CC BY
128
М. В. Проскурякова и др. Влияние пектина бацилл на естественную микрофлору кишечника УДК 579:576.851.5.612.33:616.34:569.238
ВЛИЯНИЕ ЛЕКТИНА БАЦИЛЛ
НА ЕСТЕСТВЕННУЮ МИКРОФЛОРУ КИШЕЧНИКА КРЫС
ПРИ АНТИБИОТИКО-АССОЦИИРОВАННОМ ДИСБАКТЕРИОЗЕ
М. В. Проскурякова, Л. В. Карпунина, М. Д. Сметанина1
Саратовский государственный аграрный университет Саратовский государственный университет E-mail: proma89@mail.ru
Показано, что лектин Paenibacillus polymyxa 1460 (ЛИ) способен нормализовать микрофлору толстого кишечника в условиях дис-бактериоза в организме животных, выполняя роль пребиотика. Ключевые слова: бактериальные лектины, антибиотики, дис-бактериоз, кишечная микрофлора, крысы.
Effect of Lectin Bacilli on Natural Intestinal Microflora Rats with Antibiotic-associated Dysbacterioses
M. V. Proskuryakova, L. V. Karpunina, M. D. Smetanina
It is shown that the lectin Paenibacillus polymyxa 1460 (LII) capable of normalizing the microflorain the large intestine dysbacteriosis conditionsin animals, acting as a prebiotic. Key words: bacteriallectins, antibiotics, dysbacteriose, intestinal microflora, rats.
Лектины, являясь биологически активными веществами, давно привлекают внимание исследователей. Роль бактериальных лектинов в организме животных не является к настоящему времени хорошо изученной. Для возможного практического применения их в качестве диагностических или лечебных препаратов в медико-биологических исследованиях, ветеринарии необходимо изучать их влияние на живой организм.
Целью настоящей работы явилось изучение влияния лектина Paenihacillus polymyxa 1460 (Л11) на естественную микрофлору кишечника крыс при антибиотико-ассоциированном дис-бактериозе.
Объект и методы
В работе использовали лектин Л11, выделенный с поверхности почвенных азотфиксирующих бактерий Paenihacillus polymyxa 1460[1]. Исследования выполняли на здоровых самцах белых беспородных крыс со средней массой тела 210 г. Животных содержали в стандартных условиях вивария: 12-часовой период освещения, температура 20°С, корм и вода ad libitum. Препарат лек-тина вводили крысам интраперитонеально в дозе 2 мкг на животное в физиологическом растворе в объеме 0,2 мл в течение трех суток ежедневно.
При моделировании антибиотико-ассоци-ированного дисбактериоза использовали антибиотик линкомицин, так как из литературных данных известно о его способности угнетать рост не только многих патогенных, но и индигенных пробиотических бактерий (бифидобактерии и лактобациллы), способствуя развитию дисбактериоза [2]. Линкомицин фирмы «Мосагроген» Россия в дозе 20 мкг/кг в объеме 0,2 мл вводили крысам внутримышечно 2 раза в день в течение 2 недель.
По характеру воздействия экспериментальные животные были разделены 4 группы: 1-я группа - контрольные животные; 2-я группа -животные, которые получали инъекцию раствора лектина Л11; 3-я группа - животные, которые получали линкомицин 2 недели; 4-я группа - животные, которым предварительно вводили раствор линкомицина интраперитонеально в течение 2 недель ежедневно, а затем - инъекцию раствора лектина Л11 в течение трех суток.
Определение микрофлоры у животных осуществляли путем посева на чашки Петри содержимого их толстого отдела кишечника на селективные среды для молочнокислых бактерий, кишечной палочки, стафилококков методом последовательных серийных разведений [3].
Статистическую обработку полученных данных проводили с использованием t - критерия Стьюдента [4].
Результаты и их обсуждение
По современным представлениям нормальная микрофлора кишечника является важнымз-веном в системе защиты организма и сохранения его внутренней среды [5].В норме все представители микрофлоры образуют биоценоз, в котором каждый из них оказывает положительное влияние на других, обеспечивая рост микроорганизмов, их обмен веществ и устойчивость к повреждающим факторам. Нарушения соотношения между этими биотическими компонентами в кишечнике, обозначаемые термином «дисбактериоз», отра-
© Проияурякова М. В., Карпунина Л. В., Сметанина М. Д., 2014
Изв. Сарат. ун-та. Нов. сер. Сер. Химия. Биология. Экология. 2014. Т. 14, вып. 2
жают микроэкологические изменения, которые, в свою очередь, способствуют развитию метаболических, регуляторных, обменных и иммунологических расстройств в организме. Количественные и качественные изменения нормальной микрофлорыотносят к дисбактериозам [6], при которых происходит снижение не только общего числа кишечной микрофлоры, но и отдельных ее представителей [7].
