Научная статья на тему 'Коррекция биологических свойств бифидобактерий, выделенных от ВИЧ-инфицированных детей'

Коррекция биологических свойств бифидобактерий, выделенных от ВИЧ-инфицированных детей Текст научной статьи по специальности «Биотехнологии в медицине»

CC BY
100
21
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
ВИЧ-ИНФЕКЦИЯ / БИФИДОБАКТЕРИИ / АНТИОКСИДАНТЫ / ЛИЗОЦИМ / ГИДРОФОБНОСТЬ / АУТОАГГРЕГАЦИЯ / HIV-INFECTION / BIFIDOBACTERIA / ANTIOXIDANTS / LYSOZYME / HYDROPHOBICITY / AUTOAGGREGATION

Аннотация научной статьи по биотехнологиям в медицине, автор научной работы — Захарова Ю. В., Леванова Л. А., Сухих А. С.

Цель. Изучение in vitro влияния веществ с антиоксидантными и мембранопротекторными свойствами, а также лизоцима на биологические свойства бифидофлоры от ВИЧ-положительных пациентов. Материалы и методы. Исследовали гидрофобность, аутоаггрегацию, специфическую адгезию у 15 штаммов бифидобактерий от ВИЧ-инфицированных детей после воздействия этилметилгидроксипиридина сукцината и лизоцима. Гидрофобность изучали по Rosenberg et al. (1980) с модификациями L-Q Wang et al. (2010); аутоаггрегацию по Del Re et al. (2000); специфическую адгезию по Брилису (1986). Содержание жирных кислот в клеточных стенках определяли с помощью газожидкостной хроматографии с масс-спектрометрическим детектированием. Достоверность различий определяли с помощью непараметрических критериев оценки достоверности. Различия считали значимыми при p<0,05. Результаты. При добавлении этилметил-гидроксипиридина сукцината в питательную среду к культурам, имеющим низкую антиоксидантную активность, происходит увеличение в 10 раз количественного уровня бифидобактерий по сравнению с контролем. Также этилметилгидроксипиридина сукцинат увеличивает в 2 раза гидрофобность клеточной поверхности за счет стимуляции синтеза ненасыщенных жирных кислот. Увеличивается в 4 раза способность штаммов к аутоаггрегации, но снижается специфическая адгезия. Нивелировать данный эффект позволяет совместное использование этилметилгидроксипиридина сукцината и лизоцима. Использование лизоцима позволяет повысить специфическую адгезию штаммов не более чем на 9,1%. Заключение. Использование этилметилгидроксипиридина сукцината позволяет модулировать поверхностные свойства бифидобактерий, что влияет на показатели неспецифической адгезии и на скорость размножения популяции. Таким образом, научно обосновано включение в схемы коррекции кишечной микрофлоры у ВИЧ-инфицированных пациентов антиоксидантов, мембранопротекторов и лизоцима.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по биотехнологиям в медицине , автор научной работы — Захарова Ю. В., Леванова Л. А., Сухих А. С.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

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.

Текст научной работы на тему «Коррекция биологических свойств бифидобактерий, выделенных от ВИЧ-инфицированных детей»

ОРИГИНАЛЬНАЯ СТАТЬЯ andcunkTm™ vols,NE.

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

КОРРЕКЦИЯ БИОЛОГИЧЕСКИХ СВОЙСТВ БИФИДОБАКТЕРИЙ, ВЫДЕЛЕННЫХ ОТ ВИЧ-ИНФИЦИРОВАННЫХ ДЕТЕЙ

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

ФГБОУ ВО «Кемеровский государственный медицинский университет» Министерства здравоохранения Российской Федерации, г. Кемерово, Россия

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

Цель. Изучение in vitro влияния веществ с антиоксидантными и мембранопротекторными свойствами, а также лизоцима на биологические свойства бифидофлоры от ВИЧ-положительных пациентов.

