תרופה המווסתת את איזון המיקרופלורה של המעי Bacillus subtilis. זן של חיידקי bacillus subtilis המשמש להשגת תכשיר פרוביוטי המיועד למניעה וטיפול במחלות מערכת העיכול בחקלאות

480 לשפשף. | 150 UAH | $7.5 ", MOUSEOFF, FGCOLOR, "#FFFFCC",BGCOLOR, "#393939");" onMouseOut="return nd();"> עבודת גמר - 480 RUR, משלוח 10 דקות, מסביב לשעון, שבעה ימים בשבוע וחגים

Gataullin Airat Gafuanovich. תכונות ביולוגיות של זני Bacillus subtilis, מבטיחות ליצירת פרוביוטיקה חדשה: Dis. ...cand. ביול. מדעים: 03.00.07 מוסקבה, 2005 131 עמ'. RSL OD, 61:05-3/1040

מבוא

פרק 1. אנטגוניזם מיקרוביאלי - הבסיס ליצירת תרופות ביו-תרפיות לתיקון מצבים דיסביוטיים 9

פרק 2. פרוביוטיקה של נבגים והשפעתם על המקרואורגניזם 18

2.1. תכשירים מחיידקים מהסוג Bacillus 18

2.2. רעיונות מודרניים על מנגנוני הפעולה הטיפולית והמניעתית של פרוביוטיקה מחיידקים מהסוג Bacillus 26

2.3. חומרים פעילים ביולוגית המיוצרים על ידי חיידקים יוצרי נבגים אירוביים 32

2.4. גורמי פתוגניות של חיידקים מהסוג Bacillus 34

פרק 3. אובייקטים ושיטות מחקר 41

3.1. חפצי מחקר 41

3.2. שיטות מחקר 43

3.2.1. ציוד וטכניקות 45

פרק 4. מאפיינים של הזנים המבודדים 53

4.1. מחקר של תכונות מורפולוגיות ופיזיולוגיות-ביוכימיות של זנים 53

4.2. פעילות אנטגוניסטית והדבקה של זני B.subtilis בניסויים במבחנה 55

4.3. קביעת עמידות לאנטיביוטיקה ופרופיל פלסמיד של זני B.subtilis 57

פרק 5. השפעת זן B.subtilis 1719 על המאקרואורגניזם 62

5.1. מחקר של רעילות, רעילות, ארסיות ופעילות פרוביוטית של זן B.subtilis 1719 בניסויים in vivo 62

5.2. לימוד ההשפעה של זן B.subtilis 1719 על פרמטרים של חסינות בניסויים in vivo עם דיסביוזיס ניסיוני 70

פרק 6. מאפיינים טכנולוגיים של זן B.subtilis 1719 כבסיס לתכשיר פרוביוטי 76

6.1. הערכת תכונות הגידול על מדיות הזנה נוזליות שונות 76

6.2. מחקר של הכדאיות והפעילות האנטגוניסטית של זן B.subtilis 1719 במהלך אחסון 84

פרק 7. מאפיינים השוואתיים של תכונות זן B.subtilis\l\9 והזנים המהווים בסיס לכמה תכשירים פרוביוטיים מסחריים. 94

מסקנה 98

מסקנות 107

הפניות 108

היכרות עם העבודה

הרלוונטיות של הבעיה

V על במה מודרניתחדשים הופיעו במיקרוביולוגיה רפואית

נתונים המצדיקים את השימוש במיקרופלורה ספרופיטית, המסוגלת לייצר חומרים פעילים ביולוגית (BAS) במהלך פעילות חייהם המדכאים את הצמיחה של מיקרואורגניזמים פתוגניים, גידולים ממאירים ומנרמלים תהליכים פתולוגיים וביוכימיים שונים בגוף האדם.

בעשור האחרון נעשה שימוש נרחב במוצרים ביולוגיים המבוססים על תרביות מיקרוביאליות חיות של חיידקים יוצרי נבגים למניעה וטיפול במחלות של מערכת העיכול.

סוג חיידקים באצילוס,אחת הקבוצות המגוונות והנפוצות ביותר של מיקרואורגניזמים, הם מרכיבים חשובים של הפלורה האקסוגנית של בני אדם ובעלי חיים.

* סוג בצילוסמשך את תשומת לבם של חוקרים מאז ימי קדם. נאקו-

- ידע שנלכד בתחום המיקרוביולוגיה, הפיזיולוגיה, הביוכימיה, הגנטיקה

חיידקים מצביעים על יתרונות בצילוסכיצרנים של חומרים פעילים ביולוגית: אנזימים, אנטיביוטיקה, קוטלי חרקים. התאמה גבוהה לתנאי חיים שונים (נוכחות או היעדר חמצן, גדילה והתפתחות בטווח רחב של טמפרטורות, שימוש בתרכובות אורגניות או אנאורגניות שונות כמקורות מזון ועוד) תורמים להתפשטות החיידקים באדמה, במים, אוויר, מוצרי מזון וחפצים חיצוניים אחרים

]ת הסביבה, כמו גם בגוף של בני אדם ובעלי חיים.

I מגוון תהליכים מטבוליים, גנטיים וביוכימיים

שונות, עמידות לאנזימי ליטיים ועיכול, שימשו רציונל לשימוש בבצילים בתחומי הרפואה השונים.

"4 cins. מנהל המזון והתרופות

כספים בארה"ב, ניצלו לרעה Bacillus subtilisמצב GRAS (בדרך כלל נחשב בטוח) - אורגניזמים בטוחים לחלוטין, שהוא תנאי מוקדם

5 לשימוש בחיידקים אלה בייצור תרופות.

פעילות החיידקים באה לידי ביטוי כנגד מגוון רחב של מיקרואורגניזמים פתוגניים ופתוגניים על תנאי. הודות לסינתזה של אנזימים שונים וחומרים אחרים, הם מווסתים וממריצים את העיכול, ויש להם השפעות אנטי אלרגניות ואנטי רעילות. בעת שימוש בבצילים, ההתנגדות הלא ספציפית של המקרואורגניזם עולה באופן משמעותי. מיקרואורגניזמים אלו קלים לייצור, יציבים במדף ובעיקר ידידותיים לסביבה.

תרופות טיפוליות ומניעתיות המבוססות על חיידקים חיים שאינם פתוגניים, המסוגלות לספק, באמצעות שיטת מתן טבעית, השפעות מועילות על התפקודים הפיזיולוגיים והביוכימיים של הגוף המארח באמצעות אופטימיזציה של מצבו המיקרוביולוגי, מסווגות כיום כתרופות פרוביוטיות.

מבין החיידקים, הזנים המעניינים ביותר הם B. subtilis.מבחינת הידע של תכונות גנטיות ופיזיולוגיות, הם תופסים את המקום השני אחרי אי - קולי.על הזדמנויות גדולות B. subtilisבביוטכנולוגיה מעידה על יצירת מאגר נתונים על הגנטיקה המולקולרית של זן זה - SubtiList, אליו מוכנס כל המידע על הגנום החיידקי.

ניתוח תוצאות המחקר המדעי שנערך בארצנו ומחוצה לה מצביע על היקף השימוש בחיידקים מהסוג בצילוסלהשיג מוצרים מביומסה חיידקית או מטבוליטים שלהם. שיטות ידועות לטיפוח חיידקים מהסוג בצילוסמהווים את הבסיס לטכנולוגיה לייצור מספר תכשירי חיידקים ואנזימים. .

על בסיס חיידקים חיים מהסוג Bacillus, נוצרו תכשירים פרוביוטיים שאינם מזיקים למקרואורגניזם, בעלי מגוון רחב של השפעות טיפוליות ומניעתיות ובטוחים לסביבה. לתוצאות על השימוש בבעלי חיים יש משמעות מדעית ומעשית חשובה.

תרבויות מיקרוביאליות חדשות מהסוג בצילוסלטיפול במחלות מערכת העיכול בבני אדם וחיות משק.

נכון לעכשיו, תרופות פרוביוטיות ידועות נמצאות בשימוש נרחב בטיפול רפואי מעשי: בקטיסובטיל, ספורובקטרין, ביוספורין, בקטיספורין, סובאלין, צרוביוג'ן, אנטרוגרמין ואחרות.

אינדיקציות לשימוש טיפולי והיעילות הטיפולית של תרופות אלו מוגבלות על ידי תכונות הזנים המשמשים לייצורן. יש חשיבות מכרעת לקשת הפעילות האנטגוניסטית כנגד מיקרואורגניזמים פתוגניים ואופורטוניסטיים הגורמים להפרעות מיקרואקולוגיות בביוטופים שונים של גוף האדם או החיה. בנוסף, לא ניתן להתעלם מהיכולת של החיידקים לייצר חומרים פעילים ביולוגית (אנטיביוטיקה פוליפפטידית, אנזימים ועוד) ומהעמידות שלהם לאנטיביוטיקה.

המגוון והעמידות המתהווה לאנטיביוטיקה של מיקרואורגניזמים המעורבים בהתפתחות של הפרעות דיסביוטיות, מצד אחד, כמו גם השונות של היכולות הביוסינתטיות בזנים שונים B. subtilis,מצד שני, הם קובעים את הכדאיות של ניטור מתמיד אחר זנים בעלי פעילות פרוביוטית ממוקדת ו/או שהם מייצרים של חומרים פעילים ביולוגית שונים.

מטרת העבודה:

למד את התכונות הביולוגיות של הזנים המבודדים B. subtilisולהעריך את אפשרות השימוש בהם לפיתוח פרוביוטיקה מקורית של נבגים.

נושאי מחקר:

1. למד את התכונות המורפולוגיות, הפיזיולוגיות-ביוכימיות, האנטגוניסטיות, הדביקות ואחרות של התרבויות המבודדות B. subtilisבניסויים במבחנה ובחרו את הזן המבטיח ביותר למחקר נוסף.

הערכת הפעילות הפרוביוטית של הזן הנבחר B. subtilisבניסויים in vivo.

בחר מדיום תזונתי אופטימלי להצטברות ביומסה של הזן הנחקר B. subtilis.

קבע את הכדאיות והפעילות האנטגוניסטית של הזן הנבחר B. subtilisבמהלך האחסון.

השווה את המאפיינים של הזן המקורי B. subtilisותרבויות המשמשות לייצור תכשירים פרוביוטיים מסחריים.

חידוש מדעי.

בהתבסס על מחקר של תכונות מורפולוגיות, פיזיולוגיות-ביוכימיות, גנטיות ואחרות של הזנים המבודדים, נבחר זן נטול פלסמיד. B. subtilis 1719, מפגין אנטגוניזם נגד מיקרואורגניזמים אופורטוניסטים ופתוגניים של קבוצות טקסונומיות שונות, בעלי פעילות דביקה נמוכה, עמידים לג'נטמיצין, פולימיקסין ואריתרומיצין.

גישות ליצירת טכנולוגיית ייצור, כולל חקר תכונות הגדילה של הזן, הוכחו בניסוי B. subtilis 1719 על מדיה תזונתית מקורית, תנאים לייצוב הכדאיות שלה ופעילות אנטגוניסטית כשלבים בהשגת תרופה פרוביוטית חדשה.

הוגשה בקשה להמצאה (מס' 2005111301 מיום 19.4.05): "זן חיידקים Bacillus subtilis 1719 היא יצרנית של ביומסה פעילה אנטגוניסטית נגד פתוגנים, כמו גם אנזימים פרוטאוליטיים, עמילוליטים וליפוליטים."

משמעות מעשית.

זן מבודד ומזוהה B. subtilis 1719 הופקד באוסף המדינה לתרבויות GISC על שם. לָה. טרסביץ' תחת מס' 277 ו

הוראות עיקריות שהוגשו להגנה:

שלושת הזנים שזוהו של תרביות חיידקים תואמים למין מבחינת תכונות מורפולוגיות, פיזיולוגיות, ביוכימיות ואחרות. B. subtilis.הם אינם מכילים פלסמידים, פעילים באופן אנטגוניסטי כנגד חיידקים אופורטוניסטים ופתוגניים מקבוצות טקסונומיות שונות, ובעלי רמת הידבקות נמוכה או בינונית.

מתח B. subtilisל-1719 תכונות פרוביוטיות, המתבטאות בחיסול מיקרואורגניזמים אופורטוניסטיים ופתוגניים עם שיקום כמותי ו הרכב איכותימיקרופלורה נורמלית בדיסביוזיס ניסיוני, ויש לה גם השפעה אימונומודולטורית על המאקרואורגניזם.

על פי מאפיינים טכנולוגיים, המתח B. subtilisניתן להמליץ ​​על 1719 כמועמד ליצירת תרופה פרוביוטית מקורית.

9 סקירת ספרות פרק 1. אנטגוניזם מיקרוביאלי הוא הבסיס ליצירת תרופות ביו-תרפיות לתיקון מצבים דיסביוטיים

המאקרואורגניזם והמיקרופלורה שלו הם מערכת אקולוגית אחת, שמתחילה להיווצר מרגע הלידה ונמצאת במצב של שיווי משקל דינמי, בהיותה מנגנון הגנה טבעי מפני השפעות פתולוגיות. המיקרופלורה של מערכת העיכול, המייצגת ביוצנוזיס פתוחה, כוללת מיקרוביוקנוזות מקומיות רבות התופסת ביוטופ כזה או אחר בגוף האדם או החיה. הביוטופים של מערכת העיכול ממוקמים בכיוון האנכי (הפרוקסימודיסטלי) והאופקי. בנוסף לומן, ניתן למקם את המיקרופלורה של המעי בכיוון האופקי בשני מקטעים של הקרום הרירי: בשכבת הגליקופרוטאינים הריריים, ה-glycocalyx, המורכבת מגליקופרוטאין וגליקוליפידים מעל ממברנות תאי האפיתל.

מיקרופלורה רגילה אנשים בריאיםובעלי חיים מחולקים בדרך כלל לילידים או תושבים, אופייניים למין נתון, וחולפים. כ-500 מינים של מיקרואורגניזמים נמצאו במערכת העיכול. יותר מ-97% מהמספר הכולל של חיידקי המעיים כוללים אנאירובים שאינם נבגים - Bifidobacterium, Bacteroides, Lactobacillus, Eubacterium,שתכולתו מגיעה ל-10% CFU ל-1 גרם צואה. מספר המיקרואורגניזמים האנאירוביים הפקולטטיביים (Escherichia coli, Enterococcus spp., Staphylococcus spp.וכו') נמוך יותר מאות מונים.

אחד ההיבטים החשובים של תפקוד ההגנה של חיידקים במיקרופלורה נורמלית הוא פעילות אנטגוניסטית נגד מיקרואורגניזמים פתוגניים ופתוגניים באופן מותנה. הודות לפעילות הביוכימית של נציגי המערכת המיקרואקולוגית של מערכת העיכול, המבטיחים ייצור של חומרים בעלי פעילות אנטגוניסטית בולטת, מיקרואורגניזמים פתוגניים הנכנסים מבחוץ מסולקים במהירות.

10 מהמעיים. זה מונע התפתחות של תהליך זיהומי.

* אנטגוניזם חיידקי יכול להתבצע עקב תאי

מגע, כתוצאה ממנו מועברים חומרים אנטיבקטריאליים מזני מעכבים לזן המטרה. במקרים מסוימים, עמידות לקולוניזציה מתממשת באמצעות שילוב של פעולה אנטגוניסטית של נציגים מסוימים של מיקרופלורה רגילה ו(או) המטבוליטים שלהם, כמו גם הופעת נוגדנים ספציפיים.

פולר ר ולנצנר א.א. עם מחבר שותף הוכיח את תפקידם של lactobacilli בשמירה על איזון מיקרוביאלי עקב ייצור חומצת חלב והיצמדות ספציפית לאפיתל של המעי הגס. פעילותם האנטגוניסטית נגד חיידקים פתוגניים הוכחה, במיוחד סלמונלה טיפימוריום.

Bifidobacteria, המייצר חומצות אצטית וחומצות לקטית, מונעים התפשטות של מיקרופלורה רקבנית ופתוגנית, מנרמלות את הסביבה

^ פלדה, וגם לקדם את הספיגה של סידן, ברזל, ויטמין D ו

להשתתף בתהליכי יצירת ויטמין.

