CC BY
9
В1СНИК ВДНЗУ «Украгнська медична стоматологгчна академя»
желудочной железе в условиях острого стресса зависит от индивидуально-типологических особенностей животных. Установлено, что меланин обладает стресспротекторным действием на поджелудочную железу, а именно предупреждает развитие цитолитического синдрома и эндогенной токсемии.
Summary
MECHANISM OF MELANIN INFLUENCE ON DEVELOPMENT OF STRESS-INDUCED DAMAGES OF PANCREAS IN DEPENDENCE ON ORGANISM STRESS-RESISTANCE Slobodyanyk N. M., Neporada K. S.
Key words: pancreas, stress-resistance, endogenic toxemia, melanin.
In experiments on Wistar male rats it has been proven the intensity of pathological changes in pancreas under acute stress depends on individual and typological peculiarities of animals. It has been found out that melanin produces stress-protective action on pancreas, and namely prevents the development of cytolytic syndrome and endogenic toxemia.
УДК 616.37/Д48 Ткачук О.В.
ЯК1СНИЙ I К1ЛЬК1СНИЙ СКЛАД М1КР0ФЛ0РИ ЗАГАЛЬНОГО ПРЕПАРАТУ Т0НК01 КИШКИ У ТВАРИН 13 ПОЕДНАНИМ ВПЛИВОМ СТРЕПТ030Т0ЦИН-1НДУК0ВАН0Г0 Д1АБЕТУ ТА 1ШЕМИ-РЕПЕРФУ3П ГОЛОВНОГО М03КУ
Буковинський державний медичний уыверситет, м. Чершвц
Мета роботи - вивчити яюсний та кшьюсний склад мкрофлори загального препарату тонко'1 кишки в щургв 1з чотирим^ячним цукровим дгабетом, ускладненим шемгею-реперфузгею головного мозку шляхом бактерюлоггчного та мкологгчного дослгдження. Встановлено, що в щургв 1з чоти-римгсячним цукровим дгабетом та вгдстроченими наслгдками iшемН'-реперфузи головного мозку формуеться дисбактерюз тонко'1 кишки з елiмiнацiею або вираженим дефщитом автохтонних об-лiгатних бiфiдобактерiй, лактобактерй, ентерокоюв та пептострептокоюв, зростанням попу-ляцйного рiвня умовно патогенних ентеробактерй (кишковi палички), стафыокоюв, бактеро'Шв, та контамта^ею тонко'1 кишки умовно патогенними ентеробактерiями (клеб^елами, протеями), бактерiями роду Clostridium, пептококом та дрiжджоподiбними грибами роду Candida. l^rcwoBi слова:
Публ1кац1я е фрагментом планово)' науково-досл/дно! роботи "Порушення функц/онування центральних та периферич-них ланок нейро/муноендокринно)' системи за умов гтоксп та iнших несприятливих чинниюв i розробка шлях1в корец пато-лоячних змiн" (№ державно'!'реестрац/Г 0109U003914) Буковинського державного медичного ушверситету.
Вступ
Важливим компонентом iмунноí системи органь зму е кишкова мiкрофлора, вщ яко1 залежить форму-вання та характер розвитку iмунноí вщпов^ оргаызму в цтому [1, 4, 13]. Велика всмоктувальна поверхня, значна резорбцшна здатнють тонко'' кишки, штенсив-не кровопостачання дозволяють цьому вщдту травного тракту швидко реагувати на дю несприятливих чинниюв змЫою мiкробноí екологп, а представництво значно' ктькост iмунокомпетентних кгмтин (CD4+, CD8+, гама-, дельта- Т^мфоци^в, В^мфоци^в, ан-тигенпрезентуючих) у слизовм оболонки тонко' кишки визначають и роль в ^^ацп iмунноí вщпов^ поруч з шшими вщдтами iмунноí системи [9, 15, 18, 19].
