WWW.DISS.SELUK.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА
(Авторефераты, диссертации, методички, учебные программы, монографии)

 


Биологические свойства бифидобактерий и их взаимодействие с микросимбионтами кишечной микрофлоры человека

На правах рукописи

Иванова Елена Валерьевна

БИОЛОГИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА БИФИДОБАКТЕРИЙ И ИХ

ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ С МИКРОСИМБИОНТАМИ

КИШЕЧНОЙ МИКРОФЛОРЫ ЧЕЛОВЕКА

03.02.03 – «Микробиология»

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени

кандидата медицинских наук

Оренбург – 2010

Работа выполнена в ГОУ ВПО «Оренбургская государственная медицинская академия Федерального агентства по здравоохранению и социальному развитию» и в ГУ «Институт клеточного и внутриклеточного симбиоза УрО РАН»

Научный руководитель:

академик РАМН,

доктор медицинских наук, профессор Бухарин Олег Валерьевич

Официальные оппоненты:

доктор медицинских наук,

профессор ГОУ ВПО

«Оренбургский государственный

Университет» Брудастов Юрий Авенирович

кандидат биологических наук,

доцент ГОУ ВПО

«Тюменская государственная

медицинская академия Федерального

агентства по здравоохранению

и социальному развитию» Тимохина Татьяна Харитоновна

Ведущая организация: ГОУ ВПО Челябинская государственная медицинская академия Росздрава

Защита состоится « » апреля 2010 г. в ________ часов на заседании диссертационного совета Д. 208.066.03. при Государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Оренбургская государственная медицинская академия Федерального агентства по здравоохранению и социальному развитию» (Россия, 460000, г. Оренбург, ул. Советская, д. 6, зал заседаний диссертационного совета).

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ОрГМА

Автореферат разослан «___» ______________ 2010г.

Ученый секретарь

диссертационного совета

доктор медицинских наук,

профессор Немцева Наталия Вячеславовна

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы

Основу нормальной микрофлоры пищеварительного тракта здорового человека составляют облигатно-анаэробные микроорганизмы, доминирующими представителями которых являются бифидобактерии (Гончарова Г.И., 1970, 1982, 1987; Hold G.L., 2002; Reyed M. R., 2007).

В настоящее время охарактеризованы таксономические, морфологические, физиологические особенности бифидобактерий (Новик Г.И., 2005; Bezkorovainy A., 1986; Asano T., 2005; Hadadji M., 2005), а также изучены вопросы качественного и количественного состава бифидобактерий кишечника в зависимости от возраста, характера питания, климатической зоны проживания человека также изучены (Шкопоров А.Н. с соавт., 2006; Амерханова А.М., 2009; Gavini F. et al., 2001; He F. et al., 2001). Определена роль бифидобактерий в реализации колонизационной резистентности толстого кишечника, описано их участие в различных метаболических процессах в организме человека (обмен витаминов, минералов, желчных кислот) (Шендеров Б.А., 2002; Cheikhyoussefa A., 2008). Имеются отдельные сведения по изучению факторов персистенции бифидобактерии (Елагина Н.Н., 2001; Глухова Е.В., 2009).

Вместе с тем, отсутствуют работы по комплексной оценке биологических свойств фекальной бифидофлоры в зависимости от вида бифидобактерий при различных состояниях микробиоценоза кишечника человека. Не выявлена роль и участие персистентного потенциала, антагонистической активности и биоплёнкообразования микросимбионтов (бифидофлоры и УПМ) в качестве одного из возможных механизмов формирования ассоциативного симбиоза, так как в последнее время инфекция рассматривается в качестве модельной системы этого явления (О.В. Бухарин, 2009).

Указанные моменты и предопределили тематическую направленность наших исследований, которые могли бы способствовать раскрытию патогенетических механизмов межмикробных взаимоотношений нормофлоры с УПМ кишечника и изысканию новых подходов для дальнейшей работы по отбору эффективных пробиотиков для коррекции дисбиозов кишечника.

Цель и задачи исследования

Цель исследования - изучение видового состава и биологических свойств бифидобактерий и их взаимодействия с микросимбионтами кишечной микрофлоры человека.

Для реализации этой цели были поставлены и решены следующие задачи:

1. Определить видовой состав и биологические свойства (антилизоцимную, антилактоферриновую, антииммуноглобулиновую и биопленкообразующую активности) фекальной бифидофлоры в норме и при дисбиозах кишечника человека.

2. Изучить антагонистическую активность бифидобактерий при эубиозе и дисбиозе кишечника человека и оценить влияние условно-патогенной микрофлоры на антагонизм представителей Bifidobacterium sp. strain CS.

3. Оценить в условиях in vitro взаимное влияние экзометаболитов бифидобактерий и микроорганизмов-симбионтов на их антилизоцимную активность и способность к образованию биоплёнок.

Новизна исследования

Выявлены различия в видовом составе бифидофлоры в зависимости от состояния микробиоценоза. При эубиозе в I группе (дети до 1 года) превалировал вид B. bifidum, во II группе (дети после 1 года и взрослые) - B. bifidum и B. longum. При дисбиозе отмечено увеличение видового состава бифидофлоры (6 видов) по сравнению с эубиозом (3-4 вида). В I группе при дисбиозе кишечника не удалось выявить доминирующий вид среди бифидобактерий, во II группе превалировал вид B. adolescentis.





Впервые выявлены распространённость и выраженность антилактоферриновой активности и плёнкообразующей способности культур Bifidobacterium sp. strain CS, которые, также как антилизоцимная активность, положительно коррелировали с показателем микробной обсеменённости бифидобактерий. Изучена пенетрантность и экспрессивность способности бифидобактерий инактивировать секреторный иммуноглобулин А, отрицательно коррелировавший с ПМО бифидобактерий. Определены отличия в распространенности и выраженности персистентных свойств (АЛА, АЛфА, ПО, АsIgA) представителей рода Bifidobacterium в зависимости от вида бифидобактерий и состояния микробиоценоза кишечника человека. При дисбиозе толстого кишечника у штаммов бифидобактерий отмечено снижение антилизоцимной, антилактоферриновой, плёнкообразующей активностей и усиление способности инактивировать секреторный иммуноглобулин А.

