Лекарство, което регулира баланса на чревната микрофлора Bacillus subtilis. Щам от бактерии bacillus subtilis, използвани за получаване на пробиотичен препарат, предназначен за профилактика и лечение на стомашно-чревни заболявания в селското стопанство

480 търкайте. | 150 UAH | $7,5 ", MOUSEOFF, FGCOLOR, "#FFFFCC",BGCOLOR, "#393939");" onMouseOut="return nd();"> Дисертация - 480 RUR, доставка 10 минути, денонощно, седем дни в седмицата и празници

Гатаулин Айрат Гафуанович. Биологични свойства на щамове Bacillus subtilis, обещаващи за създаване на нови пробиотици: Дис. ...канд. биол. Науки: 03.00.07 Москва, 2005 131 с. RSL OD, 61:05-3/1040

Въведение

Глава 1. Микробният антагонизъм - основа за създаването на биотерапевтични лекарства за корекция на дисбиотични състояния 9

Глава 2. Спорови пробиотици и тяхното въздействие върху макроорганизма 18

2.1. Препарати от бактерии от рода Bacillus 18

2.2. Съвременни представи за механизмите на лечебно-профилактичното действие на пробиотици от бактерии от род Bacillus 26

2.3. Биологично активни вещества, произведени от аеробни спорообразуващи бактерии 32

2.4. Фактори на патогенност на бактерии от рода Bacillus 34

Глава 3. Обекти и методи на изследване 41

3.1. Обекти на изследване 41

3.2. Методи на изследване 43

3.2.1. Оборудване и техника 45

Глава 4. Характеристика на изолираните щамове 53

4.1. Изследване на морфологични и физиолого-биохимични свойства на щамове 53

4.2. Антагонистична и адхезивна активност на щамове B.subtilis в in vitro експерименти 55

4.3. Определяне на антибиотична резистентност и плазмиден профил на щамове B.subtilis 57

Глава 5. Ефект на B.subtilis щам 1719 върху макроорганизма 62

5.1. Изследване на токсичността, токсигенността, вирулентността и пробиотичната активност на B.subtilis щам 1719 в in vivo експерименти 62

5.2. Проучване на ефекта на B.subtilis щам 1719 върху параметрите на имунитета в in vivo експерименти с експериментална дисбиоза 70

Глава 6. Технологични характеристики на щам B.subtilis 1719 като основа на пробиотичен препарат 76

6.1. Оценка на растежните свойства върху различни течни хранителни среди 76

6.2. Изследване на жизнеспособността и антагонистичната активност на B.subtilis щам 1719 по време на съхранение 84

Глава 7. Сравнителна характеристика на свойствата на щама B.subtilis\l\9 и щамовете, които са в основата на някои търговски пробиотични препарати. 94

Заключение 98

Заключения 107

Литература 108

Въведение в работата

Релевантност на проблема

V включено модерен етапв медицинската микробиология се появиха нови

данни, обосноваващи използването на сапрофитна микрофлора, която е способна да произвежда биологично активни вещества (БАВ) по време на своята жизнена дейност, които потискат растежа на патогенни микроорганизми, злокачествени тумори и нормализират различни патологични и биохимични процеси в човешкото тяло.

През последното десетилетие биологичните продукти, базирани на живи микробни култури от спорообразуващи бактерии, се използват широко за профилактика и лечение на заболявания на стомашно-чревния тракт.

Род бактерии бацил,Една от най-разнообразните и широко разпространени групи микроорганизми, те са важни компоненти на екзогенната флора на хората и животните.

* Род Бацилпривлича вниманието на изследователите от древни времена. нако-

- уловени знания в областта на микробиологията, физиологията, биохимията, генетиката

бактерии показват ползи Бацилкато производители на биологично активни вещества: ензими, антибиотици, инсектициди. Високата адаптивност към различни условия на живот (наличие или отсъствие на кислород, растеж и развитие в широк диапазон от температури, използване на различни органични или неорганични съединения като хранителни източници и др.) допринасят за разпространението на бацили в почвата, водата, въздух, хранителни продукти и други външни обекти

]T околната среда, както и в тялото на хората и животните.

I Разнообразие от метаболитни процеси, генетични и биохимични

вариабилност, резистентност към литични и храносмилателни ензими, послужиха като обосновка за използването на бацили в различни области на медицината.

„4 цина. Администрация по храните и лекарствата

Американски средства, присвоени Bacillus subtilisСтатус GRAS (обикновено считан за безопасен) - напълно безопасни организми, което е предпоставка

5 за използването на тези бактерии в производството на лекарства.

Активността на бацилите се проявява срещу широк спектър от патогенни и условно патогенни микроорганизми. Благодарение на синтеза на различни ензими и други вещества, те регулират и стимулират храносмилането, имат антиалергични и антитоксични ефекти. При използване на бацили неспецифичната резистентност на макроорганизма се увеличава значително. Тези микроорганизми са лесни за производство, стабилни при съхранение и, най-важното, екологични.

Терапевтичните и профилактичните лекарства, базирани на живи непатогенни микроби, способни да осигурят, чрез естествен метод на приложение, благоприятни ефекти върху физиологичните и биохимичните функции на тялото гостоприемник чрез оптимизиране на неговия микробиологичен статус, понастоящем се класифицират като пробиотични лекарства.

От бацилите най-голям интерес представляват щамовете B. subtilis.По познаване на генетичните и физиологичните свойства те заемат второ място след E. coli.За големите възможности B. subtilisв биотехнологиите се доказва от създаването на база данни за молекулярната генетика на този щам - SubtiList, в която се въвежда цялата информация за бактериалния геном.

Анализът на резултатите от научните изследвания, проведени у нас и в чужбина, показва мащаба на използване на бактериите от рода Бацилза получаване на продукти от бактериална биомаса или техни метаболити. Известни методи за култивиране на бактерии от рода Бацилса в основата на технологията за производство на редица бактериални и ензимни препарати. .

На базата на живи бактерии от рода Bacillus са създадени пробиотични препарати, които са безвредни за макроорганизма, имат широк спектър от терапевтични и профилактични ефекти и са безопасни за околната среда. Резултатите от използването на животновъдството имат важно научно и практическо значение.

нови микробни култури от рода Бацилза лечение на стомашно-чревни заболявания при хора и селскостопански животни.

Понастоящем в практическото здравеопазване широко се използват известни пробиотични лекарства: бактисубтил, споробактерин, биоспорин, бактиспорин, субалин, цереобиоген, ентерогермин и други.

Показанията за терапевтична употреба и терапевтичната ефективност на тези лекарства са ограничени от свойствата на щамовете, използвани за тяхното производство. Решаващо значение има спектърът на антагонистична активност срещу патогенни и опортюнистични микроорганизми, които причиняват микроекологични нарушения в различни биотопи на човешкото или животинското тяло. Освен това не може да се пренебрегне способността на бацилите да произвеждат биологично активни вещества (полипептидни антибиотици, ензими и др.) И тяхната антибиотична резистентност.

Разнообразието и възникващата антибиотична резистентност на микроорганизмите, участващи в развитието на дисбиотични разстройства, от една страна, както и променливостта на биосинтетичните способности в различни щамове B. subtilis,от друга страна, определят целесъобразността от постоянен мониторинг на щамове, които имат насочена пробиотична активност и/или са продуценти на различни биологично активни вещества.

Цел на работата:

Проучете биологичните свойства на изолираните щамове B. subtilisи оценка на възможността за използването им за разработване на оригинален споров пробиотик.

Цели на изследването:

1. Проучете морфологичните, физиолого-биохимичните, антагонистичните, адхезивните и други свойства на изолираните култури B. subtilisв in vitro експерименти и изберете най-обещаващия щам за по-нататъшни изследвания.

Оценете пробиотичната активност на избрания щам B. subtilisв in vivo експерименти.

Изберете хранителна среда, която е оптимална за натрупване на биомаса от изследвания щам B. subtilis.

Определете жизнеспособността и антагонистичната активност на избрания щам B. subtilisпо време на съхранение.

Сравнете свойствата на оригиналния щам B. subtilisи култури, използвани за производството на търговски пробиотични препарати.

Научна новост.

Въз основа на изследването на морфологичните, физиолого-биохимичните, генетичните и други биологични свойства на изолираните щамове е избран щам без плазмиди. B. subtilis 1719, проявяващ антагонизъм срещу опортюнистични и патогенни микроорганизми от различни таксономични групи, притежаващ ниска адхезивна активност, устойчив на гентамицин, полимиксин и еритромицин.

Подходите за създаване на производствена технология, включително изследване на растежните свойства на щама, са експериментално обосновани B. subtilis 1719 върху оригинални хранителни среди, условия за стабилизиране на неговата жизнеспособност и антагонистична активност като етапи за получаване на ново пробиотично лекарство.

Подадена е заявка за изобретение (№ 2005111301 от 19.04.2005 г.): „Щам бактерии Bacillus subtilis 1719 е производител на антагонистично активна биомаса срещу патогени, както и на протеолитични, амилолитични и липолитични ензими.”

Практическо значение.

Изолиран и идентифициран щам B. subtilis 1719 г., депозирани в Държавната колекция от култури GISC на името на. Ел Ей Тарасевич под No 277 и

Основни положения, представени за защита:

Идентифицираните три щама бактериални култури отговарят на вида по морфологични, физиологични, биохимични и други свойства B. subtilis.Те не съдържат плазмиди, са антагонистично активни срещу опортюнистични и патогенни бактерии от различни таксономични групи и имат ниско или средно ниво на адхезия.

Прецедете B. subtilis 1719 има пробиотични свойства, проявяващи се в елиминирането на опортюнистични и патогенни микроорганизми с възстановяване на количествените и качествен съставнормална микрофлора при експериментална дисбиоза, а също така има имуномодулиращ ефект върху макроорганизма.

Според технологичните характеристики щамът B. subtilis 1719 може да бъде препоръчан като кандидат за създаване на оригинално пробиотично лекарство.

9 ПРЕГЛЕД НА ЛИТЕРАТУРАТА Глава 1. Микробният антагонизъм е в основата на създаването на биотерапевтични лекарства за корекция на дисбиотични състояния

Макроорганизмът и неговата микрофлора са единна екологична система, която започва да се формира от момента на раждането и се намира в състояние на динамично равновесие, като естествен защитен механизъм срещу патологични влияния. Представлявайки отворена биоценоза, микрофлората на стомашно-чревния тракт включва много локални микробиоценози, които заемат един или друг биотоп в тялото на човека или животното. Биотопите на храносмилателния тракт са разположени във вертикална (проксимодистална) и хоризонтална посока. В допълнение към лумена, чревната микрофлора в хоризонтална посока може да бъде локализирана в две части на лигавицата: в слоя от гликопротеини на слузта, гликокаликс, състоящ се от гликопротеини и гликолипиди над мембраните на епителните клетки.

Нормална микрофлора здрави хораи животните обикновено се разделят на местни или местни, характерни за даден вид, и преходни. В храносмилателния тракт са открити около 500 вида микроорганизми. Повече от 97% от общия брой чревни бактерии включва неспорови анаероби - Bifidobacterium, Bacteroides, Lactobacillus, Eubacterium,съдържанието на което достига 10% CFU на 1 грам изпражнения Броят на факултативните анаеробни микроорганизми (Escherichia coli, Enterococcus spp., Staphylococcus spp.и т.н.) стотици пъти по-ниски.

Един от важните аспекти на защитната функция на бактериите от нормалната микрофлора е антагонистична активност срещу патогенни и условно патогенни микроорганизми. Благодарение на биохимичната активност на представители на микроекологичната система на храносмилателния тракт, които осигуряват производството на вещества с изразена антагонистична активност, патогенните микроорганизми, проникнали отвън, бързо се елиминират.

10 от червата. Това предотвратява развитието на инфекциозен процес.

* Бактериалният антагонизъм може да се извърши поради клетъчния

контакт, в резултат на което антибактериалните агенти се прехвърлят от инхибиторни щамове към целевия щам. В някои случаи резистентността към колонизация се осъществява чрез комбинация от антагонистично действие на определени представители на нормалната микрофлора и (или) техните метаболити, както и появата на специфични антитела.

Фулър Р. и Ленцнер А.А. със съавт доказа ролята на лактобацилите в поддържането на микробния баланс поради производството на млечна киселина и специфична адхезия към епитела на дебелото черво. По-специално е доказана тяхната антагонистична активност срещу патогенни бактерии Salmonella typhimurium.

Бифидобактериите, произвеждащи оцетна и млечна киселина, предотвратяват пролиферацията на гнилостна и патогенна микрофлора, нормализират пери-

^ стомана, а също така насърчават усвояването на калций, желязо, витамин D и

участват в процесите на образуване на витамини.

Vollaard E.J. et al. отбелязва, че Е. coli засяга развитието и състоянието на локалната имунна система, свързана с лигавицата, и осигурява защита на гостоприемника от инфекции, причинени от ентеропатогенни микроорганизми. Участва в разграждането на протеини и въглехидрати, метаболитните трансформации на холестерола, жлъчните киселини, мастни киселини.

U E.coliсъщо имат карцинолитични свойства. Карапетян А.О.

Дж изолирани щамове на ешерихия коли и фекал

go enterococcus, който in vitro имаше способността да причинява некроза на ракови клетки. В същото време бактерии, изолирани от пациенти с рак

не са имали такива свойства. Този микроб синтезира 8 ви-

амини: B] 5 B 2, B 6, B12, K, никотинова и пантотенова киселини, биотин. Освен това, E.coliсъздава необходимата анаеробна среда за строг анаероб

bov, абсорбиращ Og, дифундиращ от кръвоносна системапрез чревната стена в лумена. Наблюденията на естествената микробна колонизация на червата на новородените и експериментите върху имплантирането на микроби в червата на гнотобиологични животни са установили, че анаеробните бактерии обикновено започват колонизация едва след бактерии като напр. E.coli.

Важни регулатори на бактериалния растеж в червата са различни биологично активни вещества, екзоензими и бактериоцини, например колицини, микроцини, лизозим и др. Повечето автори смятат, че бактериоцините се различават от "класическите" антибиотици в по-тесен спектър антибактериално действие, тъй като те специфично инхибират растежа на бактерии от същия или филогенетично свързан вид. Например, патогенните ентеробактерии потискат нормалната микрофлора и се разпространяват безпрепятствено в червата. Възможно е колицините в представителите на Escherichia coli, като потискат растежа на микроорганизмите, да играят ролята на фактори на естествената устойчивост на макроорганизма.

Трябва да се отбележи, че резистентността към колонизация се осигурява както от представители на преобладаващата анаеробна микрофлора, така и от факултативни аеробни бактерии, чието значение започна изкуствено да се подценява през 70-те години на миналия век. Защитни свойства E.coliса причинени не само от антагонизъм на метаболитно ниво (бифидобактерии, лактобацили, бактероиди), но могат да бъдат и индиректни чрез макроорганизма. Въпреки това, интимна връзка E.coliс него, осигурявайки „узряването” на епитела на чревната лигавица и формирането на т. нар. естествен имунитет, предизвиква и по-„агресивно” поведение на микроба.