וולארד אי.ג'יי. et al. ציין כי E. coli משפיע על ההתפתחות והסטטוס של מערכת החיסון המקומית הקשורה לקרום הרירי ומספק הגנה לארח מפני זיהומים הנגרמים על ידי מיקרואורגניזמים אנטרופתוגניים. הוא לוקח חלק בפירוק של חלבונים ופחמימות, טרנספורמציות מטבוליות של כולסטרול, חומצות מרה, חומצות שומן.

U אי - קולייש גם תכונות קרצינוליטיות. Karapetyan A.O.

י זנים מבודדים של Escherichia coli וצואה

go enterococcus, אשר במבחנה הייתה היכולת לגרום לנמק של תאים סרטניים. במקביל, חיידקים בודדו מחולי סרטן

לא היו מאפיינים כאלה. חיידק זה מסנתז 8 וי-

טמינים: B] 5 B 2, B 6, B12, K, חומצות ניקוטיניות ופנטותניות, ביוטין. חוץ מזה, אי - קולייוצר את הסביבה האנאירובית הדרושה לאנאירובית קפדנית

bov, סופג עוג מתפזר מ מערכת דםדרך דופן המעי לתוך לומן. תצפיות על התיישבות מיקרוביאלית טבעית של מעיים של יילודים וניסויים בהשתלת חיידקים במעיים של בעלי חיים גנוטוביולוגיים מצאו כי חיידקים אנאירוביים מתחילים בדרך כלל התיישבות רק לאחר חיידקים כגון אי - קולי.

מווסתים חשובים של צמיחת חיידקים במעי הם חומרים שונים פעילים ביולוגית, אקזואנזימים ובקטריוצינים, למשל קוליצינים, מיקרוצינים, ליזוזים וכו'. רוב המחברים מאמינים כי בקטריוצינים שונים מאנטיביוטיקה "קלאסית" בספקטרום צר יותר פעולה אנטיבקטריאלית, שכן הם מעכבים באופן ספציפי את הצמיחה של חיידקים מאותו מין או קשור פילוגנטי. לדוגמה, אנטרובקטריות פתוגניות מדכאות מיקרופלורה תקינה ומתפשטות באין מפריע במעיים. ייתכן שקוליצינים בנציגי Escherichia coli, על ידי דיכוי הצמיחה של מיקרואורגניזמים, ממלאים את התפקיד של גורמים של התנגדות טבעית של המאקרואורגניזם.

יש לציין כי התנגדות לקולוניזציה מסופקת הן על ידי נציגי המיקרופלורה האנאירובית השולטת והן על ידי חיידקים אירוביים פקולטטיביים, שחשיבותם החלה להמעיט באופן מלאכותי בשנות ה-70 של המאה הקודמת. תכונות מגן אי - קולינגרמים לא רק על ידי אנטגוניזם ברמה המטבולית (ביפידובקטריה, חיידקי lactobacilli), אלא יכולים להיות גם עקיפים דרך המקרואורגניזם. עם זאת, מערכת יחסים אינטימית אי - קוליעם זה, הבטחת "התבגרות" האפיתל של רירית המעי ויצירת החסינות הטבעית כביכול, גורמת גם להתנהגות "אגרסיבית" יותר של החיידק.

מיקרופלורה תקינה ממלאת תפקיד מעורר חשוב במנגנון היווצרות חסינות ותגובות הגנה ספציפיות בהתפתחות לאחר הלידה של המאקרואורגניזם.

תפקידה של המיקרופלורה בפיתוח התגובה החיסונית נובע מהתכונות האימונומודולטוריות האוניברסאליות שלה, הכוללות אימונו-

גירוי ודיכוי חיסוני, כמו גם תכונות אדג'ובנטיות ואימונוגניות חשובות. ידוע שלליפופוליסכרידים חיידקיים (LPS) יש השפעה אימונו-רגולטורית על התגובה החיסונית של Ig A וממלאים תפקיד של אדג'ובנטים. מיקרופלורה מבטיחה התפתחות של קומפלקס של תגובות אימונולוגיות לא ספציפיות וספציפיות, היוצרות הסתגלות ומנגנוני הגנה.

לפיכך, יש להתייחס למיקרופלורה של מערכת העיכול כמערכת מיקרו-אקולוגית אחת, שנוצרה במהלך האבולוציה, אשר מבצעת ומווסתת פונקציות רבות של הגוף המארח, שומרת על עמידות לקולוניזציה ובכך שומרת על הומאוסטזיס שלו.

חוקרים צרפתים הפריכו את הדעה הרווחת לגבי האדישות של החלק הזמני של המיקרופלורה הרגילה, הן ביחס לחיידקים אחרים והן ביחס למקרואורגניזם. זנים מסוימים של Escherichia ו-bifidobacteria חולפים הפחיתו באופן משמעותי את ייצור הרעלנים C.difficile V מערכת המעייםחיות gnotobiont. Bacillus cereus- מיקרואורגניזם אירובי יוצרי נבגים מבודד מאדמה שימש כנציג של מיקרופלורה חולפת בתרופה "Cereobiogen" (סין) לטיפול במחלות שלשולים בילדים. משך השהות שלו במעיים הוא 4 ימים, אך במהלך תקופה זו הוא מקדם את התפשטות הפלורה הביפדית ואת היעלמותם הכמעט מוחלטת של התסמינים הקליניים של המחלה. מדענים הודים מצאו כי חיידקים בעלי מעמד חולף, ולא רק נציגים של מיקרופלורה תושבת, מסוגלים לייצר ויטמינים ולנקות מוצרים רעילים. הם זיהו מינים של הסוג בצילוסמהמעי הדק של חולדות, המסוגל להרוס רעלנים עצביים, המגלוטינינים הנמצאים בשעועית. נציגי הדורות באצילוס וקלבסיאלהלסנתז ויטמינים B6, B2, B^, ניקוטין ו חומצה פולית.

מחלות שונות בעלות אופי זיהומיות ולא זיהומיות, כמו גם רבות אחרות גורמים שליליים(שינוי בתנאי האקלים-

13 אהבה, חשיפה לקרינה, טעויות בתזונה, הידרדרות במצב הפיזיולוגי הכללי, הפרעות סומטיות, שימוש תרופות, שינויים הקשורים לגיל בגוף וכו'), הפועלים במישרין או בעקיפין, משפיעים לרעה על המערכת המיקרו-אקולוגית המורכבת של המקרואורגניזם לטובת הפעלה של מיקרופלורה פתוגנית מותנית.

דיסביוזה- זהו כל שינוי כמותי או איכותי בהרכב המיקרופלורה הרגילה של אדם או חיה, אופייני לביוטופ נתון, הנובע מהשפעה של גורמים שונים בעלי אופי אקסוגני ואנדוגני, הכרוך בביטויים קליניים בולטים מצדו של המקרואורגניזם, או הוא תוצאה של תהליכים פתולוגיים המתפתחים בו. גורמים המובילים להפרעות במיקרופלורה, כלומר. לדיסביוזיס, הם רבים מאוד. ככל הנראה, זו הסיבה שכמעט 90% מאוכלוסיית ארצנו, במידה זו או אחרת, סובלת מדיסביוזיס. הם קשורים בדרך כלל להפרעות במערכת החיסון. ברור ששינויים בפלורה התקינה, מצב החיסון וביטוי המחלה צריכים להיחשב באחדות, ותפקיד הטריגר בכל מקרה ספציפי עשוי להיות שייך לכל אחד מהמרכיבים הללו של השלשה. במקרים מסוימים, דיסביוזה נותנת תנופה להתפתחות התהליך הפתולוגי באופן ישיר, במקרים אחרים היא מתרחשת באמצעות התפתחות של כשל חיסוני, באחרים היא גורמת לתהליכים הקשורים זה בזה.

עם זאת, ב לָאַחֲרוֹנָהדיסביוזיס במעיים נחשבת יותר ויותר תוצאה של הפרעות אימונולוגיות מתעוררות.

הביטויים הקליניים של דיסביוזה מגוונים: הפרעות דיספפטיות (עצירות, שלשולים), הפרעות מטבוליות, מחלות דלקתיות קטרליות (דלקת קיבה, תריסריון), מחלות דלקתיות מוגלתיות וסיבוכים של לוקליזציה שונה, כיב פפטי בקיבה ובתריסריון, הפטיטיס, ניאופלסטים ממאירים , אלרגיות וכו'. .

ניסיונות להשתמש רק בתרופות אנטי-מיקרוביאליות למניעה וטיפול בדיסביוזיס התבררו כלא יעילים, ובמקרים מסוימים החמירו את התהליך שהחל. זה קובע את הכדאיות להשתמש בטיפול מתקן, כולל פרוביוטיקה, תוספי תזונה ותרופות צמחיות לשיקום אוביוזה.

מאז גילוי יכולתן של תרבויות מיקרוביאליות שונות לדכא גדילה של מיקרואורגניזמים אחרים, במיוחד פתוגניים, עבדו על הבעיה מדעני הטבע הבולטים ביותר. שימוש מעשיתופעות של אנטגוניזם מיקרוביאלי (L. Pasteur, I. I. Mechnikov, N. F. Gamaleya וכו'). רעיון ההיתכנות של ויסות ההרכב מיקרופלורה של המעייםבמקרה של הפרותיו, שהובעו על ידי I.I. Mechnikov, הובילו לפיתוח כיוון חדש ברפואה - טיפול חיידקי, יצירת תכשירים פרוביוטיים ביולוגיים מחיידקים חיים, נציגי מיקרופלורה אנושית נורמלית.

המונח "פרוביוטיקה" הוצע בשנת 1974 על ידי פרקר כדי להתייחס לאורגניזמים וחומרים המבטיחים את איזון המיקרופלורה של המעיים. הוצעו מספר קריטריונים לבחירת זני מיקרואורגניזם כתכשירים פרוביוטיים: אפתוגניות, צביעת גראם ספציפית, עמידות לחומצות וחומצנים, התיישבות ו(או) היצמדות לתאי מערכת העיכול, שחרור גורמים אנטי-קוליפורמים, עמידות במרה. , כדאיות ויציבות.

פרוביוטיקה משמשת לתיקון הפרעות מיקרואקולוגיות במצבים חריפים ו מחלות כרוניותותפקוד לקוי של מערכת העיכול, עם הפרעות מטבוליות, לאחר טיפול אנטיבקטריאלי, הורמונלי והקרנות, בתקופה שלפני הניתוח ולאחר הניתוח, בתנאים לא נוחים וכו'. . ההשפעה הביותררפוטית שלהם עשויה להיות קשורה להשפעה אנטגוניסטית ישירה על חיידקים פתוגניים ואופורטוניסטיים, המובילה לירידה במספרם, עם השפעה על חילוף החומרים שלהם, או עם גירוי של מערכת החיסון.

תכשירים - פרוביוטיקה, עשויים מחיידקים חיים פעילים אנטגוניסטית המייצגים את המיקרופלורה התקינה של המעי האנושי: E. coli (קוליבקטרין), ביפידובקטריה (ביפידומבקטרין, ביפידומבטרין פורטה, ביפיליס), תערובת של E. coli וביפידובקטריה (ביפיקול). ), לקטובצילים (לקטובקטרין, אצילקט, אסיפול). IN השנים האחרונותלטיפול בדיסביוזיס, הוכנסו לפרקטיקה הרפואית תרופות ביתיות המבוססות על נציגים פעילים אפתוגניים אנטגוניסטיים חיים של הסוג. באצילוס: sporobacterin, bactis-porin, biosporin.

כאשר נלקחים לגוף, מיקרואורגניזמים המהווים את הבסיס לפרוביוטיקה, שרובם גם נציגים של הפלורה התקינה של מערכת העיכול, מאכלסים אותה, עוזרים לנרמל את הביוקנוזה וכתוצאה מכך לשחזר את תפקודי העיכול, המטבוליות וההגנה. מנגנון פעולה דומה מתרחש בשיטות אחרות של יישום (למשל, נרתיק).

כאשר נוטלים פרוביוטיקה, ככלל, הם אינם מתפתחים תגובות שליליות, ואין להם התוויות נגד לשימוש.

רוב הפרוביוטיקה (ביפידומבקטרין, לקטובקטרין, אסיפול, אצילקט, ביפיליז) ניתנת לשימוש כבר מימי החיים הראשונים, כולל לפגים.

נכון לעכשיו, בעת בחירת ואפיון תרבויות ייצור של מיקרואורגניזמים, נלקחים בחשבון האינדיקטורים הבאים: הספקטרום ורמת הפעילות האנטגוניסטית, יכולת ייצור, כלומר. יכולת לצבור ביומסה במהירות, עמידות לייבוש בהקפאה, כדאיות במהלך האחסון. גם הספקטרום של העמידות לאנטיביוטיקה שלהם חשוב.

תשומת לב מיוחדת מוקדשת לקריטריוני הבטיחות של הזנים המשמשים לבריאות האדם.

בהתבסס על השילוב של תכונות פיזיולוגיות וביוכימיות וגורמי פעילות ביולוגית, המבטיח ביותר ליצירת פרוביוטיקה מ

התברר שהמיקרופלורה הלא-ילידית היא בצילונים, הקשורים בעיקר ל B.subtilis, B.pumilus, B.polymyxa.מינים אלה, המבודדים באופן יציב ממגוון ביוטופים, כולל מגוף ומרקמות של בעלי חיים בעלי דם חם, חרקים וצמחים, לא גרמו לשינויים פתולוגיים אצל האחרונים.

מעניינת במיוחד היא שאלת התכונות הביולוגיות של חיידקי נבגים המבודדים מגוף האדם או החיה, מנקודת המבט של הבנת מנגנוני השפעתם על המאקרואורגניזם. בנוסף, בעיה זו חשובה לזיהוי מאגרים חדשים ליצירת תרופות טיפוליות ומניעתיות יעילות, שכן כמעט מחצית מהבצילונים המבודדים מפגינים תכונות אנטגוניסטיות כלפי חיידקים ופטריות פתוגניים ופתוגניים שונים, כאשר זנים מראים את הפעילות הגדולה ביותר. Bacillus subtilis.

הוכחה יכולתם לסנתז אנטיביוטיקה פוליפפטידית במשקל מולקולרי נמוך.

זן הוצע כאנטגוניסט של Mycobacterium tuberculosis B. subtilisMZh-6,אשר דיכא את הצמיחה שלהם במבחנה ב-96.2% מהמקרים. .

התגלה כי חיידקים מהסוג בצילוסמסוגל להפעיל השפעה אנטגוניסטית על חיידקים מסוגים שונים קלבסיאלה(336 יבולים). זנים שונים B. subtilisדיכא את הצמיחה של 57-83% מהיבולים K. Ozaenae, 50-100% יבולים K. rhinoscleromatis, 64-95% - K. pneumoniae.כמעט כל זני החיידקים מהסוג שנבדקו קלבסיאלההתברר שהוא רגיש לתרבויות מסוימות V. subtilis,במקביל, מספר לא מבוטל של Klebsiella היו רגישים בו זמנית לפעולה של מספר תרבויות של Bacillus subtilis.

כאשר לומדים את הפעילות האנטגוניסטית של 150 זנים טריים מבודדים B. subtilisיחסית K. rhinos cleromatisבניסויים in vivo ו-in vitro, אנטגוניזם זוהה ב-114 תרביות ביחס ל-5 זני בדיקה K.rhinoscleromatis.מבין זני הבצילים שנחקרו, הפעילים ביותר היו אלה שבודדו ממערכת העיכול של חיות משק.

17 מבוסס על התכונות הביולוגיות הייחודיות שזוהו של חיידקים מהסוג באצילוס,בעשורים האחרונים, תשומת לבם של החוקרים נמשכה לבעיות של יצירת תרופות המבוססות על חיידקים אירוביים יוצרי נבגים חיים וחקר השפעתם על המקרואורגניזם.