Пенетрантность и экспрессивность антагонистической активности бифидобактерий варьировала у различных видов, и была выше у штаммов, изолированных при эубиозе, чем у культур, выделенных при дисбиозе кишечника. Способность бифидобактерий ингибировать рост УПМ снижалась в ряду B.longum > B. adolescentis > B. bifidum.

Установлено, что клеточные экстракты и экзометаболиты микроорганизмов-симбионтов изменяли антагонистическую активность представителей Bifidobacterium sp. strain CS. Влияние компонентов условно-патогенных микроорганизмов на антагонистическую активность бифидобактерий было различным: усиление антагонизма наблюдалось под действием экзометаболитов и клеточных экстрактов S. aureus, Kl. pneumoniae и C. albicans; снижение антагонистической активности - при влиянии экзометаболитов E. faecium и компонентов E. coli lac-.

Бифидобактерии и условно-патогенные микроорганизмы изменяли антилизоцимную активность и плёнкообразующую способность ассоциантов преимущественно в двух направлениях. Синергидный тип межмикробных взаимоотношений был характерен для ассоциации бифидобактерий с индигенными представителями микрофлоры толстого кишечника (E. faecium и E. coli lac+), где в 60-75 % случаев отмечена стимуляция как АЛА, так и плёнкообразования у обоих ассоциантов. Антагонистический тип взаимоотношений нормофлоры (бифидобактерий) имел место с транзиторными представителями УПМ (E. coli lac-, Kl. pneumoniae, S. aureus, C. albicans), у которых в 67 - 89 % отмечено взаимное снижение антилизоцимной активности и плёнкообразования микросимбионтов.

Практическая значимость

Полученные в работе данные расширяют теоретические представления о роли видового состава и биологических свойств бифидобактерий в формировании ассоциативного симбиоза в условиях микробиоценоза кишечника.

Выявленные особенности регулирующего воздействия анаэробных микроорганизмов (бифидобактерий) на факторы персистенции условно-патогенной микрофлоры могут быть использованы в качестве дополнительных критериев отбора эффективных пробиотиков с целью коррекции дисбиоза кишечника. Способность клеточных экстрактов и экзометаболитов условно-патогенной флоры стимулировать антагонистическую активность бифидобактерий открывает перспективу для создания синбиотиков.

Предложенные методические подходы по изучению межмикробных взаимодействий могут быть рекомендованы для работ микроэкологического профиля.





Положения, выносимые на защиту:

  1. Бифидобактерии, изолированные из кишечной микробиоты, имеют различия в видовом составе и экспрессивности факторов персистенции, антагонистической активности и биоплёнкообразования, зависящие от возраста и состояния микробиоценоза кишечника обследуемых лиц.
  2. Метаболиты и клеточные экстракты микроорганизмов-симбионтов изменяют их биологические свойства, определяя межмикробные взаимоотношения бифидофлоры и УПМ в условиях ассоциативного симбиоза кишечника человека.

Апробация работы

Материалы диссертации доложены и обсуждены на: I Междисциплинарном микологическом форуме (Москва, 2009); V и VI Всероссийских конференциях «Персистенция микроорганизмов» (Оренбург, 2006, 2009).

Публикации

По теме диссертации опубликовано 8 научных работ, из них 3 статьи в журналах, рекомендованных ВАК.

Объем и структура диссертационной работы

Диссертация изложена на 150 страницах машинописного текста и содержит введение, обзор литературы, главу с описанием материалов и методов исследования, 3 главы собственных исследований, заключение, выводы и указатель литературы, включающий 50 отечественных и 100 зарубежных источников. Иллюстрации представлены 10 таблицами и 25 рисунками.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Материалы и методы исследования

При проведении исследования было выделено 163 фекальных штамма аэробных и анаэробных микроорганизмов, изолированных от пациентов в возрасте от 1 месяца и до 60 лет при обследовании на дисбиоз кишечника. Деление обследуемых лиц на возрастные группы для оценки состояния микрофлоры проводили в соответствии с приказом Минздрава РФ № 231 "Об утверждении отраслевого стандарта "Протокол ведения больных. Дисбактериоз кишечника". Согласно приказа все обследуемые лица были разделены на 2 основные группы: I группа – дети до 1 года, II группа – дети от 1 года и взрослые. У 36 лиц был установлен эубиоз кишечника, у 61 пациента был выявлен дисбиоз кишечника I-III степени.

От обследуемых выделено 97 штаммов бифидобактерий: B. longum - 18 штаммов, B. infantis – 9 культур, B. breve – 11 изолятов, B. adolescentis – 22 штамма, B. bifidum – 26 культур, B. animalis – 7 изолятов, B. dentium - 3 штамма, B. pseudolongum – 1 штамм; 42 штамма энтеробактерий: E. coli – 18 штаммов, C. freundi, E.cloacae, M. morganii, Kl. pneumoniae по 6 штаммов; 12 культур дрожжевых грибов: C. albicans и R.rubra по 6 штаммов; 6 изолятов S. aureus и 6 культур E. faecium.

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). Выделение и идентификация анаэробных микроорганизмов проводились в соответствии с руководством «Wadsworth-KTL anaerobic bacteriology manual» (2002). Идентификация выделенных штаммов микроорганизмов-симбионтов проводилась общепринятыми методами на основании морфологических, тинкториальных и культуральных свойств (Биргер М.О. и др., 1982). Биохимический профиль изучаемых культур микроорганизмов оценивали с помощью коммерческих тест-систем фирмы «Lachema» (Чехия).

