CC BY
7
SCIENCE TIME
I
воздействие пищевого фактора на
ПРОЦЕСС РАЗМНОЖЕНИЯ И РАЗВИТИЯ НЕКОТОРЫХ РОДОВ БАКТЕРИЙ В КИШЕЧНИКЕ МОДЕЛЬНЫХ ЖИВОТНЫХ
Струтинский Федор Алексеевич, Тимошко Мария Андреевна, Велчу Алена, Богдан Виктория Константиновна, Строкова Валентина Константиновна, Институт физиологии и санокреатологии Академии наук Республики Молдова, г. Кишинев
E-mail: [email protected]
Аннотация. В двух сериях опытов на модельных животных испытывались новые пищевые рационы с определенной структурой калорийности и различные пищевые добавки (т.н. пищевой фактор). Изучена степень их воздействия на процесс размножения и развития различных представителей микрофлоры кишечника, принадлежащих к родам Bifidobacterium, Lactobacillus, Escherichia, Proteus и семейства Streptococcaceae. Экспериментально доказано, что пищевой фактор всегда оказывал определяющее воздействие на такой процесс, а степень воздействия зависела от вида и состава такого фактора.
Ключевые слова: модельные животные, степень воздействия, кишечная микрофлора, процесс размножения и развития, пищевой фактор, структура калорийности.
Существующая информация позволяет нам говорить с уверенность, что на микрофлору пищеварительного тракта определяющее действие оказывает пищевой фактор, потому что он служит в качестве основы жизнедеятельной активности микрофлоры. В схеме питания важная роль принадлежит структуре калорийности, которая определяет количество и качество белков, углеводов и жиров, влияющих на процесс пищеварения [5, 8, 14].
Анализ существующей литературы показывает, что в целях поддержания микрофлоры пищеварительного тракта на оптимальном уровне большинство исследователей рекомендует использовать микробные препараты пробиотического действия [4, 6, 9, 15] и кисломолочные продукты [11, 16, 17].
1 SCIENCE TIME 1
Ряд исследователей доказали, что пищевые добавки также могут способствовать изменению функции пищеварительного тракта, поскольку влияют на кишечную микрофлору, а она, как известно, выполняет полифункциональную роль в пищеварении [4, 9, 16, 21], иммунитете [3, 7] и др., что способствует поддержанию здоровья организма или развитию его патологии [18, 19, 23].
Другие обратили внимание на тот факт, что пищевой фактор выполняет детерминирующую роль в процессе оптимизации состава кишечной микрофлоры [11, 16, 17]. Поэтому считаем, что он мог бы быть рекомендован к применению с такой целью, однако в данном направлении требуются дальнейшие научные исследования. Этим и обоснована цель настоящей работы -определить степень воздействия пищевого фактора на процесс размножения и развития отдельных родов бактерий - основных представителей кишечной микрофлоры.
Для достижения поставленной цели в лабораторных условиях проводились две серии опытов на модельных животных. В качестве таковых использовались морские свинки, которые в обеих сериях были разделены на 4 группы (по 5 животных в каждой). При этом группы животных под номером I были контрольными, а II, III и IV - опытными. Были тестированы три пищевые добавки, разработанные нами впервые: II группа получала пищевую добавку "Пресан", III группа - "Стим", IV группа - "Медулак ¥М". В сравнительном аспекте изучались количественные показатели живой массы тела животных и живых бактерий - представителей облигатных и факультативных родов кишечной микрофлоры в содержимом прямой кишки. Для этого использовали общепринятые методы исследований [2].
В связи с тем, что пищевые рационы и пищевые добавки являются сторонами пищевого фактора, то все полученные данные интерпретируются по отношению к таковому.
Конечные результаты представлены соответственно в г на 1 голову (г/гол.) и десятичных логарифмах числа живых микробных клеток в 1г содержимого прямой кишки (лог/г). Полученные данные в конце опытного периода сравнивались с данными в начале опыта. Мы рассчитывали прирост живой массы тела и отличия в процентах. Результаты исследований первой серии опытов отражены в таблицах 1 и 2.
1 SCIENCE TIME 1
Ta блица 1
Живая масса тела морских свинок, которые получали пищевые рационы с различной структурой калорийностью
Группа животных Средняя живая i^a^a тела, г/гол. Прирост живой массы, %.
Начало опыта Конец опыта
I 415,00±2,62 452,50±2,12 9,03
II 413,00±3,16 544,00g±2,60 31,71
III 413,33±3,14 545,83±2,48 32,05
IV 419,00±2,60 504,00±2,30 20,28
Примечание: Группа животных: I - контрольная (получала стандартный пищевой рацион, рекомендованный для виварий); II-IV опытные (получали впервые разработанные для человека пищевые рационы "Пресан", "Стим" и "Медулак WM" соответственно с первой, второй и третьей структурой калорийно сти).