רעיונות מודרניים על מנגנוני הפעולה הטיפולית והמניעתית של פרוביוטיקה מחיידקים מהסוג Bacillus

בשלב הנוכחי, ניתן לראות כי ההשפעה הטיפולית של פרוביוטיקה של נבגים נקבעת על ידי קומפלקס של גורמים, כולל היכולת לייצר בקטריוצינים המדכאים את הצמיחה של מיקרואורגניזמים פתוגניים ופתוגניים באופן מותנה, אנזימים פעילים מאוד (פרוטאזות, ריבונוקלאזות, transaminases ואחרים), כמו גם חומרים המנטרלים רעלנים חיידקיים. עדות לחוסר מזיק למקרואורגניזם מסופקת על ידי נתונים ניסיוניים שתוך מספר ימים לאחר מתן פרנטרלי, B.subtilis מסולק מהגוף.

מחקר של מנגנון ההשפעה הטיפולית והמניעתית של תרופות פרוביוטיות על גוף האדם והחי, הראה כי החיידקים מסוגלים לחדור ממערכת העיכול לדם, ומשם אל הנגע, תוך שמירה על כדאיות. לאחר מתן דרך הפה, כבר בדקות הראשונות, כ-0.1% ממספר החיידקים הכולל חדרו לאיברים הפרנכימליים דרך הקרום הרירי של האורולוע, הוושט והקיבה. טרנסלוקציה אסימפטומטית של מיקרואורגניזמים נצפתה 6-8 שעות לאחר מנה בודדת של התרופה, שקבעה את זמן החשיפה של התרופה למקרואורגניזם. על פי אלקטרופורזה דו מימדית, תוך 0-10 דקות לאחר נביטת הנבגים, זן B. subtilis 168 סינתז 65 אקסופרוטאין, ב-10-20 דקות - 210 חלבונים, ובסך הכל במהלך גידול תאים וגטטיבי ייצר 260 חלבונים.

קיימת הנחה שתופעת הטרנסלוקציה של מיקרואורגניזמים לאיברים ורקמות של אנשים בריאים היא תהליך דינמי שנוצר מבחינה אבולוציונית, שקובע במידה רבה את השתתפותה של המיקרופלורה הרגילה הכללית ביצירת תגובות הגנה של המקרואורגניזם.

כתוצאה מהטרנסלוקציה של חיידקים לדם ולאיברים של בעלי חיים בעלי דם חם, לא מתרחשים שינויים פתולוגיים. תהליך זה צריך להיחשב כאחד מהחוליות הראשוניות במנגנון הטבעי לגירוי עמידות לא ספציפית כנגד כל המיקרואורגניזמים. יחד עם זאת, לא ניתן לשלול השלכות שליליות אפשריות על המקרואורגניזם במקרים בהם חדירת מיקרואורגניזמים פתוגניים מתרחשת על רקע היחלשות כללית או מקומית של מנגנוני הגנה.

לאור הרעיון של המרכיב האקסוגני של מיקרופלורה נורמלית (המגיע עם מזון, אוויר, מים) והטרנסלוקציה הנלווית של חיידקים לאיברים ודם, ההיתכנות של מתן פרוביוטיקה דרך הפה התפתחה על בסיס נציגים אקסוגניים של המיקרופלורה מאושר. .

ההשפעה האנטגוניסטית של bacilli מתבצעת עקב ייצור של חומרים פעילים ביולוגית בעלי אופי שונה: אנטיביוטיקה פוליפפטידית, ליזוזים, אנזימים ליטיים.

לפעילות האנזימטית הגבוהה של החיידקים יש ערך חיובימנקודת המבט של העשרת הפרשות קיבה באנזימים נוספים, לרבות תזונתיים. הוכח, למשל, שהתרבויות הכלולות ב-Biosporin או Bakterin-SL הפגינו פעילות פקטוליטית בולטת (0.1-0.2 יחידות/מ"ל), בעלות תכונות צלולוליטיות, וסינתזה קומפלקס של אנזימים פרוטאוליטיים. הפעילות הפרוטאוליטית הכוללת התאימה ל-4.2-5.7 יחידות/מ"ל, פעילות עמילאז הייתה 11-15 יחידות/מ"ל, ליפאז - 70-127 מיקרומול, חומצה אולאית - 5-10 יחידות/מ"ל. נוזל התרבית של זן B. subtilis הכיל את הפעילויות האנזימטיות הבאות: 1,3-1,4 גלוקנאז, 1,3-1,4 גלוקוזידאז, .

באמצעות מודל של pyelonephritis בעכברים, הוכח כי השימוש ב-Biosporin תרם לחיסול מהיר יותר של S. aureus מהכליות, בהשוואה לחיות ביקורת, עקב גירוי של מקרופאגים. הנתונים שהתקבלו העלו כי מוצרים ביולוגיים מבצילים מבטיחים לא רק לתיקון המיקרופלורה של מערכת העיכול, אלא אולי גם לטיפול בזיהומים חיידקיים הממוקמים מחוץ למערכת העיכול.

חקר תכונות מורפולוגיות ופיזיולוגיות-ביוכימיות של זנים

כדי לצבור נויטרופילים צפקיים, לבעלי חיים הוזרק תוך צפק 2 מ"ל של תמיסת קזאין 1%; לאחר 4-5 שעות, עכברים נהרגו על ידי טרנסלוקציה של חוליות צוואר הרחם תוך שימוש בתרופות מקדימות באתר על פי כללי הטיפול ההומני בבעלי חיים. נוזל הצפק הושג על ידי שטיפה של חלל הבטן בתמיסת הנקס עם הפרין כדי למנוע הצטברות נויטרופילים. מאגר תאים נוצר מהנוזל הצפק שהתקבל מ-5 עכברים מקבוצה אחת של בעלי חיים. מחקר מורפולוגי הראה כי 70-85% מתכולת התא היו נויטרופילים. כדאיות התא עלתה על 95%. בריכת התא עברה צנטריפוגה ב-1500 סל"ד למשך 10 דקות. לאחר מכן נוספו 300 μl של סרום בקר (סרום בקר) וחומצה אצטית של 3%, ומספר הנויטרופילים המבודדים נספר בתא Goryaev.

מתודולוגיה לביצוע בדיקת הפחתה של nitroblue tetrazolium (בדיקת NBT), ספונטנית ומעוררת במבחנה. השיטה מבוססת על יכולתם של נויטרופילים לספוג nitroblue tetrazolium ולצמצם אותו לגרגירים כחולים של דיפורמזן בלתי מסיס (DF). שחזור ה-NBT מסופק על ידי האנרגיה והתוצרים של תגובות חיזור של "הפיצוץ המטבולי" המלווה את תהליך הפגוציטוזיס, כמו גם על ידי עלייה בחילוף החומרים של הנויטרופיל המופעל. ישנן בדיקות NBT ספונטניות ומושרות. תוצאות בדיקה ספונטניות מצביעות על מספר התאים המופעלים בדגימות. תוצאות הבדיקה המגורה נותנות מושג על יכולתם של נויטרופילים A שנחקרו להפעיל במבחנה. התגובה בוצעה בצלחות בעלות תחתית שטוחה בעלת 96 בארות למחקרים אימונולוגיים. בעת ניתוח פעילות ספונטנית, נוספו לבאר את הדברים הבאים: 50 μl מתמיסת NCT 0.4%, 50 μl של מדיום דגירה (תמיסת IS-0.85% NaCl עם 20% סרום דם בקר), ו-100 μl של תרחיף תאים. . כדי לנתח את הפעילות המושרה, נוספו לכל באר את הדברים הבאים: 50 μl של תמיסת NCT, 50 μl של תרחיף ממריץ (אופסוני (o/z) וזימוסן לא אופסוני (n/z) ביחס של 20 חלקיקים/ תא) ו-100 μl של תרחיף תא. כל וריאנט תגובה בוצע ב-2 בדיקות מקבילות. בקרת ריאגנטים בוצעה על ידי החלפת תרחיף התא בנפח שווה ערך של IS. הצלחת הודגרה במשך 20 דקות ב-37C. כדי לעצור את התגובה של הפחתת NBT ושקיעה של תאים המכילים DF, הצלחת עברה צנטריפוגה למשך 10 דקות ב-500 גרם. התאים שהופקדו בבארות נקבעו עם אלכוהול אתילי 96% ונשטפו פעם אחת עם תמיסת 0.85% NaCl. הרס תאים ופירוק של ה-DF שנוצר הושגו על ידי הוספת 130 μl של dimexide ו-70 μl של 2M KOH לכל באר, ולאחר מכן דגירה למשך 20 דקות ב-60 מעלות צלזיוס. תכולת הבארות קיבלה צבע טורקיז, שעוצמתו תלויה בכמות ה-DF המופק. תוצאות התגובה תועדו בספקטרופוטומטר בהתבסס על ההבדל בין הכחדות בבדיקה (630 ננומטר) ואורכי הגל הייחוס (490 ננומטר).

התוצאות שהתקבלו הוערכו לפי רמות הפעילות הספונטנית של נויטרופילים (sNST), פעילות ה-o/z המושרה של נויטרופילים (o/zNST), פעילות n/o המושרה של נויטרופילים (n/zNST). תוצאות הבדיקה הובעו ב-mOD (Optical Density). עתודות הפעילות התפקודית של התאים הוערכו על ידי מקדמי הפעלה (KAo ו-KAn), מידת הדיסקרטיות של הפעילות התאית לגירויים שונים נקבעה על ידי מקדם האופסוניזציה (CO). (n=5).

ניתוח של כימילומינסנציה של פגוציטים מגלה היווצרות רדיקלי חמצן תגובתיים על ידי תאים, כולל אניון סופראוקסיד, חמצן יחיד ורדיקל הידרוקסיל, והשתתפות במידה מסוימת של פגוציט מיאלופרוקסידאז, המהווה אינדיקטור לעוצמת הנשימה של התא במהלך פגוציטוזיס.

הליך ניתוח: 200 μl של lxlO6 luminol נוספו לכל בקבוקון לספירת נצנוץ, ולאחר מכן נוספו 200 μl מתרחיף של נויטרופילים כך שהריכוז הסופי שלהם היה 0.5 x 106 לכל 1 מ"ל. 51 הבקבוקונים עורבבו, הונחו בדלפק, וכמילומינסנציה נמדדה ב-37 C במרווחים של 0.1 דקות למשך 90-120 דקות. בדרך כלל, 45-60 דקות לאחר תחילת המדידה, הסתיימה הידבקות התאים לזכוכית, ועוצמת הכימילומינסנציה התקרבה לרמה ההתחלתית. במהלך תקופה זו נוספה לאותם בקבוקים תרחיף של zymosan (אופסוני ולא אופסוני) של 20 μl (התרחיף המקורי של 20 מ"ג/מ"ל לאחר ההפשרה היה מדולל 10 פעמים, ודילול זה הוסף לבקבוק). לאחר מכן, נמדדה כימילומינסנציה שוב, תוך רישום מספר הפולסים לדקה במשך 60 דקות. לאחר מכן חושבו מחדש הספירות לתא אחד והכימילומינסנציה באה לידי ביטוי באופן קונבנציונלי בספירות/דקה/תא. (n=5).

ניתוח DNA של פלסמיד. בהתבסס על המטרות של מחקר זה, בוצעה הליך סטנדרטי לטיהור DNA של פלסמיד באמצעות תמוגה אלקלית. ביומסה (2 מ"ל) הושעתה ב-2 מ"ל של תמיסה בהרכב הבא: 50 מ"מ גלוקוז, 20 מ"מ Tris-HCl; 10 מ"מ EDTA; pH 8.0. נוספו לו 20 μl של ליזוזים (8 מ"ג/מ"ל), ערבבו והודגרו ב-+4 - + 8C למשך 20 דקות. לאחר מכן, נוספו 4 מ"ל של תמיסת תמוגה (0.2 M NaOH, 1% SDS), ערבבו והמשיכו לדגור באותה טמפרטורה למשך 5 דקות. לאחר שחלף הזמן, נוספו 3 מ"ל של תמיסה מנטרלת (3 M אשלגן אצטט, pH 4.8), ערבבו בעדינות והודגרו במשך 30 דקות ב-+4 - +8C. לאחר מכן, הצינור עבר צנטריפוגה (Backman J2-21, רוטור JA-14) למשך 30 דקות ב-+4C במהירות של 10,000 סל"ד. הסופרנטנט נאסף למבחנות ונוספו לו 2.5 נפחים של אתנול. דגירה בטמפרטורה של -70 C למשך 10-15 דקות וצנטריפוגה למשך 20 דקות בטמפרטורה של +4 C (Backman J2-21, JA-20 רוטור) במהירות של 10,000 סל"ד. המשקע הומס ב-600 μl מים, הועבר לשפופרות מיקרוצנטריפוגות, הוספו 400 μl של 7.5 M Na-acetate והודגרו ב-20 C למשך 30 דקות. לאחר מכן הם עברו צנטריפוגה במשך 10 דקות במהירות של 18000g ב +4C. המשקע נשטף עם 70% אתנול ולאחר מכן ייבוש באוויר. התרופה שהתקבלה הומסה ב-400 μl של חיץ TE (10 מ"מ Tris-HCl, 1 מ"מ EDTA, pH 8.0) ונתונה למיצוי פנול-כלורופורם. הוסף נפח שווה של תערובת פנול/כלורופורם (1:1) רוויה בתמיסת חיץ Tris-HCl, pH 8.0. התערובת עברה מערבולת נמרצת וצנטריפוגה במשך 6 דקות במהירות של 13000 גרם בטמפרטורת החדר. הסופרנטנט הועבר למבחנות נקיות והוסף נפח שווה של תערובת כלורופורם/איזואמיל אלכוהול (25:1). הצינור נוער במערבולת וצנטריפוגה ב-16000 גרם ובטמפרטורה של +4 C למשך 2 דקות. הסופרנטנט הועבר לצינורות נקיים ו-DNA הושג מהתמיסה על ידי הוספת 2.5 נפחים של אתנול ו-1/10 נפחים של תמיסת נתרן אצטט. הצינור הודגרה ב-70 מעלות צלזיוס למשך 10-15 דקות ולאחר מכן צנטריפוגה למשך 10 דקות ב-16000 גרם ובטמפרטורה של +4 מעלות צלזיוס. הסופרנטנט הוסר והמשקע נשטף באלכוהול 70% (הוספה והשלכה של 200-500). μl). המשקע יובש באוויר והומס ב-200 μl של תמיסה מימית של ריבונוקלאז A בריכוז של 5-10 מיקרוגרם למ"ל והודגר במשך 40 דקות בתרמוסטט בטמפרטורה של +37 C. הליך שיקוע ה-DNA חזר על עצמו. באמצעות אתנול ונתרן אצטט. משקע ה-DNA הומס ב-200 μl של חיץ TE.

מחקר של רעילות, רעילות, ארסיות ופעילות פרוביוטית של זן B.subtilis 1719 בניסויים in vivo

הייצור התעשייתי של תרופות המבוססות על מיקרואורגניזמים אפתוגניים חיים קשור ישירות לבחירה ואופטימיזציה של המדיום התזונתי לגידול.

הבחירה האופטימלית של מרכיבים במדיום תורמת להצטברות מירבית של ביומסה ולביטוי התכונות האנטגוניסטיות של הזנים, המשמשת כאינדיקטור לפרודוקטיביות הגבוהה של תהליך הגידול.

עם זאת, לזנים פרוביוטיים יש תכונות טרופיות. יש לקחת אותם בחשבון במערכת "זן - מדיום תזונתי". השגת פרוביוטיקה יעילה המבוססת על זני B. subtilis נותרה משימה דחופה, אשר לפתרון שלה ניתן להשתמש בעקרון ההתאמה של ניסוח המדיום התזונתי לתכונות הזן. בעת לימוד סוגיה זו, הגידול בוצע על מדיה בהרכב ידוע ומדיה שפותחה על ידינו על בסיס הידרוליזט של קמח סויה (SPAS-2, SPAS-4, SPAS-6) או על פפטון (VK-2).

בהערכת תכונות הגידול של מדיה המבוססת על הידרוליזט מקמח סויה עם פפטון (SPAS-2, SPAS-4, SPAS-6) ומדיום עם פפטון (VK-2), בוצעה השוואה של מדדי גידול ביחס למדיה משמש לגידול זני B. subtilis - יצרני חומרים פעילים ביולוגית (מדיה: מס' 5, מס' 9, KG - תפוחי אדמה-גליצרין).