Зважаючи на роль i мюце порожнинно! та мукоз-ноí мiкрофлори тонкоí кишки в формуванн системних iмунних реакцм [19], можна очiкувати на и участь у формуваннi автоiмунноí патологи, до яко1 вiдноситься цукровий дiабет I типу [6, 17]. КлУчш спостереження свiдчать, що цукровий дiабет суттево впливае на фенотип мiкробiоценозу порожнини товстоí кишки, по-рушуючи видовий склад автохтонноí обл^атно1 анае-робноí i факультативноí анаеробно! мiкрофлори та и популяцiйний рiвень [2, 3, 5], а проведет нами експе-риментальнi дослiдження показали [12], що стрепто-зотоцин-iндукований цукровий дiабет, який е моделлю
дiабету першого типу, призводить до формування ди-збактерiозу (дисбiозу) у загальному препарат тонко! кишки. Зважаючи на присутнють автоiмунного компоненту в патогенезi iшемiчно-реперфузiйного пошко-дження головного мозку [14, 16], лопчно очкувати на те, що поеднання двох автоiмунних патологiчних ста-нiв - цукрового дiабету та iшемií-реперфузií головного мозку - може мати ютотний вплив на якюний та ктькь сний склад мiкробiоти загального препарату тонко! кишки. Однак при аналiзi л^ератури з дано! проблеми подiбноí iнформацií ми не виявили.
Мета дослвдження
Вивчити якiсний та ктькюний склад мiкрофлори загального препарату тонко! кишки в щурiв iз чотири-мiсячним цукровим дiабетом, ускладненим iшемiчно-реперфузiйним ушкодженням головного мозку.
Матерiали та методи дослiдження
Дослiдження виконано на бтих нелiнiйних сам-цях щурiв, яким у вiцi два мюяц для вiдтворення цукрового дiабету однократно внутрiшньочеревинно вводили стрептозотоцин (Sigma, США, 60 мг/кг маси тта) [6]. У дослщ брали щурiв iз рiвнем глкеми вище 10 ммоль/л. Тривалiсть дiабету - чотири мiсяцi.
У частини тварин дослщно!' та контрольно! груп моделювали неповну глобальну iшемiю мозку шляхом
Актуальш проблеми сучасно!' медицини
припинення кровотоку по загальних сонних артерiях протягом 20 хв [11]. У щурiв контрольно! групи препа-рували обидвi соннi артерп та подразнювали !х стiнку, не перетискаючи судини. yci втручання та евтаназiю здiйснювали пщ калiпсоловим наркозом (70 мг/кг маси тта) i3 дотриманням мiжнародних принцитв Свро-пейсько! конвенцп про захист хребетних тварин, якi використовуються для експериментальних та Ыших наукових цтей (Страсбург, 1985), ухвали Першого нацюнального конгресу з бiоетики (Ки!в, 2000). Тварин виводили з експерименту шляхом денкаытаци пщ калiпсоловим наркозом на 12-ту добу постiшемiчного перюду.
Якiснi та кiлькiснi показники мiкрофлори визна-чали шляхом бактерiологiчного та мколопчного до-
слiдження з подальшим розрахунком iндексу постй ностi, частоти зуст^чання, коефiцieнта кiлькiсного до-мшування та значущостi кожного виду (родини) мiкро-органiзму в мiкробiоценозi загального препарату тонко! кишки [7, 10].
Статистичну значимють вщмЫностей оцЫювали за t-критерieм Стьюдента для незалежних виборок. Дан представленi у виглядi середнiх арифметичних та стандартного вщхилення.
Результати та \х обговорення
Результати вивчення видового складу мiкробiо-ти загального препарату тонко! кишки в експериментальних тварин iз цукровим дiабетом та iшемieю головного мозку наведет в табл. 1.