Материалы и методы. Исследовали гидро-фобность, аутоаггрегацию, специфическую адгезию у 15 штаммов бифидобактерий от ВИЧ-инфицированных детей после воздействия этилметилгидроксипиридина сукцината и лизоцима. Гидрофобность изучали по Rosenberg et al. (1980) с модификациями L-Q Wang et al. (2010); аутоаггрегацию - по Del Re et al. (2000); специфическую адгезию - по Брилису (1986). Содержание жирных кислот в клеточных стенках определяли с помощью газожидкостной хроматографии с масс-спектрометрическим детектированием. Достоверность различий определяли с помощью непараметрических критериев оценки достоверности. Различия считали значимыми при p<0,05.

Результаты. При добавлении этилметил-гидроксипиридина сукцината в питательную среду к культурам, имеющим низкую антиоксидантную активность, происходит

увеличение в 10 раз количественного уровня бифидобактерий по сравнению с контролем. Также этилметилгидроксипиридина сук-цинат увеличивает в 2 раза гидрофобность клеточной поверхности за счет стимуляции синтеза ненасыщенных жирных кислот. Увеличивается в 4 раза способность штаммов к аутоаггрегации, но снижается специфическая адгезия. Нивелировать данный эффект позволяет совместное использование этилме-тилгидроксипиридина сукцината и лизоцима. Использование лизоцима позволяет повысить специфическую адгезию штаммов не более чем на 9,1%.

Заключение. Использование этилметилги-дроксипиридина сукцината позволяет модулировать поверхностные свойства бифидобакте-рий, что влияет на показатели неспецифической адгезии и на скорость размножения популяции. Таким образом, научно обосновано включение в схемы коррекции кишечной микрофлоры у ВИЧ-инфицированных пациентов антиоксидан-тов, мембранопротекторов и лизоцима.

Ключевые слова: ВИЧ-инфекция, бифидо-бактерии, антиоксиданты, лизоцим, гидрофоб-ность, аутоаггрегация.

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.

Введение

Нарушения кишечного микробиоценоза при ВИЧ-инфекции регистрируют на всех стадиях заболевания [1, 2]. Изменениям архитектоники кишечной микрофлоры способствуют репликация вируса в эпителиоцитах, а также иммунные расстройства [3]. Как было показано ранее, распространенность и характер микроэкологических нарушений кишечника у ВИЧ-инфицированных детей не отличаются от аналогичных показателей у детей без ВИЧ-статуса [4]. Наблюдается снижение количества бифидобак-терий, лактобацилл, происходит увеличение содержания условно-патогенных микросимбионтов, которые нередко являются причиной оппортунистических инфекций у ВИЧ-инфицированных пациентов.

При этом установлено, что изменяются биологические свойства бифидофлоры, которая играет ключевое значение в поддержании микроэкологического равновесия в сложном микробном сообществе кишечника. У популяции бифидобактерий от ВИЧ-инфицированных детей снижается антиоксидантная активность, ги-дрофобность клеточной поверхности, страдает специфическая адгезия [5]. Изменения жирно-кислотного состава клеточных стенок, которые формируются под воздействием липаз условно-патогенной микрофлоры, сказываются на скорости размножения и ростовых свойствах бифидофлоры. В связи с этим у ВИЧ-инфицированных детей наблюдается снижение количественного уровня бифидобактерий и устраняется доминирующий и регулирующий компонент их воздействия на весь кишечный микробиоценоз. Таким образом, восстановление

только количественного уровня бифидобакте-рий при коррекции кишечного микробиоценоза у ВИЧ-инфицированных пациентов будет недостаточным для стабилизации кишечного микробиоценоза. Необходимо корректировать и биологические свойства бактерий. Первоочередными точками приложения внешнего модулирующего воздействия на бифидобак-терии при ВИЧ-инфекции являются антиок-сидантная система и поверхностные свойства бактериальной клетки.