כיוון שהתכונות הפיזיולוגיות של התרבית עשויות להשתנות בהתאם לתוספת של מקורות שונים של פחמימות, רצוי היה להשוות את תוצאות גידול B. subtilis 1719 על מדיה בהרכב המקורי ובתוספת גלוקוז, מלטוז, סוכרוז ולקטוז כמקור לפחמימות.

השוואה בין רמת הצפיפות האופטית (OD) וקצב הגדילה(ים) של תאים בנוזל התרבית במהלך 18 שעות גידול על מדיה ללא סוכרים (איור 6.1.) הראתה כי מדיה מס' 5, SPAS-6 ותפוחי אדמה- מדיום גליצרין סיפק גידול זן עם OD שווה ל-0.24±0.01 (u=0.03 h"1), 0.22±0.01 (1)=0.0334-1) ו-0.3±0.01 (u = 0.025 h 1), בהתאמה. במדיה SPAS- 2, SPAS-4, מס' 9, ערך ה-OP המרבי היה 0.42 + 0.03 (u = 0.067 h "1), 0.38 ± 0.02 (1)=0.0541) ו-0.58±0.03 (1)=0.037 h"1), בהתאמה, ובמדיום VK-2 - 0.85+0.6 (\ =0.068 h"). הזמן להגיע לריכוז הביומסה המקסימלי במדיה אלו נע בין 9±0.7 שעות (SPAS-2) ל-18±1.3 שעות (KGG).

התפוקה המקסימלית של ביומסה (BY) זוהתה במדיום VK-2, עם קצב צמיחה של 0.068 h"1, והנמוך ביותר במדיום SPAS-6 וקצב צמיחה של 0.033 h"1. הוספת גלוקוז למדיה כמקור לפחמימות (איור 6.2.) גרמה לעלייה בריכוז תאי B. subtilis 1719 כמעט פעמיים, למעט מדיות מס' 5, מס' 9 ו-SPAS-6: על מדיום. מס' 9 נרשמה ירידה לא מהימנה בערך ה-OD ל-0.43 ±0.03 כמעט באותו קצב גדילה (0.035 h"1), וב-SPAS-6 ערך ה-OP נשאר באותה רמה. התשואה הביומסה הגבוהה ביותר זוהתה ב- המדיום VK-2, כאשר ה-OP מסתכם ב-1.0±0, 09 (ב-1)=0.066 h"1) עד 18 שעות של צמיחה. מלטוז (איור 6.3.) התברר כפחמימה האופטימלית במדיה מס' 9 ו-5. ערך OP עלה במדיום מס' 9 ל-0.695±0.025 (i)=0.058 h"1) ב-12 שעות, ובמדיום מס' 5 - 0.51±0.045 (i=0.022 h"1) ב-18 שעות. ב-SPAS מדיה -4 ו-CG, תפוקת הביומסה ירדה בהשוואה לשימוש בגלוקוז מ-0.8±0.06 (1)=0.063 h1) ל-0.33±0.01 (1)=0.040 h1) ומ-0.62+0, 04 (D=0.03 h1) "1) עד 0.38±0.03(u=0.025 h"1) בהתאמה. צמיחת התרבית על המדיום VK-2 נטתה להפחית את תפוקת הביומסה, אשר באה לידי ביטוי בירידה בערך OP מ-1.0±0.09 (1)=0.066 h1) ל-0.55±0.25 (D=0.046 h"1) לקטוז שהוסף למדיה (איור 6.4.) הבטיח את הצמיחה של B. subtilis 1719 ברמת OD מ-0.21±0.04 עד 0.5±0.03, למעט VK-2 - 0.83±0 05. הוספת סוכרוז למדיה (איור 6.5.) תרם להצטברות גבוהה של ביומסה רק על המדיום VK-2, ו-OD הגיע לערך של 1.1 + 0.06 (u = 0.063 h"1) ב-17 שעות טיפוח. ללא תוספת נוספת של פחמימות, רק מדיום VK-2 התברר כמדיום האופטימלי לצבירת ביומסה. זה סיפק את ההצטברות הגדולה ביותר של תאי חיידקים כאשר נוספו גלוקוז, לקטוז וסוכרוז. תפוקת הביומסה המקסימלית של B. subtilis 1719 התקבלה על מדיום VK-2 בתוספת גלוקוז (OD - 1.0±0.09) ב-18+0.15 שעות גידול או סוכרוז (OD - 1.1+0.06) בגידול של 17+1.0 שעות . נקבע כי להרכב המדיות התזונתיות לא הייתה כל השפעה על התכונות האנטגוניסטיות של הזן.

מחקר של הכדאיות והפעילות האנטגוניסטית של זן B.subtilis 1719 במהלך האחסון

החיידקים מסוגלים להפריש אנזימים רבים לתוך נוזל התרבית. הם משמשים כאתר תעשייתי חשוב לייצור אנזימים פרוטאוליטיים ועמילוליטים המשמשים בייצור מוצרי מזון, חומרי ניקוי וחומרים ביו-רפואיים. בעשור האחרון, בהשתתפותם, הושגו מספר אנטיביוטיקות חדשות, קוטלי חרקים חיידקיים וחומרים פעילים ביולוגית נוספים.

למרות העובדה של-B. subtilis יש סטטוס GRAS, ישנם דיווחים בודדים בספרות על נוכחות של גורמי פתוגניות בכמה זנים של B. subtilis. מצוין שלא מדובר בסימן קבוע, שכן הוא נעלם בזמן זריעה חוזרת. הוצע כי התכונות הפתוגניות של חיידקים קשורות לנוכחות של פלסמידים. לדוגמה, Le N. ו-Anagnostopoulos S. בודדו פלסמידים מ-8 זנים של B. subtilis מ-83 נבדקים שנבדקו. DNA פלסמיד נקבע רק בתאים של זנים רעילים של B. subtilis ולא נמצא בתאים של זנים אחרים מאותו מין שאינם רעילים. חיסול פלסמידים מזנים רעילים בהשפעת חומרי חיסול הוביל לחיסול התכונות הרעילות של תסמיני תרבית. עם זאת, התפקיד הגנטי של הפלסמידים לא נחקר מספיק.

במחקרים שלנו, לא נמצאו פלסמידים בתכשירי ה-DNA המבודדים של שלושת זני B. subtilis שנחקרו.

המחברים שחקרו את השפעת החיידקים על גופם של בעלי חיים בעלי דם חם הגיעו למסקנה שזני B. subtilis אינם מזיקים לחלוטין לבני אדם ולבעלי חיים. עדות לחוסר מזיק למקרואורגניזם מסופקת על ידי נתונים ניסיוניים שתוך מספר ימים לאחר מתן פרנטרלי, B.subtilis מסולק מהגוף. מנגנוני ההשפעה הטיפולית של גידולים אלו נחקרו בבעלי חיים. נכון לעכשיו, הוא האמין כי ההשפעה הטיפולית של פרוביוטיקה נבגים נקבעת על ידי קומפלקס של גורמים, כולל: ייצור בקטריוצינים על ידי תרבויות B. subtilis, המדכאים את הצמיחה של מיקרואורגניזמים פתוגניים ופתוגניים על תנאי; סינתזה של אנזימים פעילים במיוחד: פרוטאזות, ריבונוקלאזות, טרנסמינאזות וכו'; ייצור חומרים המנטרלים רעלנים חיידקיים.

מחקר של תכונות הזן הנבחר בעכברים הראה שהוא אוירולנטי ואין לו רעילות או רעילות. גורמים להשפעה החיובית של פרוביוטיקה על המקרואורגניזם הם: מוצרים שוניםסינתזה מיקרוביאלית: חומצות אמינו, אנטיביוטיקה פוליפפטידית, אנזימים הידרוליטים ועוד מספר חומרים פעילים ביולוגית בעלי חשיבות פחותה. לכן, מחקר ובידוד של חומרים מגנים המיוצרים על ידי מיקרואורגניזמים מהסוג Bacillus, ויצירת תרופות ביו-רפואיות המבוססות עליהם הוא צורך דחוף.

במערכת העיכול באה לידי ביטוי השפעה אנטגוניסטית ישירה של bacilli, שהיא סלקטיבית בעיקרה ביחס למיקרואורגניזמים פתוגניים ופתוגניים על תנאי. יחד עם זאת, הם מאופיינים בהיעדר אנטגוניזם כלפי נציגי מיקרופלורה רגילה.

במחקרים שלנו, במהלך התיקון של דיסביוזה ניסיוני שנגרמה על ידי מתן האנטיביוטיקה דוקסיציקלין, תרמה התרבות של B. subtilis 1719 לנורמליזציה של הרכב ומספר המיקרופלורה של המעי, כמו גם לחיסול מיקרואורגניזמים פתוגניים בתנאי מיקרופלורה פריאטלית ולומינלית.

מהספרות עולה כי לזנים תעשייתיים מהסוג Bacillus יש אינדקס נמוך של פעילות הדבקה לאריתרוציטים והדבקות חלשה או מתונה לתאי אפיתל מעיים. לזני B. subtilis 534 ו-ZN יש יותר אדהסינים לקולטני אנטרוציטים, זן B. licheniformis - לקולונוציטים, כלומר. נראה שלזנים שונים יש אדהזינים לקולטנים בתאי מעיים שונים.

פעילותם מתרחשת בלומן המעי ומכוונת נגד מיקרואורגניזמים פתוגניים, מבלי להפעיל השפעה אנטגוניסטית על נציגי מיקרופלורה רגילה. כאשר נוטלים פרוביוטיקה של נבגים, מתממשת האפשרות לשחזר אוטופלורה בלוקוסי מעיים שונים, ולאחר 3-5 ימים מספר הלקטובצילים, הביפידובקטריה, E. coli וכו' עולה, ולאחר מכן מוחזר לרמות נורמליות.

תוצאות המחקרים שלנו על הידבקות מיקרואורגניזמים על אנטרוציטים גורמות לסבירות גבוהה יותר לטעון כי יכולת ההדבקה של תאי המעי תלויה בהרכב הכמותי והאיכותי של המיקרופלורה הרגילה. במצבים דיסביוטיים נפתחים קולטנים על פני השטח של אנטרוציטים, אליהם מתחברים מיקרואורגניזמים פתוגניים ופתוגניים באופן מותנה, וכאשר דיסביוזה מתוקנת, המעי מתיישב על ידי מיקרופלורה תקינה ומספר הקולטנים האנטוציטים המסוגלים להיצמד אל פני השטח שלו. מיקרואורגניזמים מקומיים יורד.

ידוע שמיקרופלורה תקינה ממלאת תפקיד מעורר חשוב במנגנון היווצרות חסינות ותגובות הגנה ספציפיות בהתפתחות לאחר הלידה של המאקרואורגניזם.

חיידק זה הוא אחד החיידקים הנפוצים מאוד בטבע. Bacillus subtilis תואר ב-1835. המיקרואורגניזם קיבל את השם הזה מהעובדה שהוא היה מבודד במקור מחציר רקוב. במעבדה הרתיח את החציר בנוזל במיכל אטום, ולאחר מכן הוזלף במשך יומיים-שלושה. לאחר מכן נוצרה מושבה וכך החל מחקר מפורט של החיידק הנפוץ הזה.

לומד

במדע יש מונח כזה - "אורגניזם מודל". כאשר נציגי הטבע נבחרים למחקר אינטנסיבי של תהליכים, תכונות ולעריכת ניסויים מדעיים. דוגמה בולטת היא הכפכף, המוכרת לנו היטב משיעורי ביולוגיה.

Bacillus subtilis הוא גם מודל של אורגניזם. הודות לה, היווצרות נבגים בבצילים נחקרה ביסודיות. זהו מודל להבנת מנגנון הפלגלה בחיידקים ומילא תפקיד במחקר גנטיקה מולקולרית.

מדענים ערכו ניסויים בטיפוח Bacillus Subtilis בתנאים קרובים לחוסר משקל, וחקרו שינויים בגנום האוכלוסייה. מיקרואורגניזמים אלו משמשים גם במחקרים על השפעת קרינה אולטרה סגולה מהחלל ויכולות ההסתגלות של אורגניזמים חיים אליה. באמצעות הדוגמה של Bacillus subtilis, הם חוקרים את האפשרות שחיידקים חיים בתנאים של כוכבי לכת אחרים במערכת השמש (היום מוקדשת יותר ויותר תשומת לב למאדים).

מאפיינים קצרים

Bacillus subtilis יש צורה ישרה ומוארכת, קצוות מעוגלים קהים, בדרך כלל חסרי צבע. הקוטר הממוצע הוא 0.6 מיקרון, והאורך נע בין 3-8 מיקרון. בעזרת פרמטרים אלו ניתן לבחון בצורה מושלמת את Bacillus subtilis במיקרוסקופ ואף לצלם באמצעות טכנולוגיות חדישות. הבצילוס תנועתי בזכות הדגל שלו. הם גדלים לאורך פני התא, וניתן לראות זאת בתצלומים.

בית גידול

חציר בזיליוס מכונה באופן מסורתי שהוא מסתיים על עלי צמחים, פירות וירקות. יתרה מכך, הוא נמצא באבק באוויר ובסביבה המימית. וזה אפילו חלק מהמיקרופלורה של המעי גם בבעלי חיים וגם בבני אדם. הוא מתפתח בטמפרטורות שבין +5 ל +45 מעלות צלזיוס (אופטימלי סביב 30).

מקל חציר. שִׁעתוּק

כמו חיידקים אחרים, הוא מתרבה על ידי חלוקת תאים פשוטה (אורכית). אורגניזמים חדשים שנוצרו כתוצאה מחיצה כזו נשארים לעתים קרובות מחוברים זה לזה באמצעות חוט. ניתן להבחין בקלות בין קשרים כאלה בצילומים.

Bacillus subtilis מסווג כמיקרואורגניזם יוצר נבגים. זה מאפשר לך לשרוד במקרה של תנאי חיים לא נוחים. הנבג של bacilli מתחיל כך: תוכן התא מקבל מבנה גרגירי. חלק מהגרגרים, לרוב בחלק המרכזי, מתחילים לצמוח ולהתכסות בקליפה קשה. במקביל, המעטפת של התא המקורי נהרסת. התהליך הסופי מסתיים בחילוץ מחלוקת אופיינית לסביבה החיצונית. כל אחד מהתאים לאחר החלוקה שומר על יכולתו ליצור נבגים, שלרובם צורות עגולות או סגלגלות. הם די עמידים בפני גורמים חיצוניים ועליית טמפרטורה - למשל, הם יכולים לעמוד בחימום מעל 100 מעלות צלזיוס. אופייני לכך שחיידק שהתפתח מנבג אינו נייד, ויכולת התנועה מופיעה רק בדורות הבאים של המיקרואורגניזם.

כיצד ניזון Bacillus subtilis?

חיידק זה מסווג כספרופיט; הוא ניזון מחומר אורגני מת. בהיותו הטרוטרוף, Bacillus subtilis אינו יכול לסנתז מחומרים אנאורגניים את החומרים הדרושים להזנתו. לכן, הוא משתמש בחומר אורגני שנוצר על ידי אורגניזמים אחרים. ממנו הוא מחלץ את הפחמן הדרוש לחילופי אנרגיה.

בתזונה, המקור העיקרי הוא פוליסכרידים ממקור צמחי (עמילן) ומקור מן החי (גליקוגן). התהליך מייצר חומצות אמינו, ויטמינים, אנזימים שונים ואנטיביוטיקה באמצעות סינתזה.

אינטראקציה עם מיקרואורגניזמים אחרים

בצילוס זה מסוגל לדכא התפתחות של חיידקים אופורטוניסטיים ופתוגניים: סלמונלה וסטרפטוקוקוס, סטפילוקוקוס ו"מזיקים" אחרים. לדוגמה, דורות רבים של טורפים פיתחו רפלקס לצרוך סוגים מסוימים של צמחים. ושיטה זו לא רק מעניקה לגוף ויטמינים, אלא גם עוזרת לנבגים של Bacillus Subtilis להגיע לשם, מה שיכול להרוס זנים פתוגניים של מיקרופלורה, ובו בזמן להגביר את החסינות.