Таблиця 1
Видовий склад MiKpo6iomu загального препарату тонко)' кишки в w,ypie i3 цукровим dia6emoM, ускладненим iшемieю-
реперфyзieю головного мозку
МПкроорганлзми Цукровий дiабет та iшемiя-реперфузiя мозку (n =5) Цук ровий дiабет( n=5) Р
Видi-лено шта1^в 1ндекс постй ност1 Частота зустрь чання Видтено шта1^в 1ндекс по-с™-ност1 Частота зу-стрьчання
1. Облiгатнi анаеробнi бактерп
Бiфiдобактерi! 2 40,0 0,05 10 100,0 0,18 <0,05
Лактобактерi! 3 60,0 0,08 10 100,0 0,18 <0,05
Еубактерп 0 - - 2 20,0 0,04 -
Бактеро!ди 5 100,0 0,14 10 100,0 0,18 >0,05
Пептокок 4 80,0 0,11 - - - -
Пептострептококи 0 - - 4 40,0 0,07 -
Бактерп роду Clostridium 5 100,0 0,14 0 - - -
2. Факультативы анаеробн та аеробн бактерп
Кишкова паличка 5 100,0 0,14 7 70,0 0,13 >0,05
Кпебаели 2 40,0 0,05 0 - - -
Проте! 4 80,0 0,11 0 - - -
Ентерококи 0 - - 7 70,0 0,13 -
Стрептобацили 1 20,0 0,03 8 80,0 0,14 <0,05
Стаф™коки 4 80,0 0,11 2 20,0 0,14 <0,05
Дрiжджоподiбнi гриби роду Candida 2 40,0 0,05 0 - - -
Прим1тки: р - достов1рн1сть зм:н у групах пор1вняння
Поеднана з цукровим дiабетом шеммя головного мозку значно поглиблюе змЫи видового складу мiкро-бюти загального препарату тонко! кишки, наявн у тварин iз дiабетом. При цьому настае елiмiнацiя iз тонко! кишки бiфiдобактерiй (у трьох iз п'яти тварин), лактобактерiй (у двох iз п'яти), еубактерiй, пептостре-птококiв, ентерококiв, аеробних стрептобацил (у чоти-рьох iз п'яти тварин), а також вщбуваеться контамша-^я тонко! кишки умовно патогенними ентеробактерiя-ми (клебсiелами та протеями), пептококом, бактерiя-ми роду Clostridium, стафтококом та дрiжджоподiб-ними грибами роду Candida.
Таким чином, цукровий дiабет у поеднаннi з iшемiею головного мозку призводить до глибоких по-рушень мiкробно! екологi! тонко! кишки, внаслщок чо-го змшюеться видовий склад !! мiкробiоти. При цьому константними представниками в мiкробiотi тонко! ки-
шки стають умовно патогены бактерп роду Clostridium, бактеро!ди, кишкова паличка, пептокок, ентеробактери (проте!), стафiлококи; часто зуст^ча-ються умовно патогены ентеробактери (клебсieли), дрiжджоподiбнi гриби роду Candida та автохтоны об-л^атш бiфiдобактерi!; рiдко виявляються аеробн гра-мпозитивнi стрептобацили (транзиторнi стрептобаци-ли).
Для оцЫки ступеня дисбiотичних порушень, окрiм встановлення якiсного (видового) складу мiкро-бiоти, необхiдно визначити ктькюний склад автохтон-них облiгатних i факультативних анаеробних мiкроор-ганiзмiв, а також алохтонних представниш для з'ясування !х патогенетично! ролi. Результати вивчення популяцiйного рiвня мiкрофлори загального препарату тонко! кишки експериментальних тварин iз цукровим дiабетом, поеднаним з iшемieю-реперфузieю головного мозку, наведет у таблиц 2.
В1СНИК ВДНЗУ «Украхнська медична стоматологгчна академхя»
Таблиця 2
Популяцйний р1вень (в Iq КУО/г) мкрофлори загального препарату тонко)' кишки в щур1в iз цукровим диабетом, ускладненим
Шем1ею-реперфуз1ею головного мозку
Мiкpооpганiзми Цукровий дiабeт та iшeмiя-peпepфузiя мозку (n =5) Цукровий дiабeт (n=5) Р
Популя-цмний pi-вень ККД КЗ Популяцмний piвeнь ККД КЗ
1. Облгаты анаеробн бактерп
Бiфiдобактepi! 3,89±0,17 25,3 0,03 7,97±0,21 134,2 0,24 <0,05
Лактобактери 4,04±0,14 39,4 0,05 8,11 ±0,17 136,5 0,25 <0,05
Еубактерп 0 - - 5,07±0,22 17,1 0,03 -
Бактерощи 9,21 ±0,31 149,5 0,21 6,29±0,18 105,9 0,19 <0,05
Пептокок 8,32±0,21 108,1 0,15 0 - - -
Пептострептококи 0 - - 6,37±0,18 42,9 0,08 -
Бактерп роду Clostridium 7,18±0,29 116,6 0,16 0 - - -
2. Факультативы анаеробн та аеробн бактepi!