Данные таблицы 1 показывают, что все пищевые рационы, испытанные в
г -
опытных группах, способствовали значительному росту живой массы тела
морских свинок. Это подтверждено ее приростом по сравнению с началом опыта
(превышал исходный уровень среднем на 31,71; 32,05 и 20,28% соответственно).
Одновременно следует отметить, что в контрольной группе прирост живой
массы был гораздо ниже и составлял всего лишь 9,03 %.
Далее в содержимом прямой кишки этих же животных учитывалась численность микроорганизмов перечисленных выше родов. Полученные результаты отражены в таблице 2.
Из таблицы 2 видно, что в конце опытного периода по сравнению с его началом в группе 1 (контрольной) кишечная микрофлора находилась в состоянии дисбактериоза - увеличение численности отмечено у всех изученных родов бактерий, но незначительное. В кишечнике таких животных более интенсивным оказался процесс размножения и развития лишь условно-патогенных микроорганизмов, принадлежащих к роду Proteus (на 36,01%). Одновременно в опытных группах (II-IV) выявлено, что количественные показатели изученных представителей кишечной микрофлоры облигатных родов (Bifidobacterium и Lactobacillus) характеризовались значительным ростом (в среднем на 37,02 и 31,10; 2,92 и 33,63 и на 19,75 и 21,12 % соответственно), а факультативных (Escherichia и Proteus) - снижением (на 22,88 и 40,06; 32,98 и 53,86; и на 26,05 и 32,75 % соответственно).
*
23
1 SCIENCE TIME 1
Та блица 2
Количественные показатели отдельных представителей микрофлоры кишечника морских свинок на фоне применения пищевых рационов с различной структурой калорийности
Количество микробных клеток на 1г содержимо-
Группа Роды го прямой кишки, десятичные логарифмы (лог). Отличие по сравнению
животных бактерий В начале опыта В конце опыта с началом опыта, %
1 4,38±0,14 4,56±0,14 + 4,10
2 4,20±0,25 4,59±0,31 + 9,28
I 3 6,67±0,25 6,82±0,15 + 2,24
4 3,11±0,14 4,23±0,15 + 36,01
5 5,36±0,15 5,62±0,29 + 4,85
1 4,43±0,15 6,07±0,15 +37,02
2 4,34±0,14 5,69±0,14 +31,10
II 3 6,25±0,27 4,82±0,14 -22,88
4 3, 17±0,15 1,90±0,14 -40,06
5 5,08±0,15 5,14±0,15 + 1,18
1 4,89±0,14 6,50±0,14 +32,92
2 4,46±0,15 5,96±0,14 +33,63
III 3 6,61±0,34 4,43±0,15 -32,98
4 3,23±0,35 1,49±0,19 -53,86
5 4,82±0,38 5,83±0,15 +20,95
1 4,96±0,27 5,94±0,15 +19,75
2 4,64±0,34 5,62±0.14 +21,12
IV 3 6,41±0,15 4,74±0,15 -26,05
4 2,90±0,14 1,95±0,15 -32,75
5 4,92±0,15 5,08±0,14 + 3,25
Примечание: Группы животных были идентичными с теми, что были в таблице 1.
Роды бактерий: 1 - Bifidobacterium; 2 - Lactobacillus; 3 - Escherichia; 4 - Proteus; 5 - семейство Streptococcaceae (роды Lactococcus, Streptococcus, Enterococcus и др.).
Следовательно, все вновь разработанные и испытанные пищевые рационы благотворно воздействовали на процесс размножения и развития изученных представителей кишечной микрофлоры, однако наиболее интенсивное влияние было со стороны рациона со второй структурой калорийности (в третьей группе).
Таким образом, на основе результатов исследований был отобран пищевой рацион с оптимальной структурой калорийности, обладающим высокой степенью воздействия на процесс размножения и развития различных представителей кишечной микрофлоры в кишечнике модельных животных.
Подобное заключение в основном относится к условно-патогенным микроорганизмам родов Escherichia и Proteus, уровень которых снизился в среднем на 32,98 и 53,86 % соответственно. Вместе с тем установлено, что
1 SCIENCE TIME 1
количественные показатели этих же бактерий относительно начальным данным увеличились на 2,24 и 36,01 %. Такое воздействие оценено как отрицательное. Следовательно, испытанный пищевой фактор на процесс размножения и развития, изученных родов, бактерий в кишечнике модельных животных воздействовал дифференцированно.
Полученные результаты, о живой массе тела подопытных животных и об отличии ее конечных данных по сравнению с начальными данными, показаны в таблице 3.
Та блица 3
Живая масса тела морских свинок на фоне применения различных пищевых добавок
Группа Средняя живая мaссa тела, г/гол.