Цель исследования

Изучение in vitro влияния веществ с антиок-сидантными и мембранопротекторными свойствами, а также лизоцима на биологические свойства бифидофлоры от ВИЧ-положительных пациентов.

Материалы и методы

Оценивали влияние этилметилгидроксипи-ридина сукцината и лизоцима на биологические свойства 15 штаммов бифидобактерий (по 5 штаммов B.breve, B.bifidum, B.longum), выделенных от ВИЧ-инфицированных детей. Изоляцию бифидобактерий проводили стандартным бактериологическим методом с использованием анаэробной технологии и селективных питательных сред. Верификация на родовом уровне включала определение наличия специфического фермента бифидобактерий фруктозо-6-фос-фат фосфокетолазы (Ф-6-ФФК). Для этого микроорганизмы, выращенные на MRS Broth (Hi-Media, Индия) промывали дважды 50 мМ фосфатным буфером (рН 6,5). Клетки разрушали ультразвуком на холоду и добавляли по 0,25

fundamental VOL 3№ 4 AND CLINICAL MEDICINE

Виды Species Гидрофобность (%) Hydrophobicity (%) Аутоаггрегация (%) Autoaggregation (%) Общая масса жирных кислот (мкг на 0,01 г сухого остатка) Total weight of fatty acids (pg per 0.01 g of dry residue) Масса ненасыщенных жирных кислот (мкг на 0,01 г сухого остатка) Weight of unsaturated fatty acids (pg per 0.01 g of dry residue) Индекс адгезии микроорганизмов (ед.) Adhesion index of microorganisms (units)

Опыт Experiment Контроль Control Опыт Experiment Контроль Control Опыт Experiment Контроль Control Опыт Experiment Контроль Control Опыт 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)

Таблица 1.

Влияние этилметил-гидроксипиридина сукцината на биологические свойства и содержание жирных кислот у бифидобак-терий. Me (LQ; UQ)

Table 1.

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

Примечание: * - различия биологических свойств между опытом и контролем при достигнутом уровне значимости p<0,05; ** - различия биологических свойств между опытом и контролем при достигнутом уровне значимости p<0,001;

мл раствора фторида натрия, Na йодацетата и фруктозо-6-фосфата (НС соли: 70% чистоты). Реакцию останавливали добавлением 1,5 мл гидроксиламина солянокислого, 1 мл смеси трихлоруксусной кислоты и 4 М HCl. Далее добавляли 1 мл цвет-индикаторного агента (раствор FeCl3 6H2O 5% (м/о)). Пробирка без фрук-тозо-6-фосфата служила в качестве контроля для упрощения визуального сравнения. При образовании из фруктозо-6-фосфата ацетил-фосфата формировался гидроксамат хелат железа с красновато-фиолетовой окраской, что является показателем наличия Ф-6-ФФК. Идентификацию бифидобактерий до вида проводили по биохимическим свойствам с помощью коммерческой тест-системы АНАЭРО-test 23 (Lachema diagnostica s.r.o., Чехия).

Специфическую адгезию штаммов изучали по В.И. Брилису (1986) на модели эритроцитов I (0) группы. Вычисляли индекс адгезии микроорганизмов (ИАМ), при этом адгезию считали низкой при ИАМ=1,76-2,5 ед; средней - при ИАМ=2,51-4,0 ед; высокой - при ИАМ >4,0 ед. Гидрофобность определяли по Rosenberg et al. (1980) c модификациями L-Q Wang et al. (2010) как процент гидрофобности (Н%). Штаммы считали высокогидрофобными при Н = 60% и > среднегидрофобными - при Н = 4059%, низкогидрофобными - при Н< 39%. Изучение аутоаггрегации (А%) бифидобактерий проводили по Del Re et al. (2000). Культуры относили к низкоаггрегативным при А (%) < 10, к среднеаггрегативным - при А (%) 10-40, к вы-сокоаггрегативным - при А (%) > 40. Определе-

*p < 0.05, **p < 0.001

ние антиоксидантных свойств бифидобактерий проводили согласно [6]. Антиоксидантную активность выражали в единицах антиоксидант-ной активности - Е . Жирнокислотный состав

аоа. г

бактериальных фосфолипидов определяли с помощью газожидкостной хроматографии с масс-спектрометрическим детектированием (ГХ-МС) как было описано ранее [7].