Кишкова паличка 6,76±0,05 109,7 0,15 4,88±0,27 57,5 0,11 <0,05
Клебаели 6,65±0,04 43,2 0,05 0 - - -
Проте: 5,75±0,08 74,7 0,10 0 - - -
Ентерококи 0 - - 6,58±0,27 77,5 0,14 -
Стрептобацили 6,30 20,5 0,03 6,57±0,23 88,5 0,15 >0,05
Стафiлококи 5,81 ±0,09 75,5 0,10 1,65±0,08 5,6 0,01 <0,05
Дpiжджоподiбнi гриби роду Candida 3,84±0,21 24,9 0,03 0 - - -
Прим1тки: ККД - коефцент ктьюсного дом1нування; КЗ - коеф1цент значущот; р - достов1рн1сть змн у групах пор1вняння
За популяцмним piBHeM, коефiцieнтом ктькюно-го домшування та коeфiцieнтом значущост домЫую-чими бактepiями в еколопчый систeмi мiкpобiоти тонко! кишки в щуpiв i3 цукровим дiабeтом, поеднаним з iшeмieю головного мозку, е автохтоны факультативы умовно патогены бактерощи, клостридп, пептокок, кишкова паличка, умовно патогены ентеробактери (проте! та клебаели) та стафтокок.
Незначну роль у мiкpобiоцeнозi тонко! кишки вь дiгpають аepобнi гpампозитивнi стрептобацили (тран-зиторы бактерп), дpiжджоподiбнi гриби роду Candida, а також автохтоны обл^аты найбтьш фiзiологiчно ко-pиснi бiфiдобактepiï та лактобактери.
Таким чином, iшeмiя-peпepфузiя головного мозку, виконана на тл цукрового дiабeту, порушуе мiкpо-екологю тонкоï кишки, що проявляеться глибоким дисбалансом як якюного, так i ктькюного складу ав-тохтонних обл^атних факультативних умовно пато-генних бактерш, а також алохтонних пpeдставникiв мь кpобiоти тонкоï кишки, якi транслокуються з iнших джерел умовно патогенних ентеробактери, пептоко-ка, клостpидiй та дpiжджоподiбних гpибiв роду Candida. Сформований дисбаланс якюного i ктькюно-го складу обумовлюе розвиток кишкового дисбактерь озу, для якого характерним е eлiмiнацiя або вираже-ний дефщит автохтонних облiгатних найбiльш фiзiо-лопчно корисних бiфiдобактepiй, лактобактepiй, енте-рокогав та пeптостpeптококiв. Цi мiкpооpганiзми в бь льшостi експериментальних тварин eлiмiнують iз тон-коï кишки, або вони персистують у цьому бютоы в мь нiмальних кiлькостях, доступних для виявлення бак-тepiологiчним методом дослщження. На такому фонi зростае популяцшний piвeнь умовно патогенних енте-pобактepiй (кишковi палички), стафiлококiв, бактеро!-дiв, та настае контамiнацiя тонко!' кишки умовно пато-генними eнтepобактepiями (клeбсiелами, протеями), бактepiями роду Clostridium, пептококом та дpiжджо-подiбними грибами роду Candida.
Перераховане вище свщчить про глибок пору-шення мiкpоeкологiчноï системи тонкоï кишки при
ускладнены цукрового дiабeту iшeмiчно-peпepфузiйним ушкодженням головного мозку.