Антилизоцимная, антилактоферриновая и антииммуноглобулиновая активности определялись по методикам Бухарина О.В. с соавторами (1999, 2005). Образование биоплёнок оценивали по способности штаммов бифидобактерий к адгезии на поверхности 96-луночной полистероловой поверхности стерильного планшета (O`Toole G., 2000). Антагонистическую активность штаммов бифидобактерий определяли по отношению к условно-патогенным индикаторным бактериям с помощью метода отсроченного антагонизма в агаре по Muriana P. и Klaenhammer T. (1987).

Исследование биологических свойств бифидобактерий и условно-патогенных представителей кишечной микрофлоры в условиях межмикробных взаимодействий проводили при добавлении стерильных супернатантов (продуктов жизнедеятельности) микроорганизмов-симбионтов в питательный бульон (Елагина Н.Н., 2001; Перунова Н.Б., 2003).

Данные по видовому составу и биологическим свойствам бифидофлоры кишечника были подвергнуты статистической обработке в компьютерной оболочке Windows с помощью процессора электронных таблиц Microsoft Office Excel 2003 и программы «Биостат» (Гланц С., 1999) путем подсчета средней арифметической (M) и средней ошибки средней величины (m). Взаимосвязь между ПМО и биологическими свойствами кишечной бифидофлоры анализировали с использованием программы «корреляционный анализ» программы Microsoft Excel 1997, при этом достоверность выявленных связей определяли по достижению коэффициентами “r” пороговых величин, соответствующих размерам анализируемой выборки и заданной значимости достоверности (р<0,05).

Данные по определению регулирующего влияния экзометаболитов бифидобактерий и микроорганизмов-симбионтов на их биологические свойства были подвергнуты статистической обработке непараметрическим методом с применением критерия Манна-Уитни. Разница между сравниваемыми величинами считалась достоверной при значении р<0,05.

Результаты исследования и их обсуждение

Установлено, что при микроэкологических нарушениях в кишечнике наблюдается перестройка качественного и количественного состава фекальной бифидофлоры. При эубиозе показатель микробной обсеменённости (ПМО) представителей рода Bifidobacterium в микробиоценозе кишечника в I группе лиц составлял в среднем 10,7±0,2 lg КОЕ/г, во II группе обследуемых - 9±0,05 lg КОЕ/г. При дисбиозе наблюдалось снижение содержания бифидобактерий у детей первого года жизни до 8,1±0,4 lg КОЕ/г, в старшей возрастной группе – до 7,2 ±0,2 lg КОЕ/г.

При анализе видового состава бифидофлоры (рис. 1) при эубиозе кишечника выявлено, что у обследуемых лиц I группы штаммы принадлежали к трём видам: B. bifidum, B. infantis и B. breve, в то время как бифидофлора II группы характеризовалась присутствием четырёх видов: B. longum, B. bifidum, B. adolescentis и B. breve. Наиболее часто при эубиозе кишечника у обследуемых лиц в I группе встречались культуры бифидобактерий, относящиеся к виду B. bifidum (50 %), во II группе - доминировали B. longum (41 %) и B. bifidum (32 %). При дисбиозе кишечника видовой состав представителей Bifidobacterium sp. strain CS был более разнообразен (6 видов), тогда как при эубиозе выявлено 3-4 вида. У детей до 1 года чаще изолировали B. adolescentis, B. animalis, B. longum, B. bifidum, B. infantis и B. breve, а у лиц после 1 года и взрослых - B. adolescentis, B. longum, B. bifidum, B. animalis, B. dentium и B. pseudolongum. Среди видов бифидобактерий, изолированных при дисбиозе, в I группе не удалось выявить доминирующий вид, во II группе отмечалось превалирование B. adolescentis (44 %).

Сравнительная оценка данных по видовому составу бифидофлоры при эубиозе и дисбиозе кишечника человека показала следующие отличия: при эубиозе кишечника характерно наличие 3-4 видов бифидобактерий, среди которых превалировали B. bifidum и B.longum. При дисбиозе кишечника наблюдалось увеличение количества видов бифидобактерий до 6 и доминирование культур B. adolescentis.

Рис. 1 - Видовой состав бифидофлоры кишечника у обследуемых разных возрастных групп при эубиозе (A) и дисбиозе (Б) кишечника

I группа – дети до 1 года; II группа – дети после 1 года и взрослые

Помимо различий в видовом составе, удалось выявить особенности пенетрантности и экспрессивности биологических свойств бифидофлоры в зависимости от их видовой принадлежности и состояния микробиоценоза кишечника человека.

Установлено, что способность ингибировать лизоцим регистрировалась у 85 % штаммов B.bifidum, у 70 % культур B. longum, у 64 % изолятов B. breve, у 71% культур B. adolescentis и у 57 % изолятов B.animalis. При этом средние значения антилизоцимного признака бифидобактерий составили у B. longum - 0,89±0,08 мкг/мл*OD, у B. bifidum - 0,93±0,07 мкг/мл*OD, у B. breve - 0,77±0,06 мкг/мл*OD, у B. аdolescentis - 0,55±0,05 мкг/мл*OD и у B. animalis - 0,42±0,12 мкг/мл*OD.

Сходные результаты были получены Елагиной Н.Н. (2001), установившей наличие антилизоцимной активности у B. longum, B. breve и B. adolescentis в экспериментах in vitro.

Были выявлены распространённость и выраженность антилактоферриновой активности бифидофлоры кишечника. Данный признак выявлялся у 77 % изолятов B. bifidum, у 63 % штаммов B. longum, у 54 % культур B. breve, у 62 % штаммов B. adolescentis и у 43 % изолятов B.animalis. Средние значения способности АЛфА у исследуемых штаммов бифидобактерий составили у B.longum - 1,34±0,04 ед., у B.bifidum - 1,45±0,06 ед., у B. breve - 1,28±0,03 ед., у B. аdolescentis - 1,3±0,06 ед. и у B.animalis - 1,06±0,02 ед.