הבצילוס הזה יכול לשמש גם כמזון לפרוטוזואה. לדוגמה, תחילתה של שרשרת מזון עשויה להיראות כך: בציליות - ריסי-כפכף - סוג מסוים של רכיכה - דג - אדם.

פתוגניות

על פי סיווגים שונים, חיידק זה אינו פתוגני הן לבני אדם והן לבעלי חיים. הוא מעורב בתהליך עיכול המזון, מפרק חלבונים ופחמימות ונלחם בפתוגנים של המעיים והעור של יונקים. חוקרים מצאו שבין החיידקים שמגיעים, למשל, בפצעים אנושיים, קיים תמיד Bacillus subtilis. הוא מייצר אנזימים שהורסים רקמות מתות, כמו גם אנטיביוטיקה המעכבת מיקרופלורה פתוגנית ובעלת השפעה קלה כתרופה אנטי-אלרגית. זה הוכח על ידי המדע: חיידק זה גם מדכא התפתחות של גורמים זיהומיים במהלך התערבויות כירורגיות.

אבל, עם זאת, ההשפעה השלילית של הבצילוס הזה מצוינת גם: הוא יכול לגרום לאלרגיות, המתבטאות בפריחה על הגוף; לפעמים גורם להרעלת מזון לאחר אכילת מזון מקולקל על ידי הפעילות של מיקרואורגניזם זה; עלול לגרום לדלקת עיניים חמורה בבני אדם.

כדור הארץ נקרא בדרך כלל כוכב האנשים, אם כי, למען ההגינות, אנשים הם רק חלק זעיר מתושביו. למעשה, הכדור הכחול צריך להיקרא כוכב הלכת החיידקים, מכיוון שהמיקרואורגניזמים ה"חסרים" הללו הם לא רק הרבים ביותר, אלא גם נמצאים בכל מקום. הם נמצאים ממש בכל מקום - לא רק על פני השטח, אלא גם בתוך כל יצור חי, כולל כלבים.

המעי כשדה קרב

חיי החיידקים מעניינים ביותר ומורכבים ביותר - כל בקטריולוג יגיד לך את זה. נדבר איתך על החיידקים השוכנים במעיים של חיות המחמד שלנו, כי בריאות הכלב תלויה בהם במידה רבה. תחשבו על זה, המעיים של החיה הטורפת Canis familiaris ממסדר הזאבים ארוכים פי חמישה מגופה.

זהו לא רק קרש קפיצה ענק לתהליכי החיים החשובים ביותר, אלא גם שדה קרב אמיתי. כאן יש קרב על בריאות הכלב שלנו, והלוחמים הם "האדונים של כדור הארץ" - חיידקים. כמו בכל מלחמה, יש "שלנו" ואלה שמתנגדים להם. במעיים, תפקידים אלה ממלאים על ידי מיקרופלורה מועילה ופתוגנית.

כל אחד מהם שואף לתפוס כמה שיותר מקום, ותלוי מי מצליח בכך טוב יותר, בריאות הכלב תלויה. ישנם בעלי ברית רבים לצד המיקרופלורה הפתוגנית. אלה כוללים מתח, אקולוגיה לקויה, מחלות שונות, ואפילו התרופות המשמשות לטיפול בהן.

אבל המיקרופלורה המועילה הרבה יותר פגיעה; מספר הלוחמים בה קשור ישירות לשאלה אם הכלב מקבל כמות מספקת של חיידקים פרוביוטיים בתזונה שלו או לא.

Bacillus subtilis הוא לוחם קשוח

השגת הפסקת אש מתמשכת במעיים היא קשה, והאכלת הכלב שלך במזון מועשר בפרוביוטיקה הופכת להכרח דחוף. לדברי וטרינרים, התזונה הטובה ביותר לכלב היא מזון יבש איכותי. הבעיה היחידה היא שרוב הפרוביוטיקה לא יכולה לשרוד את תהליך הכנתה: הן רגישות מדי להשפעות הטמפרטורה.

אולם, למזלנו, בצבא החיידקים הבלתי נתפס יש גם לוחמים מתמידים. הרשו לי להציג - Bacillus subtilis. שמו המלא נשמע חגיגי: חיידק אירובי יוצר נבגים חיובי לגרם, או פשוט - Bacillus subtilis. סנה - כי בעבר Bacillus subtilis התקבל אך ורק ממרתחי חציר, והבצילוס - כי כך נראה החיידק במיקרוסקופ.

Bacillus subtilis נפוץ בטבע, בנוכחות חמצן הוא יוצר נבגים המאפשרים לו להתמיד בסביבה החיצונית לתקופה ארוכה. החיידק חי באדמה, שורד, כמו שאומרים, בכל מזג אוויר. היציבות המדהימה הזו היא אחת התכונות העיקריות של מקל השחת.

זה לא מת בהשפעת אנטיביוטיקה, כימיקלים, טמפרטורות גבוהות, עד לרתיחה, זה לא מפחד מקפיא. מבלי להיהרס, Bacillus subtilis עובר דרך הסביבה החומצית של הקיבה אל המעי הדק, שם הוא ממשיך להישאר עמיד בפני פלבומיצין, קנאמיצין, אנטיביוטיקה טטרציקלין, פניצילין וחומרים אחרים האגרסיביים למיקרואורגניזמים.

היתרונות של בזיליוס חציר

החיידק Bacillus subtilis שונה רק בעמידות שלו - גם הפעילות הביולוגית של Bacillus subtilis יוצאת דופן. כמו כל הפרוביוטיקה, היא מפרישה אנזימי עיכול (עמילאזים, ליפאזות, פרוטאזות) ומתחרה בהצלחה עם מיקרואורגניזמים פתוגניים על "המקום שלהם בשמש".

וחוץ מזה, Bacillus subtilis בעצמו מייצר חומרים אנטיביוטיים שהורגים את אותם פתוגנים, ויש לו גם אפקט אנטי-טוקסי וממריץ חיסוני פעיל, המעורר אינטרפרון ומקדם את הסינתזה של אימונוגלובולינים.

תכשירים המבוססים על Bacillus subtilis נמצאים בשימוש נרחב ברפואת האדם למניעה וטיפול במחלות מערכת העיכול, דיסבקטריוזיס, דלקות ריאות, דיכוי הצמיחה של מיקרואורגניזמים פתוגניים ופתוגניים באופן מותנה (סלמונלה, E. coli, Aeromonads, Pseudomonads ואחרים).

אוכל בליץ עם פרוביוטיקה

איך אתה יכול להבטיח שה"חייל האוניברסלי" הזה של עולם החיידקים יגיע לקערה של הכלב שלך בכל יום? שום דבר לא יכול להיות פשוט יותר. האכילו אותה במזון בליץ - תזונה יבשה שאין לה אנלוגים בשוק הרוסי, מועשרת בפרוביוטיקה Bacillus subtilis ולא רק איתו, אלא גם בחיידק השימושי והיציב לא פחות Bacillus licheniformis.

עם מזון בליץ, הכלב שלך לא רק יקבל את כל מה שהוא צריך בכל יום לחיים ארוכים חיים פעיליםחומרים מזינים ומיקרו-אלמנטים, אך גם יהיו מוגנים בצורה מהימנה. אחרי הכל, עם לוחמים כאלה במעיים, "שלנו" תמיד ינצח.

• Savustyanenko A.V.

מילות מפתח

Bacillus subtilis / פרוביוטיקה / מנגנוני פעולה

ביאור מאמר מדעי על רפואה ובריאות, מחבר העבודה המדעית - Savustyanenko A.V.

החיידק B.subtilis הוא אחת הפרוביוטיקה המבטיחות ביותר שנחקרו בעשורים האחרונים. מנגנוני פעולתו הפרוביוטית קשורים לסינתזה של חומרים אנטי-מיקרוביאליים, חיזוק חסינות לא ספציפית וספציפית, גירוי הצמיחה של מיקרופלורה תקינה במעיים והפרשה. אנזימי עיכול. B. subtilis מפריש פפטידים מסונתזים באופן ריבוזומי, פפטידים שאינם מסונתזים באופן ריבוזומי וחומרים שאינם פפטידים בעלי קשת רחבה של פעילות אנטי-מיקרוביאלית המכסה חיידקים, וירוסים ופטריות גרם חיוביים, גרם שליליים. עמידות לחומרים אנטי-מיקרוביאליים אלו היא נדירה. חיזוק חסינות לא ספציפית קשור להפעלה של מקרופאגים ושחרור ציטוקינים פרו-דלקתיים מהם, עלייה בתפקוד המחסום של רירית המעי ושחרור ויטמינים וחומצות אמינו (כולל חיוניות). חיזוק חסינות ספציפית מתבטא בהפעלה של לימפוציטים Ti B ושחרור אימונוגלובולינים מהאחרונים - IgG ו-IgA. B.subtilis מגרה את הצמיחה של מיקרופלורת מעיים תקינה, בפרט חיידקים מהסוג לקטובצילוס וביפידובקטריום. בנוסף, הפרוביוטיקה מגבירה את מגוון המיקרופלורה של המעיים. הפרוביוטיקה משחררת את כל אנזימי העיכול העיקריים לתוך לומן המעי: עמילאזות, ליפאזות, פרוטאזות, פקטינאזות וצלולאזות. בנוסף לעיכול המזון, אנזימים אלה הורסים גורמים אנטי-תזונתיים וחומרים אלרגניים הכלולים במזון הנכנס. רשום מנגנוני פעולהלהפוך את השימוש ב-B.subtilis למוצדק כחלק מטיפול מורכב למאבק בזיהומי מעיים; מניעת זיהומים בדרכי הנשימה במהלך העונה הקרה; מניעת שלשולים הקשורים לאנטיביוטיקה; לתיקון הפרעות עיכול וקידום מזון ממקורות שונים (טעויות בתזונה, שינויים בתזונה, מחלות במערכת העיכול, הפרעות במערכת העצבים האוטונומית וכו'). B. subtilis אינו גורם בדרך כלל לתופעות לוואי. פרוביוטיקה זו מאופיינת ביחס גבוה של יעילות ובטיחות.

נושאים קשורים עבודות מדעיות על רפואה ובריאות, מחבר העבודה המדעית - Savustyanenko A.V.,

• היעילות של פרה-פרוביוטיקה בתיקון של מיקרוביוצנוזיס במעי בחולים לאחר כריתת המיקולקטומי

  2011 / Lee I. A., Silvestrova S. Yu.

• תפקיד המיקרוביוטה של ​​המעי בהתפתחות השמנת יתר בהיבט הגילאי

  2015 / Shcherbakova M. Yu., Vlasova A. V., Rozhivanova T. A.

• יעילות השימוש בתוספי אנזימים פרוביוטיים חדשים בהאכלת עגלים

  2012 / Nekrasov R.V., Anisova N.I., Ovchinnikov A.A., Meleshko N.A., Ushakova N.A.

• ביוצנוזיס של המעי בחולים עם סרטן המעי הגס

  2012 / Starostina M. A., Afanasyeva Z. A., Gubaeva M. S., Ibragimova N. R., Sakmarova L. I.

• דיסביוזיס במעיים ועצירות אצל ילדים

  2010 / חבקין א.י.

החיידק B.subtilis הוא אחת הפרוביוטיקה המבטיחות ביותר שנחקרו בעשורים האחרונים. מנגנונים של פעולתו הפרוביוטית קשורים לסינתזה של חומרים אנטי-מיקרוביאליים, הגברת חסינות לא ספציפית וספציפית, גירוי צמיחה של מיקרופלורה נורמלית של המעי ושחרור אנזימי עיכול. B.subtilis משחרר פפטידים המסונתזים באופן ריבוזומי, פפטידים שאינם מסונתזים באופן ריבוזומי וחומרים שאינם פפטידים בעלי קשת רחבה של פעילות אנטי-מיקרוביאלית המכסה חיידקים גראם-חיוביים, גראם-שליליים, וירוסים ופטריות. עמידות לחומרים אנטי-מיקרוביאליים אלו היא נדירה. שיפור של חסינות לא ספציפית קשורה להפעלת מקרופאגים ולשחרור ציטוקינים פרו-דלקתיים מהם, הגברת תפקוד המחסום של רירית המעי, שחרור ויטמינים וחומצות אמינו (כולל חיוניות). שיפור החסינות הספציפית מתבטא בהפעלה של לימפוציטים Tand B ושחרור מהאחרון של אימונוגלובולינים - IgG ו-IgA. B.subtilis מגרה את הצמיחה של פלורת מעיים תקינה, בפרט, חיידקים מהסוג לקטובצילוס וביפידובקטריום. יתר על כן, פרוביוטיקה מגבירה את מגוון המיקרופלורה של המעיים. הפרוביוטיקה מפרישה את כל אנזימי העיכול העיקריים ללומן המעי: עמילאזות, ליפאזות, פרוטאזות, פקטינאזות וצלולאזות. בנוסף לעיכול, אנזימים אלה הורסים גורמים אנטי-תזונתיים וחומרים אלרגניים הכלולים במזון. מנגנוני פעולה אלו הופכים שימוש סביר ב-B. subtilis בטיפול המשולב לטיפול בזיהומי מעיים; מניעת זיהומים בדרכי הנשימה במהלך העונה הקרה; מניעת שלשולים הקשורים לאנטיביוטיקה; לתיקון עיכול המזון והפרעות בתנועה ממקורות שונים (טעויות בתזונה, שינויים בתזונה, מחלות במערכת העיכול, הפרעות במערכת העצבים האוטונומית ועוד). B.subtilis אינו גורם בדרך כלל לתופעות לוואי. פרוביוטיקה זו מאופיינת ביחס יעילות ובטיחות גבוהים.

טקסט של עבודה מדעית בנושא "מנגנוני פעולה של פרוביוטיקה על בסיס Bacillus subtilis"

לעזור לרופא מטפל

כדי לעזור למתרגל

UDC 615.331:579.852.1

מנגנוני פעולה של פרוביוטיקה המבוססת על BACILLUS SUBTILIS

סיכום. החיידק B.subtilis הוא אחת הפרוביוטיקה המבטיחות ביותר שנחקרו בעשורים האחרונים. מנגנוני הפעולה הפרוביוטיים שלו קשורים לסינתזה של חומרים אנטי-מיקרוביאליים, חיזוק חסינות לא ספציפית וספציפית, גירוי צמיחת מיקרופלורה תקינה של המעי ושחרור אנזימי עיכול. B. subtilis מפריש פפטידים מסונתזים באופן ריבוזומי, פפטידים שאינם מסונתזים באופן ריבוזומי וחומרים שאינם פפטידים בעלי קשת רחבה של פעילות אנטי-מיקרוביאלית המכסה חיידקים, וירוסים ופטריות גרם חיוביים, גרם שליליים. עמידות לחומרים אנטי-מיקרוביאליים אלה מתרחשת לעתים רחוקות. חיזוק חסינות לא ספציפית קשור להפעלה של מקרופאגים ושחרור ציטוקינים פרו-דלקתיים מהם, עלייה בתפקוד המחסום של רירית המעי ושחרור ויטמינים וחומצות אמינו (כולל חיוניות). חיזוק חסינות ספציפית מתבטא בהפעלה של לימפוציטים מסוג T ו-B ושחרור אימונוגלובולינים מהאחרונים - IgG ו-IgA. B.subtilis מגרה את הצמיחה של מיקרופלורת מעיים תקינה, בפרט חיידקים מהסוג לקטובצילוס וביפידובקטריום. בנוסף, הפרוביוטיקה מגבירה את מגוון המיקרופלורה של המעיים. הפרוביוטיקה משחררת את כל אנזימי העיכול העיקריים לתוך לומן המעי: עמילאזות, ליפאזות, פרוטאזות, פקטינאזות וצלולאזות. בנוסף לעיכול המזון, אנזימים אלה הורסים גורמים אנטי-תזונתיים וחומרים אלרגניים הכלולים במזון הנכנס. מנגנוני הפעולה המפורטים מצדיקים את השימוש ב-B. subtilis כחלק מטיפול מורכב למאבק בזיהומי מעיים; מניעת זיהומים בדרכי הנשימה במהלך העונה הקרה; מניעת שלשולים הקשורים לאנטיביוטיקה; לתיקון הפרעות עיכול וקידום מזון ממקורות שונים (טעויות בתזונה, שינויים בתזונה, מחלות במערכת העיכול, הפרעות במערכת העצבים האוטונומית וכו'). B. subtilis אינו גורם בדרך כלל לתופעות לוואי. פרוביוטיקה זו מאופיינת ביחס גבוה של יעילות ובטיחות.

