Мета. Вивчення in vitro впливу речовин з антиоксидантними і мембранопротекторними властивостями, а також лізоциму на біологічні властивості біфідофлори від ВІЛ-позитивних пацієнтів. Матеріали та методи. досліджували гидрофобность, аутоаггрегацію, специфічну адгезію у 15 штамів біфідобактерій від ВІЛ-інфікованих дітей після впливу етілметілгідроксіпірідіна сукцината і лізоциму. гідрофобність вивчали по Rosenberg et al. (1980) з модифікаціями L-Q Wang et al. (2010); аутоаггрегацію по Del Re et al. (2000); специфічну адгезію по Брілісу (1986). Зміст жирних кислот в клітинних стінках визначали за допомогою газорідинної хроматографії з мас-спектрометричним детектуванням. Достовірність відмінностей визначали за допомогою непараметричних критеріїв оцінки достовірності. Відмінності вважали значущими при p<0,05. Результати. При додаванні етілметіл-гідроксіпірідіна сукцината в живильне середовище до культурам, які мають низьку антиоксидантну активність, відбувається збільшення в 10 разів кількісного рівня біфідобактерій в порівнянні з контролем. Також етілметілгідроксіпірідіна сукцинат збільшує в 2 рази гидрофобность клітинної поверхні за рахунок стимуляції синтезу ненасичених жирних кислот. Збільшується в 4 рази здатність штамів до аутоаггрегаціі, але знижується специфічна адгезія. Нівелювати цей ефект дозволяє спільне використання етілметілгідроксіпірідіна сукцината і лізоциму. Використання лізоциму дозволяє підвищити специфічну адгезію штамів не більше ніж на 9,1%. Висновок. Використання етілметілгідроксіпірідіна сукцината дозволяє модулювати поверхневі властивості біфідобактерій, що впливає на показники неспецифічної адгезії і на швидкість розмноження популяції. Таким чином, науково обгрунтовано включення в схеми корекції кишкової мікрофлори у ВІЛ-інфікованих пацієнтів антиоксидантів, мембранопротектором і лізоциму.

Анотація наукової статті з біотехнологій в медицині, автор наукової роботи - Захарова Ю.В., Леванова Л.А., Сухих А.С.


CORRECTION OF BIOLOGICAL PROPERTIES OF BIFIDOBACTERIA ISOLATED FROM HIV-INFECTED CHILDREN

Aim. To investigate the influence of ethylmethylhydroxypyridine succinate and lysozyme on in vitro biological properties of bifidoflora isolated from HIV-positive patients. Materials and Methods. We investigated hydrophobicity, autoaggregation, and specific adhesion of 15 bifidobacteria strains from HIV-infected children after exposure to ethylmethylhydroxypyr-idine succinate, lysozyme, or both combined. Hydrophobicity was studied according to the Rosen-berg method (1980) modified by Wang (2010); autoaggregation was documented as by Del Re (2000); specific adhesion was measured in accordance with Brilis (1986). The content of fatty acids in cell walls was determined using gas chromatog-raphy-mass spectrometry. Results. Addition of ethylmethylhydroxypyridine succinate to the cultures with low antioxidant activ-ity led to the 10-fold increase in the number of Bi-? Dobacteria, 4-fold increase in autoaggregation, and 2-fold increase in hydrophobicity by stimulating the synthesis of unsaturated fatty acids, as compared to the control culture. Combination of ethylmethylhy-droxypyridine succinate with lysozyme elevated specific adhesion of Bifidobacteria up to 9.1% .Conclusions. The use of ethylmethylhydroxy-pyridine succinate allows to control surface properties of Bifidobacteria affecting their growth and non-specific adhesion. This may indicate usefulness of ethylmethylhydroxypyridine succinate and lysozyme for the correction of gut microbiota in HIV-infected patients.


Область наук:

  • Біотехнології в медицині

  • Рік видавництва: 2018


    Журнал: Фундаментальна та клінічна медицина


    Наукова стаття на тему 'Корекція біологічних властивостей біфідобактерій, виділених від ВІЛ-інфікованих дітей'

    Текст наукової роботи на тему «Корекція біологічних властивостей біфідобактерій, виділених від ВІЛ-інфікованих дітей»

    ?ОРИГІНАЛЬНА СТАТТЯ andcunkTm ™ vols, NE.

    DOI 10.23946 / 2500-0764-2018-3-4-44-50

    КОРЕКЦІЯ БІОЛОГІЧНИХ ВЛАСТИВОСТЕЙ біфідобактерії, ВИДІЛЕНИХ ВІД ВІЛ-ІНФІКОВАНИХ ДІТЕЙ

    ЗАХАРОВА Ю.В., Леванова Л .А., СУХИХ А.С

    ФГБОУ ВО «Кемеровський державний медичний університет» Міністерства охорони здоров'я Російської Федерації, м Кемерово, Росія

    ORIGINAL RESEARCH

    CORRECTION OF BIOLOGICAL PROPERTIES OF BIFIDOBACTERIA ISOLATED FROM HIV-INFECTED CHILDREN

    YULIA V. ZAKHAROVA, LYUDMILA F. LEVANOVA, ANDREY S. SUKHIKH

    Kemerovo State Medical University (22a, Voroshilova Street, Kemerovo, 650056), Russian Federation

    резюме

    Мета. Вивчення in vitro впливу речовин з антиоксидантними і мембранопротекторними властивостями, а також лізоциму на біологічні властивості біфідофлори від ВІЛ-позитивних пацієнтів.