В качестве инструментов для коррекции поверхностных и антиоксидантных свойств бифидобактерий использовали 2% раствор этил-метилгидроксипиридина сукцината - торговое название «Мексидол». Фармакологическая группа: антиоксидант. Производитель: «Фар-масофт» НПК ООО, Россия. Также использовали лизоцим, который является действующим веществом препарата «Лизобакт». Фармакологическая группа: антисептик комбинированного состава. Производитель: «Босналек» АО, Босния и Герцеговина.

Данные представлены в виде абсолютных величин. В связи с тем, что распределение данных было не по нормальному закону, для статистической обработки применяли непараметрические критерии оценки статистической значимости. Распределения количественных признаков для парных данных описывали с помощью медианы (Ме) и интерквартильной широты. Данные представлены в виде Ме (LQ; UQ). Сравнение проводили с помощью критерия знаков Уилкоксона. Критический уровень значимости при проверке статистических гипотез в данном исследовании принимался равным 0,05.

Результаты

В процессе жизнедеятельности в биологических системах разного уровня сложности могут образовываться свободные радикалы, которые обладают высокой реакционной способностью. Активные кислородные метаболиты используются представителями нормальной микрофлоры как средства конкурентной борьбы в микробиоценозах, кроме того, их синтезируют клетки иммунной системы. Независимо от происхождения свободные радикалы повреждают белки, нуклеиновые кислоты и липиды, входящие в состав клеток микроорганизмов и организма человека. Исследования последних лет свидетельствуют о том, что дисбактериоз кишечника, независимо от его природы, сопровождается увеличением содержания в кишечнике токсических форм кислорода [8], в том числе и у ВИЧ-инфицированных пациентов. Бифидобак-терии по типу дыхания являются анаэробными бактериями, некоторые виды и штаммы аэро-толерантны. У них функционируют ферментные антиоксидантные системы - НАДН-окси-даза, НАДН-пероксидаза, а некоторые виды би-фидофлоры продуцируют каталазу. Кроме того, антиоксидантные свойства данных бактерий связывают с жирнокислотным составом клеточной стенки. Однако не всегда антиоксидантные системы бифидобактерий «выдерживают» высокую концентрацию токсических форм кислорода, поэтому снижается популяционный уровень данных микросимбионтов.

Установлено, что внесение этилметилги-дроксипиридина сукцината в питательную среду не влияет на количественный уровень В.Ы(-idum и В.1опдит, так как содержание бифидобактерий до и после внесения антиоксиданта не изменилось и составило 5 и 6 ^ КОЕ/мл соответственно. При этом количественный уровень B.breve увеличивается в 10 раз по сравнению с контролем, т.е. с 5 ^ до 6 ^ КОЕ/мл. Дело в том, что у штаммов B.breve антиоксидант-ная активность составила 0,3 (0,1; 0,5) Еаоа. У B.bifidum и В.1опдит данные показатели были в 2-3 раза выше и составили 0,7 (0,2; 1,0) Еаоа и 1,1 (0,6; 1,4) Еаоа соответственно. Введение в питательную среду этилметилгидроксипириди-на сукцината значительно снижает воздействие токсических форм кислорода на бифидобакте-рии со слабыми антиоксидантными свойствами и создает оптимальные условия для размножения их популяции.