מילות מפתח: Bacillus subtilis, פרוביוטיקה, מנגנוני פעולה.

פרוביוטיקה היא "מיקרואורגניזמים חיים שכאשר הם ניתנים בכמויות נאותות, יש להם השפעה חיובית על בריאות המארח." בעוד שהשימוש בחלק מהם (Lactobacillus, Bifidobacterium) זכה לתשומת לב רבה, אחרים נחקרו לאחרונה וההשפעות הטיפוליות החשובות שלהם מתבררות רק כעת. אחת הפרוביוטיקה היא החיידק הגרם-חיובי Bacillus subtilis (B.subtilis).

רוב החיידקים מהסוג Bacillus (כולל B. subtilis) אינם מסוכנים לבני אדם והם מופצים באופן נרחב בסביבה. הם נמצאים באדמה, מים, אוויר ומוצרי מזון (חיטה, דגנים אחרים, מוצרי מאפה, מוצרי סויה, בשר מלא, חלב נא ומפוסטר). כתוצאה מכך, הם כל הזמן נכנסים למערכת העיכול ודרכי הנשימה, זורעים את הסעיפים הללו. מספר החיידקים במעי יכול להגיע ל-107 CFU/g, אשר דומה לזה של לקטובצילוס. בהקשר זה, מספר חוקרים רואים בחיידקים מהסוג Bacillus כאחד

של המרכיבים הדומיננטיים של מיקרופלורת מעיים תקינה.

במקביל, הניהול הטיפולי של V. vilithv מאפשר שימוש במיקרואורגניזם זה כפרוביוטיקה בארבע דרכים עיקריות: 1) להגנה מפני פתוגנים במעיים; 2) מפתוגנים נשימתיים; 3) לחסל דיסביוזיס במהלך טיפול אנטיביוטי; 4) לשפר את העיכול וקידום המזון. תרשים פשוט של הפעילות הפרוביוטית של B. bilid בפתולוגיה של מערכת העיכול מוצג באיור. 1.

כך, בעבודה המדעית של העשורים האחרונים, חלה התקדמות משמעותית בבירור קשת הפעילות הפרוביוטית של V. vitilius, מה שהופך את החיידק הזה לאחת הפרוביוטיקה האטרקטיבית ביותר לשימוש רפואי. בסקירה זו, אנו מציגים נתונים ממחקרים ניסויים וקליניים רלוונטיים המספקים רושם על הפוטנציאל הטיפולי של V. vilisv.

חומרים אנטי מיקרוביאליים

חיזוק חסינות לא ספציפית וספציפית

שחרור 1 אנזימי עיכול

איור 1. תרשים מפושט של הפעילות הפרוביוטית של B.subtIIIs בפתולוגיה של מערכת העיכול (מבוסס על נתונים מ)

הישרדות תאים וגטטיביים של Blilithv במערכת העיכול

פרוביוטיקה המבוססת על Nalibili נלקחת בדרך כלל דרך הפה בצורה של נבגים או חיידקים חיים (תאים צמחיים). הישרדותם של נבגים במערכת העיכול היא ללא ספק בשל עמידותם הגבוהה לגורמים פיזיקוכימיים שונים, בפרט ערכי pH קיצוניים. במקביל נדונה השאלה האם חיידקים חיים מסוגלים לחדור מעבר לקיבה ולבצע פונקציה פרוביוטית.

המצב הובהר במהלך מחקר אקראי, כפול סמיות, מבוקר פלצבו במתנדבים בריאים (n = 81, גיל 18-50 שנים). לכל הנבדקים נקבעו ליטול חיידקי Blybium חיים דרך הפה במינון של 0.1 109; 1.0 109 או 10 109 CFU/כמוסה ליום או פלצבו למשך 4 שבועות. בסיום המחקר חושבה תכולת החיידקים החיים בצואה. הנתונים שהתקבלו היו 1.1 ± 0.1 1c^10 CFU/g1 בקבוצת הפלצבו ו-4.6 ± 0.1 CFU/g; 5.6 ± 0.1 k^10 CFU/g; 6.4 ± 0.1 CFU/g עבור שלוש מנות גדלות של Lylyshv. כתוצאה מכך, אושרה שרידותם של תאים וגטטיביים של Halithv במהלך מעבר דרך מערכת העיכול. יתרה מכך, ההשפעה הייתה תלוית מינון ועלתה משמעותית על זו של פלצבו (עמ'< 0,0001) .

דמיון של ההשפעות של V.eulithv כאשר נלקח בצורה של נבגים ותאים וגטטיביים

בספרות המצוטטת, רוב המחקרים הניסויים והקליניים של Daibilis בוצעו עם החדרת נבגים של חיידקים אלה או תאים צמחיים שלהם. בהקשר זה נשאלת השאלה,

1 יחידות יוצרות מושבה (CFU) שוות מספרית למספר התאים הווגטטיביים.

האם יש לשקול את ההשפעות המתקבלות ואת התוצאות הטיפוליות בנפרד או שניתן לשלבן.

במחקרים רבים, שחקרו חיידקים מהסוג Bacillus, הוכח כי לאחר בליעת נבגים דרך הפה, נצפית הנביטה שלהם במערכת העיכול לתאים וגטטיביים. לאחר מכן נצפה ההמרה המחודשת לנבגים (רספורולציה). מחזורים אלו חוזרים על עצמם מספר פעמים. בסופו של דבר, נבגים עם חומר צואה מגיעים לסביבה החיצונית. באופן דומה, לאחר בליעה דרך הפה של תאים וגטטיביים, נצפית ספיגה שלהם במערכת העיכול. מחזורי נביטה ו-resporulation חוזרים על עצמם מספר פעמים לפני ביטולם מהמארח.

לפיכך, בין אם נוטלים פרוביוטיקה מסוג B. subtilis כנבגים או כתאים וגטטיביים, שתי צורות החיידק יהיו נוכחות בגופו של הנמען, וסביר להניח שההשפעות הנצפות והאפקט הטיפולי יהיו זהים. עובדה זו דורשת אישור נוסף במחקרים מיוחדים.

מנגנונים של פרוביוטיקה

פעילות של B. subtilis

סינתזה של חומרים אנטי מיקרוביאליים

ככלל, דלקות מעיים נגרמות על ידי חיידקים או וירוסים, ובדרך כלל פחות על ידי פרוטוזואה. על פי ההנחיות העדכניות, אין צורך באנטיביוטיקה ברוב המקרים. יש להקפיד על ניקיון מים תקין והשלשול יעבור מעצמו. עם זאת, במקרים קלים וחמורים של דלקות מעיים, הרופא עשוי להחליט לכלול פרוביוטיקה בטיפול כדי להגביר את יעילותה.

אחד החיידקים המבטיחים ביותר בהקשר זה הוא B. subtilis. ייחודו של החיידק טמון בעובדה ש-4-5% מהגנום שלו מקודד לסינתזה של חומרים אנטי-מיקרוביאליים שונים. לפי ביקורות שפורסמו, כ-24 חומרים כאלה בודדו מזנים שונים של B. subtilis עד 2005, ו-66 עד 2010, והרשימה ממשיכה לגדול. רוב החומרים האנטי-מיקרוביאליים מיוצגים על ידי פפטידים מסונתזים ריבוזומליים ולא ריבוזומליים. חומרים שאינם פפטידיים, כגון פוליקטידים, סוכרי אמינו ופוספוליפידים, נמצאים בכמויות קטנות יותר. חלק מהחומרים האנטי-מיקרוביאליים של B.subtilis ניתנים בטבלה. 1. ברור שפעילותם של רבים מהם מכוונת נגד חיידקים גרם חיוביים. בנוסף, ספקטרום הפעולה מכסה חיידקים גראם שליליים, וירוסים ופטריות. כתוצאה מכך, כמעט כל הפתוגנים שעלולים לגרום לזיהומי מעיים מכוסים.

דוגמה לכך היא תוצאות מחקר של אחד מהזנים החדשים של B. subtilis VKPM B-16041 (DSM 24613). פעילות אנטגוניסטית גבוהה זוהתה נגד St.aureus ו-C.albicans, בינונית או נמוכה - נגד C.freundii, E.coli,

טבלה 1. כמה חומרים אנטי-מיקרוביאליים מסונתזים ומופרשים על ידי B. subtilis

פפטידים מסונתזים באופן ריבוזומלי בקטריוצינים: - לנטיביוטיקה מסוג A - לנטיביוטיקה מסוג B Subtilin Ericin S Mersacidin ל-2 חומרים: היווצרות נקבוביות בממברנה הציטופלזמית עיכוב סינתזת דופן התא חיידקים גראם חיוביים חיידקים גראם חיוביים של סטפילוקוסצילין רסיסט לסטפילוקוסצילין. וזנים עמידים לוונקומיצין של Enterococci

פפטידים שאינם מסונתזים באופן ריבוזומי ליפופפטידים Surfactin Bacilysin Bacitracin פירוק של ממברנות שומנים עיכוב של סינתאז גלוקוזאמין המעורב בסינתזה של נוקלאוטידים, חומצות אמינו וקו-אנזימים, מה שמוביל לליזה של תאים מיקרוביאליים עיכוב של סינתזת דופן התא נגיפים, Mylococusbi a Staphylococcusma וירוסים. -חיידקים חיוביים

חומרים שאינם פפטידיים Difficidin הפרעה בסינתזת חלבון חיידקים גראם חיוביים, חיידקים גראם שליליים

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

זנים שונים של B.subtilis מפרישים סטים שונים של חומרים אנטי-מיקרוביאליים. עם זאת, בכל מקרה, טווח האנטגוניזם נגד פתוגנים במעיים המכוסה הוא רחב למדי. לדוגמה, זן B. subtilis ATCC6633 מפריש סובטילין, שהוא אנטיביוטיקה נגד חיידקים גרם חיוביים. זן אחר, B. subtilis A1/3, אינו מפריש סובטילין. אבל הוא מפריש את האנטיביוטיקה אריצין S, שיש לה אותו מנגנון פעולה וספקטרום פעילות כמו לסובטילין. המשמעות היא שכל אחד מהזנים הללו משמש בייצור הפרוביוטיקה, הספקטרום של חיידקי גרם חיוביים יכוסה.

פפטידים אנטי-מיקרוביאליים המופרשים על ידי B. subtilis מציעים יתרונות עצומים על פני אנטיביוטיקה מסורתית. העובדה היא שהם קרובים לפפטידים אנטי-מיקרוביאליים המופרשים בגוף האדם והם חלק מהחסינות המולדת שלו. חומרים דומים זוהו במגוון רחב של רקמות ומשטחי אפיתל, כולל העור, העיניים, האוזניים, חלל הפה, המעיים, מערכת החיסון, העצבים והשתן. המפורסמים שבהם הם דפנסין, ליזוזים, קתליצידין, דרמצידין, לקטין, היסטטין וכו'. B.subtilis מייצר חומרים דומים, ולכן עמידות אליהם נדירה ולרוב אין תופעות לוואי. היעדר עמידות לפפטידים אנטי-מיקרוביאליים אנושיים ו-B.subtilis קשורה לעובדה שפעולתם מכוונת לעתים קרובות להיווצרות נקבוביות קרום, מה שמוביל למוות של חיידקים. פעילות האנטיביוטיקה המסורתית מתמקדת יותר באנזימים המטבוליים של חיידקים, מה שמקל על היווצרות עמידות.

חיזוק חסינות לא ספציפית וספציפית

V.tbshk משפר את ההגנה מפני פתוגנים של המעיים והנשימה על ידי גירוי חסינות לא ספציפית וספציפית. חסינות לא ספציפית מוגדרת כמערכת הגנה הפועלת באופן שווה נגד מגוון רחב של מיקרואורגניזמים. חסינות ספציפית פועלת על העיקרון של "מפתח לנעילה" - תאים מיוחדים או נוגדנים מיוצרים עבור פתוגן ספציפי. חסינות לא ספציפית נחשבת בדרך כלל כשלב הראשון של תגובת ההגנה של הגוף, וחסינות ספציפית כשלב השני.

חסינות לא ספציפית

התאים החשובים ביותרמקרופאגים מעורבים בחסינות לא ספציפית. הם phagocytose את הפתוגן, מעכל אותו. בנוסף, אנטיגנים הפתוגנים מסודרים על פני השטח של ממברנות הגוף עצמו - מה שנקרא מצגת, אשר נחוצה כדי להפעיל את השלב השני של תגובת ההגנה של הגוף.

מחקרים רבים הוכיחו כי מתן HbnI גורם להפעלת מקרופאגים. במקרופאגים מופעלים, הסינתזה והשחרור של ציטוקינים פרו-דלקתיים משופרים: גורם נמק גידול a, אינטרפרון-γ (N-7), אינטרלוקין (Sh-1p, Sh-6, Sh-8, Sh-10, Sh- 12, חלבון דלקתי מקרופאג- 2. כתוצאה מכך, מתפתחת תגובה דלקתית מורכבת שמטרתה להשמיד את הפתוגן. לדוגמה, 1KK-y מפעיל מקרופאגים ומגן על תאים מפני זיהום ויראלי. Sh-6 ממריץ את השגשוג וההתמיינות של לימפוציטים מסוג B. אחראי על סינתזה של נוגדנים. Sh-8 הוא מתווך כימוטקטי ופאראקריני רב עוצמה לנויטרופילים. חדירת

נויטרופילים מופעלים ממלאים תפקיד חשוב בשמירה על דלקת ולחץ חמצוני. IL-12 מווסת את הצמיחה, ההפעלה וההתמיינות של לימפוציטים מסוג T.

המנגנונים שבהם B. subtilis מפעיל מקרופאגים ממשיכים להיחקר. אחד המחקרים הראה שאחראים לכך אקזופוליסכרידים פרוביוטיים.

המרכיב החשוב הבא של חסינות לא ספציפית הוא תפקוד המחסום של האפיתל. רקמות האפיתל הן הראשונות לפגוש את התקפת הפתוגנים, ומהלך המחלה תלוי במידה רבה בעמידותם.

חוקרים מצאו שחיידקים מתקשרים זה עם זה בתוך אותו המין ובין מינים שונים באמצעות קבוצה מיוחדת של חומרים הנקראים מולקולות חישת קוורום. מולקולה אחת כזו, המופרשת על ידי B. subtilis, נקראת יכולת וגורם ספורולציה (CSF). העברת CSF לתאי אפיתל מעיים מפעילה מסלולי איתות קריטיים הנדרשים להישרדותם של תאים אלו. קודם כל, אלו הם מסלול הקינאז p38 MAP ומסלול חלבון קינאז B/AI. בנוסף, CSF משרה סינתזה של חלבוני הלם חום (Hsps), המונעים התפתחות של עקה חמצונית בתאי אפיתל. שתי ההשפעות הללו – שיפור השרידות של תאי האפיתל והפחתת הלחץ החמצוני בהם – מובילות לעלייה בתפקוד המחסום של רירית המעי. זה הופך פחות פגיע לפתוגנים.

גורמים של חסינות לא ספציפית כוללים גם את התוכן של מספר חומרים מטבוליים המשפיעים על העמידות הכוללת של הגוף לזיהומים.

נמצא כי B.subtilis מסנתז מספר ויטמינים, בפרט תיאמין (B1), פירידוקסין (B6) ומנקינון (K2). זנים שונים של B. subtilis מייצרים קבוצות שונות של חומצות אמינו, שחלקן חיוניות, כמו ולין.