    Матеріали та методи. Досліджували гідро-фобность, аутоаггрегацію, специфічну адгезію у 15 штамів біфідобактерій від ВІЛ-інфікованих дітей після впливу етілметілгідроксіпірідіна сукцината і лізоциму. Гідрофобність вивчали по Rosenberg et al. (1980) з модифікаціями L-Q Wang et al. (2010); аутоаггрегацію - по Del Re et al. (2000); специфічну адгезію - по Брілісу (1986). Зміст жирних кислот в клітинних стінках визначали за допомогою газорідинної хроматографії з мас-спектрометричним детектуванням. Достовірність відмінностей визначали за допомогою непараметричних критеріїв оцінки достовірності. Відмінності вважали значущими при p<0,05.

    Результати. При додаванні етілметіл-гідроксіпірідіна сукцината в живильне середовище до культурам, які мають низьку антиоксидантну активність, відбувається

    збільшення в 10 разів кількісного рівня біфідобактерій в порівнянні з контролем. Також етілметілгідроксіпірідіна сук-цінат збільшує в 2 рази гидрофобность клітинної поверхні за рахунок стимуляції синтезу ненасичених жирних кислот. Збільшується в 4 рази здатність штамів до аутоаггрегаціі, але знижується специфічна адгезія. Нівелювати цей ефект дозволяє спільне використання етілме-тілгідроксіпірідіна сукцината і лізоциму. Використання лізоциму дозволяє підвищити специфічну адгезію штамів не більше ніж на 9,1%.

    Висновок. Використання етілметілгі-дроксіпірідіна сукцината дозволяє модулювати поверхневі властивості біфідобакте-рий, що впливає на показники неспецифічної адгезії і на швидкість розмноження популяції. Таким чином, науково обгрунтовано включення в схеми корекції кишкової мікрофлори у ВІЛ-інфікованих пацієнтів антіоксідан-тов, мембранопротектором і лізоциму.

    Ключові слова: ВІЛ-інфекція, біфідо-бактерії, антиоксиданти, лізоцим, гідрофобних-ність, аутоаггрегація.

    Eng is Abstract vitro biological properties of bifidoflora isolated

    Aim. To investigate the influence of ethylmeth- from HIV-positive patients. ylhydroxypyridine succinate and lysozyme on in Materials and Methods. We investigated hy-

    drophobicity, autoaggregation, and specific adhesion of 15 bifidobacteria strains from HIV-infected children after exposure to ethylmethylhydroxypyr-idine succinate, lysozyme, or both combined. Hy-drophobicity was studied according to the Rosenberg method (1980) modified by Wang (2010); autoaggregation was documented as by Del Re (2000); specific adhesion was measured in accordance with Brilis (1986). The content of fatty acids in cell walls was determined using gas chromatog-raphy-mass spectrometry.

    Results. Addition of ethylmethylhydroxypyridine succinate to the cultures with low antioxidant activity led to the 10-fold increase in the number of Bifidobacteria, 4-fold increase in autoaggregation, and

    2-fold increase in hydrophobicity by stimulating the synthesis of unsaturated fatty acids, as compared to the control culture. Combination of ethylmethylhydroxypyridine succinate with lysozyme elevated specific adhesion of Bifidobacteria up to 9.1%.

    Conclusions. The use of ethylmethylhydroxypyridine succinate allows to control surface properties of Bifidobacteria affecting their growth and non-specific adhesion. This may indicate usefulness of ethylmethylhydroxypyridine succinate and lysozyme for the correction of gut microbiota in HIV-infected patients.

    Keywords: HIV-infection, Bifidobacteria, antioxidants, lysozyme, hydrophobicity, autoaggregation.

    Вступ

    Порушення кишкового мікробіоценозу при ВІЛ-інфекції реєструють на всіх стадіях захворювання [1, 2]. Змінам архітектоніки кишкової мікрофлори сприяють реплікація вірусу в епітеліоцитах, а також імунні розлади [3]. Як було показано раніше, поширеність і характер мікроекологічних порушень кишечника у ВІЛ-інфікованих дітей не відрізняються від аналогічних показників у дітей без ВІЛ-статусу [4]. Спостерігається зниження кількості БІФІДОБАК-терій, лактобацил, відбувається збільшення вмісту умовно-патогенних мікросімбіонтов, які нерідко є причиною опортуністичних інфекцій у ВІЛ-інфікованих пацієнтів.

