CC BY
30
Summary
EFFICIENCY OF CARBACETAM FOR RESTORATION OF COGNITIVE DISTURBANCES IN EXPERIMENTAL BRAIN INJURY Starodubska O. O.
Key words: traumatic brain injury, cognitive disturbances, Carbacetam
Numerous researches demonstrate the development of cognitive disturbances following the traumatic brain injury (TBI) not only in the acute period, but in several years after a trauma. Damages of the highest functions of a brain are observed in a third of patients with mild TBI, and victims with moderate and severe injuries develop more stable and expressed disturbances. Carbacetam is a new GABA-benzodiazepine modulator of a receptor complex, a derivative of p-Carboline, which efficiency is being intensively investigated in cases of TBI. The purpose of this study was to explore the efficiency of Carbacetam therapy in the restoration of cognitive functions in experimental TBI. The study was conducted on white purebred male rats; TBI modeling was carried out by V. N. Elsky and S. V. Ziablitsev technique (2005). The control group included 16 rats, the test groups with TBI were made up of 48 animals: the 1st group was administered Carbacetam (5 mg/kg), the 2nd group received Actovegin (16 mg/kg), the rats of the group of comparison were administered 1 ml of physical solution intraperitoneally within 10 days after the trauma. Cognitive disorders were investigated by the following techniques: the open field, a mink reflex, an eight-hose labyrinth in 7 and 30 days after the trauma. TBI results in marked suppression of cognitive functions that was confirmed by findings obtained by all tests in all the groups of the study in 7, and in 30 days following trauma. Restiration of brain function indicators was observed only under the influence of the medication: Carbacetam effectively restored indicators of an orientation and motor performance to the reference level in 30 days after the trauma. The restoration of cognitive activity, anxiety, emotional and mnemonic functions by the indicators of the mink reflex and eight-hose labyrinth tests was observed as well. The efficiency of Carbacetam action in quantitative expression was more pronounced than that by Actovegin. Results obtained by studying Car-bacetam therapeutic efficiency in modeled TBI showed the indicators of orientation and motor performance, cognitive activity, memory and emotional functions can be restored in 30 days, and this medicine is as effective as Actovegin.
УДК 579.22:579.262:616.98-092.6/.7
Степанський Д.О., Кременчуцький Г.М., Кошова 1.П.
ВИВЧЕННЯ ВЗАеМОДП АУТОШТАМ1В АЕРОКОК1В З УМОВНО-ПАТОГЕННИМИ М1КРООРГАН1ЗМАМИ IN VITRO
ДЗ «Днтропетровська медична акаде1^я МОЗ Украши»
Нормальна мкрофлора органзму людини являе собою сукупнсть pi3Hux б'юценоз'т, що займають 4u^eHHi екологiчнi нiшi на шк'р i слизових оболонках всх порожнин, сполучених i3 зовшшн'ш середо-вищем. Aerococcus viridans володють цлим рядом корисних властивостей. Була проведена сер'я експеримент'т з вивчення взаемоди аутоштам'в аерококв на Гр + i Гр - бактери. При вивченн в'д-строченого антагонзму показано, що тест-мкроорганзми по^зному реагують на присутнсть у середовищi вирощування продукт'т метабол'зму аутоштам'в аерокок'т. Кр1'м того, навть усере-динi одного i того ж виду спостергаються коливання. Аутоштами аерокок'т, на в1'дм1'ну в'д стафi-локок'т та кишковоТ палички, не проявляють чутливостi до ди активного початку псевдомонад. Аерококи володють вираженими антагонстичними властивостями по в'дношенню до псевдомонад. Колонн псевдо монад, як виростають, як правило, не мають пiгменту. Досл1'ди показали, що аерококи е сильними антагонстами та отриманi дан можуть служити пдставою для подальшого вивчення застосування аутоштам'в аерокок'т.
Ключов1 слова: нормальна м1крофлора, аерококи, аутосимбюнти, антагожзм.
Робота виконана в рамках докторськоТ дисертацп «Мiкробiологiчне обфунтування аутоштамiв роду Aerococcus в якот основи для створення нових пробiотикiв», № держ. реестрацп 0113U001948.
