестник РАМН. 1996. 1: 8-11.

11. Collado M.C., Meriluoto J., Salminen S. Adhesion and aggregation properties of probiotic and pathogen strains. Eur Food Res Technol. 2008. 226: 1065-1073.

12. Reuter G. The Lactobacillus and Bifidobacterium Microflora of the Human Intestine: Composition and Succession. Curr. Issues Intest. Microbiol., 2001. Vol. 2 (2): 43-53.

13. Wadsworth-KTL anaerobic bacteriology manual. Washington. 2002.

Поступила 22.10.2013

(Контактная информация:

Савастеева Анастасия Владимировна - аспирант Института клеточного и внутриклеточного симбиоза УрО РАН, 460052, г. Оренбург, ул. Салмышская 10, кв. 55; 8(922)-896-41-49;

Иванова Елена Валерьевна - к.м.н., ведущий научный сотрудник Института клеточного и внутриклеточного симбиоза УрО РАН 460052, г. Оренбург, ул. Джангильдина 15, кв. 126; 8961-929-18-72;

Перунова Наталья Борисовна - д.м.н., заведующий лабораторией Института клеточного и внутриклеточного симбиоза УрО РАН; адрес: 460000, г. Оренбург, ул. Пионерская, 11, тел. 8(3532)775908; e-mail: [email protected])

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.