Висновки
1. У щуpiв iз чотиpимiсячним цукровим дiабeтом та вiдстpочeними наслiдками iшeмiï-peпepфузiï головного мозку формуеться дисбактерюз тонко1 кишки з eлiмiнацiею або вираженим дефщитом автохтонних облiгатних найбiльш фiзiологiчно корисних бiфiдобак-тepiй, лактобактepiй, ентерокоюв та пептострептоко-кiв, зростанням популяцшного piвня умовно патогенних ентеробактери (кишковi палички), стафiлококiв, бактepоïдiв та контамЫа^ею тонкоï кишки умовно па-тогенними eнтepобактepiями (клeбсiелами, протеями), бактepiями роду Clostridium, пептококом та дpiжджо-подiбними грибами роду Candida.
Перспективи подальших дослiджень
Результати дослiджeнь свщчать про перспекти-внiсть вивчення мiкpобноï eкологiï тонкоï кишки за н ших видiв автоiмунноï патологiï.
Лггература
1. Бондаренко В.Н. Микрофлора человека: норма и патология / В.Н. Бондаренко // Наука в России. - 2007. - № 1. - С. 4-9.
2. Боцюрко В.1. Стан мiкpофлоpи кишечника у хворих на цукровий дiабeт: розробка нових лкарських засобiв для ïï норма-лiзацi! / В.I.Боцюрко, О.М.Сухолитка, 1.Г.Бабенко //Актуальнi питання сучасноТ експерим. та клiн. ендокринол. - Л^в. -2003. - С.17-18.
3. Дисбiоз кишечнику в дiабeтологi! / [Сидорчук 1.Й., Ляшук Р.П., Пашковська Н.В. та iK] ; -Черывц : Мед унiвepситeт, 2006. -120 с.
4. Звягинцева Т.Д. Дисбактериоз кишечника: клиническое значение и перспективы лечения / Т.Д.Звягинцева, Сергиенко Е.И. // Эксперим. и клин. гастроэнтерол. - 2003. - №3. - С. 70-74.
5. 1мунний статус хворих на цукровий дiабeJ, що страждають на дисбактерюз кишечнику / [Сидорчук 1.Й., Маслянко В.А., Паньш B.I. та iK] //Актуальн питання клiнiко-лабоpатоpноï дiагностики захворювань людини. -Черывц, 2001. - С. 2223.
Актуальш проблеми сучасно'1 медицини
10.
11.
12.
Камышный А.М. Влияние экспериментального сахарного 13. диабета на процессы дифференцировки лимфоцитов в тимусе у крыс со спонтанной гипертензией / А.М.Камышный // Вюник морфологи. - 2007. - №13(1).- С. 48-52. 14.
Лабораторные тесты. Микробиологическая и вирусологическая диагностика / под ред. Турьянова М.Х. - Ч.1. - М. : Каппа, 1995. - 144 с.
Ляшук Р.П. Стан мiкрофлори порожнини товсто! кишки у хворих на цукровий дiабет 1-го типу залежно вщ тривалост 15. захворювання / Р.П.Ляшук // Буковинський мед. вюник. -2002. - Т.6, №4. - С. 99-102.
Митрохин С.Д. Дисбактериоз: современные представления. Диагностика. Возможности и лечение / С.Д.Митрохин // Ан- 16. тибиотики и химиотерапия. - 2004. -№7. - С. 22-23. Основные методы лабораторных исследований в клинической бактериологии / Руководство ВОЗ. - Женева, 1994. - 132 с. 17.
Скибо Г.Н. Использование различных экспериментальных моделей для изучения клеточных механизмов ишемическо-го поражения мозга / Г.Н. Скибо // Патология. - 2004. - Т.1, 18. №1. - С. 22-30.
Ткачук О. В. Мiкробна еколопя загального препарату (порож-нинно! та мукозно! мiкрофлори) тонко!' кишки в щ^в зi стре-птозотоциындукованим цукровим дiабетом / О.В.Ткачук, 19. 1.Й.Сидорчук // КлЫ. та експерим. патол. - 2010. - Т. IX, №4 (34). - С. 106-109.