Добавление в питательную среду этилметил-гидроксипиридина сукцината изменяет также поверхностные свойства бактериальных клеток, так как препарат обладает мембранопро-текторным действием. Так, установлено, что под влиянием препарата у B.bifidum в 1,8 раза, а у B.breve более чем 2 раза увеличивается ги-дрофобность клеточной поверхности (таблица 1). При этом у изначально высокогидрофобных штаммов В.1опдит показатели текучести мембраны практически не изменяются.

Увеличение гидрофобности бактериальной поверхности у B.breve сопровождается ростом в 4 раза аутоаггрегации штаммов. Опять же введение препарата не изменяет аутоаггрега-ции у В.1опдит и B.bifidum, которые характеризовались изначально высокими показателями признака, т.е. можно говорить об избирательности действия этилметилгидроксипиридина сукцината, которая определяется начальными свойствами штаммов. В основе изменения поверхностных свойств бифидобактерий лежит увеличение массы жирных кислот в клеточной стенке за счет роста массы ненасыщенных жирных кислот (таблица 1). Если учесть, что ненасыщенные жирные кислоты проявляют ан-тиоксидантные свойства, то применение этил-метилгидроксипиридина сукцината приведет к модуляции не только кристаллического состояния бактериальной мембраны, но и антиокси-дантных возможностей бактерий.

Однако установлено, что этилметилгидрок-сипиридина сукцинат статистически значимо снижает специфическую адгезию испытуемых штаммов (таблица 1). Показатели ИАМ у B.breve позволили изначально охарактеризовать их как среднеадгезивные культуры, В.1опд-um были высокоадгезивными, а B.bifidum - низкоадгезивными. После добавления в питательную среду этилметилгидроксипиридина сук-цината происходит снижение способности к специфической адгезии у всех штаммов. При этом изменяется категория микроорганизмов по ИАМ, и бактерии становятся низко- или неадгезивными. Так как этилметилгидроксипири-дина сукцинат снижает способность бифидо-бактерий к специфической адгезии, это предопределяет поиск средств, нивелирующих этот эффект.

Согласно литературным данным, лизоцим повышает адгезивные свойства бифидобакте-рий и обладает антибактериальной активно-

FUNDAMENTAL ц

AND CLINICAL MEDICINE И- ч

Таблица 2.

Влияние этилметил-гидроксипиридина сукцината (ЭМГПС) и лизоцима на индекс адгезии бифидобак-терий. Me (LQ; UQ)

Table 2.

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

Виды Контроль Лизоцим ЭМГПС+ Pl-2 Pl-3

Species Control Lysozyme лизоцим

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)

стью в отношении условно патогенной микрофлоры. В связи с этим были проведены опыты по оценке влияния лизоцима на адгезивные свойства бифидобактерий. Установлено, что при использовании лизоцима специфическая адгезия штаммов увеличивалась не более, чем на 8,3% - 9,1%, но разница была статистически не значима (р>0,05) (таблица 2). При совместном использовании этилметилгидроксипири-дина сукцината и лизоцима специфическая адгезия бифидобактерий снижалась, но это изменение признака не достигало статистической значимости (р>0,05), т.е. адгезивная активность бифидофлоры сохранялась практически на исходном уровне.

Обсуждение

Коррекция биологических свойств кишечных микросимбионтов является одним из новых направлений в системе коррекции микроэкологических нарушений [9]. Нормализация состояния кишечного микробиоценоза у ВИЧ-инфицированных пациентов является жизненно необходимым мероприятием, так как кишечные микросимбионты нередко становятся возбудителями оппортунистических бактериальных инфекций кожи и органов дыхания [10, 11]. Достижения последних лет по исследованию механизмов функционирования кишечного микробиоценоза показывают доминирующую и регулирующую роль бифидобак-терий [12, 13], которые широко используются для управления ассоциативной микрофлорой кишечника. Ранее показано, что у ВИЧ-инфицированных детей отмечается не только снижение популяционного уровня бифидофлоры, но и изменение поверхностных и антиоксидант-ных свойств клеток при их взаимодействии с условно-патогенными микроорганизмами [5, 7]. В связи с этим определены группы веществ для коррекции биологических свойств бифи-добактерий - это антиоксиданты и мембрано-протекторы. Эти свойства одновременно сочетает в себе этилметилгидроксипиридин сукци-нат. При добавлении данного антиоксиданта в