Нормалната микрофлора играе важна задействаща роля в механизма на формиране на имунитет и специфични защитни реакции в постнаталното развитие на макроорганизма.

Ролята на микрофлората в развитието на имунния отговор се дължи на нейните универсални имуномодулиращи свойства, които включват имуно-

стимулиране и имуносупресия, както и важни адювантни и имуногенни свойства. Известно е, че бактериалните липополизахариди (LPS) имат имунорегулиращ ефект върху Ig A - имунния отговор и играят ролята на адюванти. Микрофлората осигурява развитието на комплекс от неспецифични и специфични имунологични реакции, формиращи адаптационни и защитни механизми.

По този начин микрофлората на храносмилателния тракт трябва да се разглежда като единна микроекологична система, образувана по време на еволюцията, която изпълнява и регулира множество функции на тялото гостоприемник, поддържайки резистентност към колонизация и по този начин поддържайки своята хомеостаза.

Френски изследователи опровергаха преобладаващото мнение за безразличието на преходната част от нормалната микрофлора, както по отношение на други бактерии, така и спрямо макроорганизма. Някои щамове на преходни ешерихии и бифидобактерии значително намаляват производството на токсини C.difficile V чревния трактгнотобионтни животни. Bacillus cereus- аеробен спорообразуващ микроорганизъм, изолиран от почвата, е използван като представител на преходна микрофлора в лекарството "Cereobiogen" (Китай) за лечение на диарийни заболявания при деца. Продължителността на престоя му в червата е 4 дни, но през това време той насърчава пролиферацията на бифидната флора и почти пълното изчезване на клиничните симптоми на заболяването. Индийски учени установиха, че микроби с преходен статус, а не само представители на резидентна микрофлора, са в състояние да произвеждат витамини и да детоксикират токсичните продукти. Те идентифицираха видовете от рода Бацилот тънките черва на плъхове, способни да унищожават невротоксини, хемаглутинини, присъстващи в боба. Представители на род Бацил иКлебсиеласинтезират витамините В6, В2, В^, никотинова и фолиева киселина.

Различни заболявания от инфекциозен и неинфекциозен характер, както и много други неблагоприятни фактори(промяна на климатичните условия-

13 loviy, излагане на радиация, грешки в диетата, влошаване на общия физиологичен статус, соматични разстройства, употреба лекарства, възрастови промени в организма и др.), действащи пряко или косвено, оказват отрицателно въздействие върху сложната микроекологична система на макроорганизма в полза на активирането на условно патогенна микрофлора.

Дисбиоза- това е всяка количествена или качествена промяна в състава на нормалната микрофлора на човек или животно, характерна за даден биотоп, в резултат на въздействието на различни фактори от екзогенно и ендогенно естество, което води до изразени клинични прояви от страна на макроорганизъм, или е следствие от патологични процеси, развиващи се в него. Фактори, водещи до нарушения на микрофлората, т.е. до дисбиоза, са многобройни. Очевидно затова почти 90% от населението на страната ни в една или друга степен страда от дисбиоза. Те обикновено са свързани с нарушения на имунната система. Очевидно е, че промените в нормалната флора, състоянието на имунния статус и проявата на заболяването трябва да се разглеждат в единство, а ролята на тригера във всеки конкретен случай може да принадлежи на всеки от тези компоненти на триадата. В някои случаи дисбиозата дава тласък за развитието на патологичния процес директно, в други случаи се проявява чрез развитието на имунодефицит, в трети причинява тези взаимосвързани процеси.

Въпреки това, в напоследъкЧревната дисбиоза все повече се счита за следствие от възникващи имунологични нарушения.

Клиничните прояви на дисбиозата са разнообразни: диспептични разстройства (запек, диария), метаболитни нарушения, катарални възпалителни заболявания (гастрит, дуоденит), гнойно-възпалителни заболявания и усложнения с различна локализация, пептична язва на стомаха и дванадесетопръстника, хепатит, злокачествени новообразувания. , алергии и др. .

Опитите да се използват само антимикробни лекарства за профилактика и лечение на дисбиоза се оказаха неефективни и в някои случаи влошиха започналия процес. Това определя целесъобразността от използване на коригираща терапия, включително пробиотици, хранителни добавки и билкови лекарства за възстановяване на еубиозата.

От откриването на способността на различни микробни култури да потискат растежа на други микроорганизми, особено патогенни, най-изтъкнатите естествени учени работят върху проблема. практическа употребаявления на микробен антагонизъм (Л. Пастьор, И. И. Мечников, Н. Ф. Гамалея и др.). Идеята за осъществимостта на регулирането на състава чревна микрофлорав случай на нейните нарушения, изразени от И. И. Мечников, доведоха до развитието на ново направление в медицината - бактериална терапия, създаване на биологични пробиотични препарати от живи бактерии, представители на нормалната човешка микрофлора.

Терминът „пробиотици” е предложен през 1974 г. от Паркър за обозначаване на организми и вещества, които осигуряват баланса на чревната микрофлора. Предложени са няколко критерия за избор на щамове на микроорганизми като пробиотични препарати: апатогенност, специфично оцветяване по Грам, резистентност към киселини и оксиданти, колонизация и (или) адхезия към клетките на храносмилателния тракт, освобождаване на анти-колиформни фактори, жлъчна резистентност , жизнеспособност и стабилност.

Пробиотиците се използват за коригиране на микроекологични нарушения при остри и хронични болестии дисфункции на стомашно-чревния тракт, с метаболитни нарушения, след антибактериална, хормонална и лъчева терапия, в предоперативния и следоперативния период, при неблагоприятни условия и др. . Техният биотерапевтичен ефект може да бъде свързан с пряк антагонистичен ефект върху патогенни и опортюнистични микроби, водещ до намаляване на техния брой, с ефект върху метаболизма им или със стимулация на имунната система.

Препаратите - пробиотици, се произвеждат от живи антагонистично активни бактерии, които са представители на нормалната микрофлора на човешкото черво: E. coli (колибактерин), бифидобактерии (bifidumbacterin, bifidumbacterin forte, bifilis), смес от E. coli и бифидобактерии (bificol). ), лактобацили (лактобактерин, ацилакт, аципол). IN последните годиниЗа лечение на дисбиоза в медицинската практика бяха въведени домашни лекарства на базата на живи апатогенни антагонистично активни представители на рода Бацил:споробактерин, бактис-порин, биоспорин.

Когато се приемат перорално, микроорганизмите, които са в основата на пробиотиците, повечето от които също са представители на нормалната флора на стомашно-чревния тракт, го заселват, спомагайки за нормализиране на биоценозата и като следствие, възстановяване на храносмилателните, метаболитните и защитните функции. Подобен механизъм на действие възниква при други методи на приложение (например вагинално).

При прием на пробиотици, като правило, те не се развиват нежелани реакции, и нямат противопоказания за употреба.

Повечето пробиотици (бифидумбактерин, лактобактерин, аципол, ацилакт, бифилиз) могат да се използват от първите дни от живота, включително при недоносени бебета.

Понастоящем при избора и характеризирането на производствените култури от микроорганизми се вземат предвид следните показатели: спектърът и нивото на антагонистична активност, технологичността, т.е. способност за бързо натрупване на биомаса, устойчивост на сушене чрез замразяване, жизнеспособност по време на съхранение. Важен е и спектърът на тяхната антибиотична резистентност.

Особено внимание се обръща на критериите за безопасност на използваните щамове за човешкото здраве.

Въз основа на комбинацията от физиологични и биохимични свойства и фактори на биологична активност, най-обещаващите за създаване на пробиотици от

неместната микрофлора се оказа бацили, свързани главно с B.subtilis, B.pumilus, B.polymyxa.Тези видове, стабилно изолирани от различни биотопи, включително от тялото и тъканите на топлокръвни животни, насекоми и растения, не причиняват патологични промени в последните.

От особен интерес е въпросът за биологичните свойства на споровите бактерии, изолирани от човешкото или животинското тяло, от гледна точка на разбирането на механизмите на тяхното въздействие върху макроорганизма. В допълнение, този проблем е важен за идентифициране на нови резерви за създаване на ефективни терапевтични и профилактични лекарства, тъй като почти половината от изолираните бацили проявяват антагонистични свойства към различни патогенни и условно патогенни бактерии и гъбички, като щамовете показват най-голяма активност Bacillus subtilis.

Установена е способността им да синтезират нискомолекулни полипептидни антибиотици.

Предложен е щам като антагонист на Mycobacterium tuberculosis B. subtilisМЖ-6,които потискат растежа им in vitro в 96,2% от случаите. .

Установено е, че бактериите от род Бацилспособен да упражнява антагонистичен ефект върху бактерии от различни видове Клебсиела(336 култури). Различни щамове B. subtilisпотисна растежа на 57-83% от културите K. ozaenae, 50-100% култури K. rhinoscleromatis, 64-95% - K. pneumoniae.Почти всички изследвани щамове бактерии от рода Клебсиеласе оказа чувствителен към определени култури V. subtilis,в същото време значителен брой Klebsiella бяха едновременно чувствителни към действието на няколко култури от Bacillus subtilis.

При изследване на антагонистичната активност на 150 прясно изолирани щама B. subtilisотносително K. rhinos cleromatisв експерименти in vivo и in vitro, антагонизъм е открит в 114 култури по отношение на 5 тестови щама K.rhinoscleromatis.От изследваните щамове бацили най-активни са изолираните от стомашно-чревния тракт на селскостопански животни.

17 Въз основа на идентифицираните уникални биологични свойства на бактериите от рода бацил,През последните десетилетия вниманието на изследователите беше привлечено от проблемите на създаването на лекарства на базата на живи спорообразуващи аеробни бактерии и изучаването на тяхното въздействие върху макроорганизма.

Съвременни представи за механизмите на лечебно-профилактичното действие на пробиотици от бактерии от род Bacillus

На настоящия етап може да се счита за установено, че терапевтичният ефект на споровите пробиотици се определя от комплекс от фактори, включително способността да произвеждат бактериоцини, които потискат растежа на патогенни и условно патогенни микроорганизми, високоактивни ензими (протеази, рибонуклеази, трансаминази и други), както и вещества, които неутрализират бактериалните токсини. Доказателство за безвредността на макроорганизма се предоставя от експериментални данни, че в рамките на няколко дни след парентерално приложение B.subtilis се елиминира от тялото.

Проучване на механизма на терапевтичния и профилактичен ефект на пробиотичните лекарства върху човешкото и животинското тяло показа, че бацилите са способни да проникнат от стомашно-чревния тракт в кръвта и оттам в лезията, поддържайки жизнеспособност. След перорално приложение, още в първите минути, приблизително 0,1% от общия брой бактерии проникват в паренхимните органи през лигавиците на орофаринкса, хранопровода и стомаха. Асимптоматична транслокация на микроорганизми се наблюдава 6-8 часа след еднократна доза от лекарството, което определя времето на експозиция на лекарството към макроорганизма. Според двумерна електрофореза, в рамките на 0-10 минути след покълването на спорите, щам B. subtilis 168 синтезира 65 екзопротеина, на 10-20 минути - 210 протеина и общо по време на вегетативния клетъчен растеж произвежда 260 протеина.

Има предположение, че феноменът на транслокация на микроорганизми в органите и тъканите на здрави индивиди е еволюционно формиран динамичен процес, който до голяма степен определя участието на общата нормална микрофлора във формирането на защитни реакции на макроорганизма.

В резултат на транслокацията на бацилите в кръвта и органите на топлокръвните животни не настъпват патологични промени. Този процес трябва да се разглежда като едно от началните звена в естествения механизъм за стимулиране на неспецифична резистентност срещу всички микроорганизми. В същото време не могат да бъдат изключени възможни неблагоприятни последици за макроорганизма в случаите, когато проникването на патогенни микроорганизми се случва на фона на общо или локално отслабване на защитните механизми.

В светлината на концепцията за екзогенния компонент на нормалната микрофлора (постъпващ с храна, въздух, вода) и свързаното с това преместване на бацили в органи и кръв, осъществимостта на пероралното приложение на пробиотици, разработена на базата на екзогенни представители на микрофлората се потвърждава. .

Антагонистичният ефект на бацилите се осъществява благодарение на производството на биологично активни вещества от различно естество: полипептидни антибиотици, лизозим, литични ензими.

Високата ензимна активност на бацилите има положителна стойностот гледна точка на обогатяване на стомашния секрет с допълнителни, включително парадигестативни ензими. Показано е например, че културите, включени в Biosporin или Bakterin-SL, проявяват изразена пектолитична активност (0,1-0,2 единици / ml), имат целулолитични свойства и синтезират комплекс от протеолитични ензими. Общата протеолитична активност съответства на 4,2-5,7 единици / ml, амилазна активност - 11-15 единици / ml, липаза - 70-127 µmol, олеинова киселина - 5-10 единици / ml. Културалната течност на щама B. subtilis съдържаше следните ензимни активности: 1,3-1,4 глюканаза, 1,3-1,4 глюкозидаза, .

Използвайки модел на пиелонефрит при мишки, беше показано, че употребата на Biosporin допринася за по-бързото елиминиране на S. aureus от бъбреците, в сравнение с контролните животни, поради стимулиране на макрофагите. Получените данни показват, че биологичните продукти от бацили са обещаващи не само за коригиране на микрофлората на стомашно-чревния тракт, но вероятно и за лечение на бактериални инфекции, локализирани извън стомашно-чревния тракт.

Изследване на морфологичните и физиолого-биохимичните свойства на щамовете

За натрупване на перитонеални неутрофили животните се инжектират интраперитонеално с 2 ml 1% разтвор на казеин; След 4-5 часа мишките бяха убити чрез транслокация на шийните прешлени, като се използва премедикация с етер съгласно правилата за хуманно третиране на животни. Перитонеалната течност се получава чрез промиване на коремната кухина с разтвор на Hanks с хепарин, за да се избегне агрегацията на неутрофилите. Образува се клетъчен пул от перитонеалната течност, получена от 5 мишки от една група животни. Морфологичното изследване показва, че 70-85% от клетъчното съдържание са неутрофили. Клетъчната жизнеспособност надвишава 95%. Клетъчният пул се центрофугира при 1500 rpm за 10 минути. След това се добавят 300 μl говежди серум (говежди серум) и 3% оцетна киселина и броят на изолираните неутрофили се преброява в камера на Goryaev.