חסינות ספציפית

חסינות ספציפית היא מערכת הגנה חזקה יותר, מכיוון שהיא מכוונת באופן סלקטיבי לפתוגן מסוים. הוא מבחין בין חסינות סלולרית לחסינות הומורלית. חסינות תאית מסופקת על ידי לימפוציטים מסוג T, המכוונת את המאבק שלהם נגד וירוסים. חסינות הומורלית קשורה לתפקודם של לימפוציטים מסוג B המפרישים נוגדנים (אימונוגלובולינים). במקרה זה, המאבק מכוון נגד חיידקים.

מחקרים רבים אישרו את יכולתו של B. subtilis לגרום להפעלה ושגשוג של לימפוציטים מסוג T ו-B. זה מתרחש הן בדם ההיקפי (שני סוגי התאים) והן בתימוס (לימפוציטים T) ובטחול (לימפוציטים B). נדון לעיל שזה מתאפשר עקב שחרור ציטוקינים ממקרופאגים. בנוסף, נמצאה יכולת ישירה לעורר לימפוציטים דרך דפנות התא, פפטידוגליקנים וחומצות טייכואיות של B. subtilis.

איור 2. הפרוביוטיקה B. subtilis העלתה משמעותית את תכולת ה-IgA ברוק בחולים קשישים.

הערה: הפרוביוטיקה נלקחה ב-4 מנות של 10 ימים, עם הפסקות של 18 ימים ביניהן. הנתונים מוצגים נכון לתום המחקר (43) - לאחר 4 חודשים.

Ш B.subtilis □ פלצבו

ועל GO על Q.L

איור 3. הפרוביוטיקה B. subtilis הגדילה משמעותית את התוכן של 1dA בצואה של חולים קשישים

הערה: הפרוביוטיקה נלקחה ב-4 מנות של 10 ימים, עם הפסקות של 18 ימים ביניהן. הנתונים מוצגים בתחילת המחקר (VI), 10 ימים לאחר צריכת הפרוביוטיקה הראשונה (VI + 10 ימים) ובתום המחקר (43) - 4 חודשים לאחר מכן.

התוצאה של ההשפעה על לימפוציטים B היא עלייה בתכולת האימונוגלובולינים (IgG ו-1&L) בסרום הדם ו-1&L על פני הריריות. כך למשל, באחד המחקרים נמצאה עלייה בתכולת 1&L בצואה, המאפיינת חסינות מוגברת מפני זיהומי מעיים, וכן ברוק, החשוב להגברת ההגנה מפני זיהומים חריפים בדרכי הנשימה (איור 2, 3). כידוע, 1&L

היא אחת המולקולות העיקריות המגנות על האפיתל מפני פתוגנים הנכנסים מבחוץ.

גירוי צמיחה של מיקרופלורה תקינה של המעי

מיקרופלורה תקינה תופסת חלקים שונים של צינור המעי, החל מחלל הפה ועד למעי הגס. ישנם כ-1014 חיידקים כאלה בגוף האדם, שהם פי 10 ממספר התאים האנושיים. הפעילות המטבולית הכוללת של חיידקים עולה על זו של התאים שלנו.

מספר מיני החיידקים המרכיבים את המיקרופלורה הרגילה של המעי נקבע בשתי דרכים. שיטה ישנה יותר, המבוססת על טיפוח חיידקים מדגימות צואה, זיהתה למעלה מ-500 מינים. שיטות חדשות יותר המבוססות על ניתוח דנ"א מצביעות על כך שלמעשה יש יותר מ-1000 מינים כאלה. המספר גדל בשל העובדה שהמיקרופלורה הרגילה מכילה חיידקים שלא ניתן לגדל בדרך הרגילה.

הפונקציות העיקריות של מיקרופלורת מעיים תקינה מופחתות להגנה מפני קולוניזציה וצמיחה של חיידקים פתוגניים, גירוי של חסינות לא ספציפית וספציפית ועיכול של רכיבי מזון. כפי שניתן לראות, פונקציות אלו עולות בקנה אחד עם אלו שנדונו ביחס לפרוביוטיקה B. subtilis בסקירה זו.

חוסר איזון במיקרופלורה של המעי מתרחש במקרה של דלקות מעיים, שכן חיידקים פתוגניים מדכאים באופן תחרותי את פעילותם של חיידקים נורמליים. הזכרנו לעיל זיהומי מעיים כאשר שוקלים חומרים אנטי-מיקרוביאליים המבודדים מ-B.subtilis. בנוסף, מתרחש חוסר איזון במהלך טיפול אנטיביוטי במחלות טיפוליות וכירורגיות. במקרה זה, דרך מתן האנטיביוטיקה אינה חשובה - היא יכולה להיות פומית או פרנטרלית. השכיחות של שלשולים הקשורים לאנטיביוטיקה תלויה בסוג האנטיביוטיקה בשימוש ונעה בין 2 ל-25%, בתדירות נמוכה יותר - עד 44%. האנטיביוטיקה מדכאת את הפעילות החיונית של מיקרופלורה תקינה, מה שמוביל לצמיחה של חיידקים פתוגניים.

מחקרים רבים הוכיחו את ההשפעה החיובית של B. subtilis על תכולת המיקרופלורה התקינה של המעיים. הפרוביוטיקה העלתה את כמות ה-Lactobacillus והפחיתה את תכולת ה-Escherichia coli במעיים ובצואה, העלתה את רמת ה-Bifidobacterium והפחיתה את Alistipes spp., Clostridium spp., Roseospira spp., Betaproteobacterium בצואה (איור 4). כתוצאה מכך, החדרת B. subtilis שינתה את היחס בין המיקרופלורה של המעי לכיוון עלייה במספר החיידקים הנורמליים וירידה בזנים פתוגניים.

המנגנונים של תופעה זו ממשיכים להיחקר. עדויות עד היום מצביעות על שתי אפשרויות. מצד אחד, B.subtilis עקב שחרור חומרים אנטי-מיקרוביאליים

השפעה על תוכן לקטובצילוס

או שש לא (It S

איור 4. הפרוביוטיקה B.subtilis במינון הגבוה ביותר העלה משמעותית את התוכן של לקטובצילוס בצואה של חזרזירים

מדכא התפתחות של מיקרופלורה פתוגנית, שיוצרת תנאים למילוי הנישה המשוחררת בחיידקים נורמליים. מנגנון זה מעיד בעקיפין על ידי תוצאות מחקר שבו ניתנה לחזרזירים האנטיביוטיקה neomycin sulfate. הכלי הזהמאופיין בעיכוב הצמיחה של Escherichia coli, אך אינו משפיע על לקטובצילוס. כתוצאה מכך, נטילת האנטיביוטיקה הובילה ככל הנראה לירידה בתכולת Escherichia coli בצואה, אך במקביל לעלייה בלקטובצילוס. תופעה זו אפשרית רק אם המיקרופלורה הרגילה של המעי מתחילה להתפתח עקב דיכוי חיידקים פתוגניים. אותו דבר קורה כאשר B. subtilis משחרר את החומרים האנטי-מיקרוביאליים שלו.

האפשרות השנייה קשורה לגירוי ישיר של מיקרופלורת מעיים תקינה על ידי B. subtilis, כגון לקטובצילוס וביפידובקטריום. זה מעיד על ידי תוצאות ניסויים במבחנה על יצירת פרוביוטיקה מעורבת המכילה B. subtilis ולקטובצילוס. נמצא שכדאיות של lactobacilli בשילובים כאלה עלתה משמעותית. תוצאות מחקר אחד מצביעות על כך שהסיבה לכך עשויה להיות שחרור של קטלאז וסובטילסין מ-B.subtilis.

נסיבות שהתגלו מעוררות עניין. כמה מחקרים הוכיחו כי B. subtilis משפר את המגוון של מיקרופלורה תקינה של המעיים. מאמינים שיש לכך השפעה חיובית על בריאות המארח. בפרט, B.subtilis הגדילה את מגוון המיקרופלורה של המעיים עקב חיידקים כגון Eubacterium coprostanoligenes, L.amylovorus, Lachnospiraceae bacterium, L.kitasatonis.

פעם, השאלה האם פרוביוטיקה עלולה לגרום נזק לגוף המארח נדונה בהרחבה, ושינתה את המיקרופלורה הרגילה שהתבססה במשך שנים עבור חיידקים זרים, שהוכנסו באופן מלאכותי מבחוץ. עם זאת, מאוחר יותר התברר שכל פרוביוטיקה הנלקחת למטרות רפואיות אינה נשארת במערכת העיכול גם לאחר סיום הקורס.

הטיפולים מוסרים ממנו לחלוטין. לגבי B.subtilis, חשוב לקחת בחשבון עוד נסיבות. חיידק זה, למרות שהוא חודר כל הזמן לתעלת העיכול מאדמה, מים, אוויר וממזון, בכל זאת אינו מיישב אותו (בניגוד לקטובצילוס וביפידובקטריום). B.subtilis הוא מעין חיידק מעבר, הנעים כל הזמן פנימה ויוצאת מצינור העיכול. לכן, B.subtilis לא יכול להשתרש במעיים ולשנות את ההרכב היציב של המיקרופלורה שלנו.

עיכול משופר ותנועת מזון

ישנם מספר רב של מחלות ומצבים המובילים להפרעה בעיכול ובתנועת המזון. דוגמה יכולה להיות טעויות בתזונה, שינויים בתזונה, מחלות של מערכת העיכול (דלקת כיס המרה, דלקת הלבלב וכו'), הפרעות במערכת העצבים האוטונומית (הגורמת להפרעות תפקודיות) וכו'.

פרוביוטיקה המבוססת על B. subtilis יכולה לשפר את העיכול והתנועה המשנית של המזון על ידי שחרור אנזימי עיכול. מחקרים מצאו כי חיידקים אלו מסנתזים את כל קבוצות האנזימים הנחוצים לפירוק מוצלח של מזון: עמילאזות, ליפאזות, פרוטאזות, פקטינאז וצלולאזות. הפעילות הגבוהה של אנזימים אלו מעידה על כך ש-B.subtilis משמש בתעשיית המזון לעיבוד אנזימטי של מוצרים מיוצרים.

מזון מכיל חומרים הנקראים גורמים אנטי-תזונתיים. הם קיבלו את השם הזה מכיוון שנוכחותם מפחיתה את הזמינות של רכיב תזונתי אחד או יותר מהמזון הנצרך. נמצא שאנזימי B.subtilis הורסים גורמים אנטי-תזונתיים, ומפחיתים את תכולתם במזון. זה חל במיוחד על סך פנולים, טאנינים וקפאין. זה מגביר את הזמינות של רכיבי מזון עבור הגוף המארח.

המזון מכיל גם חומרים שעלולים לגרום לתגובות אלרגיות אצל חלק מהאנשים הרגישים. עם זאת, אנזימי B.subtilis מסוגלים להרוס חומרים אלו, ולהפחית את הפוטנציאל האלרגני של המזון. נערך מחקר בו נמצאו השפעות פרוביוטיות דומות לגליאדין (המצוי בחיטה) ו-p-lactoglobulin (הקיים בחלב פרה).

דוגמאות למחקרים קליניים

בחלק זה, לא שאפנו לספק סקירה ממצה של כל המחקרים הקליניים הזמינים על B. subtilis. במקום זאת, היה רצון דוגמאות קליניותלאשר את פעולתם של כל אותם מנגנונים פרוביוטיים שתוארו לעיל.

דלקות מעיים. המחקר של Gracheva et al. חולים עם סלמונלה נכללו

תדירות שלשולים הקשורים לאנטיביוטיקה

o shno (H t S

30 25 20 15 10 5 0

איור 5. הפרוביוטיקה B. ulcerus הפחיתה משמעותית את שכיחות השלשולים בחולי חוץ שנטלו אנטיביוטיקה דרך הפה ותוך ורידי.

lez, הרעלת מזון ודיזנטריה. אחת מקבוצות החולים שנבחרו קיבלה B.subtilis יחד עם פרוביוטיקה נוספת (מספר כולל - 2,109 תאים מיקרוביאליים חיים) 2 פעמים ביום במשך 4-10 ימים. בהתבסס על תוצאות המחקר, התגלתה השפעה טיפולית בולטת של התרופה, שכללה נורמליזציה מואצת של הצואה, היעלמות כאבי בטן והפחתת דיסביוזיס במעיים.

שלשול הקשור לאנטיביוטיקה. בניסוי קליני אקראי, כפול סמיות, מבוקר פלצבו, T.V. הורושבע ואח'. נכללו חולי חוץ בני 45 ומעלה שקיבלו מרשם אחד או יותר אנטיביוטיקה דרך הפה או תוך ורידי למשך 5 ימים לפחות. אחת מקבוצות החולים (n=90) קיבלה את הפרוביוטיקה B. subtilis (2,109 תאים מיקרוביאליים חיים) 2 פעמים ביום, החל יום אחד לפני התחלת הטיפול האנטיביוטי וכלה 7 ימים לאחר הפסקת האנטיביוטיקה. כתוצאה מכך, נמצא כי בקבוצת הפרוביוטיקה התפתח שלשול הקשור לאנטיביוטיקה רק ב-7.8% (7/90) מהחולים, בעוד שבקבוצת הפלצבו נתון זה עמד על 25.6% (23/90) (p< 0,001) (рис. 5). Пробиотик достоверно снижал частоту появления тошноты, рвоты, метеоризма и абдоминальной боли.

חיזוק העיכול ותנועת המזון. במחקר של י.פ. Liu et al. קשישים (74 ± 6 שנים) מאושפזים ומאושפזים עם עצירות תפקודית נכללו. אחת מקבוצות הטיפול (n=31) קיבלה תאי B. subtilis חיים מיקרוביאליים למשך 4 שבועות. בתום המחקר נמצא כי הפרוביוטיקה יעילה ב-41.9% (13/31) מהמטופלים.

זיהומים בדרכי הנשימה. אינדיקציה זו עשויה להיראות חריגה במקצת, בהתחשב בכך ש-B. subtilis היא פרוביוטיקה הפועלת במערכת העיכול. עם זאת, כאשר בוחנים את מנגנוני הפעולה הפרוביוטית של החיידק, הזכרנו כי יכולתו להשפיע על פתוגנים נשימתיים קשורה לגירוי של מערכת החיסון.

בשנת 2015, Cochrane פרסם את תוצאות סקירה שיטתית על השימוש בפרוביוטיקה למניעת דלקות נשימתיות חריפות (ARI). החוקרים הגיעו למסקנה כי פרוביוטיקה יעילה ב-47% מפלצבו בהפחתת אפיזודות ARI. בנוסף, פרוביוטיקה הפחיתה את משך ה-ARI ב-1.89 ימים. פרוביוטיקה עשויה להפחית מעט את תדירות השימוש באנטיביוטיקה ואת מספר ימי ההחמצה מבית הספר. תופעות הלוואי של פרוביוטיקה היו מינימליות; תסמינים במערכת העיכול היו שכיחים יותר.

בְּטִיחוּת

הבטיחות של B. subtilis נבדקה בשלושה תחומים עיקריים: לנוכחות גנים פתוגניים, עמידות לאנטיביוטיקה ודיוק זיהוי החיידקים.

גנים פתוגניים. נוכחותם של גנים כאלה מסוכנת מכיוון שהם מובילים להיווצרות רעלים וחומרים מזיקים אחרים המשפיעים לרעה על דופן המעי ועל הגוף כולו. המחברים מדווחים כי גנים אלו לא נמצאו ב-B. subtilis. יתרה מכך, גידול פרוביוטיקה זה במבחנה עם תאי אפיתל מעיים ומתן אותו in vivo למגוון רחב של מיני בעלי חיים לא הוביל להתפתחות של השפעות מזיקות או תופעות לוואי.

עמידות לאנטיביוטיקה. פרמטר זה מסוכן כי אם לפרוביוטיקה יש גנים שיכולים לגרום לעמידות לאנטיביוטיקה, אז הם יכולים לעבור בסופו של דבר לחיידקים פתוגניים, שגם הם הופכים עמידים לאנטיביוטיקה. החדשות הטובות הן שכאשר נבדק ב-3 מחקרים, הפרוביוטיקה B. subtilis הייתה רגישה (לא עמידה) לכל האנטיביוטיקה העיקרית בשימוש ברפואה. לכן, B. subtilis אינו יכול להעביר עמידות לחיידקים פתוגניים.