Проведенные исследования показали, что бифидобактерии обладают способностью к инактивации секреторного иммуноглобулина А. Среди бифидобактерий антииммуноглобулиновая активность была выявлена у 42 % штаммов B. bifidum, у 44 % культур B. longum, у 62 % изолятов B. аdolescentis, у 27 % штаммов B. breve, у 57 % культур B. animalis. Средние показатели антииммуноглобулиновой активности представителей Bifidobacterium sp. strain CS составили у B. bifidum 1,12±0,03 ед., у B. longum 1,13±0,02 ед., у B. аdolescentis – 1,2±0,05 ед., у B. breve - 1,07±0,02 ед., у B. animalis – 1,13 ±0,01 ед.

Установлено, что 57 – 92 % фекальных штаммов бифидобактерий были способны к формированию биоплёнок. Распространённость плёнкообразования у B. longum составляла 88 %, у B. bifidum – 92 %, у B. аdolescentis – 76 %, у B. breve - 82 %, у B. animalis – 57 %. Средние значения биопленкообразования у B. bifidum были равны 7,68±0,5 ед., у B. longum - 6,8±0,6 ед., у B. аdolescentis - 5,7±0,5 ед., у B. breve - 6,5±0,6 ед. и у B. animalis - 4,3±1,02 ед.

Корреляционный анализ позволил выявить прямую корреляцию между ПМО и биологическими свойствами представителей рода Bifidobacterium. Показатель микробной обсеменённости бифидобактерий положительно коррелировал с образованием биопленок (r=0,74; p<0,05), антилизоцимной активностью (r=0,64; p<0,05), антилактоферриновой активностью (r=0,43; p<0,05), но отрицательно коррелировал с антииммуноглобулиновой активностью (r= -0,38; p<0,05) штаммов.

При анализе биопрофилей бифидобактерий, выделенных при эубиозе кишечника человека, установлены широкая распространённость и более высокие значения биологических характеристик, чем у культур, изолированных при дисбиозе кишечника (табл. 1). Антилизоцимная активность у эубиотических штаммов бифидобактерий встречалась в 81±1,9 % случаев и составляла в среднем 0,96±0,02 мкг/мл*OD; антилактоферриновая активность регистрировалась у 73±2,1 % штаммов и в среднем была 1,35±0,1 ед.; антииммуноглобулиновая активность отмечалась у 27±2,8 % штаммов и соответствовали в среднем 8,75±0,8 ед. Все исследуемые штаммы бифидобактерий (100 %) были способны формировать биоплёнки, экспрессивность признака составляла 8,7±0,3 ед.

При дисбиозе кишечника I степени наблюдались минимальные изменения в биопрофилях бифидобактерий: отмечено снижение биоплёнкообразования (6,1±0,3 ед., 81±3,6 %; p<0,05) и увеличение антииммуноглобулиновой активности (13,6±2,1 ед., 60 ±3,2 %; p<0,05).

При глубоких нарушениях в микробиоценозе кишечника (дисбиоз II – III степени) у штаммов бифидобактерий все изучаемые свойства были ниже, за исключением способности инактивировать секреторный иммуноглобулин А. У бифидобактерий, выделенных от лиц с дисбиозом кишечника, способность ингибировать лизоцим регистрировалась у 57±4,2 % штаммов, а экспрессивность признака составляла в среднем 0,56±0,03 ед.; антилактоферриновая активность - у 59±3,1 % культур, а выраженность - 1,1±0,06 ед.; плёнкообразующая способность - у 62±2,3 % изолятов и была в среднем 3,7±0,3 ед.; антииммуноглобулиновая активность - у 65±1,4 % культур, экспрессивность признака в среднем была 15,7±1,2 ед.

Проведенные исследования по изучению антагонистической активности бифидофлоры показали, что большинство исследуемых штаммов бифидобактерий (33-93 % культур) обладали антагонистической активностью по отношению к представителям условно-патогенной микрофлоры кишечника, за исключением дрожжевых грибов. Отсутствие антагонизма бифидобактерий к микромицетам, возможно, объясняется

Табл. 1 - Биологическая характеристика культур бифидобактерий, изолированных при эубиозе и дисбиозе кишечника

* - статистически достоверные различия (р<0,05) между эубиозом и дисбиозо

Экспрессивность признака (в условных единицах)

Распространенность признака (в %)

наличием других механизмов межмикробных взаимоотношений, в частности, снижением персистентных свойств грибов под действием бифидофлоры (Перунова Н.Б., 2003).

Пенетрантность и экспрессивность антагонистической активности варьировала у бифидобактерий в зависимости от состояния микробиоценоза кишечника и была выше при эубиозе (КП - 5,64±0,5 ед.), I степени дисбиоза (КП – 6,4±0,5 ед.), чем при глубоких нарушениях (II – III степень дисбиоза) в биотопе дистального отдела толстого кишечника человека (КП – 3,9±0,3 ед., р<0,05).

Таким образом, выявленные отличия в пенетрантности и экспрессивности биологических свойств бифидофлоры в зависимости от состояния микробиоценоза кишечника, свидетельствовали, что культуры бифидобактерий, выделенные при эубиозе кишечника, обладали выраженной колонизирующей способностью и характеризовались высокими значениями антилизоцимной, антилактоферриновой, биоплёнкообразующей и антагонистической активностями. Снижение биологических свойств представителей Bifidobacterium sp. strain CS при дисбиозе кишечника, возможно, объясняет их элиминацию на фоне гиперколонизации в микробиоценозе кишечника условно-патогенными микроорганизмами, что было отмечено рядом авторов в своих исследованиях (Панчишина М.В., 1977; Rodney D., 1994; Patrick S., 1995; Pares R.W., 1996).