животных Начало опыта Конец опыта Прирост живой массы, %.
I 390,0±3,80 419,25±3,57 7,50
II 400,0±4,30 462,50±9,65 15,65
III 385,0±3,60 455,00±3,16 18,80
IV 367,5±4,07 417,50±3,88 13,60
Примечание: Группа животных приведена в тексте.
Анализ данных таблицы 3 выявил, что на протяжении всего опытного периода живая масса тела животных увеличивалась как в контрольной группе I (на 7,5 %), так и в опытных группах II-IV (соответственно на 15,65; 18,80 §i 13,60 %). Эти данные показали, что все испытанные пищевые добавки оказали благоприятное воздействие на организм подопытных животных, однако более выраженное - та, которая испытывалась в третьей группе. Поэтому можно отметить, что степень воздействия на организм у пищевой добавки „Stim" сравнительно было выше.
В продолжении изучали количественные показатели представителей кишечной микрофлоры в содержимом прямой кишки. Полученные данные приведены в таблице 4.
Результаты, отраженные в таблице 4 показывают, что в 1г содержимого кишечника морских свинок контрольной группы существовал незначительный рост числа микробных клеток бактерий облигатных родов (Bifidobacterium и Lactobacillus), но более выраженный он был у факультативных родов (Escherichia §i Proteus), потому что превышал начальные данные соответственно на 12,85 и 26,20 %.
*
25
1 SCIENCE TIME 1
Таблица 4
Количественные показатели отдельных представителей кишечной микрофлоры в кишечнике морских свинок на фоне применения различных пищевых добавок
Количество микробных клеток на 1 г содержи-
Группа Роды мого кишечника, десятичные логарифмы (лог). Отличие по сравнению с
животных бактерий В начале опыта В конце опыта началом опыта, %
1 5,34±0,20 5,46±0,35 <2,24
2 4,17±0,20 4,32±0,35 <3,59
I 3 6,54±0,27 7,20±0,37 <12,85
4 4,07±0,20 5,14±0,40 <26,20
1 5,17±0,20 6,65±0,27 <28,62
2 4,72±0,20 6,20±0,20 <31,35
II 3 6,88±0,40 5,49±0,19 >20,20
4 4,14±0,32 3,23±0,19 >21,90
1 5,43±0,20 7,74±0,06 <42,54
2 4,79±0,28 6,53±0,20 <36,32
III 3 6,89±0,40 4,36±0,08 >36,71
4 4,04±0,20 0 >100,00
1 5,83±0,35 6,72±0,20 <15,26
2 4,77±0,40 5,68±0,20 <19,07
IV 3 6,38±0,27 5,54±0,19 >13,16
4 4,38±0,56 3,11±0,27 >28,99
Примечание: Группы животных были идентичными с теми, что были в таблице 3.
Роды бактерий: 1 - Bifidobacterium, 2 - Lactobacillus, 3 - Escherichia, 4 -Proteus.
У животных опытных групп (II-IV) количественные показатели бифидобактерий и лактобацил увеличились, а эшерихий и протеев снизились. Одновременно следует отметить, что в сравнении с началом опыта бактерии облигатных родов размножались интенсивнее (на 28,62 и 31,35; на 42,54 и 36,32; на 15,26 и 19,07 %), а факультативных - сдержаннее (т.е. меньше на 20,20 и 21,90 %; на 36,71 и 100,00 %; на 13,16 §i 28,99 %, соответственно группам II, III и IV. Как видно, отличия конечных данных по сравнению с начальными были ощутимые.
Следовательно, все изученные пищевые добавки показали высокую степень воздействия на процесс размножения и развития определенных представителей кишечной микрофлоры, но более выраженное то, что было с санобиотическим предназначением (Stim), разработанным и испытанным впервые в третьей группе.
Таким образом, как в первой, так и во второй сериях опытов доказано, что пищевой фактор оказывает определяющее воздействие на процесс размножения
1 SCIENCE TIME 1
и развития кишечной микрофлоры (на примере изученных отдельных ее представителей). Степень его воздействия на организм и микробных представителей во всех случаях зависит от вида и состава такого фактора.
Литература:
1. Ганина В.И. и др. Пищевая добавка на основе пробиотических культур. - В: Молочная промышленность. - 2008. - №3. - с. 86-87.
2. Петровская В.Г., Марко О.П. Микрофлора человека в норме и патологии. - М., 1976. - 232 с.
3. Ткаченко Е.И., Успенский Ю.П. Питание, микробиоценоз и интеллект человека. - СПб.: СпецЛит. - 2006. - 590 с. ISBN 5-299-00319-6.
4. Alvaro E., Andrieux C., Rochet V. et al.. Composition and metabolism of the intestinal microbiota in consumers and non-consumers of yogurt. In: Br. J Nutr. -2007. - 97(1). - p. 126-133.