Вступ
Розлад захисноТ функци мiкрофлори пщ впливом рiзних чинниш призводить до шлунко-во-кишкових захворювань шфекцшноТ i алiмен-тарноТ етюлоги, знижуеться здатнють нормально' мiкрофлори кишечника ефективно пригшчу-вати рют патогенних мiкроорганiзмiв.
Нормальна мiкрофлора оргашзму людини являе собою сукупнють рiзних бiоценозiв, що займають числены еколопчш нш на ш^ i слизових оболонках вах порожнин, сполучених iз зов-шшшм середовищем [6,8]. Бiоплiвка, як рукавич-
ка, покривае шюру i слизовi вщкритих навколиш-ньому середовищу порожнин здоровоТ людини i тварин i складаеться крiм мiкроколонiй мiкроор-ганiзмiв з екзополiсахаридiв рiзного складу мк-робного походження, а також муцину, що видн ляеться келихоподiбними кл^инами слизових. З функцюнальноТ точки зору, бiоплiвку можна по-рiвняти з плацентою. Якщо остання регулюе взаемовщносини плоду i оргашзму матера то бiоплiвка регулюе взаемини мiж макроорганизмом i навколишшм середовищем.
Зменшення ктькосп нормально'' кишковоТ мь крофлори веде до ослаблення конкуренцп з па-
тогенами за рецептори слизовоТ оболонки кишечника, знижуеться мiсцевий iмунiтет - продук^я лiзоциму, iмуноглобулiну А [3].
Одним з напряммв сучасноТ профiлактики i терапiТ дисбактерiозiв стало використання в яко-стi пробiотикiв аутологiчних штамiв мiкроорганi-змiв -представникiв протективноТ мiкрофлори (аутопробiотикiв). Розвитку даноТ концепцiТ сприяли припущення про те, що пробютичн мк-роорганiзми, якi надходять в макрооргашзм, зда-тнi визивати дисбаланс аутомiкрофлори господаря внаслiдок антагошзму iндигенних i промис-лових штамiв [9,10].
Вiдповiдно до думки Б.А. Шендерова [11], ще в перюд внутрiшньоутробного розвитку органiзм дитини готуеться прийняти мiкрофлору матерi як «своеТ», або, iншими словами, у нього форму-еться iмунологiчна толерантнiсть до нормально!' мiкрофлори.
Мiкробна екологiя кожноТ людини являе собою надзвичайно складну за складом систему. Отже, важко розробити i п^фбрати ефективний пробютик для кожного iндивiдуума для пщтрим-ки його нормальноТ мiкрофлори кишечника [1,2,15]. Крiм того, пробютичш мiкроби бувають iмунологiчно не поеднан з конкретною людиною. Тому незабаром пюля завершення Тх застосу-вання швидко виводяться з органiзму [8,14]. Клн нiчнi i експериментальнi роботи по бактерюте-рапiТ дисбiотичних порушень кишечника показали, що найкращий ефект досягаеться при шди-вщуальному пiдборi власних штамiв, а також при використанш аутофлори [12,13]. Все це служить обфунтуванням для подальшоТ концепцiТ фор-мування пробiотикiв на основi аутоштамiв.
Сформована ситуацiя вимагае пошуку нових засобiв i пiдходiв до лiкування. Одним з най-бiльш обговорюваних в останнi роки пiдходiв до профiлактики та лкування кишкових iнфекцiй е застосування аутопробютиш [2,5,6].
Багатьма дослiдниками встановлено важливу роль нормальноТ мiкрофлори органiзму людини у пщтримц його фiзiологiчного стану, забезпеченн гомеостазу i життедiяльностi. Особливу цкавють викликають представники нормальноТ мiкрофлори людини - пробiотичнi мiкроорганiзми [7].