Учитывая, что при взаимодействии микроорганизмов в ассоциации возможны изменения антагонистической активности по отношению друг к другу (Holden et al., 1996; Cha et al., 1998; Pierson et al., 1998), мы предприняли попытку изучить влияние условно-патогенной микрофлоры на антагонизм бифидобактерий. С этой целью было изучено влияние клеточных экстрактов и экзометаболитов условно-патогенных бактерий на антагонистическую активность представителей бифидофлоры кишечника человека. Среди трех видов бифидобактерий модулирующий эффект АА под влиянием компонентов микросимбионтов оказался различным. Так, вид B.bifidum изменял антагонистическую активность под влиянием 3 видов условно-патогенных микроорганизмов, B. longum - под действием 5 видов УПМ, B. adolescentis - при воздействии 7 видов УПМ, что, вероятно, может быть связано с условиями колонизации вида B. bifidum и B. longum преимущественно при эубиозе кишечника, а B. adolescentis – при глубоких нарушениях биотопа дистального отдела толстого кишечника, характеризующихся увеличением антигенной нагрузки условно-патогенных микроорганизмов. Увеличение антагонистической активности у всех трёх видов бифидобактерий наблюдалось под действием компонентов S. aureus, Kl. pneumoniae и C. albicans, часто являющихся причиной выраженных нарушений в микробиоценозе кишечника. Снижение антагонистической активности представителей рода Bifidobacterium было отмечено при влиянии экзометаболитов E. faecium и компонентов E.coli lac-. Не исключено, что выявленный эффект может быть связан с особенностями формирования ассоциативного симбиоза в условиях биотопа дистального отдела толстого кишечника, а влияние экстрактов клеточной стенки УПМ на антагонизм бифидобактерий - с наличием в составе клеточной стенки условно-патогенных микроорганизмов пептидогикана, что согласуется с данными литературы (Семёнов А.В., 2009; Yan L., 2003; Xiao-Li Xu, 2008).

Было также изучено взаимное влияние экзометаболитов доминирующих видов (B.bifidum, B.longum и B.adolescentis) и условно-патогенных микроорганизмов в отношении продукции ингибиторов лизоцима и способности формировать биоплёнку. Характер взаимодействия между доминантом и ассоциантом зависел от их видовой принадлежности. Экзометаболиты B. bifidum, вида в большинстве случаев встречающегося при эубиозе, в 50-83 % (р<0,05) случаев оказывали ингибирующий эффект в отношении антилизоцимной активности (рис. 2) и в 56 – 81 % (р<0,05) случаев снижали биоплёнкообразование (рис. 3) представителей аллохтонной условно-патогенной микрофлоры. У культур автохтонной кишечной микрофлоры в 66 – 67 % (р<0,05) случаев наблюдался стимулирующий эффект в отношении АЛА и в 33 % (р<0,05) случаев в отношении ПО. Схожая тенденция наблюдалась при воздействии экзометаболитов B. longum на экспрессивность антилизоцимной активности и биоплёнкообразования микроорганизмов-симбионтов кишечной микрофлоры. В большинстве случаев отмечался ингибирующий эффект в отношении антилизоцимной активности (у 50-86% штаммов, р<0,05) и плёнкообразующей способности (у 56-81% изолятов, р<0,05) транзиторной условно-патогенной микрофлоры. Напротив, стимулирующий эффект был выявлен у 67% культур (р<0,05) в отношении АЛА и у 33 – 50 % штаммов (р<0,05) в отношении ПО у представителей индигенной кишечной микрофлоры. Культуры B. adolescentis, доминирующие при дисбиозе толстого кишечника человека, у 56 – 61 % изолятов представителей транзиторной условно-патогенной микрофлоры снижали способность ингибировать лизоцим и образовывать биоплёнки, тогда как, у представителей индигенной микрофлоры они вызывали как снижение (у 17 – 56 % штаммов, р<0,05), так и усиление изученных свойств (у 20 – 60 % культур, р<0,05).

Рис. 2 – Характер влияния B.bifidum на антилизоцимную активность условно-патогенных микроорганизмов

Рис. 3 – Характер влияния B.bifidum на биоплёнкообразующую активность условно-патогенных микроорганизмов

Таким образом, представители Bifidobacterium sp. strain CS микробиоценоза кишечника человека выполняют роль барьера для аллохтонных микроорганизмов, распознавая и препятствуя их биоплёнкообразованию, снижая антилизоцимную активность. Как следствие этого, наблюдается снижение персистентного потенциала и колонизации УПМ в условиях микробиоты кишечника. Напротив, бифидобактерии стимулируют биологические свойства автохтонных бактерий, имеющих значение в реализации колонизационной резистентности толстого кишечника человека.

При влиянии условно-патогенных микроорганизмов на биологические свойства бифидобактерий отмечалось следующее: представители автохтонной микрофлоры в 17 – 33 % (р<0,05) случаев оказывали стимулирующее влияние на АЛА (рис. 4) и в 33 – 39 % (р<0,05) на ПО культур B. bifidum (рис. 5), а культуры аллохтонных бактерий и грибов в 67 - 89 % (р<0,05) случаев ингибировали антилизоцимную активность и в 67 – 75 % (р<0,05) подавляли биоплёнкообразование штаммов B. bifidum. При оценке влияния метаболитов УПМ на биологические свойства представителей B. longum и B. adolescentis были получены сходные результаты.

Полученные материалы, по-видимому, можно рассматривать как доказательство одного из механизмов межбактериальных взаимодействий в условиях симбиоза, определяющего формирование и стабилизацию нормального биоценоза толстого кишечника человека. Кроме того, проведенные исследования позволили оценить характер ассоциативных взаимодействий бифидобактерий с условно-патогенными микроорганизмами, выделив при этом 2 основных типа взаимодействия: синергидный и антагонистический.

Синергидный тип межмикробных взаимоотношений имел место в биоценозе Bifidobacterium sp. strain CS с автохтонными представителями микрофлоры толстого кишечника человека (E. coli lac+; E. faecium). Данные микроорганизмы наиболее характерны для микрофлоры толстого кишечника при эубиозе. Взаимно усиливая друг друга, формирование данных симбиоценозов, способствует усилению колонизационной резистентности кишечного микробиоценоза человека.