    При цьому встановлено, що змінюються біологічні властивості біфідофлори, яка грає ключове значення в підтримці мікроекологічної рівноваги в складному микробном співтоваристві кишечника. У популяції біфідобактерій від ВІЛ-інфікованих дітей знижується антиоксидантна активність, ги-дрофобность клітинної поверхні, страждає специфічна адгезія [5]. Зміни жирно-кислотного складу клітинних стінок, які формуються під впливом ліпаз умовно-патогенної мікрофлори, позначаються на швидкості розмноження і ростових властивості біфідофлори. У зв'язку з цим у ВІЛ-інфікованих дітей спостерігається зниження кількісного рівня біфідобактерій і усувається домінуючий і регулює компонент їх впливу на весь кишковий мікробіоценоз. Таким чином, відновлення

    тільки кількісного рівня біфідобакте-рий при корекції кишкового мікробіоценозу у ВІЛ-інфікованих пацієнтів буде недостатнім для стабілізації кишкового мікробіоценозу. Необхідно коректувати і біологічні властивості бактерій. Першочерговими точками програми зовнішнього модулюючого впливу на БІФІДОБАК-терии при ВІЛ-інфекції є Антіокия-сідантная система і поверхневі властивості бактеріальної клітини.

    Мета дослідження

    Вивчення in vitro впливу речовин з Антіокия-сідантнимі і мембранопротекторними властивостями, а також лізоциму на біологічні властивості біфідофлори від ВІЛ-позитивних пацієнтів.

    матеріали та методи

    Оцінювали вплив етілметілгідроксіпі-рідіна сукцината і лізоциму на біологічні властивості 15 штамів біфідобактерій (по 5 штамів B.breve, B.bifidum, B.longum), виділених від ВІЛ-інфікованих дітей. Ізоляцію біфідобактерій проводили стандартним бактеріологічним методом з використанням анаеробної технології і селективних поживних середовищ. Верифікація на родовому рівні включала визначення наявності специфічного ферменту біфідобактерій фруктозо-6-фос-фат фосфокетолази (Ф-6-ФФК). Для цього мікроорганізми, вирощені на MRS Broth (Hi-Media, Індія) промивали двічі 50мМ фосфатним буфером (рН 6,5). Клітини руйнували ультразвуком на холоду і додавали по 0,25

    fundamental VOL 3№ 4 AND CLINICAL MEDICINE

    Види Species Гідрофобність (%) Hydrophobicity (%) Аутоаггрегація (%) Autoaggregation (%) Загальна маса жирних кислот (мкг на 0,01 г сухого залишку) Total weight of fatty acids (pg per 0.01 g of dry residue) Маса ненасичених жирних кислот (мкг на 0,01 г сухого залишку) Weight of unsaturated fatty acids (pg per 0.01 g of dry residue) Індекс адгезії мікроорганізмів (од.) Adhesion index of microorganisms (units)

    Досвід Experiment Контроль Control Досвід Experiment Контроль Control Досвід Experiment Контроль Control Досвід Experiment Контроль Control Досвід Experiment Контроль Control

    B.breve n = 5 18,3 * (18; 18,5) 7,5 (6,8; 7,8) 41,2 ** (38,2; 44,2) 11,3 (8,7 ; 13,1) 26,1 (22,7; 28,7) 14,5 (10,5; 16,7) 8,7 * (8,1; 9,3) 3,9 (3,4; 4,2) 2,5 (2,2; 2,7) 3,6 (3,1; 4,0)

    B.longum n = 5 68,2 (64,5; 71,3) 55,5 (52,4; 57,1) 60,1 (57,7; 63,6) 62,4 (58,2; 65,1) 33,6 (30,4; 36,7) 30,4 (26,1; 34,3) 11,2 (8,2; 12,8) 10,9 (8,4; 12, 1) 2,01 * (1,9; 2,3) 4,2 (3,8; 4,4)

    B.bifidum n = 5 58,4 (53,6; 59,3) 32,6 (28,1; 35,3) 53,5 (48,6; 57,1) 49,5 (44,3; 50,2) 32,8 * (28,1; 34,5) 19,5 (16,5; 20,9) 10,7 * (9,5; 11,2) 4,9 (4,1; 5,2) 1,02 * (0,87; 1,2) 2,2 (1,8; 2,6)

    Таблиця 1.

    Вплив етілметіл-гідроксіпірідіна сукцината на біологічні властивості і вміст жирних кислот у БІФІДОБАК-терій. Me (LQ; UQ)

    Table 1.