Однак е невелика ктькють фундаментальних дослщжень, присвячених Aerococcus, Acetovibrio, В^угмЬгю, Centipeda, Е^а^атит, Leptotrichia, Ruminobacteria, Solenomonas, Succinivibrio. Aerococcus viridans володшть ць лим рядом корисних властивостей, вироблених у процес динамiчноТ взаемодiТ як з макрооргаш-змом, так i з мiкробiоасоцiантами [2]. Наприклад, виявлена здатнiсть аерококiв окисляти молочну кислоту призводить до зниження рiвня ппоксп в кишечнику; видiлення пероксиду водню, який розщеплюеться каталазою епiтелiю кишечника i також призводить до оксигенацп тканин [4,7]. Глутатiонредуктазна активнiсть, утворення кон'-югатiв глутатiону з ксенобютиками та iншi корис-нi властивост становлять iнтерес для подаль-
шого вивчення Тх впливу на гомеостаз макроор-гашзму [6].
Мета дослщження
Розширене вивчення взаемин аерококiв з Гр + i Гр - бактерiями, що мають значення у визна-ченнi бiоценотичних взаемин мiж патогенними бактерiями i нормальною мiкрофлорою шкiри i слизових поверхонь оргашзму людини.
Матерiали та методи дослщження
У 1-й серiТ експериментiв вивченi взаемини аерококiв з Гр + i Гр - бактерiями. Для цього ви-користовувався метод вщстроченого антагошз-му [5]. Тест-культурою служив аутоштам A. Viridans 3ч2015, видтений вiд людини.
На МПА заавалась штрихом звiсь добовоТ культури аутоштаму A. viridans в iзотонiчному розчиш натрiю хлориду (2x108 мiкробних кл^ин).
Для визначення оптичноТ щiльностi мiкробноТ звiсi використовувався прилад Densi-La-Meter. Оптична щтьнють за шкалою МсFarland дорiв-нювала 0,7 ОД. Посiв проводився по дiаметру чашки Петрi.
Поави iнкубували 24 години при 37°С. Пiсля iнкубацiТ до культури A. viridans, що виросла на чашц^ перпендикулярно штрихом пщавали взвiсь свiжовидiлених добових культур тест-штамiв. У наших дослщженнях був розширений спектр умовно-патогенних i патогенних бактерiй. Оптична щтьнють вимiрювалась для кожноТ культури окремо i була iдентичною до щтьносп аутоштаму A. viridans.
Для статистичного аналiзу використовували пакет прикладних програм Statistica v6.1. Ктькн сш ознаки представленi у виглядi середнього значення та його стандартно!' похибки (M±m).
Результати дослщження та Тх обговорення
У табл.1 представлен результати проведено-го дослщження.
Отримаш дат (табл. 1) свщчать про те, що при вивченш вiдстроченого антагошзму тест-мiкроби по рiзному реагують на присутнiсть у середовищi вирощування продук^в метаболiзму аутоштамiв аерококiв. ^м того, навiть в середин одного i того ж виду спостер^аються коли-вання. Вiдзначенi значн зони затримки росту вiдносно стафтокош, псевдомонад, бактерiй групи кишковоТ палички, бацил.
Одним з найбтьш стшких мiкроорганiзмiв до антагонiстичноТ дiТ аерокош виявилася синьог-нiйна паличка. Псевдомонади е дуже пластич-ними бактерiями, самi можуть надавати антаго-нютичну дiю на багато видiв мiкроорганiзмiв.
Для експерименту з вивчення дм аутосимбю-нтних штамiв аерококiв на P. aeruginosa були вн дiбранi 3 найбiльш активнi в бiохiмiчному i анта-гонiстичному вiдношеннi iзоляти: 1) 5м2015 (ви-дiлений вщ мишей), 2) 3к2015 (видiлений вщ щурiв), 3) 3ч2015 (видiлений вщ людини).