Методология за извършване на теста за редукция на нитросин тетразолий (NBT тест), спонтанен и стимулиран in vitro. Методът се основава на способността на неутрофилите да абсорбират нитросин тетразолий и да го редуцират до сини гранули от неразтворим диформазан (DF). Възстановяването на NBT се осигурява от енергията и продуктите на окислително-редукционните реакции на „метаболитния взрив“, които придружават процеса на фагоцитоза, както и от повишаване на метаболизма на активирания неутрофил. Има спонтанни и индуцирани NBT тестове. Спонтанните резултати от теста показват броя на активираните клетки в пробите. Резултатите от стимулирания тест дават представа за способността на изследваните неутрофили А да се активират in vitro. Реакцията се провежда в 96-ямкови плаки с плоско дъно за имунологични изследвания. При анализиране на спонтанната активност към ямката бяха добавени: 50 μl 0,4% разтвор на NCT, 50 μl инкубационна среда (IS-0,85% разтвор на NaCl с 20% кръвен серум от говеда) и 100 μl клетъчна суспензия . За да се анализира индуцираната активност, към всяка ямка се добавя следното: 50 μl разтвор на NCT, 50 μl суспензия на стимулатор (опсонизиран (o/z) и неопсонизиран (n/z) зимозан в съотношение 20 частици/ клетка) и 100 μl клетъчна суспензия. Всеки вариант на реакция беше проведен в 2 паралелни теста. Контролът на реагента се извършва чрез заместване на клетъчната суспензия с еквивалентен обем IS. Плаката се инкубира в продължение на 20 минути при 37°С. За да се спре реакцията на редукция на NBT и утаяване на клетки, съдържащи DF, плаката се центрофугира за 10 минути при 500 g. Клетките, отложени в ямките, се фиксират с 96% етилов алкохол и се промиват веднъж с 0.85% разтвор на NaCl. Разрушаването на клетките и разтварянето на образувания DF се постига чрез добавяне на 130 μl димексид и 70 μl 2М КОН към всяка ямка, последвано от инкубиране за 20 минути при 60 ° С. Съдържанието на ямките придобива тюркоазен цвят, чийто интензитет зависи от количеството извлечен ДФ. Резултатите от реакцията се записват на спектрофотометър въз основа на разликата в екстинкциите при изпитваната (630 nm) и референтната (490 nm) дължина на вълната.

Получените резултати се оценяват чрез нивата на спонтанна активност на неутрофили (sNST), индуцирана o/z активност на неутрофили (o/zNST), индуцирана n/o активност на неутрофили (n/zNST). Резултатите от теста бяха изразени в mOD (оптична плътност). Резервите на функционалната активност на клетките се оценяват чрез коефициенти на активиране (KAo и KAn), степента на дискретност на клетъчната активност към различни стимули се определя от коефициента на опсонизация (CO). (n=5).

Анализът на хемилуминесценцията на фагоцитите разкрива образуването на реактивни кислородни радикали от клетките, включително супероксиден анион, синглетен кислород и хидроксилен радикал, и участието до известна степен на фагоцитната миелопероксидаза, която е индикатор за интензивността на клетъчното дишане по време на фагоцитоза.

Процедура за анализ: 200 μl lxlO6 луминол се добавят към всеки флакон за сцинтилационно броене и след това се добавят 200 μl суспензия от неутрофили, така че крайната им концентрация да е 0,5 х 106 на 1 ml. 51 флакона бяха смесени, поставени в брояч и хемилуминесценцията беше измерена при 37°С на интервали от 0.1 минути за 90-120 минути. Обикновено, 45-60 минути след началото на измерването, клетъчната адхезия към стъклото приключи и интензивността на хемилуминесценцията се приближи до първоначалното ниво. През този период към същите бутилки се добавя суспензия от зимозан (опсонизиран и неопсонизиран) от 20 μl (първоначалната суспензия от 20 mg/ml след размразяване се разрежда 10 пъти и това разреждане се добавя към бутилката). След това отново се измерва хемилуминесценцията, като се записва броят на импулсите в минута в продължение на 60 минути. След това броят се преизчислява за 1 клетка и хемилуминесценцията се изразява конвенционално в брой/мин/клетка. (n=5).

Анализ на плазмидна ДНК. Въз основа на целите на това изследване беше извършена стандартна процедура за пречистване на плазмидна ДНК с помощта на алкален лизис. Биомаса (2 ml) се суспендира в 2 ml разтвор със следния състав: 50 mM глюкоза, 20 mM Tris-HCl; 10 mM EDTA; pH 8,0. Към него се добавят 20 μl лизозим (8 mg/ml), смесват се и се инкубират при +4 - + 8°С за 20 минути. След това се добавят 4 ml лизиращ разтвор (0.2 М NaOH, 1% SDS), разбърква се и продължава да се инкубира при същата температура в продължение на 5 минути. След изтичане на времето се добавят 3 ml неутрализиращ разтвор (3 М калиев ацетат, рН 4.8), внимателно се разбърква и се инкубира за 30 минути при +4 - +8°С. След това епруветката се центрофугира (Backman J2-21, ротор JA-14) за 30 минути при +4°С при скорост 10 000 rpm. Супернатантата се събира в епруветки и към нея се добавят 2,5 обема етанол. Инкубира се при температура -70 С за 10-15 минути и се центрофугира за 20 минути при температура +4 С (Backman J2-21, JA-20 ротор) със скорост 10 000 rpm. Утайката се разтваря в 600 μl вода, прехвърля се в микроцентрофужни епруветки, добавят се 400 μl 7,5 М Na-ацетат и се инкубира при -20 °С за 30 минути. След това се центрофугират за 10 минути при скорост 18000g при +4°C. Утайката се промива със 70% етанол и след това се суши на въздух. Полученото лекарство се разтваря в 400 μl ТЕ буфер (10 mM Tris-HCl, 1 mM EDTA, рН 8.0) и се подлага на екстракция с фенол-хлороформ. Добавя се равен обем от смес фенол/хлороформ (1:1), наситена с трис-HCl буферен разтвор, рН 8.0. Сместа се разбърква енергично и се центрофугира в продължение на 6 минути при скорост 13000 g при стайна температура. Супернатантата се прехвърля в чисти епруветки и се добавя равен обем смес от хлороформ/изоамилов алкохол (25:1). Епруветката се разклаща чрез завихряне и се центрофугира при 16000 g и температура от +4°С за 2 минути. Супернатантата се прехвърля в чисти епруветки и ДНК се утаява от разтвора чрез добавяне на 2,5 обема етанол и 1/10 обема разтвор на натриев ацетат. Епруветката се инкубира при -70°С за 10-15 минути и след това се центрофугира за 10 минути при 16000 g и температура от +4°С. Супернатантата се отстранява и утайката се промива със 70% алкохол (добавяне и изхвърляне на 200-500 μl). Утайката се изсушава на въздух и се разтваря в 200 μl воден разтвор на рибонуклеаза А с концентрация 5-10 μg на ml и се инкубира в продължение на 40 минути в термостат при температура +37 С. Процедурата за утаяване на ДНК се повтаря. използвайки етанол и натриев ацетат. ДНК утайката се разтваря в 200 μl ТЕ буфер.

Изследване на токсичността, токсигенността, вирулентността и пробиотичната активност на B.subtilis щам 1719 в in vivo експерименти

Промишленото производство на лекарства на базата на живи апатогенни микроорганизми е пряко свързано с избора и оптимизирането на хранителната среда за култивиране.

Оптималният избор на съставки в средата допринася за максималното натрупване на биомаса и проявата на антагонистичните свойства на щамовете, което служи като индикатор за високата производителност на процеса на култивиране.

Пробиотичните щамове обаче имат трофични характеристики. Те трябва да се вземат предвид в системата "щам - хранителна среда". Получаването на ефективни пробиотици на базата на щамове B. subtilis остава спешна задача, за чието решаване може да се използва принципът на адекватност на формулировката на хранителната среда към свойствата на щама. При изучаването на този въпрос култивирането се извършва на среда с известен състав и разработена от нас среда на базата на хидролизат от соево брашно (SPAS-2, SPAS-4, SPAS-6) или на пептон (VK-2).

При оценката на растежните свойства на среда на базата на хидролизат от соево брашно с пептон (SPAS-2, SPAS-4, SPAS-6) и среда с пептон (VK-2) беше извършено сравнение на индексите на култивиране по отношение на средата използвани за отглеждане на щамове B. subtilis - производители на биологично активни вещества (среда: № 5, № 9, KG - картофено-глицерин).

Тъй като физиологичните свойства на културата могат да се променят в зависимост от добавянето на различни източници на въглехидрати, беше препоръчително да се сравнят резултатите от култивирането на B. subtilis 1719 върху среда с оригиналния състав и с добавяне на глюкоза, малтоза, захароза и лактоза като източник на въглехидрати.

Сравнението на нивото на оптична плътност (OD) и скоростта на растеж (s) на клетките в културалната течност по време на 18 часа култивиране върху среда без захари (фиг. 6.1.) показа, че среда № 5, SPAS-6 и картофено- глицеринова среда осигурява растеж на щама с OD, равна съответно на 0,24±0,01 (u=0,03 h"1), 0,22±0,01 (1)=0,0334-1) и 0,3±0,01 (u = 0,025 h1). В среда SPAS- 2, СПАС-4, № 9, максималната стойност на ОП е 0,42 + 0,03 (u = 0,067 h "1), 0,38 ± 0,02 (1 )=0,0541) и 0,58 ± 0,03 (1) = 0,037 h"1), съответно, а на среда ВК-2 - 0,85+0,6 (\ =0,068 h"). Времето за достигане на максимална концентрация на биомаса върху тези среди варира от 9±0,7 часа (SPAS-2) до 18±1,3 часа (KGG).

Максимален добив на биомаса (BY) е установен на среда VK-2, със скорост на растеж 0,068 h"1, а най-нисък на среда SPAS-6 и скорост на растеж 0,033 h"1. Добавянето на глюкоза към средата като източник на въглехидрати (фиг. 6.2.) предизвиква увеличение на концентрацията на клетките B. subtilis 1719 почти два пъти, с изключение на среда № 5, № 9 и SPAS-6: върху среда № 9 беше отбелязано ненадеждно намаление на стойността на OD до 0,43 ±0,03 при почти същата скорост на растеж (0,035 h"1), а на SPAS-6 стойността на OP остана на същото ниво. Най-високият добив на биомаса беше открит на средата VK-2, с OP, възлизаща на 1.0±0, 09 (при 1)=0.066 h"1) до 18 часа растеж. Малтозата (фиг. 6.3.) се оказва оптималният въглехидрат в среди № 9 и № 5. Стойността на ОП се повишава на среда № 9 до 0,695±0,025 (i)=0,058 h"1) до 12 часа, а на среда № 5 - 0,51±0,045 (i=0,022 h"1) до 18 часа. среда -4 и CG, добивът на биомаса намалява в сравнение с употребата на глюкоза от 0,8±0,06 (1)=0,063 h1) до 0,33±0,01 (1)=0,040 h1) и от 0,62+0,04 (D=0,03 h "1) до 0,38±0,03(u=0,025 h"1) съответно. Растежът на културата върху среда VK-2 има тенденция да намалява добива на биомаса, което се отразява в намаляване на стойността на OP от 1,0±0,09 (1)=0,066 h1) до 0,55±0,25 (D=0,046 h"1 Добавената към средата лактоза (фиг. 6.4.) осигурява растеж на B. subtilis 1719 при ниво на оптична плътност от 0,21±0,04 до 0,5±0,03, с изключение на VK-2 - 0,83±0,05. Добавянето на захароза към средата (Фиг. 6.5.) допринесе за високото натрупване на биомаса само върху средата VK-2, а OD достигна стойност от 1.1 + 0.06 (u = 0.063 h"1) до 17 часа култивиране. Без допълнително добавяне на въглехидрати само среда ВК-2 се оказа оптималната среда за натрупване на биомаса. Той осигурява най-голямо натрупване на бактериални клетки, когато се добавят глюкоза, лактоза и захароза. Максималният добив на биомаса от B. subtilis 1719 се получава върху среда VK-2 с добавяне на глюкоза (OD - 1.0±0.09) при 18+0.15 часа култивиране или захароза (OD - 1.1+0.06) при 17+1.0 h култивиране . Установено е, че съставът на хранителните среди не оказва никакво влияние върху антагонистичните свойства на щама.

Изследване на жизнеспособността и антагонистичната активност на B.subtilis щам 1719 по време на съхранение

Бацилите са способни да секретират много ензими в културалната течност. Те служат като важна индустриална площадка за производството на протеолитични и амилолитични ензими, използвани в производството на хранителни продукти, детергенти и биомедицински вещества. През последното десетилетие с тяхно участие са получени редица нови антибиотици, бактериални инсектициди и други биологично активни вещества.

Въпреки факта, че B. subtilis има статус GRAS, в литературата има изолирани съобщения за наличието на фактори на патогенност в някои щамове на B. subtilis. Посочва се, че това не е постоянен знак, тъй като изчезва по време на повторното засяване. Предполага се, че патогенните свойства на бактериите са свързани с наличието на плазмиди. Например, Le N. и Anagnostopoulos S. изолират плазмиди от 8 щама на B. subtilis от 83 изследвани субекта. Плазмидната ДНК се определя само в клетките на токсигенни щамове на B. subtilis и не се открива в клетките на други щамове от същия вид, които не са токсигенни. Елиминирането на плазмиди от токсигенни щамове под въздействието на елиминиращи агенти доведе до елиминиране на токсигенните свойства на филтратите на културата. Въпреки това, генетичната роля на плазмидите не е достатъчно проучена.

В нашите проучвания не бяха открити плазмиди в изолираните ДНК препарати на трите изследвани щама B. subtilis.

Авторите, изследвали ефекта на бацилите върху тялото на топлокръвни животни, стигнали до извода, че щамовете B. subtilis са напълно безвредни за хората и животните. Доказателство за безвредността на макроорганизма се предоставя от експериментални данни, че в рамките на няколко дни след парентерално приложение B.subtilis се елиминира от тялото. Механизмите на терапевтичния ефект на тези култури са изследвани върху животни. Понастоящем се смята, че терапевтичният ефект на споровите пробиотици се определя от комплекс от фактори, включително: производството на бактериоцини от културите на B. subtilis, които потискат растежа на патогенни и условно патогенни микроорганизми; синтез на високоактивни ензими: протеази, рибонуклеази, трансаминази и др.; производство на вещества, които неутрализират бактериалните токсини.

Проучване на свойствата на избрания щам при мишки показа, че той е авирулентен и няма токсичност или токсигенност. Фактори за положително въздействие на пробиотиците върху макроорганизма са: различни продуктимикробен синтез: аминокиселини, полипептидни антибиотици, хидролитични ензими и редица други по-малко важни биологично активни вещества. Следователно изследването и изолирането на защитни вещества, продуцирани от микроорганизми от рода Bacillus, и създаването на биомедицински лекарства на тяхна основа е спешна необходимост.

В стомашно-чревния тракт се проявява директен антагонистичен ефект на бацилите, който е предимно селективен по отношение на патогенни и условно патогенни микроорганизми. В същото време те се характеризират с липсата на антагонизъм към представителите на нормалната микрофлора.

В нашите проучвания, по време на корекцията на експериментална дисбиоза, предизвикана от приложението на антибиотика доксициклин, културата на B. subtilis 1719 допринесе за нормализирането на състава и броя на чревната микрофлора, както и за елиминирането на условно патогенни микроорганизми в париетална и луминална микрофлора.