    Effect of ethylmethyl-hydroxypyridine succinate on biological properties and the content of fatty acids in bifidobacteria

    Примітка: * - відмінності біологічних властивостей між досвідом і контролем при досягнутому рівні значимості p<0,05; ** - відмінності біологічних властивостей між досвідом і контролем при досягнутому рівні значимості p<0,001;

    мл розчину фториду натрію, Na йодацетата і фруктозо-6-фосфату (НС солі: 70% чистоти). Реакцію зупиняли додаванням 1,5 мл гидроксиламина солянокислого, 1 мл суміші трихлороцтової кислоти і 4 М HCl. Далі додавали 1 мл колір-індикаторного агента (розчин FeCl3 6H2O 5% (м / о)). Пробірка без фрук-Тозо-6-фосфату служила в якості контролю для спрощення візуального порівняння. При утворенні з фруктозо-6-фосфату ацетил-фосфату формувався гідроксамат хелат заліза з червонувато-фіолетовим забарвленням, що є показником наявності Ф-6-ФФК. Ідентифікацію біфідобактерій до виду проводили за біохімічними властивостями за допомогою комерційної тест-системи АНАЕРО-test 23 (Lachema diagnostica s.r.o., Чехія).

    Специфічну адгезію штамів вивчали по В.І. Брілісу (1986) на моделі еритроцитів I (0) групи. Обчислювали індекс адгезії мікроорганізмів (ИАМ), при цьому адгезію вважали низькою при ИАМ = 1,76-2,5 од; середньої - при ИАМ = 2,51-4,0 од; високою - при ИАМ >4,0 од. Гідрофобність визначали по Rosenberg et al. (1980) c модифікаціями L-Q Wang et al. (2010) як відсоток гидрофобности (Н%). Штами вважали високогідрофобнимі при Н = 60% і > среднегідрофобнимі - при Н = 4059%, нізкогідрофобнимі - при Н< 39%. Вивчення аутоаггрегаціі (А%) біфідобактерій проводили по Del Re et al. (2000). Культури відносили до нізкоаггрегатівним при А (%) < 10, до среднеаггрегатівним - при А (%) 10-40, до ви-сокоаггрегатівним - при А (%) > 40. визначити-

    * p < 0.05, ** p < 0.001

    ня антиоксидантних властивостей біфідобактерій проводили згідно [6]. Антиоксидантну активність виражали в одиницях антиоксидант-ної активності - Е. жирнокислотний склад

    АОА. г

    бактеріальних фосфоліпідів визначали за допомогою газорідинної хроматографії з мас-спектрометричним детектуванням (ГХ-МС) як було описано раніше [7].

    Як інструменти для корекції поверхневих і антиоксидантних властивостей біфідобактерій використовували 2% розчин етил-метілгідроксіпірідіна сукцината - торгова назва «Мексидол». Фармакологічна група: антиоксидант. Виробник: «Фар-масофт» НВК ТОВ, Росія. Також використовували лізоцим, який є діючою речовиною препарату «Лізобакт». Фармакологічна група: антисептик комбінованого складу. Виробник: «Босналек» АТ, Боснія і Герцеговина.

    Дані представлені у вигляді абсолютних величин. У зв'язку з тим, що розподіл даних було не по нормальному закону, для статистичної обробки застосовували непараметричні критерії оцінки статистичної значущості. Розподілу кількісних ознак для парних даних описували за допомогою медіани (Ме) і інтерквартільной широти. Дані представлені у вигляді Ме (LQ; UQ). Порівняння проводили за допомогою критерію знаків Уилкоксона. Критичний рівень значущості при перевірці статистичних гіпотез у даному дослідженні приймався рівним 0,05.

    результати

    У процесі життєдіяльності в біологічних системах різного рівня складності можуть утворюватися вільні радикали, які володіють високою реакційною здатністю. Активні кисневі метаболіти використовуються представниками нормальної мікрофлори як засобу конкурентної боротьби в мікробіоценозах, крім того, їх синтезують клітини імунної системи. Незалежно від походження вільні радикали ушкоджують білки, нуклеїнові кислоти і ліпіди, що входять до складу клітин мікроорганізмів і організму людини. Дослідження останніх років свідчать про те, що дисбактеріоз кишечника, незалежно від його природи, супроводжується збільшенням вмісту в кишечнику токсичних форм кисню [8], в тому числі і у ВІЛ-інфікованих пацієнтів. БІФІДОБАК-терии за типом дихання є анаеробними бактеріями, деякі види і штами аеро-толерантні. У них функціонують ферментні антиоксидантні системи - НАДН-окси-даза, НАДН-пероксидаза, а деякі види бі-фідофлори продукують каталазу. Крім того, антиоксидантні властивості даних бактерій пов'язують з жирнокислотним складом клітинної стінки. Однак не завжди антиоксидантні системи біфідобактерій «витримують» високу концентрацію токсичних форм кисню, тому знижується популяційний рівень даних мікросімбіонтов.