Таблиця 1
Спектр антагошстично)' активност'1 аутоштаму A. viridans 3ч2015
Види тест-культур Ктьюсть культур Дiаметр зон затримки росту (мм) тест-культур аерококами; M ± m
S. aureus ( № 209 ) 1 15,0 ± 1,0
Госпiтальнi штами 50 12,0 ± 0,9
P. vulgaris (OX 19 221) 1 7,0 ± 1,0
Госштальш штами 4 5,1 ± 0,4
P. mirabilis ("H" № 2091) 1 6,0 ± 1,0
P. seruginosa (№ 501) 1 5,5 ± 0,3
Госштальш штами 26 5,2 ± 0,2
E. faecalis (№ 6783) 1 4,0 ± 1,0
Госпiтальнi штами E. coli 8 5,7 ± 0,8
B. subtilis (CCM 2216 ATCC 6051 ) 1 4,0 ± 1,0
Вивчалась антагонютична активнють псевдомонад, заздалегщь вирощених на МПА, щодо тест-культур: S. aureus 209; E. coli 675 i A. viridans. Аутоштами аерокош на вщмшу вiд стафтокош, кишковоТ палички - не проявляють чутливостi до дм активного початку псевдомонад.
Наступна серiя дослав наочно демонструе
CepedHi po3Mipu зон (мм) затримки pot
вплив аерокош на госштальш штами P. aeruginosa, видтеш вiд хворих Днтропетровсь-кого обласного оптового центру, що охоплюють всi серогруповi i серотиповi варiанти цього виду мiкроорганiзмiв.
Поведiнку псевдомонад в зош антагонютичноТ дiТ аерокош в умовах вiдстроченого антагонiзму представлено в табл. 2.
Таблиця2
псевдомонад у 30Hi антагонютичноТ di'i аерокоюв; M ±m; n = 5
Штами аерокоюв Кiлькiсть кштин псевдомонад в 1 мл поЫвного матерiалу
1 . 109 1 . 108 1 . 107 1 . 106
5м2015 4,2± 0,1 11,3± 0,8 14,2± 0,1 16,3± 0,1
3к2015 4,7± 0,2 12,3± 0,2 14,8± 0,2 16,2± 0,3
3ч2015 5,2± 0,2 14,2± 0,3 15,8± 0,2 18,6± 0,3
З табл. 2 видно, що культури псевдомонад проявляють чутливють до аерокош-антагошспв i продукпв Тх метаболiзму. При цьому зони при-гнiчення знаходяться в прямш залежностi вiд кн лькостi пщаяних мiкробiв.
Звертае увагу характер росту псевдомонад в зош антагонiстичноТ дм аутоштамiв аерококiв. По-перше, рiст псевдомонад менш штенсивний i часто складаеться з окремих колонш. По-друге, вш мае суху поверхню i, що особливо цкаво, не мае шгменту. Пiгмент з'являеться лише на 4-5-у добу збер^ання культур при 20о С - 22о С. ^м того, при переглядi культур в свптт, яке мае кут нахилу 43о, вони частiше блакитного, червоного або арого, а не типового солом'яно-жовтого свн тiння, що спостер^аеться при переходi P. aeruginosa з S в R - форми. Поява R- та перехщ-них вщ S- до R- форм серед залишених житте-
1нтенсивнють росту P. aeruginosa (штамм № 463)
здатними псевдомонад в зош антагонютичноТ' дм аерокош свщчить про те, що вони потрапляють у несприятливi для життeдiяльностi умови.
Аналогiчнi результати були отримаш i в ш-шому варiантi експериментiв. На м'ясо-пептонний агар в чашках Петрi засiвали газоном 0,1 мл 1 млрд / мл суспензп A. viridans 167, а через добу шкубацп при 37о агар перевертали догори дном i на його поверхню заавали також газоном Ызну кiлькiсть кттин псевдомонад: 109, 108, 10 мiкробних тiл/мл. Пiсля повторноТ добо-воТ iнкубацiТ при 37о С враховували наявнють та iнтенсивнiсть росту псевдомонад. У табл. 3 наведен отриманi результати, з яких видно, що аерококи володшть вираженими антагонютич-ними властивостями, колонiТ псевдомонад, як виростають, як правило, не мають пiгменту.
Таблиця 3
на МПА, який мстить продукти метаболiзму аерокоюв; n = 10
Кiлькiсть пiдсiяних кпiтин псевдомонад lнтенсивнiсть росту псевдомонад
1 . 109 +++
1 108 315,1 ± 23,3 колоний
1 . 107 -
Позначення: +++ - бльш 1000 колон1й; - - вЮсутнють росту.