питательную среду с культурами бифидобакте-рий, имеющими низкую активность противо-кислородной защиты происходит инактивация токсических форм кислорода, что обеспечивает оптимальные условия для роста и размножения бифидобактерий и они достигают более высокого количественного уровня, чем в среде без антиоксиданта. Кроме того, этилметилги-дроксипиридина сукцинат модулирует поверхностные свойства бифидобактерий, что обусловлено наличием у него защитного действия на липиды клеточных мембран и возможности влиять на вязкость мембранных структур. У испытуемых штаммов бифидобактерий в клеточной стенке увеличивается общее содержание и масса ненасыщенных жирных кислот. Очевидно, что препарат стимулирует анаэробный путь синтеза ненасыщенных жирных кислот у бифидобактерий, что связано с активизацией специфических мембранных ферментов при пониженном парциальном давлении кислорода [7, 14]. В итоге увеличивается в 2 раза гидро-фобность клеточной поверхности бифидофло-ры, которая является показателем неспецифической адгезии бактерий. Кроме того, в 4 раза увеличивается аутоаггрегация и создаются благоприятные предпосылки для восстановления бактериальной биопленки на слизистой кишечника при ВИЧ-инфекции.

При всех благоприятных эффектах этилме-тилгидроксипиридина сукцинат все-таки оказывает побочное действие на бифидобактерии, он снижает специфическую адгезию штаммов. Это обусловлено его неконкурентным связыванием с поверхностными белковыми структурами бактериальной клетки.

По данным литературы, лизоцим оказывает бифидогенный эффект, который реализуется за счет стимуляции адгезии у бифидобактерий [15]. Добавление в питательную среду лизоци-ма действительно увеличивает специфическую адгезию штаммов, но не более чем на 10%. При этом механизм активации адгезивных факторов под влиянием лизоцима до сих пор не ясен. Установлено, что добавление лизоцима к этил-

метилгидроксипиридину сукцинату позволяет нивелировать эффект снижения лиганд-рецеп-торной адгезии бифидобактерий и сохранить ее на исходном уровне.

Заключение

Модуляция поверхностных свойств бифи-добактерий при ВИЧ-инфекции позволяет восстановить популяционный уровень бифидобак-терий и оптимизировать межбактериальные взаимодействия посредством изменения гидро-фобности. В качестве инструментов для коррекции целесообразно использовать средства, обладающие антиоксидантными и мембрано-стабилизирующими свойствами. Так, исполь-

зование этилметилгидроксипиридина сукцина-та у штаммов с низкими значениями гидрофоб-ности и аутоаггрегации способствует снижению вязкости мембраны за счет стимуляции у бактерий синтеза ненасыщенных жирных кислот. Антиоксидантные свойства этилметилги-дроксипиридина сукцината также обеспечивают снижение токсического действия активных форм кислорода на клеточные стенки бифидо-бактерий. Оптимизация жидкокристаллического состояния клеточной стенки у бифидобакте-рий и содержания активных радикалов в окружающей среде сопровождается увеличением размножения последних и повышением их количественного уровня.