Антагонистический тип межмикробных взаимоотношений Bifidobacterium sp. strain CS был выявлен с представителями аллохтонных УПМ (E. coli lac-, Kl. pneumoniaе, S. aureus, C. albicans) и характеризовался преимущественным снижением антилизоцимной активности и биоплёнкообразования одного или обоих участников симбиоза.

Изменение антилизоцимной активности и интенсивности пленкообразования УПМ может быть одним из возможным защитных механизмов бифидобактерий в

Рис. 4 – Характер влияния условно-патогенных микроорганизмов на антилизоцимную активность B.bifidum

Рис. 5 – Характер влияния условно-патогенных микроорганизмов на биоплёнкообразующую активность B.bifidum

условиях дисбиоза кишечника человека. Однако, УПМ также способны снижать персистентный потенциал бифидобактерий, влияя на их биологические свойства и снижая численность представителей Bifidobacterium sp. strain CS в формирующемся патобиоценозе.

Таким образом, результаты проведённой работы позволили выделить два основных момента:

Во-первых, различия в видовом составе и экспрессивности биологических свойств бифидобактерий зависят от возраста и состояния микробиоценоза кишечника обследуемых лиц.

Во-вторых, межмикробные взаимоотношения бифидофлоры и УПМ в условиях ассоциативного симбиоза кишечника человека определяются изменением их биологических свойств под действием метаболитов и клеточных экстрактов микроорганизмов-симбионтов.

ВЫВОДЫ:

1. Эубиоз кишечника человека характеризовался наличием 3-4 видов бифидобактерий, среди которых превалировали B. bifidum и B.longum, тогда как при дисбиозе кишечника отмечалось увеличение количества видов бифидобактерий (6 видов) и доминирование B. adolescentis.

2. Биологические свойства бифидофлоры варьировали в зависимости от состояния микробиоценоза кишечника человека. Для эубиотических штаммов бифидобактерий было характерно наличие более выраженных значений пенетрантности и экспрессивности антилактоферриновой, антилизоцимной, плёнкообразующей и антагонистической активностей по сравнению со штаммами, обнаруживаемыми при дисбиозе кишечника. У культур Bifidobacterium sp. strain CS, изолированных при микроэкологических нарушениях кишечника, чаще выявлялась способность инактивировать секреторный иммуноглобулин А по сравнению с эубиотическими штаммами.

3. Антагонистическая активность бифидофлоры к условно-патогенным микроорганизмам кишечной микрофлоры выявлялась у бифидобактерий в зависимости от их вида и микроэкологического состояния кишечника человека. Бифидобактерии от лиц с эубиозом кишечника имели более высокие значения коэффициента подавления роста УПМ (5,6±0,5), в сравнении с лицами с дисбиозом кишечника (КП – 3,8±0,4; р<0,05). Антагонистическая активность бифидобактерий снижалась в ряду B. longum > B. adolescentis > B. bifidum.

4. Клеточные экстракты и экзометаболиты микроорганизмов-симбионтов изменяли антагонистическую активность представителей Bifidobacterium spp: под действием компонентов S. aureus, Kl. pneumoniae и C. albicans отмечена стимуляция антагонизма бифидобактерий, тогда как воздействие компонентов E. faecium и E.coli lac- способствовало снижению антагонизма.

5. При изучении межмикробных связей доминантной и ассоциативной микрофлоры выявлено 2 основных типа взаимоотношений: синергидный тип (бифидобактерии с автохтонными представителями микрофлоры кишечника - E. faecium и E. coli lac+) и антагонистический тип (бифидобактерии с аллохтонными условно-патогенными микроорганизмами - E. coli lac-, Kl. pneumoniae, S. aureus, C. albicans).

Список публикаций:

1. Иванова Е.В. Влияние экзометаболитов бифидобактерий на антилизоцимную активность некоторых дрожжевых грибов/ Е.В. Иванова, А.В. Валышев, Н.Б. Перунова // Проблемы медицинской микологии, 2007. - Т. 8. № 2. – С. 59.

2. Иванова Е.В. Влияние внеклеточных метаболитов бифидобактерий на липолитическую активность Candida spp. и Rodotorulla spp./ Е.В. Иванова, Н.Б. Перунова, А.В. Валышев // Проблемы медицинской микологии, 2008. - Т. 10. № 2. – С. 44.

3. Иванова Е.В. Влияние экзометаболитов дрожжевых грибов на ростовые свойства бифидобактерий/ Е.В.Иванова, Н.Б. Перунова // Сборник материалов второго съезда микологов России «Современная микология в России». - Москва, 2008. – С. 274-275.

4. Влияние экзометаболитов бифидобактерий на способность формировать биоплёнки штаммами Candida albicans/ Е.В. Иванова, С.В. Гордеева, Н.Б. Перунова, С.В. Андрющенко // Иммунопатология, аллергология, инфектология, 2009. №1. – С. 21-22.

5. Образование биоплёнок клиническими штаммами Candida albicans при дисбиозе кишечника/ С.В. Гордеева, Е.В. Иванова, Н.Б. Перунова, С.Б. Фадеев // Иммунопатология, аллергология, инфектология, 2009. №1. – С. 20-21.

6. Видовая характеристика и факторы персистенции бифидофлоры кишечника в норме и при дисбиозах/ Е.В. Иванова, Н.Б. Перунова, А.В. Валышев, И.В. Валышева, О.В. Бухарин // Журнал микробиологии, эпидемиологии и иммунобиологии, 2009. № 2. – С. 89-93.

7. Антагонистическая активность бифидофлоры кишечного биотопа в норме и при дисбиозах/ О.В. Бухарин, Е.В. Иванова, Н.Б. Перунова, С.В. Гордеева, С.В. Андрющенко // Медицинская наука и образование Урала, 2009. №3. – С. 35-37.