    Встановлено, що внесення етілметілгі-дроксіпірідіна сукцината в живильне середовище не впливає на кількісний рівень В.И (-idum і В.1опдіт, так як вміст біфідобактерій до і після внесення антиоксиданту не змінилося і склало 5 і 6 ^ КУО / мл відповідно. При цьому кількісний рівень B.breve збільшується в 10 разів у порівнянні з контролем, тобто з 5 ^ до 6 ^ КУО / мл. Справа в тому, що у штамів B.breve антиоксидант-ва активність склала 0,3 (0, 1; 0,5) Еаоа. у B.bifidum і В.1опдіт дані показники були в 2-3 рази вище і склали 0,7 (0,2; 1,0) Еаоа і 1,1 (0,6; 1 , 4) Еаоа відповідно. Введення в живильне середовище етілметілгідроксіпіріді-на сукцината значно знижує вплив токсичних форм кисню на біфідобакте-рії зі слабкими антиоксидантними властивостями і створює оптимальні умови для розмноження їх популяції.

    Додавання в живильне середовище етілметіл-гідроксіпірідіна сукцината змінює також поверхневі властивості бактеріальних клітин, так як препарат має мембранопро-текторним дією. Так, встановлено, що під впливом препарату у B.bifidum в 1,8 рази, а у B.breve більш ніж 2 рази збільшується ги-дрофобность клітинної поверхні (таблиця 1). При цьому у спочатку високогідрофобних штамів В.1опдіт показники плинності мембрани практично не змінюються.

    Збільшення гідрофобності бактеріальної поверхні у B.breve супроводжується зростанням в 4 рази аутоаггрегаціі штамів. Знову ж введення препарату не змінює аутоаггрега-ції у В.1опдіт і B.bifidum, які характеризувалися спочатку високими показниками ознаки, тобто можна говорити про вибірковість дії етілметілгідроксіпірідіна сукцината, яка визначається початковими властивостями штамів. В основі зміни поверхневих властивостей біфідобактерій лежить збільшення маси жирних кислот в клітинній стінці за рахунок зростання маси ненасичених жирних кислот (таблиця 1). Якщо врахувати, що ненасичені жирні кислоти виявляють ан-тіоксідантние властивості, то застосування етил-метілгідроксіпірідіна сукцината призведе до модуляції не тільки кристалічного стану бактеріальної мембрани, а й антиокси-дантним можливостей бактерій.

    Однак встановлено, що етілметілгідрок-сіпірідіна сукцинат статистично значимо знижує специфічну адгезію випробовуваних штамів (таблиця 1). Показники ИАМ у B.breve дозволили спочатку охарактеризувати їх як среднеадгезівние культури, В.1опд-um були високоадгезивні, а B.bifidum - нізкоадгезівнимі. Після додавання в живильне середовище етілметілгідроксіпірідіна сук-ціната відбувається зниження здатності до специфічної адгезії у всіх штамів. При цьому змінюється категорія мікроорганізмів по ИАМ, і бактерії стають низько- або неадгезівності. Так як етілметілгідроксіпірі-Діна сукцинат знижує здатність біфідо-бактерій до специфічної адгезії, це зумовлює пошук засобів, що нівелюють цей ефект.

    Згідно з літературними даними, лізоцим підвищує адгезивні властивості біфідобакте-рий і має антибактеріальну активно-

    FUNDAMENTAL ц

    AND CLINICAL MEDICINE І- ч

    Таблиця 2.

    Вплив етілметіл-гідроксіпірідіна сукцината (ЕМГПС) і лізоциму на індекс адгезії БІФІДОБАК-терій. Me (LQ; UQ)

    Table 2.

    Effect of ethylmeth-ylhydroxypyridine succinate (EMHPS) and lysozyme on the adhesion index of bifidobacteria, median with interquartile range

    Види Контроль Лизоцим ЕМГПС + Pl-2 Pl-3

    Species Control Lysozyme лізоцим

    EMHPS + lysozyme

    B.breve 3,6 3,9 3,0 0,72 0,68

    n = 5 (3,2; 3,9) (3,4; 4,1) (2,7; 3,2)

    B.longum 4,2 4,1 3,9 0,91 0,87

    n = 5 (4,0; 4,5) (3,7; 4,3) (3,6; 4,2)

    B.bifidum 2,2 2,4 1,97 0,85 0,78

    n = 5 (1,9; 2,4) (1,9; 2,7) (1,7; 2,01)

    стю щодо умовно патогенної мікрофлори. У зв'язку з цим були проведені досліди з оцінки впливу лізоциму на адгезивні властивості біфідобактерій. Встановлено, що при використанні лізоциму специфічна адгезія штамів збільшувалася не більше, ніж на 8,3% - 9,1%, але різниця була статистично не значима (р>0,05) (таблиця 2). При спільному використанні етілметілгідроксіпірі-Діна сукцината і лізоциму специфічна адгезія біфідобактерій знижувалася, але це зміна ознаки не досягало статистичної значущості (р>0,05), тобто адгезивная активність біфідофлори зберігалася практично на вихідному рівні.