Для коррекции и восстановления численности и качественного состава кишечной микрофлоры применяют пробиотики и пребиотики, оказывающие при естественном способе введения благоприятные эффекты на физиологические функции, биохимические и поведенческие реакции организма через оптимизацию его микроэкологического статуса [8, 9]. В отношении лектинов такие данные в литературе немногочисленны [10, 11].
В ходе проведенных исследований было установлено, что после двухнедельного введения крысам линкомицина происходило уменьшение количества молочнокислых бактерий в толстом кишечнике крыс: бифидобактерий на 98% и лактобактерий на 92%, относительно значений у контрольной группы (табл. 1). Полученные результаты хорошо согласуются с литературными данными, согласно которым антибиотикотерапия и многие стрессовые факторы приводят к уменьшению количества молочнокислой микрофлоры в кишечнике животных [10, 12]. Наряду с изменением молочнокислой микрофлоры в процессе исследований было обнаружено, что линкомицин способствует увеличению количества кишечной палочки в 2,7 раза и стафилококков - в 2,3 раза относительно количества данных микроорганизмов у контрольной группы (см. табл. 1). Из литературных данных также известно, что при подавлении роста облигатной микрофлоры толстого кишечника происходит усиление роста факультативной микрофлоры [10, 13, 14].
Таблица 1
Влияние линкомицина на естественную микрофлору в толстом кишечнике крыс
Микроорганизмы Количество КОЕ х 106 /г
Контроль Линкомицин
Бифидобактерии 3,80±0,20 0,05±0,14*
Лактобактерии 3,25±0,22 0,25±0,20*
Кишечная палочка 1,20±0,20 3,10±0,10*
Стафилококк 1,35±0,16 2,95±0,16*
Примечание. * - р < 0,05 относительно контрольной группы.
Введение крысам бактериального лектина Л11 приводило, как видно из табл. 2, к увеличению количества молочнокислых бактерий в толстом кишечнике (бифидобактерий на 46% и лактобактерий на 57%) и уменьшению количества кишечной палочки на 75% и стафилококков - на 85% относительно значений контрольной группы. Аналогичные результаты были получены ранее [10], в которых было показано, что предварительное введение лектина Л11 в организм крыс перед стрессированием также приводило к увеличению молочнокислых бактерий и снижению количества кишечной палочки и стафилококка.
Таблица 2
Влияние лектина ЛП РаетЪаеШш ро1утуха1460 на естественную микрофлору в толстом кишечнике крыс
Микроорганизмы Количество КОЕ х 106 /г
Контроль Л11
Бифидобактерии 3,80±0,20 5,55±0,16*
Лактобактерии 3,25±0,22 5,10±0,14*
Кишечная палочка 1,20±0,20 0,30±0,15*
Стафилококк 1,35±0,16 0,20±0,14*
Примечание. * - р < 0,05 относительно контрольной группы.
Данных о механизме действия бактериальных лектинов на микрофлору организма животных к настоящему времени не имеется. Возможно, лектин ЛII обладает не только бактерицидными свойствамив отношении некоторых бактерий [15, 16], но и проявляет тканепротекторные свойства, стимулируя пролиферацию клеток слизистой кишечника и контролируя природу и плотность выделяемых поверхностных гликоконъюгатов, которые являются субстратом для молочнокислых бактерий.
У животных, которым после двухнедельного приема линкомицина вводили лектин Л11, происходила нормализация микрофлоры толстого кишечника. Как видно из табл. 3, количество лактобактерий, кишечной палочки и стафилококков соответствовало контрольным значениям. Количество бифидобактерий приближалось к контрольным значениям, но не соответствовало норме, однако значительно повышалось относительно животных с антибиотико-ассоциированном дисбактери-озом.