Литература / 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; 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. Состояние микробиоценоза кишечника у ВИЧ-инфицированных детей // Медицина в Кузбассе. 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. Свойства бифидобактерий при ВИЧ-инфекции // Медицина в Кузбассе. 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 (Способ количественного определения антиоксидантной активности микроорганизмов : 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 анализ жирнык кислот клеточнык стенок бифидобактерий с различной гидрофобностью // Сорбционные и хроматографические процессы. 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; 2: 80-84. Russian (Га-

пон М.Н., Терновская Л.Н. Выывление степени микроэкологических нарушений кишечника на основе расчета локального антиоксидантного индекса // Журнал микробиологии, эпидемиологии и иммунобиологии. 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 (Лахтин М.В., Лахтин В.М., Алешкин В.А., Афанасьев С.С. Фундаментальные аспекты и прикладные принципы лектиновых систем на примере микробиоце-нозных симбиотических штаммов и консорциумов // 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 (Пузырева Л.В., Родькина Л.А., Мордык А.В., Конченко В.Д., Далабаева Л.М. Анализ инфекций нижних дыхательных путей с исследованием микробного пейзажа материала у ВИЧ-инфицированных пациентов // Журнал микробиологии, эпидемиологии и иммунобиологии. 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 (Тимербулатов В.М., Сибаев В.М., Тимербулатов Ш.В., Тимербулатов М.В., Валишин Д.А. Гнойно-септические осложнения ВИЧ-инфицированных больных // Медицинский вестник Башкортостана. 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-хина Т.Х., Перунова Н.Б., Паромова Я.И. Регулирующее влияние экзометаболитов Bifidobacterium bifidum на про-лиферативную активность условно-патогенных микроорганизмов // Вестник Смоленской государственной меди-•-

49

FUNDAMENTAL ц

AND CLINICAL MEDICINE И- ч

цинской академии. 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; 7 (12): 213-217. Russian (Салгина А.В., Рахматуллина О.И. Влияние ассоциаций бифидобактерий и пропионибакте-рий на биологические свойства E. Coli // Успехи современной науки и образования. 2016. Т.7, № 12. С. 213-217).

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

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

Biology, and Medicine. Moscow : Triada, 2006. 670 p. Russian (Титов В.Н., Лисицын Д.М. Жирные кислоты. Физическая химия, биология и медицина. Москва : Триада, 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. Пробио-тики, пребиотики и метабиотики в коррекции микроэкологических нарушений кишечника // Медицинский совет. 2015. № 13. С. 94-99).

Сведения об авторах

Authors

Захарова Юлия Викторовна, доцент, кандидат медицинских наук, доцент кафедры микробиологии, иммунологии и вирусологии ФГБОУ ВО «Кемеровский государственный медицинский университет» Министерства здравоохранения Российской Федерации, г. Кемерово, Россия. Вклад в статью: выделение бифидобактерий, идентификация, изучение биологических свойств, статистическая обработка данных, написание статьи. ORCID: 0000-0002-3475-9125

Леванова Людмила Александровна, доцент, доктор медицинских наук, заведующая кафедрой микробиологии, иммунологии и вирусологии ФГБОУ ВО «Кемеровский государственный медицинский университет» Министерства здравоохранения Российской Федерации, г. Кемерово, Россия. Вклад в статью: организация забора и доставки исследуемого материала, организация и участие в проведении бактериологических исследований, консультативная помощь, оформление статьи. 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 Андрей Сергеевич, кандидат фармацевтических наук, доцент, старший научный сотрудник Центральной научно-исследовательской лаборатории ФГБОУ ВО «Кемеровский государственный медицинский университет» Министерства здравоохранения Российской Федерации, г. Кемерово, Россия. Вклад в статью: пробоподготовка образцов к проведению ГХ-МС, организация хроматографического анализа. ORCID: 0000-0001-9300-5334

Корреспонденцию адресовать:

Захарова Юлия Викторовна,

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

E-mail: [email protected]

Corresponding author:

Dr. Yulia V. Zakharova,

22a, Voroshilova Street, Kemerovo, 650056, Russian Federation E-mail: [email protected]

Для цитирования:

Захарова Ю.В., Леванова Л.А., Сухих А.С. Коррекция биологических свойств бифидобактерий, выделенных от ВИЧ-инфицированных детей. Фундаментальная и клиническая медицина. 2018. Т. 3, № 4. С 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.

Статья поступила: 07.09.2018 Принята в печать: 30.11.2018

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.