    Обговорення

    Корекція біологічних властивостей кишкових мікросімбіонтов є одним з нових напрямків в системі корекції мікроекологічних порушень [9]. Нормалізація стану кишкового мікробіоценозу у ВІЛ-інфікованих пацієнтів є життєво необхідним заходом, так як кишкові мікросімбіонти нерідко стають збудниками опортуністичних бактеріальних інфекцій шкіри та органів дихання [10, 11]. Досягнення останніх років по дослідженню механізмів функціонування кишкового мікробіоценозу показують домінуючу і регулюючу роль БІФІДОБАК-терій [12, 13], які широко використовуються для управління асоціативної мікрофлорою кишечника. Раніше показано, що у ВІЛ-інфікованих дітей відзначається не тільки зниження популяційного рівня біфідофлори, а й зміна поверхневих і антиоксидант-них властивостей клітин при їх взаємодії з умовно-патогенними мікроорганізмами [5, 7]. У зв'язку з цим визначені групи речовин для корекції біологічних властивостей Біфі-добактерій - це антиоксиданти і мембрано-протектори. Ці властивості одночасно поєднує в собі етілметілгідроксіпірідін сукціі-нат. При додаванні даного антиоксиданту в

    живильне середовище з культурами біфідобактерій, що мають низьку активність протидії кисневої захисту відбувається інактивація токсичних форм кисню, що забезпечує оптимальні умови для росту і розмноження біфідобактерій і вони досягають більш високого кількісного рівня, ніж в середовищі без антиоксиданту. Крім того, етілметілгі-дроксіпірідіна сукцинат модулює поверхневі властивості біфідобактерій, що обумовлено наявністю у нього захисної дії на ліпіди клітинних мембран і можливості впливати на в'язкість мембранних структур. У піддослідних штамів біфідобактерій в клітинній стінці збільшується загальний вміст і маса ненасичених жирних кислот. Очевидно, що препарат стимулює анаеробний шлях синтезу ненасичених жирних кислот у біфідобактерій, що пов'язано з активізацією специфічних мембранних ферментів при зниженому парціальному тиску кисню [7, 14]. В результаті збільшується в 2 рази гідро-фобность клітинної поверхні біфідофло-ри, яка є показником неспецифічної адгезії бактерій. Крім того, в 4 рази збільшується аутоаггрегація і створюються сприятливі передумови для відновлення бактеріальної біоплівки на слизовій кишечника при ВІЛ-інфекції.

    При всіх сприятливих ефекти етілме-тілгідроксіпірідіна сукцинат все-таки надає побічна дія на біфідобактерії, він знижує специфічну адгезію штамів. Це обумовлено його неконкурентним зв'язуванням з поверхневими білковими структурами бактеріальної клітини.

    За даними літератури, лізоцим надає біфідогенний ефект, який реалізується за рахунок стимуляції адгезії у біфідобактерій [15]. Додавання в живильне середовище лізоцим-ма дійсно збільшує специфічну адгезію штамів, але не більше ніж на 10%. При цьому механізм активації адгезивних факторів під впливом лізоциму до цих пір не ясний. Встановлено, що додавання лізоциму до етил-

    метілгідроксіпірідіну сукцинату дозволяє нівелювати ефект зниження ліганд-рецеп-битим адгезії біфідобактерій і зберегти її на початковому рівні.

    висновок

    Модуляція поверхневих властивостей Біфі-добактерій при ВІЛ-інфекції дозволяє відновити популяційний рівень БІФІДОБАК-терій і оптимізувати міжбактеріальному взаємодії за допомогою зміни гідро-фобності. Як інструменти для корекції доцільно використовувати засоби, що володіють антиоксидантними і мембрано-стабілізуючим властивостями. Так, викорис-

    тання етілметілгідроксіпірідіна сукцініл-та у штамів з низькими значеннями гідрофобних-ності і аутоаггрегаціі сприяє зниженню в'язкості мембрани за рахунок стимуляції у бактерій синтезу ненасичених жирних кислот. Антиоксидантні властивості етілметілгі-дроксіпірідіна сукцината також забезпечують зниження токсичної дії активних форм кисню на клітинні стінки біфідо-бактерій. Оптимізація рідкокристалічного стану клітинної стінки у біфідобакте-рий і змісту активних радикалів в навколишньому середовищі супроводжується збільшенням розмноження останніх і підвищенням їх кількісного рівня.

    Література / References:

    1. Burgener A, McGowan I, Klatt NR. HIV and mucosal barrier interactions: consequences for transmission and pathogenesis. Curr Opin Immunol. 2015; 36: 22-30. doi: 10.1016 / j. coi.2015.06.004.

    2. Dubourg G, Surenaud M, Levy Y, Hue S, Raoult D. Microbiome of HIV-infected people. Microb Pathog. 2017; 106: 85-93. doi: 10.1016 / j.micpath.2016.05.015.

    3. Goedert JJ. Effects of HIV, immune deficiency, and confounding on the distal gut microbiota. EBioMedcine. 2016 року; 5: 14-15. doi: 10.1016 / j.ebiom.2016.01.034.