От литературата следва, че индустриалните щамове от род Bacillus имат нисък индекс на адхезивна активност към еритроцитите и слаба или умерена адхезивност към чревните епителни клетки. Щамовете B. subtilis 534 и ZN имат повече адхезини към рецепторите на ентероцитите, щамът B. licheniformis - към колоноцитите, т.е. Изглежда, че различните щамове имат адхезини към рецептори на различни чревни клетки.

Тяхната активност се проявява в чревния лумен и е насочена срещу патогенни микроорганизми, без да упражнява антагонистичен ефект върху представителите на нормалната микрофлора. При приемане на спорови пробиотици се реализира възможността за възстановяване на автофлората в различни чревни локуси и след 3-5 дни броят на лактобацилите, бифидобактериите, E. coli и др. се увеличава, след което се възстановява до нормални нива.

Резултатите от нашите изследвания върху адхезията на микроорганизми върху ентероцитите правят по-вероятно да се твърди, че адхезивната способност на чревните клетки зависи от количествения и качествен състав на нормалната микрофлора. При дисбиотични състояния на повърхността на ентероцитите се отварят рецептори, към които се прикрепят условно патогенни и патогенни микроорганизми, а когато се коригира дисбиозата, червата се колонизират от нормална микрофлора и броя на ентероцитните рецептори, способни да се придържат към повърхността му на не- местните микроорганизми намаляват.

Известно е, че нормалната микрофлора играе важна задействаща роля в механизма на формиране на имунитет и специфични защитни реакции в постнаталното развитие на макроорганизма.

Тази бактерия е един от микробите, които са много разпространени в природата. Bacillus subtilis е описан през 1835 г. Микроорганизмът получава това име от факта, че първоначално е изолиран от изгнило сено. В лабораторията сеното се вари в течност в запечатан съд, след което се влива в продължение на два или три дни. След това се образува колония.Така започна подробното изследване на тази често срещана бактерия.

Изучаване

В науката има такъв термин - „моделен организъм“. Когато се избират представители на природата за интензивно изучаване на процеси, свойства и за провеждане на научни експерименти. Ярък пример е ресничестият чехъл, който ни е добре познат от уроците по биология.

Bacillus subtilis също е моделен организъм. Благодарение на нея беше подробно проучено образуването на спори в бацилите. Това е модел за разбиране на механизма на камшичетата в бактериите и е изиграл роля в изследванията на молекулярната генетика.

Учените проведоха експерименти за култивиране на Bacillus Subtilis в условия, близки до безтегловност, изучавайки промените в геномите на населението. Тези микроорганизми се използват и при изследване на влиянието на ултравиолетовото лъчение от космоса и адаптивните способности на живите организми към него. На примера на Bacillus subtilis те изучават възможността бактериите да живеят в условията на други планети от Слънчевата система (днес все повече внимание се обръща на Марс).

Кратка характеристика

Bacillus subtilis имат права и удължена форма, тъпи заоблени краища, обикновено безцветни. Средният диаметър е 0,6 микрона, а дължината варира от 3-8 микрона. С тези параметри Bacillus subtilis може да бъде отлично изследван под микроскоп и дори фотографиран с помощта на съвременни технологии. Бацилът е подвижен благодарение на камшичетата си. Те растат по повърхността на клетката и това се вижда на снимките.

Среда на живот

Бациловото сено традиционно се нарича след това попада върху листата на растенията, плодовете и зеленчуците. Освен това се намира в праха във въздуха и във водната среда. И дори е сегмент от чревната микрофлора както при животните, така и при хората. Развива се при температури от +5 до +45 градуса по Целзий (оптимално около 30).

Път от сено. Възпроизвеждане

Подобно на други бактерии, той се възпроизвежда чрез просто клетъчно делене (надлъжно). Новите организми, образувани в резултат на такова разполовяване, често остават свързани помежду си чрез нишка. Такива връзки са лесно различими на снимките.

Bacillus subtilis се класифицира като спорообразуващ микроорганизъм. Това ви позволява да оцелеете в случай на неблагоприятни условия на живот. Спорулацията на бацилите започва така: съдържанието на клетката придобива гранулирана структура. Някои от зърната, обикновено в централната част, започват да растат и се покриват с твърда обвивка. В същото време обвивката на оригиналната клетка се разрушава. Последният процес завършва с извличането на характерен спор във външната среда. Всяка от клетките след разделяне запазва способността си да образува спори, повечето от които имат кръгла или овална форма. Те са доста устойчиви на външни фактори и повишаване на температурата – например издържат нагряване над 100 градуса по Целзий. Характерно е, че бактерията, която се е развила от спора, е неподвижна и способността за движение се появява едва в следващите поколения на микроорганизма.

Как се храни Bacillus subtilis?

Тази бактерия се класифицира като сапрофит, храни се с мъртва органична материя. Като хетеротроф, Bacillus subtilis не може да синтезира от неорганични вещества, необходими за неговото хранене. Следователно, той използва органична материя, която е произведена от други организми. От него той извлича въглерода, необходим за обмен на енергия.

В храненето основният източник са полизахаридите от растителен произход (нишесте) и животински произход (гликоген). Процесът произвежда аминокиселини, витамини, различни ензими и антибиотици чрез синтез.

Взаимодействие с други микроорганизми

Този бацил е в състояние да потисне развитието на опортюнистични и патогенни микроби: салмонела и стрептококи, стафилококи и други „вредители“. Например много поколения хищници са развили рефлекс да консумират определени видове растения. И този метод не само дава на тялото витамини, но помага на спорите на Bacillus Subtilis да стигнат там, които могат да унищожат патогенните разновидности на микрофлората, като в същото време повишават имунитета.

Този бацил може да служи и като храна за протозои. Например, началото на хранителна верига може да изглежда така: бацили - реснички - чехъл - определен вид мекотело - риба - човек.

Патогенност

Според различни класификации този бацил не е патогенен както за хората, така и за животните. Той участва в процеса на смилане на храната, разгражда протеини и въглехидрати, бори се с патогени на червата и кожата на бозайниците. Изследователите са установили, че сред бактериите, които попадат например в човешки рани, Bacillus subtilis винаги присъства. Той произвежда ензими, които разрушават мъртвите тъкани, както и антибиотици, които инхибират патогенната микрофлора и имат лек антиалергичен ефект. Научно доказано е, че тази бактерия потиска и развитието на инфекциозни агенти по време на хирургични интервенции.

Но, обаче, се отбелязва и отрицателният ефект на този бацил: той може да причини алергии, изразени в обрив по тялото; понякога причинява хранително отравяне след ядене на храна, развалена от дейността на този микроорганизъм; може да причини тежка очна инфекция при хора.

Земята обикновено се нарича планетата на хората, въпреки че, честно казано, хората са само малка част от нейните жители. Всъщност синята топка трябва да се нарече планетата на бактериите, защото тези „незначителни“ микроорганизми са не само най-многобройните, но и най-вездесъщите. Те присъстват буквално навсякъде - не само на повърхността, но и във всяко живо същество, включително кучетата.

Червата като бойно поле

Животът на бактериите е изключително интересен и изключително сложен - това ще ви го каже всеки бактериолог. Ще ви поговорим за бактериите, които обитават червата на нашите домашни любимци, защото от тях до голяма степен зависи здравето на кучето. Помислете за това, червата на месоядното животно Canis familiaris от разред вълци са пет пъти по-дълги от тялото му.

Това е не само огромен трамплин за най-важните жизнени процеси, но и истинско бойно поле. Тук има битка за здравето на нашето куче, а бойците са самите „господари на планетата“ - бактерии. Както във всяка война, има „наши“ и такива, които им се противопоставят. В червата тези роли се изпълняват от полезна и патогенна микрофлора.

Всеки от тях се стреми да заеме възможно най-много място и в зависимост от това кой успява в това по-добре, зависи здравето на кучето. Има много съюзници от страна на патогенната микрофлора. Те включват стрес, лоша екология, различни заболявания и дори лекарствата, използвани за тяхното лечение.

Но полезната микрофлора е много по-уязвима, броят на нейните бойци е пряко свързан с това дали кучето получава достатъчно количество пробиотични бактерии в диетата си или не.

Bacillus subtilis е силен боец

Постигането на трайно примирие в червата е трудно и храненето на вашето куче с храна, обогатена с пробиотици, се превръща в спешна необходимост. Според ветеринарите най-добрата диета за куче е висококачествената суха храна. Единственият проблем е, че повечето пробиотици не могат да преживеят процеса на приготвяне: те са твърде чувствителни към температурни влияния.

Но за наше щастие в несметната армия от бактерии има и упорити борци. Нека ви представя - Bacillus subtilis. Пълното му име звучи тържествено: грам-положителна спорообразуваща аеробна бактерия или просто - Bacillus subtilis. Сена - защото преди това Bacillus subtilis се получаваше изключително от отвари от сено, а бацилът - защото така изглежда бактерията под микроскоп.

Bacillus subtilis е широко разпространен в природата, в присъствието на кислород образува спори, което му позволява да се запази във външната среда за дълъг период от време. Бактерията живее в почвата, оцелявайки, както се казва, при всяко време. Именно тази невероятна стабилност е една от основните характеристики на плета за сено.

Не умира под въздействието на антибиотици, химикали, високи температури, до кипене, не се страхува от замръзване. Без да бъде унищожен, Bacillus subtilis преминава през киселата среда на стомаха в тънките черва, където продължава да остава резистентен към флавомицин, канамицин, тетрациклинови антибиотици, пеницилин и други вещества, агресивни към микроорганизмите.

Ползите от сенния бацил

Бактерията Bacillus subtilis се различава само по своята устойчивост - биологичната активност на Bacillus subtilis също е забележителна. Като всички пробиотици, той отделя храносмилателни ензими (амилази, липази, протеази) и успешно се конкурира с патогенните микроорганизми за тяхното „място под слънцето“.

И освен това, самият Bacillus subtilis произвежда антибиотични вещества, които убиват същите тези патогени, а също така има активен антитоксичен и имуностимулиращ ефект, индуцирайки интерферон и насърчавайки синтеза на имуноглобулини.

Препаратите на основата на Bacillus subtilis се използват широко в хуманната медицина за профилактика и лечение на стомашно-чревни заболявания, дисбактериоза, белодробни инфекции, потискане на растежа на патогенни и условно патогенни микроорганизми (салмонела, Е. coli, аеромонади, псевдомонади и други).

Блиц храна с пробиотик

Как можете да гарантирате, че този „универсален войник“ на бактериалния свят се озовава в купата на вашето куче всеки ден? Нищо не може да бъде по-просто. Хранете я с храна Blitz - суха диета, която няма аналози на руския пазар, обогатена с пробиотика Bacillus subtilis и не само с него, но и със също толкова полезна и стабилна бактерия Bacillus licheniformis.

С храна Blitz вашето куче не само ще получава всичко необходимо всеки ден за дълъг живот активен животхранителни вещества и микроелементи, но и ще бъдат надеждно защитени. В крайна сметка с такива бойци в червата „нашите“ винаги ще побеждават.

• Савустяненко А.В.

Ключови думи

Bacillus subtilis /пробиотик/ механизми на действие

анотация научна статия за медицината и здравеопазването, автор на научната работа - Савустяненко А.В.

Бактерията B.subtilis е един от най-обещаващите пробиотици, изследвани през последните десетилетия. Механизмите на неговото пробиотично действие са свързани със синтеза на антимикробни вещества, укрепване на неспецифичния и специфичния имунитет, стимулиране на растежа на нормалната чревна микрофлора и секрецията. храносмилателни ензими. B. subtilis секретира рибозомно синтезирани пептиди, нерибозомно синтезирани пептиди и непептидни вещества с широк спектър на антимикробна активност, обхващаща грам-положителни, грам-отрицателни бактерии, вируси и гъбички. Резистентността към тези антимикробни агенти е рядка. Укрепването на неспецифичния имунитет е свързано с активирането на макрофагите и освобождаването от тях на провъзпалителни цитокини, повишаване на бариерната функция на чревната лигавица и освобождаването на витамини и аминокиселини (включително незаменими). Укрепването на специфичния имунитет се проявява чрез активиране на Ti B лимфоцити и освобождаване на имуноглобулини от последните - IgG и IgA. B.subtilis стимулира растежа на нормалната чревна микрофлора, по-специално на бактериите от родовете Lactobacillus и Bifidobacterium. Освен това пробиотикът повишава разнообразието на чревната микрофлора. Пробиотикът освобождава всички основни храносмилателни ензими в чревния лумен: амилази, липази, протеази, пектинази и целулази. В допълнение към смилането на храната, тези ензими унищожават антихранителни фактори и алергенни вещества, съдържащи се в постъпващата храна. В списъка механизми на действиеда направи използването на B.subtilis оправдано като част от комплексната терапия за борба с чревни инфекции; предотвратяване на респираторни инфекции през студения сезон; предотвратяване на диария, свързана с антибиотици; за коригиране на нарушения на храносмилането и насърчаване на храната от различен произход (грешки в диетата, промени в диетата, заболявания на стомашно-чревния тракт, нарушения на автономната нервна система и др.). B. subtilis обикновено не предизвиква странични ефекти. Този пробиотик се характеризира с високо съотношение на ефективност и безопасност.

Свързани теми научни трудове по медицина и здравеопазване, автор на научната работа - Савустяненко А.В.,

• Ефективността на пре- и пробиотиците при корекция на чревната микробиоценоза при пациенти след хемиколектомия

  2011 / Лий И. А., Силвестрова С. Ю.

• Ролята на чревната микробиота в развитието на затлъстяването във възрастов аспект

  2015 г. / Щербакова М. Ю., Власова А. В., Роживанова Т. А.

• Ефективност от използването на нови пробиотични ензимни добавки при хранене на телета

  2012 / Некрасов Р.В., Анисова Н.И., Овчинников А.А., Мелешко Н.А., Ушакова Н.А.

• Чревна биоценоза при пациенти с колоректален рак

  2012 / Старостина М. А., Афанасиева З. А., Губаева М. С., Ибрагимова Н. Р., Сакмарова Л. И.

• Чревна дисбиоза и ЗАПЕК ПРИ ДЕЦА

  2010 / Хавкин А. И.