Висновки
При вивченш вщстроченого антагошзму показано, що тест^кроби по рiзному реагують на присутнють у середовищi вирощування продукпв метаболiзму аутоштамiв аерокош. Крiм того, навiть усерединi одного i того ж виду спостерн гаються коливання. Причому, чим бтьше вiру-лентний мiкрорганiзм, тим бтьше вш стiйкий до антагонiстичноТ дм аерококiв.
Аутоштами аерококiв, на вщмшу вщ стафто-кокiв та кишковоТ палички, не проявляють чутли-вост до дiТ активного початку псевдомонад.
Вс культури псевдомонад проявляють чутливють до аерокош-антагошспв i продукпв Тх метаболiзму.
Аерококи володiють вираженими антагоню-тичними властивостями по вщношенню до псевдомонад. КолонiТ псевдомонад, як виростають, як правило, не мають шгменту.
Перспективи подальших дослiджень. Дослiди показали, що аерококи е сильними антагонюта-ми та отриман дaнi можуть служити шдставою для подальшого вивчення застосування аутош-тaмiв aерoкoкiв.
Лiтература
1. Глушанова Н. А. Взаимоотношения пробиотических и индиген-ных лактобацилл хозяина в условиях совместного культивирования in vitro / Н.А. Глушанова, Б. А. Шендеров // Журнал микробиологии, эпидемиологии и иммунологии. - 2003 - № 2. - С. 56-61.
2. Ильин В. К. Колонизационная резистентность организма в измененных условиях обитания / В.К. Ильин, А.И. Воложин, Г.В. Виха. - М. : Наука, 2005. - 271 с.
3. Соловьева Н.В. Коррекция дисбиотических нарушений при заболеваниях желудочно-кишечного тракта и печени биологически активными добавками с пробиотическим действием / Н.В. Соловьева, С.Н. Лейхтер, Т.А. Бажукова [и др.] // Обзоры по клинич. фармакологии и лекарственной терапии. — 2013. — Т. 8. - С. 48-57.
4. Кременчуцкий Г. Н. Роль микроэкологии организма человека и принципы ее коррекции / Г. Н. Кременчуцкий, С. А. Рыженко, С. И. Вальчук. - Днепропетровск : Пороги, 2003. - 230 с.
5. Об унификации микробиологических методов исследования, применяемых в клинико-диагностических лабораториях лечебно-профилактических учреждений: Приказ № 535 Мз СССР от 22.04.1985. М.,1985. - 56 с.
6. Риженко С.А. Вплив живоТ культури Aerococcus vitidans на фак-тори iмунoлoгiчнoТ' реактивност оргашзму людини in vitro / С.А. Риженко, С.1. Вальчук // Одес. мед. журнал. - 2003. - № 5 (79). -С. 108-111.
7. Рыженко С.А. Влияние А-бактерина на гомеостаз организма человека при различных патологических состояниях / С.А. Рыженко // Сб. материалов междунар. науч.-практ. конф. памяти Г.И. Гончаровой «Пробиотические микроорганизмы - современное состояние вопроса и перспективы использования» / под ред. В.А. Алешкина. - Москва, 2002. - С. 41-42.
8. Michail S. Clinical efficacy of probiotics: review of the evidence with focus on children / S. Michail, F. Sylvester, G. Fuchs, R. Issenman // J. Pediatr. Gastroenterol. Nutr. - 2006. - Vol. 43, № 4. - P. 550557.
9. Glushanova N.A. The relationship of probiotic lactobacilli and indigenous host in a co-culture in vitro / N.A. Glushanova, B.A. Shenderov // J. Epidemiol. Microbiol. Immunol.- 2003. - № 2. - P. 56-61.
10. Il'in V. K. Autoprobiotiki kak sredstvo profilaktiki infekcionno -vospalitel'nyh zabolevanij u cheloveka v iskusstvennoj srede obi-tanija / V.K. Il'in, A.N. Suvorov, N.V. Kirjuhina // Vestnik RAMN. - № 2. - Р. 56 - 62.