5. Corcoran B.M., Stanton C., Fitzgerald G.F., Ross R.P. Growth of probiotic lactobacilli in the presence of oleic acid enhances subsequent survival in gastric juice. In: Microbiology. - 2007. - 153(Pt 1). - p. 291-299.
6. Ewaschuk J.B., Dieleman L.A. Probiotics and prebiotics in chronic inflammatory bowel diseases. In: World J Gastroenterol. - 2006. - 12(37). - p. 5941-5950.
7. Floch M.H., Madsen K.K., Jenkins D.J. et al. Recommendations for probiotic use. In: J. Clin. Gastroenterol. - 2006. - 40(3). - p. 275-278.
8. Kim L., Hilli L., Orlowski J. et al. Efficacy of probiotics and nutrients in functional gastrointestinal disorders: a preliminary clinical trial. In: Diag. Dis. - Sci., 2006. - 51 (12). - p. 2134-2144.
9. Lesniewska V., Rowland I., Cani P.D. et al. Effect on components of the intestinal microflora and plasma neuropeptide levels of feeding Lactobacillus delbrueckii, Bifidobacterium lactis, and inulin to adult and elderly rats. In: Appl. Environ. Microbiol. - 2006. - 72(10). - p. 6533-6538.
10. Matsuzaki T., Takagi A., Ikemura H. et al. Intestinal microflora: probiotics and autoimmunity. - In: J Nutr., 2007. - 137(3 Suppl 2). - p. 798S-802S.
11. Michail S., Sylvester F., Fuchs G., Issenman R. Clinical efficacy of probiotics: review of the evidence with focus on children. // J Pediatr. Gastroenterol. - Nutr. -2006. - 43(4): 550-557.
12. Mountzouris K.C., Balaskas C., Fava F. et al. Profiling of composition and metabolic activities of the colonic microflora of growing pigs fed diets supplemented with prebiotic oligosaccharides. In: Anaerobe. - 2006. - 12(4). - p. 178-85.
13. Oozeer R., Leplingard A., Mater D.D. et al. Survival of Lactobacillus casei in the human digestive tract after consumption of fermented milk. In: Appl. Environ. Microbiol. - 2006. - 72(8). - p. 5615-5617.
1 SCIENCE TIME 1
14. Penders J., Thijs C., Vink C. et al. Factors influencing the composition of the intestinal microbiota in early infancy. In: Pediatrics, 2006. - 118(2). - p. 511-521.
15. Puccio G., Cajozzo C., Meli F. et al. Clinical evaluation of a new starter formula for infants containing live Bifidobacterium longum BL 999 and prebiotics. In: Nutrition, 2007, 23(1), p. 1-8.
16. Rioux K.P., Fedorak R.N. Probiotics in the treatment of inflammatory bowel disease. In: J. Clin. Gastroenterol. - 2006. - 40(3). - p. 260-263.
17. Sairanen U., Piirainen L., Grasten S.et al. The effect of probiotic fermented milk and inulin on the functions and microecology of the intestine. In: J Dairy Res., 2007. -74(3). - p. 367-373.
18. Salminen S., Isolauri E., Onnela T. Gut flora in normal and disordered states. In: Chemotherapy, 2004. - 41 (1) Suppl. - p. 5-15.
19. Scholz-Ahrens K.E., Ade P., Marten B. et al. Prebiotics, probiotics, and synbiotics affect mineral absorption, bone mineral content, and bone structure. In: J Nutr., 2007. -137(3 Suppl 2) - p. 838S-846S.
20. Strutinschi T., Timo§co Maria, Bogdan Victoria. Influenza adaosului alimentar biologic activ "Presan" asupra nivelului unor reprezentan^i ai microbiocenozei intestinale. In: Bul.A§M §tiin^ele vie^ii, 2012. - 2(317). - p. 47-53.
21. Strutinschi T., Timo§co Maria, Velciu Aliona §.a. Impactul ra^iior alimentare cu diversä structura caloricä in optimizarea nivelui cantitativ al unor reprezentan^i ai bacteriocenozei intestinale. In: Mater. Cong.VII al fiziologilor din Moldova, 2012. - p. 349-355.
22. Timo§co Maria, Florea Natalia, Velciu Aliona, Bogdan Victoria. Starea de dismicrobism intestinal - factor amenin^ätor in sänätate. In: Sänätate Publicä §i Management in Medicinä, 2012. - 44 (5). - p. 141-144.
23. Timo§co Maria, Velciu Aliona, Bogdan Victoria. Starea sänätä^ii tubului digestiv in func^ie de apari^ia simptoamelor de disfunc^ii intestinale. In: Mater. Cong.VII al fiziologilor din Moldova, 2012. - p. 384-391.