Бактерията B.subtilis е един от най-обещаващите пробиотици, изследвани през последните десетилетия. Механизмите на неговото пробиотично действие са свързани със синтеза на антимикробни агенти, повишаване на неспецифичния и специфичния имунитет, стимулиране на растежа на нормалната чревна микрофлора и освобождаването на храносмилателни ензими. B.subtilis освобождава рибозомно синтезирани пептиди, нерибозомно синтезирани пептиди и непептидни субстанции с широк спектър на антимикробна активност, обхващаща Грам-положителни, Грам-отрицателни бактерии, вируси и гъбички. Резистентността към тези антимикробни агенти е рядка. Повишаването на неспецифичния имунитет е свързано с активиране на макрофагите и освобождаване от тях на провъзпалителни цитокини, повишаване на бариерната функция на чревната лигавица, освобождаване на витамини и аминокиселини (включително незаменими). Повишаването на специфичния имунитет се проявява чрез активиране на T и B-лимфоцити и освобождаване от последните на имуноглобулини - IgG и IgA. B.subtilis стимулира растежа на нормалната чревна флора, по-специално на бактериите от рода Lactobacillus и Bifidobacterium. Освен това пробиотикът увеличава разнообразието на чревната микрофлора. Пробиотикът отделя всички основни храносмилателни ензими в чревния лумен: амилази, липази, протеази, пектинази и целулази. В допълнение към храносмилането, тези ензими унищожават антихранителни фактори и алергенни вещества, съдържащи се в храната. Тези механизми на действие правят разумно използването на B. subtilis в комбинираната терапия за лечение на чревни инфекции; предотвратяване на респираторни инфекции през студения сезон; предотвратяване на диария, свързана с антибиотици; за корекция на храносмилането и двигателните увреждания от различен произход (грешки в диетата, промени в диетата, заболявания на стомашно-чревния тракт, нарушения на вегетативната нервна система и др.). B.subtilis обикновено не предизвиква странични ефекти. Този пробиотик се характеризира с високо съотношение на ефективност и безопасност.

Текст на научна работа на тема „Механизми на действие на пробиотиците на основата на Bacillus subtilis”

В помощ на практикуващ лекар

В помощ на практикуващия

UDC 615.331:579.852.1

МЕХАНИЗМИ НА ДЕЙСТВИЕ НА ПРОБИОТИКИТЕ НА БАЗАТА НА BACILLUS SUBTILIS

Резюме. Бактерията B.subtilis е един от най-обещаващите пробиотици, изследвани през последните десетилетия. Механизмите на неговото пробиотично действие са свързани със синтеза на антимикробни вещества, укрепване на неспецифичния и специфичния имунитет, стимулиране на растежа на нормалната чревна микрофлора и освобождаването на храносмилателни ензими. B. subtilis секретира рибозомно синтезирани пептиди, нерибозомно синтезирани пептиди и непептидни вещества с широк спектър на антимикробна активност, обхващаща грам-положителни, грам-отрицателни бактерии, вируси и гъбички. Рядко възниква резистентност към тези антимикробни вещества. Укрепването на неспецифичния имунитет е свързано с активирането на макрофагите и освобождаването от тях на провъзпалителни цитокини, повишаване на бариерната функция на чревната лигавица и освобождаването на витамини и аминокиселини (включително незаменими). Укрепването на специфичния имунитет се проявява чрез активиране на Т- и В-лимфоцитите и освобождаване на имуноглобулини от последните - IgG и IgA. B.subtilis стимулира растежа на нормалната чревна микрофлора, по-специално на бактериите от родовете Lactobacillus и Bifidobacterium. Освен това пробиотикът повишава разнообразието на чревната микрофлора. Пробиотикът освобождава всички основни храносмилателни ензими в чревния лумен: амилази, липази, протеази, пектинази и целулази. В допълнение към смилането на храната, тези ензими унищожават антихранителни фактори и алергенни вещества, съдържащи се в постъпващата храна. Изброените механизми на действие оправдават използването на B. subtilis като част от комплексната терапия за борба с чревни инфекции; предотвратяване на респираторни инфекции през студения сезон; предотвратяване на диария, свързана с антибиотици; за коригиране на нарушения на храносмилането и насърчаване на храната от различен произход (грешки в диетата, промени в диетата, заболявания на стомашно-чревния тракт, нарушения на автономната нервна система и др.). B. subtilis обикновено не предизвиква странични ефекти. Този пробиотик се характеризира с високо съотношение на ефективност и безопасност.

Ключови думи: Bacillus subtilis, пробиотик, механизми на действие.

Пробиотиците са „живи микроорганизми, които, когато се прилагат в адекватни количества, имат положителен ефект върху здравето на гостоприемника“. Докато употребата на някои от тях (Lactobacillus, Bifidobacterium) е получила голямо внимание, други са проучени наскоро и техните важни терапевтични ефекти стават ясни едва сега. Един от пробиотиците е грам-положителният бацил Bacillus subtilis (B.subtilis).

Повечето бактерии от род Bacillus (включително B.subtilis) не са опасни за хората и са широко разпространени в околната среда. Те се намират в почвата, водата, въздуха и хранителните продукти (пшеница, други зърна, хлебни изделия, соеви продукти, цели меса, сурово и пастьоризирано мляко). В резултат на това те постоянно навлизат в стомашно-чревния тракт и дихателните пътища, засяват тези участъци. Броят на бацилите в червата може да достигне 107 CFU/g, което е сравнимо с това на Lactobacillus. В тази връзка редица изследователи разглеждат бактериите от рода Bacillus като една

от основните компоненти на нормалната чревна микрофлора.

В същото време терапевтичното приложение на V. vilithv позволява използването на този микроорганизъм като пробиотик по четири основни начина: 1) за защита срещу чревни патогени; 2) от респираторни патогени; 3) за премахване на дисбиоза по време на антибиотична терапия; 4) за подобряване на храносмилането и насърчаване на храната. Опростена диаграма на пробиотичната активност на B. bilid при патология на стомашно-чревния тракт е представена на фиг. 1.

Така в научната работа от последните десетилетия е постигнат значителен напредък в изясняването на спектъра на пробиотичната активност на V. vitilius, което прави тази бактерия един от най-привлекателните пробиотици за медицинска употреба. В този преглед представяме данни от подходящи експериментални и клинични проучвания, които дават представа за терапевтичния потенциал на V. vilisv.

антимикробни вещества

Укрепване на неспецифичния и специфичния имунитет

Освобождаване на 1 храносмилателни ензими

Фигура 1. Опростена диаграма на пробиотичната активност на B.subtIIIs при патология на стомашно-чревния тракт (въз основа на фигури от)

Оцеляване на вегетативните клетки на Blilithv в стомашно-чревния тракт

Пробиотиците на базата на Nalibili обикновено се приемат през устата под формата на спори или живи бактерии (вегетативни клетки). Оцеляването на спорите в стомашно-чревния тракт е извън съмнение поради тяхната висока устойчивост на различни физикохимични фактори, по-специално екстремни стойности на pH. В същото време беше обсъден въпросът дали живите бактерии могат да проникнат отвъд стомаха и да изпълняват пробиотична функция.

Ситуацията е изяснена по време на рандомизирано, двойно-сляпо, плацебо-контролирано проучване при здрави доброволци (n = 81, възраст 18-50 години). На всички субекти е предписано да приемат живи бактерии Blybium перорално в доза от 0,1 109; 1,0 109 или 10 109 CFU/капсула/ден или плацебо за 4 седмици. В края на изследването се изчислява съдържанието на живи бактерии в изпражненията. Получените стойности бяха 1.1 ± 0.1 1c^10 CFU/g1 в плацебо групата и 4.6 ± 0.1 CFU/g; 5.6 ± 0.1 k^10 CFU/g; 6,4 ± 0,1 CFU/g за три увеличаващи се дози Lylyshv. Следователно, оцеляването на вегетативните клетки на Halithv по време на преминаването през стомашно-чревния тракт беше потвърдено. Освен това ефектът е зависим от дозата и значително надвишава този на плацебо (стр< 0,0001) .

Сходство на ефектите на V.eulithv, когато се приема под формата на спори и вегетативни клетки

В цитираната литература по-голямата част от експерименталните и клинични изследвания на Daibilis са извършени с въвеждането на спори на тези бактерии или техните вегетативни клетки. В тази връзка възниква въпросът,

1 Единиците, образуващи колонии (CFU), са числено равни на броя на вегетативните клетки.

дали получените ефекти и терапевтичните резултати трябва да се разглеждат отделно или могат да се комбинират.

В много изследвания, изучаващи бактерии от рода Bacillus, е доказано, че след орално поглъщане на спори се наблюдава тяхното покълване в стомашно-чревния тракт във вегетативни клетки. Тогава се наблюдава повторното превръщане в спори (респорулация). Тези цикли се повтарят няколко пъти. В крайна сметка спорите с фекална материя попадат във външната среда. По същия начин, след орално поглъщане на вегетативни клетки, се наблюдава тяхното спорулиране в стомашно-чревния тракт. Циклите на покълване и респорулация се повтарят няколко пъти, преди да бъдат елиминирани от гостоприемника.

По този начин, независимо дали пробиотиците от B. subtilis се приемат като спори или вегетативни клетки, и двете форми на бактерията ще присъстват в тялото на реципиента и наблюдаваните ефекти и терапевтичният ефект вероятно ще бъдат еднакви. Този факт изисква допълнително потвърждение в специални изследвания.

Механизми на пробиотика

активност на B. subtilis

Синтез на антимикробни вещества

По правило чревните инфекции се причиняват от бактерии или вируси и по-рядко от протозои. Според настоящите указания антибиотиците не са необходими в повечето случаи. Трябва да се поддържа подходяща рехидратация и диарията ще премине сама. Въпреки това, както при леки, така и при тежки случаи на чревни инфекции, лекарят може да реши да включи пробиотици в терапията, за да увеличи нейната ефективност.

Една от най-обещаващите бактерии в това отношение е B. subtilis. Уникалността на бактерията се състои в това, че 4-5% от нейния геном кодира синтеза на различни антимикробни вещества. Според публикувани прегледи около 24 такива вещества са били изолирани от различни щамове на B. subtilis до 2005 г. и 66 до 2010 г., като списъкът продължава да расте. Повечето от антимикробните вещества са представени от рибозомни и нерибозомни синтезирани пептиди. Непептидните вещества, като поликетиди, аминозахари и фосфолипиди, се намират в по-малки количества. Някои от антимикробните вещества на B.subtilis са дадени в табл. 1. Ясно е, че активността на много от тях е насочена срещу грам-положителните бактерии. Освен това спектърът на действие обхваща грам-отрицателни бактерии, вируси и гъбички. Следователно са обхванати почти всички патогени, които могат да причинят чревни инфекции.

Пример са резултатите от изследване на един от новите щамове на B. subtilis VKPM B-16041 (DSM 24613). Висока антагонистична активност е открита срещу St.aureus и C.albicans, средна или ниска - срещу C.freundii, E.coli,

Таблица 1. Някои антимикробни вещества, синтезирани и секретирани от B. subtilis

Рибозомно синтезирани пептиди Бактериоцини: - лантибиотици тип A - лантибиотици тип B Subtilin Ericin S Mersacidin За 2 вещества: образуване на пори в цитоплазмената мембрана Инхибиране на синтеза на клетъчната стена Грам-положителни бактерии Грам-положителни бактерии, включително метицилин-резистентни щамове на Staphylococcus aureus и ванкомицин-резистентни щамове на Enterococci

Нерибозомно синтезирани пептиди Липопептиди Сурфактин Бацилизин Бацитрацин Разтваряне на липидните мембрани Инхибиране на глюкозамин синтазата, участваща в синтеза на нуклеотиди, аминокиселини и коензими, което води до лизиране на микробни клетки Инхибиране на синтеза на клетъчната стена Вируси, Mycoplasma Staphylococcus aureus, Candida albicans Gram -положителни бактерии

Непептидни вещества Difficidin Нарушение на протеиновия синтез Грам-положителни бактерии, грам-отрицателни бактерии

K. pneumoniae, P. vulgaris, P. aeruginosa, Salmonella spp., Sh. sonnei, Sh. flexneri IIa.

Различните щамове на B.subtilis отделят различни набори от антимикробни вещества. Във всеки случай обаче обхватът на обхванатия антагонизъм срещу чревни патогени е доста широк. Например, щамът B. subtilis ATCC6633 отделя субтилин, който е антибиотик срещу грам-положителни бактерии. Друг щам, B. subtilis A1/3, не отделя субтилин. Но отделя антибиотика ерицин S, който има същия механизъм на действие и спектър на действие като субтилина. Това означава, че който и от тези щамове да се използва в производството на пробиотика, спектърът на грам-положителните бактерии ще бъде покрит.

Антимикробните пептиди, секретирани от B. subtilis, предлагат огромни предимства пред традиционните антибиотици. Факт е, че те са близки до антимикробните пептиди, секретирани в човешкото тяло и са част от неговия вроден имунитет. Подобни вещества са идентифицирани в голямо разнообразие от тъкани и епителни повърхности, включително кожата, очите, ушите, устната кухина, червата, имунната, нервната и пикочната система. Най-известните от тях са дефензин, лизозим, кателицидин, дермцидин, лектин, хистатин и др. B.subtilis произвежда подобни вещества, така че резистентността към тях е рядка и обикновено няма странични ефекти. Липсата на резистентност към човешките антимикробни пептиди и B.subtilis се свързва с факта, че тяхното действие често е насочено към образуването на мембранни пори, което води до смъртта на бактериите. Активността на традиционните антибиотици е по-фокусирана върху метаболитните ензими на бактериите, което улеснява формирането на резистентност.

Укрепване на неспецифичния и специфичния имунитет

V.tbshk повишава защитата срещу чревни и респираторни патогени чрез стимулиране на неспецифичен и специфичен имунитет. Неспецифичният имунитет се определя като защитна система, която работи еднакво срещу голямо разнообразие от микроорганизми. Специфичният имунитет работи на принципа „ключ за заключване“ - произвеждат се специални клетки или антитела за специфичен патоген. Неспецифичният имунитет обикновено се разглежда като първа фаза на защитната реакция на организма, а специфичният имунитет като втора фаза.

Неспецифичен имунитет

Най-важните клеткиМакрофагите участват в неспецифичния имунитет. Те фагоцитират патогена, усвоявайки го. В допълнение, антигените на патогена се подреждат на повърхността на собствените мембрани на тялото - така нареченото представяне, което е необходимо за стартиране на втората фаза на защитната реакция на тялото.

Многобройни проучвания показват, че прилагането на HbnI причинява активиране на макрофагите. В активираните макрофаги се засилва синтезът и освобождаването на провъзпалителни цитокини: тумор некрозис фактор а, интерферон-γ (N-7), интерлевкин (Sh-1p, Sh-6, Sh-8, Sh-10, Sh- 12, макрофагов възпалителен протеин- 2. В резултат на това се развива сложен възпалителен отговор, насочен към унищожаване на патогена.Например, 1KK-y активира макрофагите и предпазва клетките от вирусна инфекция.Sh-6 стимулира пролиферацията и диференциацията на В-лимфоцитите отговорен за синтеза на антитела.Sh-8 е мощен хемотаксичен и паракринен медиатор за неутрофилите.

активираните неутрофили играе важна роля в поддържането на възпалението и оксидативния стрес. IL-12 регулира растежа, активирането и диференциацията на Т лимфоцитите.

Механизмите, чрез които B. subtilis активира макрофагите, продължават да се изучават. Едно от изследванията показа, че пробиотичните екзополизахариди са отговорни за това.

Следващият важен компонент на неспецифичния имунитет е бариерната функция на епитела. Епителните тъкани са първите, които посрещат атаката на патогените и ходът на заболяването до голяма степен зависи от тяхната устойчивост.