8. Иванова Е.В. Влияние бифидобактерий на антилизоцимную активность микроорганизмов и их способность к образованию биопленок/ Е.В. Иванова, Н.Б. Перунова // Журнал микробиологии, эпидемиологии и иммунобиологии, 2009. - № 4. - С. 46-49.

Список сокращений:

АА – антагонистическая активность

АЛА – антилизоцимная активность

АЛфА – антилактоферриновая активность

АsIgA – антииммуноглобулиновая активность

КП – коэффициент подавления

ПМО – показатель микробной обсеменённости

ПО – плёнкообразование

УПМ – условно-патогенные микроорганизмы


ИВАНОВА ЕЛЕНА ВАЛЕРЬЕВНА

Биологические свойства бифидобактерий и их

взаимодействие с микросимбионтами

кишечной микрофлоры

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени

кандидата медицинских наук

__________________________________________________________________________

Оригинал макет подготовлен в программе Word for Windows 2003

Подписано в печать 9.03.2010

Формат 60*84/16. Усл.-печ. л. 1,0. Печать оперативная.

Бумага офсетная. Гарнитура Times.

Тираж 100 экз.



 


Похожие работы:

«Тюрикова Юлия Борисовна Влияние антропогенно измененной среды обитания и фактического питания на показатели МИКРО- и Макро элементного статуса студентов Специальность – 03.02.08 Экология АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук Орел - 2011 Работа выполнена в ГОУ ВПО Орловский государственный университет

«ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ НАУКИ Государственный научный центр прикладной микробиологии и биотехнологии ФГУН ГНЦ ПМБ ИГНАТОВ СЕРГЕЙ ГЕОРГИЕВИЧ РАЗРАБОТКА И ПРИМЕНЕНИЕ СОВРЕМЕННЫХ МЕТОДОВ ИЗУЧЕНИЯ И ИДЕНТИФИКАЦИИ МИКРООРГАНИЗМОВ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ БИОНАНОТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПОДХОДОВ 03.02.03 – микробиология АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени доктора биологических наук Оболенск – 2010 Работа выполнена в Федеральном государственном учреждении науки Государственный научный...»

«ЕЛИСТРАТОВА Людмила Леонтьевна КЛИНИКО-МИКРОБИОЛОГИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ АКНЕПОДОБНЫХ ДЕРМАТОЗОВ, ОСЛОЖНЕННЫХ ДЕМОДЕКОЗОМ 03.02.03 – Микробиология 14.01.10 – Кожные и венерические болезни АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата медицинских наук Санкт-Петербург 2013 Работа выполнена в Федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования Ульяновский государственный университет Министерства здравоохранения...»

«ЗИГАНШИН АЙРАТ МАНСУРОВИЧ ВОССТАНОВЛЕНИЕ АРОМАТИЧЕСКОГО КОЛЬЦА 2,4,6-ТРИНИТРОТОЛУОЛА КАК ПУТЬ ЕГО ДЕГРАДАЦИИ 03.00.07 – микробиология Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук Казань-2007 Работа выполнена на кафедре микробиологии Казанского государственного университета им. В. И. Ульянова-Ленина Научный руководитель: доктор биологических наук, профессор Наумова Римма Павловна Официальные оппоненты: доктор ветеринарных наук, профессор...»

«Миняев Михаил Владимирович Комплексное моделирование процесса измерения биохимического потребления кислорода в жидких инкубационных средах 03.00.04 - биохимия Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук Тверь - 2007 Работа выполнена на кафедре биомедицины Тверского государственного университета Научный руководитель доктор химических наук, профессор Ворончихина Людмила Ивановна Официальные оппоненты: доктор химических наук, профессор Лапина...»

«Агафонкина Татьяна Всеволодовна МОРФОФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ ИЗМЕНЕНИЯ ТИМУСА И ИММУНОБИОХИМИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ КРОВИ ПРИ ВОЗДЕЙСТВИИ ЦЕОЛИТСОДЕРЖАЩИМ ТРЕПЕЛОМ 03.00.25. – Гистология, цитология, клеточная биология АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата медицинских наук Москва - 2006 Работа выполнена в Чувашском государственном университете им. И.Н. Ульянова Научный руководитель: доктор медицинских наук, профессор МЕРКУЛОВА Лариса Михайловна Официальные оппоненты:...»

«УДК 579.22.577.121 ИГНАТОВ СЕРГЕЙ ГЕОРГИЕВИЧ РАЗРАБОТКА И ПРИМЕНЕНИЕ СОВРЕМЕННЫХ МЕТОДОВ ИЗУЧЕНИЯ И ИДЕНТИФИКАЦИИ МИКРООРГАНИЗМОВ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ БИОНАНОТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПОДХОДОВ 03.02.03 – микробиология АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени доктора биологических наук Оболенск – 2010 Работа выполнена в Федеральном государственном...»

«КОЖИНА ОЛЬГА ВЛАДИМИРОВНА ОСОБЕННОСТИ РАЗОБЩАЮЩЕГО ДЕЙСТВИЯ ЖИРНЫХ КИСЛОТ В МИТОХОНДРИЯХ ПЕЧЕНИ ПРИ СТАРЕНИИ ЖИВОТНЫХ И ПРИ ОКИСЛИТЕЛЬНОМ СТРЕССЕ IN VITRO 03.00.04 – биохимия АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук Казань 2007 Работа выполнена на кафедре биохимии и молекулярной биологии биолого-химического факультета ГОУ ВПО Марийский государственный университет (г. Йошкар-Ола) Научный руководитель: доктор биологических наук, профессор...»