    4. Zakharova YV, Levanova LA. HIV-Infected Children's Intestine Microbiocenosis Condition. Medicine in Kuzbass. 2015; 14 (4): 29-33. Russian (Захарова Ю.В., Леванова Л.А. Стан мікробіоценозу кишечника у ВІЛ-інфікованих дітей // Медицина в Кузбасі. 2015. Т. 14, № 4. С. 29-33).

    5. Zakharova JV. Bifidobacteria Properties in HIV-Infected People. Medicine in Kuzbass. 2013; 12 (3): 31-35. Russian (Захарова Ю.В. Властивості біфідобактерій при ВІЛ-інфекції // Медицина в Кузбасі. 2013. Т. 12, № 3. С. 31-35).

    6. Method for Evaluation of Antioxidant Activity of Microorganisms: Patent 2465593 RU: МПК G 01 N 33 483, C 12 Q 1 02, C 12 R 1 445 / Sukhikh AS, Zakharova JV. № 2011127872/15; заяв. 06.07.2011; published 27.10.2012, Bull. # 30. Russian (Спосіб кількісного визначення антиоксидантної активності мікроорганізмів: патент 2465593 РФ: МПК G 01 N 33 483, C 12 Q 1 02, C 12 R 1 / Сухих А.С., Захарова Ю.В. № 2011127872/15; заявл. 06.07 .2011; опубл. 27.10.2012, Бюл. № 30).

    7. Zakharova YV, Sukhikh AS. Chromatographic analyses of membrane fatty acid Bifidobacterium with different hydrophobicity. Sorption and Chromatography Processes. 2015; 15 (6): 280-287. Russian (Захарова Ю.В., Сухих А.С. Хроматографический аналіз жірник кислот клеточник стінок біфідобактерій з різною гідрофобністю // Сорбційні та хроматографічні процеси. 2015. Т. 15, № 6. С. 776-783).

    8. Gapon MN, Ternovskaya LN. Detection of Degree of Microecological Disturbance of Intestine Based on Calculation of Local Antioxidant Index. Journal of Microbiology, Epidemiology, and Immunology. 2016 року; 2: 80-84. Russian (Га-

    пон М.Н., Тернівська Л.Н. Виивленіе ступеня мікроекологічних порушень кишечника на основі розрахунку локального антиоксидантної індексу // Журнал мікробіології, епідеміології і іммунобіологіі. 2016. № 2. С. 80-84).

    9. Lakhtin MV, Lakhtin VM, Aleshkin VA, Afanasiev SS. Fundamental aspects and practical principles of lectin sistems on the example of symbiotic microbiocenosis strains and consortia. Acta Biomedica Scientifica. 2017; 2 (2): 80-84. Russian (Лахтін М.В., Лахтин В.М., Альошкін В.А., Афанасьєв С.С. Фундаментальні аспекти та прикладні принципи лектинового систем на прикладі мікробіоце-нозний симбіотичних штамів і консорціумів // Acta Biomedica Scientifica. 2017. Т . 2, № 2 (114). С. 80-84).

    10. Puzyreva LV, Rodkina LA, Mordyk AV, Konchenko VD, Dalabaeva LM. Analysis of lower respiratory tract infections and microbial diversity in HIV-positive patients. Journal of Microbiology, Epidemiology, and Immunology. 2018; 1: 7684. Russian (Пузирьова Л.В., Родькин Л.А., Мордик А.В., Конченко В.Д., Далабаева Л.М. Аналіз інфекцій нижніх дихальних шляхів з дослідженням мікробного пейзажу матеріалу у ВІЛ-інфікованих пацієнтів // Журнал мікробіології, епідеміології і іммунобіологіі. 2018. № 1. С. 76-84).

    11. Timerbulatov VM, Sibaev VM, Timerbulatov ShV, Timerbulatov MV, Valishin DA. Purulent-septk Complications in HIV-Infected Patients. Bashkortostan Medical Bulletin. 2017; 12 (6): 15-21. Russian (Тімербулатов В.М., Сіба В.М., Тімербулатов Ш.В., Тімербулатов М.В., Валішін Д.А. Гнійно-септичні ускладнення ВІЛ-інфікованих хворих // Медичний вісник Башкортостану. 2017. Т. 12 , № 6 (72). С. 15-21).

    12. Markov AA, Timokhina TH, Perunova NB, Paromova YaI. Regulatory Effect of Exometabolites Bifidobacterium Bifidum on the Proliferative Activity of Conditionally Pathogenic Microorganisms. Bulletin of the Smolensk State Medical Academy. 2018; 1 (17): 56-62. Russian (Марков А.А., Тимо-хіна Т.Х., Перунова Н.Б., Паромова Я.І. Регулюючий вплив екзометаболітів Bifidobacterium bifidum на про-ліфератівную активність умовно-патогенних мікроорганізмів // Вісник Смоленської державної меди- •-

    49

    FUNDAMENTAL ц

    AND CLINICAL MEDICINE І- ч

    цинской академії. 2018. № 1 (17). С. 56-62).