Циммерман Я.С. Дисбиоз (дисбактериоз) кишечника и/или синдром избыточного бактериального роста / Я.С.Циммерман // Клин. мед. - 2005. - №4. - С.14-22. Шмакова И.П. Изменение состояния иммунной системы у больных, перенесших ишемический инсульт, под влиянием метода мезодиэнцефальной электромодуляции / И.П.Шмакова, О.С.Зоярнюк, Н.И.Савченко // Аллергология и иммунология. - 2004. - Т.5, №1. - С.211. Brenner D. J. Bergey's Manual of Systematic Bacteriology / D. J.Brenner; N. R.Krieg, J. R.Staley // The Proteobacteria, Part B:
The Gammaproteobacteria. 2005. - V. 2. - 2nd ed. - XXVIII, 1108 p.
Kumari R. Impaired wound healing after cerebral hypoxia-ischemia in the diabetic mouse / R.Kumari, L.B.Willing, J.K.Krady [et al.] // J.Cereb.Blood Flow.Metabol. - 2007. -V.27, №4. - P. 710-718.
Geenen V. Importance of a thymus dysfunction in the pathophisiology of type 1 diabetes / V.Geenen, F.Brilot, C.Louis [et al.] // Rev. Med. Liege. - 2005. - V. 60, № 5-6. - P. 291-295. Ishikawa H. Effect of intestinal microbiota on the induction of regulatory CD25+ CD4+ T cells / H.Ishikawa, K.Tanaka, Y.Maeda, Y. Aiba // Clin. Exp. Immunol. -2008. - V. l, № 153. -P. 127-135.
Liang Q.H. Influence of intestinal dysbacteriosis on immune and hematopoietec function in mice / Q.H.Liang, L.Zhang, S.C.Duan, [et al.] // Zhonghua Er Ke Za Zhi. - 2004. - V. 42, № 9. - P. 708711.
Реферат
КАЧЕСТВЕННЫЙ И КОЛИЧЕСТВЕННЫЙ СОСТАВ МИКРОФЛОРЫ ОБЩЕГО ПРЕПАРАТА ТОНКОЙ КИШКИ У КРЫС С СОЧЕТАННЫМ ВОЗДЕЙСТВИЕМ СТРЕПТОЗОТОЦИН-ИНДУЦИРОВАННОГО ДИАБЕТА И ИШЕМИИ-РЕПЕРФУЗИИ ГОЛОВНОГО МОЗГА Ткачук А. В. Ключевые слова:
Цель работы - изучить качественный и количественный состав микрофлоры общего препарата тонкой кишки у крыс с четырехмесячным сахарным диабетом, осложненным ишемией-реперфузией головного мозга, путем бактериологического и микологического исследования. Показано, что у крыс с четырехмесячным сахарным диабетом и отдаленными последствиями ишемии-реперфузии головного мозга формируется дисбактериоз тонкой кишки с элиминацией и выраженным дефицитом аутохтонных облигатных бифидобактерий, лактобактерий, энтерококков и пептострептококков и повышением популяционного уровня условно патогенных энтеробактерий (кишечные палочки), стафилококков, бактероидов и контаминацией тонкой кишки условно патогенными энтеробактери-ями (клебсиелами, протеями), бактериями рода Clostridium, пептококком и дрожжеподобными грибами рода Candida.
Summary
QUALITATIVE AND QUANTITATIVE COMPOSITION OF MICROFLORA IN SPECIMENS OF SMALL INTESTINE IN RATS UNDER COMBINED EFFECT OF STREPTOZOTOCIN-INDUCED DIABETES MELLITUS AND BRAIN ISCHEMIA-REPERFUSION Tkachuk O.V.
Key words: small intestine, microflora, streptozotocin-induced diabetes mellitus, brain ischemia-reperfusion. This work was aimed to study qualitative and quantitative composition of microflora in specimens of small intestine taken from rats experiencing diabetes mellitus for four months which was complicated with long-term effects of cerebral ischemia-reperfusion by bacteriological and mycological investigations. It was shown that dysbacteriosis of small intestine developed accompanied with elimination or significant deficit of autochthonous obligatory Bifidobacteria, Lactobacte-ria, Enterococci and Peptococci, increasing of the population of conditionally pathogenic enterobacteria (Escherichia coli), Staphylococci, Bacteroids and contamination of the small intestine by conditionally pathogenic enterobacteria (Klebsiellas, Proteuses), Clostridia, Peptococci and yeast-like microorganisms of Candida genus.