«Потапов Василий Дмитриевич РАЗРАБОТКА И ПРИМЕНЕНИЕ БИОЛОГИЧЕСКИХ МОДЕЛЕЙ ДЛЯ ИЗУЧЕНИЯ ХРОНИЧЕСКОЙ ТУБЕРКУЛЕЗНОЙ ИНФЕКЦИИ 03.02.03 – микробиология 03.01.06 – Биотехнология (в том числе бионанотехнологии) Автореферат диссертации на соискание учёной степени доктора биологических наук Оболенск – 2013 Работа выполнена в Федеральном бюджетном учреждении науки Государственный научный центр прикладной микробиологии и биотехнологии Федеральной службы по надзору в сфере защиты прав...»

«СОДЕРЖАНИЕ НОВЫЕ ПОСТУПЛЕНИЯ 2 Сельское хозяйство 2 Общие вопросы сельского хозяйства 2 Почвоведение 2 Земледелие 2 Растениеводство 2 Защита растений 3 Животноводство 4 Ветеринария 4 Экономика сельского хозяйства 4 Рыбное хозяйство 5 Пищевая промышленность 5 Общественные науки 5 Экономика. Экономические науки 5 Психология. Образование. Педагогика. Культура и искусство...»

«Терехова Юлия Борисовна Молекулярные маркёры сифилитической инфекции 03.00.07 — микробиология Автореферат диссертации на соискание учёной степени кандидата медицинских наук Москва — 2008 Работа выполнена в ГОУ ВПО Московская медицинская академия им. И. М. Сеченова. Научный руководитель:...»

«Махрова Оксана Константиновна Фауна и население птиц южных отрогов уральских гор, на примере Губерлинского мелкосопочника Специальность 03.02.04 – зоология АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук Казань 2013 Работа выполнена на кафедре зоологии, экологии и анатомии ФГБОУ ВПО Оренбургский государственный педагогической университет Научный руководитель: кандидат биологических наук, доцент Давыгора Анатолий Васильевич Официальные...»

«СОДЕРЖАНИЕ НОВЫЕ ПОСТУПЛЕНИЯ 2 Сельское хозяйство 2 Общие вопросы сельского хозяйства 2 Почвоведение 2 Земледелие 2 Агрохимия 2 Растениеводство 3 Защита растений 4 Животноводство 4 Ветеринария 5 Механизация и электрификация сельского хозяйства 5 Экономика сельского хозяйства 5 Пищевая промышленность 5 Общественные науки 6 Универсальная тематика...»

«Гюнтер Елена Александровна Пектиновые вещества клеточных культур растений 03.01.04 – биохимия АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени доктора биологических наук Сыктывкар - 2012 Работа выполнена в Федеральном государственном бюджетном учреждении науки Институте физиологии Коми научного центра Уральского отделения Российской академии наук Научные консультанты: академик РАН, доктор химических наук, профессор Оводов Юрий Семенович доктор биологических наук, доцент...»

«ЗАРИПОВ ОЛЕГ ГАЯЗОВИЧ ГЕНОТИПИРОВАНИЕ КРУПНОГО РОГАТОГО СКОТА ПО ГЕНАМ БЕТА-ЛАКТОГЛОБУЛИНА И КАППА-КАЗЕИНА МЕТОДАМИ ДНК-ТЕХНОЛОГИИ Специальность: 03.01.04 – биохимия АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук Казань – 2010 Работа выполнена в ФГОУ ВПО Казанская государственная академия ветеринарной медицины имени Н.Э. Баумана Научный руководитель: кандидат биологических наук, доцент Ахметов Тахир Мунавирович Официальные оппоненты: доктор...»

«Шверина Ольга Викторовна Возрастная характеристика функционального состояния организма с учетом его субъективной оценки (на примере преподавателей вуза) 03.00.13-физиология Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук Тверь – 2007 Работа выполнена на кафедре биомедицины Тверского государственного университета Научный руководитель доктор биологических наук, профессор Анатолий Яковлевич Рыжов Официальные оппоненты: доктор медицинских наук,...»

«Богун Александр Геннадьевич Использование молекулярно-генетических методов для комплексного анализа штаммов Mycobacterium tuberculosis 03.02.03 – Микробиология АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук Оболенск 2010 г. Работа выполнена в Федеральном государственном учреждении науки Государственный научный центр прикладной...»

«Блохина Светлана Викторовна ЭПИЗО ОТО ЛОГИЯ ЦИСТНО ГО ЭХИНОКОККОЗ А В ОМСКОЙ О Б ЛАСТИ 03.00.19 - паразитология Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук Тюмень - 2009 Работа выполнялась в ФГУ ВПО Омский государственный аграрный университет и в ГНУ Всероссийский научно-исследовательский институт ветеринарной энтомологии и арахнологии СО...»

«ЛАТКИНА ЕЛЕНА ИВАНОВНА РАСПРОСТРАНЕНИЕ ОТОДЕКТОЗА СОБАК И КОШЕК В СУРГУТСКОМ РАЙОНЕ ХАНТЫ-МАНСИЙСКОГО АВТОНОМНОГО ОКРУГА И ИЗУЧЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТЬ НОВЫХ ПРЕПАРАТОВ ПРИ ЭТОЙ ИНВАЗИИ 03.00.19 – паразитология АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата ветеринарных наук Тюмень – 2009 Работа выполнена в Государственном научном учреждении Всероссийский научно-исследовательский институт ветеринарной энтомологии и арахнологии и в условиях клиники Сургутской...»

«МАРКОВА Юлия Александровна ПОЛИГОСТАЛЬНОСТЬ УСЛОВНО-ПАТОГЕННЫХ ЭНТЕРОБАКТЕРИЙ НА МОДЕЛИ ИХ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ С РАСТЕНИЯМИ 03.02.03-микробиология АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени доктора биологических наук Иркутск – 2013 Работа выполнена в ФГБУ Научный центр проблем здоровья семьи и репродукции человека Сибирского отделения Российской академии медицинских наук ГБОУ ДПО Иркутская государственная медицинская академия последипломного образования Министерства...»






 
2014 www.avtoreferat.seluk.ru - «Бесплатная электронная библиотека - Авторефераты диссертаций»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.