Изследователите са открили, че бактериите комуникират помежду си в рамките на един и същи вид и между различни видове, използвайки специална група вещества, наречени кворум-чувствителни молекули. Една такава молекула, секретирана от B. subtilis, се нарича фактор на компетентност и спорулация (CSF). Трансферът на CSF в чревните епителни клетки активира критични сигнални пътища, необходими за оцеляването на тези клетки. На първо място, това са пътя на р38 MAP киназата и пътя на протеин киназата B/AI. В допълнение, CSF индуцира синтеза на протеини от топлинен шок (Hsps), които предотвратяват развитието на оксидативен стрес в епителните клетки. И двата ефекта - подобряването на преживяемостта на епителните клетки и намаляването на оксидативния стрес в тях - водят до повишаване на бариерната функция на чревната лигавица. Той става по-малко уязвим към патогени.

Факторите на неспецифичния имунитет също включват съдържанието на редица метаболитни вещества, които влияят на общата устойчивост на организма към инфекции.

Установено е, че B.subtilis синтезира редица витамини, по-специално тиамин (В1), пиридоксин (В6) и менахинон (К2). Различни щамове на B. subtilis произвеждат различни набори от аминокиселини, някои от които са основни, като валин.

Специфичен имунитет

Специфичният имунитет е по-мощна защитна система, тъй като е селективно насочен към определен патоген. Разграничава клетъчния и хуморалния имунитет. Клетъчният имунитет се осигурява от Т-лимфоцитите, насочващи тяхната борба срещу вирусите. Хуморалният имунитет е свързан с функционирането на В-лимфоцити, които секретират антитела (имуноглобулини). В този случай борбата е насочена срещу бактериите.

Много изследвания потвърждават способността на B. subtilis да индуцира активиране и пролиферация на Т и В лимфоцити. Това се случва както в периферната кръв (и двата типа клетки), така и в тимуса (Т-лимфоцити) и далака (В-лимфоцити). По-горе беше обсъдено, че това става възможно поради освобождаването на цитокини от макрофагите. Освен това е открита директна способност за стимулиране на лимфоцитите през клетъчните стени, пептидогликаните и тейхоевите киселини на B. subtilis.

Фигура 2. Пробиотикът B. subtilis значително повишава съдържанието на IgA в слюнката при пациенти в напреднала възраст.

Забележка: пробиотикът се приема в 4 дози по 10 дни с 18 дни паузи между тях. Данните са представени към края на проучването (43) – след 4 месеца.

Ш B.subtilis □ Плацебо

и за GO относно Q. L

Фигура 3. Пробиотикът B. subtilis значително повишава съдържанието на 1dA в изпражненията на пациенти в напреднала възраст

Забележка: пробиотикът се приема в 4 дози по 10 дни с 18 дни паузи между тях. Данните са представени в началото на изследването (VI), 10 дни след първия пробиотичен прием (VI + 10 дни) и в края на изследването (43) - 4 месеца по-късно.

Последицата от ефекта върху В-лимфоцитите е повишаване на съдържанието на имуноглобулини (IgG и 1&L) в кръвния серум и 1&L на повърхността на лигавиците. Например, в едно от проучванията е установено повишаване на съдържанието на 1&L в изпражненията, което характеризира повишен имунитет срещу чревни инфекции, както и в слюнката, което е важно за повишаване на защитата срещу остри респираторни инфекции (фиг. 2, 3). Както е известно, 1&L

е една от основните молекули, които предпазват епитела от проникване на патогени отвън.

Стимулиране на растежа на нормалната чревна микрофлора

Нормалната микрофлора заема различни части на чревната тръба, от устната кухина до дебелото черво. В човешкото тяло има около 1014 такива бактерии, което е 10 пъти повече от човешките клетки. Общата метаболитна активност на бактериите надвишава тази на нашите клетки.

Броят на бактериалните видове, които изграждат нормалната чревна микрофлора, се определя по два начина. По-стар метод, базиран на култивиране на бактерии от проби от изпражнения, идентифицира над 500 вида. По-нови методи, базирани на ДНК анализ, показват, че всъщност има повече от 1000 вида.Броят им се е увеличил поради факта, че нормалната микрофлора съдържа бактерии, които не могат да се култивират по обичайния начин.

Основните функции на нормалната чревна микрофлора се свеждат до защита срещу колонизация и растеж на патогенни микроби, стимулиране на неспецифичен и специфичен имунитет и смилане на хранителните компоненти. Както може да се види, тези функции съвпадат с тези, обсъдени във връзка с пробиотика B. subtilis в този преглед.

При чревни инфекции възниква дисбаланс на чревната микрофлора, тъй като патогенните бактерии конкурентно потискат активността на нормалните бактерии. По-горе споменахме чревните инфекции, когато разглеждахме антимикробни вещества, изолирани от B.subtilis. Освен това възниква дисбаланс по време на курс на антибиотично лечение на терапевтични и хирургични заболявания. В този случай начинът на приложение на антибиотика няма значение - той може да бъде орален или парентерален. Честотата на антибиотично-асоциираната диария зависи от вида на използвания антибиотик и варира от 2 до 25%, по-рядко - до 44%. Антибиотикът потиска жизнената активност на нормалната микрофлора, което води до растеж на патогенни бактерии.

Много изследвания показват положителния ефект на B. subtilis върху съдържанието на нормалната чревна микрофлора. Пробиотикът повишава количеството на Lactobacillus и намалява съдържанието на Escherichia coli в червата и изпражненията, повишава нивото на Bifidobacterium и намалява Alistipes spp., Clostridium spp., Roseospira spp., Betaproteobacterium във фекалиите (фиг. 4). Следователно въвеждането на B. subtilis промени съотношението на чревната микрофлора към увеличаване на броя на нормалните бактерии и намаляване на патогенните щамове.

Механизмите на това явление продължават да се изучават. Досегашните доказателства сочат две възможности. От една страна, B.subtilis поради освобождаването на антимикробни вещества

Ефект върху съдържанието на Lactobacillus

о ш не (Това S

Фигура 4. Пробиотикът B.subtilis в най-високата приложена доза значително повишава съдържанието на Lactobacillus в изпражненията на прасенца

потиска развитието на патогенната микрофлора, което създава условия за запълване на освободената ниша с нормални бактерии. Този механизъм е косвено указан от резултатите от изследване, при което на прасенца е прилаган антибиотик неомицин сулфат. Този инструментхарактеризиращ се с инхибиране на растежа на Escherichia coli, но не засяга Lactobacillus. В резултат приемът на антибиотика очаквано доведе до намаляване на съдържанието на Escherichia coli в изпражненията, но в същото време до увеличаване на Lactobacillus. Това явление е възможно само ако нормалната чревна микрофлора започне да се развива поради потискането на патогенните бактерии. Същото се случва, когато B. subtilis освобождава своите антимикробни вещества.

Втората възможност е свързана с директното стимулиране на нормалната чревна микрофлора от B. subtilis, като Lactobacillus и Bifidobacterium. Това показват резултатите от in vitro експерименти за създаване на смесени пробиотици, съдържащи B. subtilis и Lactobacillus. Установено е, че жизнеспособността на лактобацилите в такива комбинации се увеличава значително. Резултатите от едно проучване показват, че това може да се дължи на освобождаването на каталаза и субтилизин от B. subtilis.

Интерес представлява още едно открито обстоятелство. Някои изследвания показват, че B. subtilis повишава разнообразието на нормалната чревна микрофлора. Смята се, че това има положителен ефект върху здравето на домакина. По-специално, B.subtilis увеличава разнообразието на чревната микрофлора поради бактерии като Eubacterium coprostanoligenes, L.amylovorus, Lachnospiraceae bacterium, L.kitasatonis.

По едно време въпросът дали пробиотиците могат да причинят вреда на тялото на гостоприемника беше доста широко обсъждан, променяйки обичайната микрофлора, установена от години, за чужди бактерии, изкуствено въведени отвън. По-късно обаче беше установено, че всички пробиотици, приемани за медицински цели, не остават в стомашно-чревния тракт дори след края на курса

леченията са напълно премахнати от него. По отношение на B.subtilis е важно да се вземе предвид още едно обстоятелство. Тази бактерия, въпреки че постоянно навлиза в храносмилателния канал от почвата, водата, въздуха и храната, все пак не го колонизира (за разлика от Lactobacillus и Bifidobacterium). B.subtilis е вид транзитна бактерия, която постоянно влиза и излиза от храносмилателната тръба. Следователно B.subtilis не може да се вкорени в червата и да промени стабилния състав на нашата микрофлора.

Подобрено храносмилане и движение на храната

Има голям брой заболявания и състояния, които водят до нарушаване на храносмилането и движението на храната. Пример за това могат да бъдат грешки в диетата, промени в диетата, заболявания на стомашно-чревния тракт (холецистит, панкреатит и др.), Нарушения на вегетативната нервна система (водещи до функционални нарушения) и др.

Пробиотик, базиран на B. subtilis, може да подобри храносмилането и вторичното движение на храната чрез освобождаване на храносмилателни ензими. Изследванията установяват, че тези бактерии синтезират всички групи ензими, необходими за успешното разграждане на храната: амилази, липази, протеази, пектинази и целулази. Високата активност на тези ензими се доказва от факта, че B.subtilis се използва в хранително-вкусовата промишленост за ензимна обработка на готови продукти.

Храната съдържа вещества, наречени антихранителни фактори. Те са получили това име, защото тяхното присъствие намалява наличността на един или повече хранителни компоненти от консумираната храна. Установено е, че ензимите на B.subtilis разрушават антихранителните фактори, като намаляват съдържанието им в храната. Това се отнася особено за общите феноли, танини и кофеин. Това увеличава достъпността на хранителните компоненти за тялото на гостоприемника.

Храната също така съдържа вещества, които могат да причинят алергични реакции при някои чувствителни индивиди. Ензимите на B.subtilis обаче са в състояние да унищожат тези вещества, намалявайки алергенния потенциал на храната. Проведено е проучване, при което са открити подобни пробиотични ефекти за глиадин (намиращ се в пшеницата) и р-лактоглобулин (съдържащ се в кравето мляко).

Примери за клинични изследвания

В този раздел нямаме за цел да предоставим изчерпателен преглед на всички налични клинични проучвания върху B. subtilis. По-скоро имаше желание клинични примерипотвърди действието на всички тези пробиотични механизми, които бяха описани по-горе.

Чревни инфекции. Проучването на Gracheva et al. са включени пациенти със салмонела

Честота на диария, свързана с антибиотици

о шно (H t S

30 25 20 15 10 5 0

Фигура 5. Пробиотикът B. ulcerus значително намалява честотата на диария при амбулаторни пациенти, приемащи перорални и интравенозни антибиотици.

лез, хранително отравяне и дизентерия. Една от избраните групи пациенти получава B.subtilis заедно с друг пробиотик (общ брой - 2109 живи микробни клетки) 2 пъти дневно в продължение на 4-10 дни. Въз основа на резултатите от изследването е открит изразен терапевтичен ефект на лекарството, който се състои в ускорено нормализиране на изпражненията, изчезване на коремна болка и намаляване на чревната дисбиоза.

Свързана с антибиотици диария. В рандомизирано, двойно-сляпо, плацебо-контролирано клинично изпитване, T.V. Хорошева и др. Включени са амбулаторни пациенти на възраст >45 години, на които са предписани един или повече перорални или интравенозни антибиотици за поне 5 дни. Една от групите пациенти (n = 90) получава пробиотика B. subtilis (2109 живи микробни клетки) 2 пъти на ден, започвайки 1 ден преди началото на антибиотичната терапия и завършвайки 7 дни след спиране на антибиотиците. В резултат на това беше установено, че в групата на пробиотиците диария, свързана с антибиотици, се развива само при 7,8% (7/90) от пациентите, докато в групата на плацебо тази цифра е 25,6% (23/90) (p< 0,001) (рис. 5). Пробиотик достоверно снижал частоту появления тошноты, рвоты, метеоризма и абдоминальной боли.

Укрепване на храносмилането и движението на храната. В изследване на Y.P. Liu и др. Включени са възрастни (74 ± 6 години) амбулаторни и хоспитализирани пациенти с функционален запек. Една от групите за лечение (n = 31) получи живи микробни клетки от B. subtilis в продължение на 4 седмици. В края на проучването е установено, че пробиотикът е ефективен при 41,9% (13/31) от пациентите.

Респираторни инфекции. Това показание може да изглежда малко необичайно, като се има предвид, че B. subtilis е пробиотик, който действа в стомашно-чревния тракт. Въпреки това, когато разглеждаме механизмите на пробиотичното действие на бактерията, споменахме, че нейната способност да повлиява респираторните патогени е свързана със стимулиране на имунната система.

През 2015 г. Cochrane публикува резултатите от систематичен преглед на употребата на пробиотици за предотвратяване на остри респираторни инфекции (ОРИ). Авторите заключават, че пробиотиците са с 47% по-ефективни от плацебо за намаляване на епизодите на ОРИ. Освен това пробиотиците намаляват продължителността на ОРИ с 1,89 дни. Пробиотиците могат леко да намалят честотата на употреба на антибиотици и броя на пропуснатите дни от училище. Страничните ефекти на пробиотиците са минимални; стомашно-чревните симптоми са по-чести.

Безопасност

Безопасността на B. subtilis е тествана в три основни области: за наличие на патогенни гени, антибиотична резистентност и точност на микробната идентификация.

Патогенни гени. Наличието на такива гени е опасно, защото те водят до образуването на токсини и други вредни вещества, които влияят негативно на чревната стена и на организма като цяло. Авторите съобщават, че тези гени не са открити в B. subtilis. Освен това, култивирането на този пробиотик in vitro с чревни епителни клетки и прилагането му in vivo на голямо разнообразие от животински видове не е довело до развитие на вредни ефекти или странични ефекти.

Резистентност към антибиотици. Този параметър е опасен, защото ако пробиотикът има гени, които могат да причинят резистентност към антибиотици, тогава те в крайна сметка могат да бъдат прехвърлени към патогенни бактерии, които също стават резистентни към антибиотици. Добрата новина е, че когато е тестван в 3 проучвания, пробиотикът B. subtilis е чувствителен (нерезистентен) към всички основни антибиотици, използвани в медицината. Следователно B. subtilis не може да предаде резистентност към патогенни бактерии.

Точност на микробната идентификация. През 2003 г. е публикувано проучване, показващо, че 7 пробиотици, продавани като съдържащи B. subtilis, всъщност съдържат други тясно свързани бактерии. Микробиолозите обаче съобщават, че днес съществуват всички условия за надеждна идентификация на B.subtilis. Следователно правилният състав на пробиотика зависи от отговорността на производителя, който го произвежда.

Трябва да се помни, че подобно на други пробиотици, B.subtilis не се предписва на пациенти с тежък имунен дефицит (отслабване на организма след тежки инфекции, лъче- и химиотерапия, пациенти с ХИВ/СПИН и др.) поради възможността за генерализиране на инфекция и развитие на сепсис.