    13. Salgina AV, Rakhmatullina OI. Effect of bifidobacterial and propionibacterial associations on biological properties of E.coli. Advances in Modern Science and Education. 2016 року; 7 (12): 213-217. Russian (Салгіна А.В., Рахматуллина О.І. Вплив асоціацій біфідобактерій і пропіонібакте-рий на біологічні властивості E. Coli // Успіхи сучасної науки і освіти. 2016. Т.7, № 12. С. 213-217).

    14. Titov VN, Lisitsyn DM. Fatty acids. Physical Chemistry,

    Biology, and Medicine. Moscow: Triada, 2006. 670 p. Russian (Титов В.Н., Лісіцин Д.М. Жирні кислоти. Фізична хімія, біологія і медицина. Москва: Тріада, 2006. 670 с.).

    15. Ardatskaya MD. Probiotics, prebiotics, and metabiotics in the management of microecological bowel disorders. Medical Council. 2015; 13: 94-99. Russian (Ардатская М.Д. проб-тики, пребіотики і метабіотікі в корекції мікроекологічних порушень кишечника // Медична рада. 2015. № 13. С. 94-99).

    Відомості про авторів

    Authors

    Захарова Юлія Вікторівна, доцент, кандидат медичних наук, доцент кафедри мікробіології, імунології та вірусології ФГБОУ ВО «Кемеровський державний медичний університет» Міністерства охорони здоров'я Російської Федерації, м Кемерово, Росія. Внесок до статті: виділення біфідобактерій, ідентифікація, вивчення біологічних властивостей, статистична обробка даних, написання статті. ORCID: 0000-0002-3475-9125

    Леванова Людмила Олександрівна, доцент, доктор медичних наук, завідувач кафедри мікробіології, імунології та вірусології ФГБОУ ВО «Кемеровський державний медичний університет» Міністерства охорони здоров'я Російської Федерації, м Кемерово, Росія. Внесок до статті: організація забору та доставки досліджуваного матеріалу, організація і участь в проведенні бактеріологічних досліджень, консультативна допомога, оформлення статті. ORCID: 0000-0002-5977-9149

    Dr. Yuliа V. Zakharova, MD, PhD, Associate Professor, Department of Microbiology, Immunology and Virology, Kemerovo State Medical University, Kemerovo, Russian Federation. Contribution: performed the experiments; analyzed the data; wrote the manuscript. ORCID: 0000-0002-3475-9125

    Prof. Lyudmila A. Levanova, MD, PhD, Professor, Head of the Department of Microbiology, Immunology and Virology, Kemerovo State Medical University, Kemerovo, Russian Federation. Contribution: collected the samples; performed the experiments; analyzed the data; wrote the manuscript. ORCID: 0000-0002-5977-9149

    Dr. Andrey S. Sukhikh, MD, PhD, Senior Researcher, Central Research Laboratory, Kemerovo State Medical University, Kemerovo, Russian Federation.

    Contribution: performed gas chromatography-mass spectrometry. ORCID: 0000-0001-9300-5334

    Сухих Андрій Сергійович, кандидат фармацевтичних наук, доцент, старший науковий співробітник Центральної науково-дослідної лабораторії ФГБОУ ВО «Кемеровський державний медичний університет» Міністерства охорони здоров'я Російської Федерації, м Кемерово, Росія. Внесок до статті: пробопідготовка зразків до проведення ГХ-МС, організація хроматографічного аналізу. ORCID: 0000-0001-9300-5334

    Кореспонденцію адресувати:

    Захарова Юлія Вікторівна,

    650056, г. Кемерово, ул. Ворошилова, д. 22а

    E-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. Вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.

    Corresponding author:

    Dr. Yulia V. Zakharova,

    22a, Voroshilova Street, Kemerovo, 650056, Russian Federation E-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. Вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.

    Для цитування:

    Захарова Ю.В., Леванова Л.А., Сухих А.С. Корекція біологічних властивостей біфідобактерій, виділених від ВІЛ-інфікованих дітей. Фундаментальна та клінічна медицина. 2018. Т. 3, № 4. З 44-50.

    For citation:

    Yulia V Zakharova, Lyudmila F Levanova, Andrey S Sukhikh. Correction of biological properties of bifidobacteria isolated from HIV-infected children. Fundamental and Clinical Medicine. 2018; 3 (4): P 44-50.

    Стаття надійшла: 07.09.2018 Прийнята до друку: 30.11.2018


    Ключові слова: ВІЧ ІНФЕКЦІЯ /біфідобактерій /АНТИОКСИДАНТИ /лізоцим /гідрофобні /АУТОАГГРЕГАЦІЯ /HIV-INFECTION /BIFIDOBACTERIA /ANTIOXIDANTS /LYSOZYME /HYDROPHOBICITY /AUTOAGGREGATION

    Завантажити оригінал статті:

    Завантажити