48
Научный отдел
М. В. Проскурякова и др. Влияние лектина бацилл на естественную микрофлору кишечника
Таблица 3
Влияние лектина ЛП РаепйасШш ро1утуха1460 на естественную микрофлору в толстом кишечнике крыс, предварительно получавших линкомицин
Микроорганизмы Количество КОЕ х 106 /г
Контроль Линкомицин + ЛИ
Бифидобактерии 3,80±0,20 3,15±0,10*
Лактобактерии 3,25±0,22 3,00±0,10
Кишечная палочка 1,20±0,20 1,50±0,12
Стафилококк 1,35±0,16 1,75±0,16
Примечание. * - p < 0,05 относительно контрольной группы.
Таким образом, как свидетельствуют проведенные исследования, лектин бацилл Paenibacil-lus polymyxa 1460 (Л11) способен нормализовать микрофлору толстого кишечника в условиях дисбактериоза в организме животных, выполняя роль пребиотика.
Список литературы
1. Карпунина Л. В., Вишневецкая О. А., Никитина В. Е., Мельникова У. Ю. Лектины Bacillus polymyxa : локализация, участие во взаимодействии с корнями пшеницы // Микробиология. 1993. Т. 62, № 2. С. 307-313.
2. Новик Г. И., Астапович Н. И., Рябая Н. Е. Продукция гидролаз и антибиотикорезистентность молочнокислых и бифидобактерий // Прикладная биохимия и микробиология. 2007. Т. 43, № 2. С. 184-192.
3. Костенко Т. С., Радионова В. Б., Скородумов Д. И. Практикум по ветеринарной микробиологии и иммунологии. М., 2001. 344 с.
4. Зайцев Г. Н. Методика биометрических расчетов. М., 1973. 256 с.
5. Шендеров Б. А. Нормальная микрофлора и некоторые вопросы микроэкологической токсикологии // Антибиот. и мед. биотехнол. 1987. Т. 32, № 2. С. 18-24.
6. Воробьев А. А., Абрамов Н. А., Бондаренко В. М., Шендеров Б. А. Дисбактериозы - актуальная проблема медицины // Вестн. РАМН. 1997. № 3. С. 4-7.
7. Грачева Н. М., Ардатская М. Д., Аваков А. А., Соловьева А. И. Сравнительная оценка клинико-лабораторной эффективности современных про-и пребиотических препаратов в коррекции дис-биотических нарушений желудочно-кишечного тракта : отчет о клинико-лабораторном исследовании. М., 2010. 23 с.
8. Ардатская М. Д. Клиническое значение короткоце-почечных жирных кислот при патологии желудочно-кишечного тракта : дис. ... д-ра мед. наук. М., 2003. 299 с.
9. Ардатская М. Д., Минушкин О. Н. Дисбактериоз кишечника : эволюция взглядов. Современные принципы диагностики и фармакологической коррекции // Consiliummedicum. Гастроэнтерология. 2006. № 2. С. 4-18.
10. Кикалова Т. П., Сметанина М. Д. Влияние лектина бацилл на рост микрофлоры толстого кишечника крыс // Успехи современного естествознания. 2009. № 8. С. 99.
11. Неверова Н. Н. и др. Изменение молочнокислой микрофлоры кишечника животных под действием лектина бацилл в условиях стресса // Вестн. Сарат. госагроун-та им. Н. И. Вавилова. 2007. № 5. С. 20-22.
12. Шендеров Б. А. Антимикробные препараты и нормальная микрофлора. Проблемы и возможные пути их решения // Антибиотики и химиотерапия. 1988. Т. 33, № 12. С. 921-926.
13. Нормальная микрофлоры кишечника. Диагностика, профилактика и лечение дисбактериозов кишечника : пособие для врачей и студентов / Мин-во здравоохранения РФ; Рос. мед. ун-т; Моск. ин-т мед.-соц. реабилитологии ; сост. В. М. Коршунов. М., 1997. 40 с.
14. Лизько Н. Н. Новые экспериментальные модели в микроэкологии // Антибиотики и химиотерапия. 1989. Т. 34, № 6. С. 443-447.
15. Кикалова Т. П. Биологическая активность лектина Paenibacillus polymyxa in vitro и в организме животных : автореф. дис. ... канд. биол. наук. Саратов, 2009. 22 с.
16. Карпунина Л. В., Пономарёва Е. Г., Соболева Е.Ф., Никитина В. Е. Изучение бактерицидных и фунги-цидных свойств белков-агглютининов (лектинов) почвенных азотофиксирующих бактерий // Биотехнология. 1997. № 3. С. 10-13.
Биология
49