Една публикация изброява характеристиките на „добър“ пробиотик. Освен всичко друго, авторите включват способността на бактериите да осигуряват

положителен ефект върху гостоприемника, например повишаване на устойчивостта към болести. Пробиотикът трябва да е непатогенен и нетоксичен. Той трябва да може да оцелее и да се развива в стомашно-чревния тракт - тоест да е устойчив на ниски стойности на pH и органични киселини. Както следва от този преглед, всички тези свойства са присъщи на пробиотичната бактерия B.subtilis.

Според експериментални и клинични проучвания има редица показания, когато е уместно предписването на пробиотик на основата на B.subtilis. На първо място, това е включването на пробиотик в комплексната терапия на чревни инфекции, включително диария на пътниците, както и използването му за профилактика на респираторни инфекции през студения сезон. Пробиотикът ще бъде полезен по време на курсове на перорална или парентерална антибиотична терапия за предотвратяване на диария, свързана с антибиотици. Целта на тези бактерии ще бъде важна за нарушения на храносмилането и движението на храната от различен произход, свързани с грешки в диетата, промени в диетата, заболявания на стомашно-чревния тракт, нарушения на автономната нервна система и др.

Пробиотиците на основата на B. subtilis се характеризират с високо съотношение на ефективност и безопасност.

Библиография

1. FAO/WHO (2001) Здравни и хранителни свойства на пробиотиците в храната, включително мляко на прах с живи млечнокисели бактерии. Експертен консултативен доклад на Организацията по прехрана и земеделие към Обединените нации и Световната здравна организация/FAO/WHO. - 2001. - ftp://ftp.fao.org.

2. Сорокулова И. Съвременно състояние и перспективи на Bacillus Bacteria като пробиотици // J. Prob. Здраве. - 2013. - кн. 1, № 4. - Изтръпнал. на публ. 1000e106.

3. Olmos J., Paniagua-Michel J. Bacillus subtilis Потенциална пробиотична бактерия за формулиране на функционални фуражи за аквакултури // J. Microb. Biochem. техн. - 2014. - кн. 6, № 7. - С. 361-365.

4. Оценка на Bacillus subtilis R0179 върху стомашно-чревната жизнеспособност и общото здраве: рандомизирано, двойно-сляпо, плацебо-контролирано проучване при здрави възрастни /Hanifi A., Culpepper T., Mai V. et. ал. // Полза. микроби. - 2015. - кн. 6, № 1. - С. 19-27.

5. Leser T.D., Knarreborg A., Worm J. Покълване и израстване на спори на Bacillus subtilis и Bacillus licheniformis в стомашно-чревния тракт на прасета // J. Appl. Microbiol. - 2008. - кн. 104, № 4. - С. 1025-1033.

6. Jadamus A., Vahjen W., Simon O. Поведение на растеж на спорообразуващ пробиотичен щам в стомашно-чревния тракт на пилета бройлери и прасенца // Arch. Tiernernahr. - 2001. - кн. 54, № 1. - С. 1-17.

7. Съдба и разпространение на спори на Bacillus subtilis в миши модел / Hoa T.T., Duc L.H., Isticato R. et al. // Приложна и екологична микробиология. - 2001. - кн. 67, № 9. - С. 38193823.

8. Чревният жизнен цикъл на Bacillus subtilis и близки роднини / Tam N.K.M., Uyen N.Q., Hong H.A. et al. // Вестник по бактериология. - 2006. - кн. 188, № 7. - С. 2692-2700.

9. Stein T. Bacillus subtilis антибиотици: структури, синтези и специфични функции // Mol. Microbiol. - 2005. - кн. 56, № 4. - С. 845-857.

10. Производство на антимикробни метаболити от Bacillus subtilis, имобилизирани в полиакриламиден гел/Awais M, Pervez, A., Yaqub Asim, Shah M.M. //Пакистан J. Zool. - 2010. - кн. 42, № 3. - С. 267-275.

11. Леляк А.А., Щерншис М.В. Антагонистичен потенциал на сибирски щамове на Bacillus spp. по отношение на патогени на болести по животните и растенията // Бюлетин на Томския държавен университет. Биология. - 2014. - № 1. - С. 42-55.

12. Антимикробни съединения, произведени от Bacillus spp. и приложения в храните/ Baruzzi F., Quintieri L., Morea M., Caputo L. // Наука срещу микробните патогени: съобщаване на текущи изследвания и технологични постижения (Vilas A.M., изд.). - Бадахос, Испания: Formatex, 2011. - P. 1102-1111.

13. Два различни подобни на лантибиотици пептиди произлизат от генния клъстер на ерицин на Bacillus subtilis A1/3 / Stein T., Borchert S., Conrad B. et al. // J. Bacteriol. - 2002. - кн. 184, № 6. - С. 1703-1711.

14. Wang G. Човешки антимикробни пептиди и протеини // Pharmaceuticals. - 2014. - кн. 7, № 5. - С. 545-594.

15. Антимикробни пептиди от рода Bacillus: нова ера за антибиотиците / Sumi C.D., Yang B.W., Yeo I.C., Hahm Y.T. //Мога. J. Microbiol. - 2015. - кн. 61, № 2. - С. 93-103.

16. Ефекти на спорите на Bacillus subtilis B10 върху жизнеспособността и биологичните функции на миши макрофаги/Huang Q., Xu X., Mao Y.L. et al. //Anim. Sci. Й. - 2013. - Кн. 84, № 3. - С. 247-252.

17. Модулаторни ефекти на Bacillus subtilis BS02 върху жизнеспособността и имунните отговори на RAW 264.7 миши макрофаги / Huang Q., Li Y.L., Xu X. et al. // Journal of Animal and Veterinary Advances. - 2012. - кн. 11, № 11. - С. 1934-1938.

18. Имуномодулиращи ефекти на спори на Bacillus subtilis (natto) B4 върху миши макрофаги/Xu X, Huang Q., Mao Y. et al. // Microbiol. Immunol. - 2012. - кн. 56, № 12. - С. 817-824.

19. Базирани на Bacillus subtilis директно хранени микроби засилват функцията на макрофагите при пилета бройлери/Lee K.W., Li G., Lillehoj H.S. et al. //Res. ветеринарен лекар Sci. - 2011. - кн. 91, № 3. - С. e87-e91.

20. Защита от чревно възпаление чрез бактериални екзополизахариди / Jones S.E., Paynich M.L., Kearns D.B., Knight K.L. // J. Immunol. - 2014. - кн. 192, № 10. - С. 48134820.

21. Сензорната молекула на Bacillus subtilis quorum CSF допринася за чревната хомеостаза чрез OCTN2, мембранен транспортер на клетка гостоприемник / Fujiya M., Musch M.W., Nakagawa Y. et al. // Микроб клетъчен гостоприемник. - 2007. - кн. 1, № 4. - С. 299-308.

22. Джан Й., Бегли Т.П. Клониране, секвениране и регулиране на thiA, ген за биосинтеза на тиамин от Bacillus subtilis // Gene. - 1997. - кн. 198, № 1-2. - С. 73-82.

23. Кристална структура на тиамин фосфат синтаза от Bacillus subtilis при 1,25 A резолюция / Chiu H.J., Reddick J.J., Begley T.P., Ealick S.E. // Биохимия. - 1999. - кн. 38, № 20. - С. 6460-6470.

24. YaaD и yaaE участват в биосинтезата на витамин B6 в Bacillus subtilis / Sakai A., Kita M., Katsuragi T. et al. // J. Biosci. Bioeng. - 2002. - кн. 93, № 3. - С. 309-312.

25. Гликолалдехид-образуващ път в Bacillus subtilis във връзка с биосинтезата на витамин B6/Sakai A., Katayama K., Katsuragi T., Tani Y // J. Biosci. Bioeng. - 2001. - кн. 91, № 2. - С. 147152.

26. Изследване на 1-деокси-D-ксилулоза 5-фосфат синтаза и транскетолаза на Bacillus subtilis във връзка с биосинтезата на витамин В6 / Sakai A., Kinoshita N., Kita M. et al. // J. Nutr. Sci. витаминол. (Токио). - 2003. - кн. 49, № 1. - С. 73-75.

27. Ikeda H., Doi Y. Витамин-K2-свързващ фактор, секретиран от Bacillus subtilis // Eur. J. Biochem. - 1990. - кн. 192, № 1. -Стр. 219-224.

28. Структура и реактивност на Bacillus subtilis MenD, катализираща първата ангажирана стъпка в биосинтеза на менахинон / Dawson A., Chen M, Fyfe P.K. et al. // J. Mol. Biol. - 2010. - кн. 401, № 2. - С. 253-264.

29. Bentley R., Meganathan R. Биосинтеза на витамин К (менахинон) в бактерии // Микробиологични прегледи. - 1982. - кн. 46, № 3. - С. 241-280.

30. Извънклетъчни аминокиселини на аеробни спорообразуващи бактерии / Смирнов В.В., Резник С.Р., Кудрявцев В.А. et al. // Микробиология. - 1992. - кн. 61, № 5. - С. 865-872.

31. Chattopadhyay S.P., Banerjee A.K. Производство на валин от Bacillus sp. // Z. Allg. микробиол. - 1978. - кн. 18, № 4. -Стр. 243-254.

32. Експресия на маркери за активиране върху лимфоцити от периферна кръв след перорално приложение на спори на Bacillus subtilis / Caruso A., Flamminio G., Folghera S. et al. //Int. J. Immunophar-macol. - 1993. - кн. 15, № 2. - С. 87-92.

33. Имуностимулираща активност на Bacillus spores / Huang J.M., La Ragione R.M., Nunez A., Cutting S.M. // FEMS Immunol. Med. Microbiol. - 2008. - кн. 53, № 2. - С. 195-203.

34. Sebastian A.P., Keerthi T.R. Имуномодулиращ ефект на пробиотичен щам Bacillus subtilis MBTU PBBMI спори в Balb/C мишки // Международен журнал за инженерни и технически изследвания (IJETR). - 2014. - кн. 2, № 11. - С. 258-260.

35. R&S&nen L., Mustikkam&ki U.P., Arvilommi H. Поликлонален отговор на човешки лимфоцити към бактериални клетъчни стени, пептидо-гликани и тейхоеви киселини // Имунология. - 1982. - кн. 46, № 3. - С. 481-486.

36. Ефект на Bacillus subtilis natto върху растежа при мускусни патици / Sheng-Qiu T., Xiao-Ying D., Chun-Mei J. et al. //Rev. Сутиени. Cienc. Авик. - 2013. - кн. 15, № 3. - С. 191197.

37. Оценка на пробиотик на базата на Bacillus subtilis и неговите ендоспори при получаването на здрави бели дробове на прасета / Ayala L., Bocourt R., Milian G. et al. // Кубинско списание за селскостопански науки. - 2012. - кн. 46, № 4. - С. 391-394.

38. Пробиотичен щам Bacillus subtilis CU1 стимулира имунната система на възрастните хора по време на период на често инфекциозно заболяване: рандомизирано, двойно-сляпо плацебо-контролирано проучване / Lefevre M., Racedo S.M., Ripert G. et al. // Имун. Стареене. - 2015. - кн. 12. - Изтръпнал. на публ. 24.

39. Eerola E., Ling W.H. Чревна микрофлора // Енциклопедия на системите за поддържане на живота (EOLSS); http://www.eolss.net.

40. Horosheva T. V., Vodyanoy V., Sorokulova I. Ефикасност на пробиотиците Bacillus при превенцията на диария, свързана с антибиотици: рандомизирано, двойно-сляпо, плацебо-контролирано клинично изпитване // JMM Доклади за случаи. - 2014. - DOI: 10.1099/jmmcr.0.004036.

41. Jeong JS, Kim I.H. Ефект на спорите на Bacillus subtilis C-3102 като пробиотична фуражна добавка върху производителността на растежа, емисиите на вредни газове и чревната микрофлора при бройлери // Домашни птици. Sci. - 2014. - кн. 93, № 12. - С. 3097-3103.

42. Скрининг на щамове Bacillus като потенциални пробиотици и последващо потвърждение на in vivo ефективността на Bacillus subtilis MA139 при прасета / Guo X., Li D., Lu W. et al. // Антони ван Лиу-Уенхук. - 2006. - кн. 90, № 2. - С. 139-146.

43. Ефекти на Bacillus subtilis KN-42 върху производителността на растежа, диарията и фекалната бактериална флора на отбити прасенца / Hu Y, Dun Y, Li S. et al. // Asian-Australas J. Anim. Sci. - 2014. - кн. 27, № 8. - С. 1131-1140.

44. Ефекти на Bacillus subtilis KD1 върху чревната флора на бройлери / Wu B.Q., Zhang T., Guo L.Q., Lin J.F. //Птиче. Sci. - 2011. - кн. 90, № 11. - С. 2493-2499.

45. Ефект от храненето с Bacillus subtilis natto върху ферментацията на задното черво и микробиотата на млечните крави Холщайн / Song D.J., Kang H.Y., Wang J.Q. et al. // Азиатско-австралийско списание за науки за животните. - 2014. - кн. 27, № 4. - С. 495-502.

46. ​​​​Yang J.J., Niu CC, Guo X.H. Модели на смесени култури за прогнозиране на чревни микробни взаимодействия между Escheri-chia coli и Lactobacillus в присъствието на пробиотик Bacillus subtilis //Benef. микроби. - 2015. - кн. 6, № 6. - С. 871877.

47. Zhang Y.R., Xiong H.R., Guo X.H. Повишена жизнеспособност на Lactobacillus reuteri за производство на пробиотици при смесена ферментация в твърдо състояние в присъствието на Bacillus subtilis // Folia Microbiol. (Прага). - 2014. - кн. 59, № 1. - С. 31-36.

48. Подобрен растеж и жизнеспособност на лактобацили в присъствието на Bacillus subtilis (natto), каталаза или субтилизин / Hosoi T., Ametani A., Kiuchi K., Kaminogawa S. // Can. J. Microbiol. - 2000. - кн. 46, № 10. - С. 892-897.

49. Подпомагане на пациентите да направят информиран избор относно пробиотиците: Необходимост от изследвания / Sharp R.R., Achkar J.-P., Brinich M.A., Farrell R.M. // Американското списание по гастроентерология. - 2009. - кн. 104, № 4. - С. 809-813.

50. Крислип М. Пробиотици // 2009; https://www.sciencebased-medicine.org.

51. Chan K.Y., Au K.S. Изследвания върху производството на целулаза от Bacillus subtilis // Антони Ван Льовенхук. - 1987. - кн. 53, № 2. - С. 125-136.

52. Sharma A., Satyanarayana T. Микробни киселинно-стабилни a-амилази: Характеристики, генно инженерство и приложения // Процесна биохимия. - 2013. - кн. 48, № 2. - С. 201211.

53. Гунчева М., Жирякова Д. Каталитични свойства и потенциални приложения на Bacillus lipases // Journal of Molecular Catalysis B: Enzymatic. - 2011. - кн. 68, № 1. - С. 1-21.