11. Shenderov B.A. Probiotic (symbiotic) bacteria llanguages / B.A. Shenderov // Anaerobe. - 2011. - Vol.17 (6). - P. 490-495.
12. Shumikhina I. Su1381 Autoprobiotic: Place in the Prevention of Postinfectious Irritable Bowel Syndrome / I. Shumikhina, Z. Sun-dukova, O. Solovyeva, V. Simanenkov // Gastroenterology. - 2015. - Vol. 148 (4). - P. S-492.
13. Simanenkov V. Tu1779 Personalized Therapy of Gastrointestinal Diseases With Symbiotic Bacteria / V. Simanenkov, A. Suvorov, Z. Sundukova // Gastroenterology. - 2014. - Vol. 146 (5). - P. S-841.
14. Steinhoff U. Who controls the crowd? New findings and old questions about the intestinal microflora / U. Steinhoff // Immunol. Letters. - 2005. - Vol. 99, Issue 1. - P. 12-16.
15. Kirjavainen P.V. The ability of probiotic bacteria to bind to human intestinal mucus FEMS / P.V. Kirjavainen, A.C. Ouwehand, I.E. So-lauri [et al.] // Microbiol. Lett. - 1998. - Vol. 167, № 2. - Р. 185-189.
Реферат
ИЗУЧЕНИЕ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ АУТОШТАМОВ АЭРОКОККОВ С УСЛОВНО-ПАТОГЕННЫМИ МИКРООРГАНИЗМАМИ IN VITRO
Степанский Д.А., Кременчуцкий Г.Н., Кошевая И.П.
Ключевые слова: нормальная микрофлора, аэрококки, аутосимбионты, антагонизм.
Нормальная микрофлора организма человека представляет собой совокупность различных биоценозов, занимающих многочисленные экологические ниши на коже и слизистых оболочках всех полостей, сообщающихся с внешней средой. Aerococcus viridans обладают целым рядом полезных свойств. Была проведена серия экспериментов по изучению взаимодействия аутоштамов аэрококков на Гр + и Гр - бактерии. При изучении отсроченного антагонизма показано, что тест-микроорганизмы по-разному реагируют на присутствие в среде выращивания продуктов метаболизма аутоштамов аэрококков. Кроме того, даже внутри одного и того же вида наблюдаются колебания. Аутоштамы аэрококков в отличие от стафилококков и кишечной палочки не проявляют чувствительности к действию активного начала псевдомонад. Аэрококки обладают выраженными антагонистическими свойствами по отношению к псевдомонадам. Колонии псевдо монад, которые вырастают, как правило, не имеют пигмента. Опыты показали, что аэрококки являются сильними антагонистами и полученные данные могут служить основанием для дальнейшего изучения применения аутоштамов аэрококков.
Summary
INTERACTION BETWEEN AUTO STRAINS OF AERO COCCI AND OPPORTUNISTIC MICROORGANISMS IN VITRO
Stepansky D. A., Kremenchutsky G. N., Koshevaya I. P.
Key words: normal micro flora, Aerococci, autosymbionts, antagonism.
Normal micro flora of the human body is a combination of various biocenoses that occupy numerous ecological niches in the skin and mucous membranes of cavities connected with the environment. Aerococcus viridans possess a number of useful properties. A series of experiments was carried out in order to study the
interaction of auto strains on Aerococcus Gr+ and Gr- bacteria. While studying the deferred antagonism it was shown that the test organisms reacted on the presence of the growing metabolic products of autostrains Aerococcus in environment in different ways. Moreover, there were variations even within the same species. Autostrains Aerococcus, unlike Staphylococci and E. coli, showed no sensitivity to the action of the Pseudomonas active principle. Aerococci expressed antagonistic properties in relation to Pseudomonas. Growing Pseudomonas colonies usually have no pigment. Experiments have shown that Aerococci are strong antagonists and findings point out the need for further in-depth study of autostrains Aerococcus use.