54. Gupta R., Beg Q.K., Lorenz P. Бактериални алкални протеази: молекулярни подходи и индустриални приложения // Appl. Microbiol. Биотехнология. - 2002. - кн. 59, № 1. - С. 15-32.

55. Khan M., Nakkeeran E., Umesh-Kumar S. Потенциално приложение на пектиназа при разработването на функционални храни // Annu. Rev. Food Sci. техн. - 2013. - кн. 4. - С. 21-34.

56. Биологичните обработки влияят върху химичния състав на кафеената каша / Ulloa Rojas J.B., Verreth JA., Amato S., Huisman E.A. // Биоресурс. техн. - 2003. - кн. 89, № 3. - С. 267-274.

57. Идентифициране на протеолитични бактерии от тайландски традиционни ферментирали храни и техните алергенни редуциращи потенциали / Phrom-raksa P., Nagano H., Boonmars T., Kamboonruang C. // J. Food Sci. - 2008. - кн. 73, № 4. - P. M189-M195.

58. Похиленко В.Д., Перелигин В.В. Пробиотици на базата на спорообразуващи бактерии и тяхната безопасност // Химична и биологична безопасност. - 2007. - № 2-3. - С. 32-33.

59. Liu Y.P., Liu X., Dong L. Лактулоза плюс жив бинарен Bacillus subtilis при лечението на възрастни хора с функционален запек // Zhonghua Yi Xue Za Zhi. - 2012. - кн. 92, № 42. - С. 29612964.

60. Hao Q., Dong B.R., Wu T. Пробиотици за предотвратяване на остри инфекции на горните дихателни пътища // Cochrane Database of Systematic Reviews. - 2015. - бр. 2. - чл. №: CD006895.

61. Cartwright P. Bacillus subtilis-Идентификация и безопасност // Пробиотични новини. - 2009. - № 2. - www.protexin.com.

62. Становище на Научния комитет по искане на EFSA, свързано с общ подход към оценката на безопасността от EFSA на микроорганизми, използвани в храните/фуражите и производството на хранителни/фуражни добавки // EFSA Journal. - 2005. - кн. 3, № 6. - DOI: 10.2903/j.efsa.2005.226.

63. Sanders M.E., Morelli L., Tompkins T.A. Спорообразуватели като човешки пробиотици: Bacillus, SporoLactobacillus и BreviBacillus // Изчерпателни прегледи в науката за храните и безопасността на храните. - 2003. - кн. 2, № 3. - С. 101-110.

64. Chitra N. Бактериемия, свързана с употребата на пробиотици в медицината и стоматологията // Международен журнал за иновативни изследвания в науката, инженерството и технологиите. - 2013. - кн. 2, № 12. - С. 7322-7325.

65. Фулър Р. Пробиотици при хора и животни // J. Appl. Бактериол. - 1989. - кн. 66, № 5. - С. 365-378.

Изготвила д.ф.н. А.В. Савустяненко ■

Савустяненко А.В.

MEHASHMI DM PROBUTIYUV ON OCHOBi BACILLUS SUBTILIS

Резюме. Бактерията е един от най-обещаващите пробуанти сред останалите десет хиляди. Мехашзми 11 пробютично! dc pov "yazash 1z синтез на protimrobnyh re-chovins, poslennyam неспецифични 1 специфични 1 mush-tetu, стимулиращи растежа нормално! микрофлора на червата и появата на растителни ензими. B. subtilis vidshyae рибозомно синтезирани пептиди, нерибозомно синтезирани пептиди 1 непептиди 1z широка гама от продукти - teamzrobno! активност, scho hoplyuye грам-положителни, грам-отрицателни бактерии, v1rusi 1 gribi. Устойчивост на cikh protimshrobnyh речи vinikae rschko. Posilennya ne-

специфичен имунитет към pov "yazan с активиране на макрофапв и vivshnennyam 1z тях про-запалване cytoishv, pshvishchennyam bar"erno! функционалността е лигава! мембрани на червата, vidshennyam vggamshv и амхокиселини (включително невелур). Укрепването на специфичния имунитет се проявява чрез активиране на T-i B-lsh-focytsh и vivshnennyam s останалите имуноглобулини - IgG и IgA. B.subtilis се стимулира нормално! чревна микрофлора, зокрема бактерии род 1b Lactobacillus и Bifidobacterium. В допълнение, probytik има голямо разнообразие от чревна микрофлора. Probutik присъства в чревния тракт и се основава на следните ензими: amshazy, lshazy, протеаза, пектин-

зи и целулаза. В допълнение към храносмилането, ензимите qi ще развалят aHraxap40Bi factori i allergensh речта, което ще ви помогне да живеете добре.Ще трябва да преработите механизмите си, за да подготвите стагнацията на B.subtilis в склада по цялостен начин!терапия за борба с чревни дефекти;действия на респираторни инфекции при настинка Време е за съдбата;профилактика на анти-дуповете се социализира"! диарей; за корекция порушен

преваряване и изсушаване на мазнини от различен произход (грешки в диетата, приема на храна, заболявания на чревния тракт, увреждане на вегетативната нервна система) -биотиците не се характеризират с висока ефективност на безопасност.

Ключови думи: Bacillus subtilis, probytik, механизми на dp.

Савустяненко А.В.

МЕХАНИЗМИ НА ДЕЙСТВИЕ НА ПРОБИОТИКИТЕ НА БАЗАТА НА BACILLUS SUBTILIS

Резюме. Бактерията B.subtilis е един от най-обещаващите пробиотици, изследвани през последните десетилетия. Механизмите на неговото пробиотично действие са свързани със синтеза на антимикробни агенти, повишаване на неспецифичния и специфичния имунитет, стимулиране на растежа на нормалната чревна микрофлора и освобождаването на храносмилателни ензими. B.subtilis освобождава рибозомно синтезирани пептиди, нерибозомно синтезирани пептиди и непептидни субстанции с широк спектър на антимикробна активност, обхващаща Грам-положителни, Грам-отрицателни бактерии, вируси и гъбички. Резистентността към тези антимикробни агенти е рядка. Повишаването на неспецифичния имунитет е свързано с активиране на макрофагите и освобождаване от тях на провъзпалителни цитокини, повишаване на бариерната функция на чревната лигавица, освобождаване на витамини и аминокиселини (включително незаменими). Повишаването на специфичния имунитет се проявява чрез активиране на Т- и В-лимфоцитите и освобождаване от последните на имуноглобулини - IgG и IgA. B.subtilis стимул-

забавя растежа на нормалната чревна флора, по-специално на бактериите от рода Lactobacillus и Bifidobacterium. Освен това пробиотикът увеличава разнообразието на чревната микрофлора. Пробиотикът отделя всички основни храносмилателни ензими в чревния лумен: амилази, липази, протеази, пектинази и целулази. В допълнение към храносмилането, тези ензими унищожават антихранителни фактори и алергенни вещества, съдържащи се в храната. Тези механизми на действие правят разумно използването на B. subtilis в комбинираната терапия за лечение на чревни инфекции; предотвратяване на респираторни инфекции през студения сезон; предотвратяване на диария, свързана с антибиотици; за корекция на храносмилането и двигателните увреждания от различен произход (грешки в диетата, промени в диетата, заболявания на стомашно-чревния тракт, нарушения на вегетативната нервна система и др.). B.subtilis обикновено не предизвиква странични ефекти. Този пробиотик се характеризира с високо съотношение на ефективност и безопасност.

Ключови думи: Bacillus subtilis, пробиотик, механизми на действие.

Bacillus subtilis е един от представителите на аеробните, Грам-положителни видове. Поради факта, че екстрактът от сена се използва за получаване на обогатителни култури от този микроорганизъм, второто име на бацила е Bacillus subtilis. е представен за първи път от известния немски натуралист Кристиан Готфрид Еренберг през 1835 г., но в неговата интерпретация този микроорганизъм е наречен Vibrio subtilis. И получава съвременното си име Bacillus subtilis още през 1872 г. Днес той е един от най-известните и задълбочено проучени представители на рода бацили.

Биологични свойства

Bacillus се характеризира с формата на права пръчка, която има прозрачна структура. Приблизителната дебелина на Bacillus subtilis е 0,7 микрометра. И на дължина такъв бацил може да достигне от два до осем микрометра.

Bacillus subtilis, подобно на другите бацили, се размножава чрез делене. В някои случаи, след като е настъпило напречно делене, бактериите продължават да остават свързани в тънки нишки.

Сред най-важните биохимични свойства, присъщи на Bacillus subtilis, трябва да се подчертае способността да подкиселява околната среда, както и да произвежда антибиотици. Благодарение на тези свойства Bacillus subtilis, член на рода Bacillus, е в състояние да намали въздействието на различни опортюнистични и патогенни микроорганизми. Bacillus subtilis е антагонист на:

• гъбички от дрожди;
• салмонела;
• протея;
• стрептококи;
• стафилококи.

Други характерни свойства на Bacillus включват:

• синтез на витамини, аминокиселини и имуноактивни фактори;
• активно производство на ензими, способни да отстраняват продуктите от гниене на тъканите.

Бактерията Bacillus subtilis се характеризира с перитрихално камшичене, както и централно разположение на спори с овална форма и размер, който не надвишава размера на клетката. Що се отнася до колониите от Bacillus, те са бели или розови, имат вълнообразен ръб, както и суха и кадифена структура, покрита с малки бръчки.

Растящи бацили

За да бъдат ефективни, може да са необходими няколко типа среди:

• течна среда, а именно бульон с месен екстракт;
• твърда среда - агар с месен екстракт;
• , получени синтетично;
• среди, съдържащи растителни остатъци.

Концепцията за месопептонен агар обикновено означава универсален агар, който може да има плътна или полутечна текстура. Тази среда съдържа компоненти като месна вода, трапезна сол, както и натрошен и добре измит агар. За да се стерилизира в автоклав, е необходима температура най-малко 120 ºC и този процес трябва да продължи приблизително двадесет до тридесет минути. След приключване на стерилизацията готовата среда ще се охлади естествено, придобивайки по-плътна текстура.

Най-благоприятното развитие на Bacillus subtilis е гарантирано при температури на въздуха от +5 до +45 ºC.

Опасно или не?

Има няколко мнения относно патогенността на Bacillus. По този начин, в съответствие със санитарните правила и разпоредби, официално действащи на територията на Руската федерация, Bacillus subtilis принадлежи към рода на условно патогенните бактерии.

Jpg" alt="Момиче гледа през микроскоп" width="300" height="188" srcset="" data-srcset="https://probakterii.ru/wp-content/uploads/2015/07/Vyjavlenie-bakterij-300x188..jpg 640w" sizes="(max-width: 300px) 100vw, 300px"> Однако Большая Советская Энциклопедия, а также авторитетные зарубежные источники твердо настаивают на безопасности Бациллюса субтилис, утверждая, что данный микроорганизм является абсолютно не патогенным. В результате научных исследований была доказана безопасность данных бактерий из рода бацилл как для людей, так и для животных. Таким образом, Управление по контролю качества лекарственных и продовольственных средств в Соединенных Штатах Америки справедливо присвоило Bacillus subtilis статус абсолютно безопасных организмов.!}

Но въпреки този факт, при никакви обстоятелства не се допуска наличието на Bacillus сено в различни консерви, особено рибни, месни и зеленчукови. Винаги трябва да се има предвид, че ако по някаква причина в консервираната храна останат спори, които са запазили жизнеспособността си, това означава, че когато този продукт се съхранява при температури над +20 ºC, разпространението на патогени ще бъде неизбежно. Ето защо, за да се предпазят консервираните храни от съдържание на Bacillus, е необходимо внимателно да се спазват всички технологии и стандарти за приготвяне на продукти от този тип. По правило наличието на Bacillus subtilis в консервите се показва от наличието на характерно сивкаво покритие. Освен това настъпват някои неблагоприятни промени в миризмата и консистенцията на консервираната храна.

Приложение в медицината и други области

Data-lazy-type="image" data-src="https://probakterii.ru/wp-content/uploads/2015/08/bacilljus3-300x236.jpg" alt="baktisubtil" width="300" height="236" srcset="" data-srcset="https://probakterii.ru/wp-content/uploads/2015/08/bacilljus3-300x236..jpg 382w" sizes="(max-width: 300px) 100vw, 300px"> Благодаря биохимическим свойствам достаточно широко распространено применение Бациллюса в производстве медицинских препаратов. Так, Bacillus subtilis из рода бацилл, согласно фармакологическому указателю, принадлежит к таким категориям, как:!}

• Антидиарични средства.
• Други имуномодулатори.

Основната функция на такива лекарства е да регулират нормалната дейност на чревната флора и нейния баланс. В резултат на поддържането му при нормално нивоВсякакви прояви на дисбактериоза са напълно елиминирани.

Препаратите Bacillus се предписват при състояния като:

• чревна дисбиоза, която има различен характер и произход;
• остри чревни инфекции, широко разпространени при деца;
• бактериална вагиноза;
• постоперативен период с гнойно-септични усложнения.

Препаратите от Bacillus subtilis идеално запазват всичките си полезни свойства, ако се спазват правилата за съхранение. Оптималната температура на въздуха в този случай е 25 ºC. Освен това е много важно да се обърне внимание на срока на годност, посочен върху опаковката. Лекарството Bacillus subtilis е под формата на лекарствена суспензия, представена в бутилки от 2, 5 и 10 милилитра.

Трябва да се помни, че употребата на тази бактерия от рода Bacillus също има определени противопоказания. Основно това е повишена чувствителност към съставните компоненти на лекарствата.

Най-популярните лекарства, създадени с помощта на Bacillus като активна съставка, включват:

Data-lazy-type="image" data-src="https://probakterii.ru/wp-content/uploads/2015/08/bacilljus1.jpg" alt="биоспорин" width="300" height="185">!}

Характеристики на бактерията thuringiensis

Друга грам-положителна бактерия, принадлежаща към рода Bacillus thuringiensis, има способността да образува включвания по време на спорулация, които имат кристална структура. Съдържа делта-ендотоксини - вещества, принадлежащи към категорията на ентомоцидни протеини. Формата на такъв "кристал" може да бъде различна - кубична, бипирамидална или кръгла. Специалните свойства на тази бактерия позволяват използването й в областта на биологичната растителна защита.

Важни свойства и характеристики на Bacillus subtilis

Bacillus се характеризира със специални свойства, които му позволяват да се използва широко в медицинската област. Основните видове бацили включват:

• широко разпространен в дивата природа;
• безопасност и безвредност както за хората, така и за животните;
• висока ензимна активност за оптимално регулиране и стимулиране на храносмилателната система;
• отлична устойчивост на храносмилателни и литични ензими;
• екологична безопасност и устойчивост на широк температурен диапазон.

Jpg" alt="bacillus hay" width="300" height="225" srcset="" data-srcset="https://probakterii.ru/wp-content/uploads/2015/08/bacilljus4-300x225..jpg 285w, https://probakterii.ru/wp-content/uploads/2015/08/bacilljus4.jpg 640w" sizes="(max-width: 300px) 100vw, 300px"> !}