דיוק של זיהוי חיידקים. בשנת 2003 פורסם מחקר שהוכיח כי 7 פרוביוטיקה המשווקת כמכילה B. subtilis מכילה למעשה חיידקים קרובים אחרים. עם זאת, מיקרוביולוגים מדווחים שכיום מתקיימים כל התנאים לזיהוי אמין של B.subtilis. לכן, ההרכב הנכון של הפרוביוטיקה תלוי באחריות היצרן המייצר אותה.

יש לזכור שכמו פרוביוטיקה אחרת, B.subtilis אינו ניתנת במרשם לחולים עם כשל חיסוני חמור (היחלשות הגוף לאחר זיהומים חמורים, הקרנות וכימותרפיה, חולי HIV/איידס וכו') עקב אפשרות של הכללה של זיהום והתפתחות אלח דם.

פרסום אחד מנה את המאפיינים של פרוביוטיקה "טובה". בין היתר כללו המחברים את היכולת של חיידקים לספק

השפעה חיובית על המארח, למשל הגברת עמידות למחלות. הפרוביוטיקה חייבת להיות לא פתוגנית ולא רעילה. הוא חייב להיות מסוגל לשרוד ולהתפתח בתוך מערכת העיכול - כלומר להיות עמיד לערכי pH נמוכים וחומצות אורגניות. כדלקמן מסקירה זו, כל התכונות הללו טבועות בחיידק הפרוביוטי B.subtilis.

על פי מחקרים ניסויים וקליניים, קיימות מספר אינדיקציות כאשר מרשם פרוביוטיקה על בסיס B.subtilis מתאים. ראשית, מדובר בהכללה של פרוביוטיקה בטיפול המורכב בדלקות מעיים, כולל שלשולים של מטיילים, וכן בשימוש בה למניעת זיהומים בדרכי הנשימה בעונה הקרה. הפרוביוטיקה תהיה שימושית במהלך קורסים של טיפול אנטיביוטי פומי או פרנטרלי למניעת שלשולים הקשורים לאנטיביוטיקה. ייעודם של חיידקים אלו תהיה חשובה להפרעות בעיכול ובתנועה של מזון ממקורות שונים הקשורים לטעויות בתזונה, שינויים בתזונה, מחלות במערכת העיכול, הפרעות במערכת העצבים האוטונומית וכו'.

פרוביוטיקה המבוססת על B. subtilis מאופיינת ביחס גבוה של יעילות ובטיחות.

בִּיבּלִיוֹגְרָפִיָה

1. FAO/WHO (2001) בריאות ותזונתיות של פרוביוטיקה במזון כולל אבקת חלב עם חיידקי חומצת חלב חיים. ארגון המזון והחקלאות של האו"ם וארגון הבריאות העולמי דוח התייעצות עם מומחים/FAO/WHO. - 2001. - ftp://ftp.fao.org.

2. Sorokulova I. סטטוס מודרני ופרספקטיבות של חיידקי באצילוס כפרוביוטיקה // J. Prob. בְּרִיאוּת. - 2013. - כרך. 1, מס' 4. - קהה. של publ. 1000e106.

3. Olmos J., Paniagua-Michel J. Bacillus subtilis חיידק פרוביוטי פוטנציאלי לגיבוש הזנות פונקציונליות לחקלאות ימית // J. Microb. Biochem. טכנול. - 2014. - כרך. 6, מס' 7. - עמ' 361-365.

4. הערכה של Bacillus subtilis R0179 על כדאיות מערכת העיכול ובריאות כללית: ניסוי אקראי, כפול סמיות, מבוקר פלצבו במבוגרים בריאים/Hanifi A., Culpepper T., Mai V. et. אל. // תועלת. מיקרובים. - 2015. - כרך. 6, מס' 1. - עמ' 19-27.

5. Leser T.D., Knarreborg A., Worm J. נביטה ותוצאה של נבגי Bacillus subtilis ו-Bacillus licheniformis במערכת העיכול של חזירים // J. Appl. מיקרוביול. - 2008. - כרך. 104, מס' 4. - עמ' 1025-1033.

6. Jadamus A., Vahjen W., Simon O. התנהגות צמיחה של זן פרוביוטי שיוצר נבגים במערכת העיכול של עוף פטם וחזרזירים // Arch. טירנרנהר. - 2001. - כרך. 54, מס' 1. - עמ' 1-17.

7. גורל והפצה של נבגי Bacillus subtilis בדגם Murine / Hoa T.T., Duc L.H., Isticato R. et al. // מיקרוביולוגיה יישומית וסביבתית. - 2001. - כרך. 67, מס' 9. - עמ' 38193823.

8. מחזור החיים של המעי של Bacillus subtilis וקרובים קרובים / Tam N.K.M., Uyen N.Q., Hong H.A. et al. // כתב עת לחיידקים. - 2006. - כרך. 188, מס' 7. - עמ' 2692-2700.

9. אנטיביוטיקה Stein T. Bacillus subtilis: מבנים, סינתזות ותפקודים ספציפיים // Mol. מיקרוביול. - 2005. - כרך. 56, מס' 4. - עמ' 845-857.

10. ייצור מטבוליטים אנטי-מיקרוביאליים על ידי Bacillus subtilis Immobilized in Polyacrylamide Gel/Awais M, Pervez, A., Yaqub Asim, Shah M.M. //פקיסטן ג'יי זוול. - 2010. - כרך. 42, מס' 3. - עמ' 267-275.

11. Lelyak A.A., Shternshis M.V. פוטנציאל אנטגוניסטי של זנים סיביריים של Bacillus spp. ביחס לפתוגנים של מחלות בעלי חיים וצמחים // עלון של אוניברסיטת טומסק. ביולוגיה. - 2014. - מס' 1. - עמ' 42-55.

12. תרכובות אנטי-מיקרוביאליות המיוצרות על ידי Bacillus spp. ואפליקציות במזון/ Baruzzi F., Quintieri L., Morea M., Caputo L. // Science against Microbial Pathogens: Communicating Current Research and Technological Advances (Vilas A.M., ed.). - Badajoz, ספרד: Formatex, 2011. - P. 1102-1111.

13. שני פפטידים דמויי לנטיביוטיקה שונים מקורם בצביר הגנים האריצין של Bacillus subtilis A1/3 / Stein T., Borchert S., Conrad B. et al. // J. Bacteriol. - 2002. - כרך. 184, מס' 6. - עמ' 1703-1711.

14. Wang G. פפטידים וחלבונים אנטי-מיקרוביאליים אנושיים // פרמצבטיקה. - 2014. - כרך. 7, מס' 5. - עמ' 545-594.

15. פפטידים אנטי-מיקרוביאליים מהסוג Bacillus: a new age for antibiotics / Sumi C.D., Yang B.W., Yeo I.C., Hahm Y.T. //פחית. J. Microbiol. - 2015. - כרך. 61, מס' 2. - עמ' 93-103.

16. השפעות של נבגי Bacillus subtilis B10 על כדאיות ותפקודים ביולוגיים של מקרופאגים עכברים/Huang Q., Xu X., Mao Y.L. et al. //אנים. Sci. י' - 2013. - כרך. 84, מס' 3. - עמ' 247-252.

17. השפעות מודולטוריות של Bacillus subtilis BS02 על כדאיות ותגובות חיסוניות של RAW 264.7 Murine Macrophages / Huang Q., Li Y.L., Xu X. et al. // Journal of Animal and Veterinary Advances. - 2012. - כרך. 11, מס' 11. - עמ' 1934-1938.

18. השפעות אימונומודולטוריות של נבגי Bacillus subtilis (natto) B4 על מקרופאגים עכברים/Xu X, Huang Q., Mao Y. et al. // מיקרוביול. אימונול. - 2012. - כרך. 56, מס' 12. - עמ' 817-824.

19. חיידקים המוזנים ישירות על בסיס Bacillus subtilis מגבירים את תפקוד המקרופאגים בתרנגולות פטם/Lee K.W., Li G., Lillehoj H.S. et al. //מיל וטרינר. Sci. - 2011. - כרך. 91, מס' 3. - עמ' e87-e91.

20. הגנה מפני דלקת מעיים על ידי אקסופוליסכרידים חיידקיים / Jones S.E., Paynich M.L., Kearns D.B., Knight K.L. // J. Immunol. - 2014. - כרך. 192, מס' 10. - עמ' 48134820.

21. מולקולת חישת הקוורום Bacillus subtilis CSF תורמת להומאוסטזיס של המעי באמצעות OCTN2, מעביר קרום תאי מארח/ Fujiya M., Musch M.W., Nakagawa Y. et al. // Cell Host Microbe. - 2007. - כרך. 1, מס' 4. - עמ' 299-308.

22. Zhang Y., Begley T.P. שיבוט, רצף וויסות של thiA, גן ביוסינתזה תיאמין מ-Bacillus subtilis // Gene. - 1997. - כרך. 198, מס' 1-2. - עמ' 73-82.

23. מבנה גבישי של תיאמין פוספט סינתאז מ-Bacillus subtilis ברזולוציה של 1.25 A / Chiu H.J., Reddick J.J., Begley T.P., Ealick S.E. //בִּיוֹכִימִיָה. - 1999. - כרך. 38, מס' 20. - עמ' 6460-6470.

24. YaaD ו-yaaE מעורבים בביוסינתזה של ויטמין B6 ב-Bacillus subtilis / Sakai A., Kita M., Katsuragi T. et al. // J. Biosci. ביואנג. - 2002. - כרך. 93, מס' 3. - עמ' 309-312.

25. מסלול יצירת גליקולדהיד ב-Bacillus subtilis ביחס לוויטמין B6biosynthesis/Sakai A., Katayama K., Katsuragi T., Tani Y // J. Biosci. ביואנג. - 2001. - כרך. 91, מס' 2. - עמ' 147152.

26. חקירה של 1-deoxy-D-xylulose 5-phosphate synthase ו-transketolase של Bacillus subtilis ביחס לביוסינתזה של ויטמין B6 / Sakai A., Kinoshita N., Kita M. et al. // J. Nutr. Sci. ויטמינול. (טוקיו). - 2003. - כרך. 49, מס' 1. - עמ' 73-75.

27. Ikeda H., Doi Y. גורם מחייב ויטמין-K2 המופרש מ-Bacillus subtilis // Eur. J. Biochem. - 1990. - כרך. 192, מס' 1. -פ. 219-224.

28. מבנה ותגובתיות של Bacillus subtilis MenD המזרז את הצעד הראשון בביוסינתזה של menaquinone / Dawson A., Chen M, Fyfe P.K. et al. // J. Mol. ביול. - 2010. - כרך. 401, מס' 2. - עמ' 253-264.

29. Bentley R., Meganathan R. Biosynthesis של ויטמין K (menaquinone) בחיידקים // ביקורות מיקרוביולוגיות. - 1982. - כרך. 46, מס' 3. - עמ' 241-280.

30. חומצות אמינו חוץ-תאיות של חיידקים יוצרי נבגים אירוביים / Smirnov V.V., Reznik S.R., Kudriavtsev V.A. et al. // מיקרו-ביולוגיה. - 1992. - כרך. 61, מס' 5. - עמ' 865-872.

31. Chattopadhyay S.P., Banerjee A.K. ייצור של ולין על ידי Bacillus sp. // Z. Allg. מיקרוביול. - 1978. - כרך. 18, מס' 4. -פ. 243-254.

32. ביטוי של סמני הפעלה על לימפוציטים בדם היקפיים בעקבות מתן אוראלי של נבגי Bacillus subtilis / Caruso A., Flamminio G., Folghera S. et al. //Int. J. Immunophar-macol. - 1993. - כרך. 15, מס' 2. - עמ' 87-92.

33. פעילות אימונוסטימולטורית של נבגי Bacillus / Huang J.M., La Ragione R.M., Nunez A., Cutting S.M. // FEMS Immunol. Med. מיקרוביול. - 2008. - כרך. 53, מס' 2. - עמ' 195-203.

34. סבסטיאן A.P., Keerthi T.R. השפעה אימונומודולטורית של נבגי זן פרוביוטי Bacillus subtilis MBTU PBBMI בעכברי Balb/C // International Journal of Engineering and Technical Research (IJETR). - 2014. - כרך. 2, מס' 11. - עמ' 258-260.

35. R&S&nen L., Mustikkam&ki U.P., Arvilommi H. תגובה פוליקלונאלית של לימפוציטים אנושיים לדפנות תא חיידקים, פפטידו-גליקנים וחומצות טייכואיות // אימונולוגיה. - 1982. - כרך. 46, מס' 3. - עמ' 481-486.

36. השפעת Bacillus subtilis natto על ביצועי גדילה בברווזי Muscovy / Sheng-Qiu T., Xiao-Ying D., Chun-Mei J. et al. //לְהַאִיץ. חזיות. Cienc. אביק. - 2013. - כרך. 15, מס' 3. - עמ' 191197.

37. הערכה של פרוביוטיקה המבוססת על Bacillus subtilis והאנדוספורות שלו בהשגת ריאות בריאות של חזירים / Ayala L., Bocourt R., Milian G. et al. // Cuban Journal of Agricultural Science. - 2012. - כרך. 46, מס' 4. - עמ' 391-394.

38. זן פרוביוטי Bacillus subtilis CU1 מגרה את המערכת החיסונית של קשישים בתקופת מחלות זיהומיות נפוצות: מחקר אקראי, כפול סמיות מבוקר פלצבו / Lefevre M., Racedo S.M., Ripert G. et al. // חיסון. הְזדַקְנוּת. - 2015. - כרך. 12. - חסר תחושה. של publ. 24.

39. Eerola E., Ling W.H. מיקרופלורה במעיים // אנציקלופדיה של מערכות תומכות חיים (EOLSS); http://www.eolss.net.

40. Horosheva T. V., Vodyanoy V., Sorokulova I. יעילות של Bacillus probiotics במניעת שלשול הקשור לאנטיביוטיקה: ניסוי קליני אקראי, כפול סמיות, מבוקר פלצבו // JMM Case Reports. - 2014. - DOI: 10.1099/ jmmcr.0.004036.

41. Jeong J.S., Kim I.H. השפעת נבגי Bacillus subtilis C-3102 כתוסף מזון פרוביוטי על ביצועי גדילה, פליטת גזים מזיקים ומיקרופלורת מעיים בפטמות // עופות. Sci. - 2014. - כרך. 93, מס' 12. - עמ' 3097-3103.

42. סקר של זני Bacillus כפרוביוטיקה פוטנציאלית ואישור לאחר מכן של היעילות in vivo של Bacillus subtilis MA139 בחזירים/ Guo X., Li D., Lu W. et al. //אנטוני ואן ליו-וונהוק. - 2006. - כרך. 90, מס' 2. - עמ' 139-146.

43. השפעות של Bacillus subtilis KN-42 על ביצועי גדילה, שלשולים וצמחיית חיידקים צואה של חזרזירים נגמלים / Hu Y, Dun Y, Li S. et al. // אסיה-אוסטרלס J. Anim. Sci. - 2014. - כרך. 27, מס' 8. - עמ' 1131-1140.

44. השפעות של Bacillus subtilis KD1 על פלורת מעיים פטם / Wu B.Q., Zhang T., Guo L.Q., Lin J.F. //פול. Sci. - 2011. - כרך. 90, מס' 11. - עמ' 2493-2499.

45. השפעת האכלה של Bacillus subtilis natto על תסיסה של הינדגוט ומיקרוביוטה של ​​פרות חלב של Holstein / Song D.J., Kang H.Y., Wang J.Q. et al. // כתב עת אסייתי-אוסטרלי למדעי בעלי החיים. - 2014. - כרך. 27, מס' 4. - עמ' 495-502.

46. ​​Yang J.J., Niu C.C., Guo X.H. מודלים של תרבית מעורבת לחיזוי אינטראקציות מיקרוביאליות במעיים בין Escheri-chia coli ו-Lactobacillus בנוכחות Bacillus subtilis//Benef פרוביוטי. מיקרובים. - 2015. - כרך. 6, מס' 6. - עמ' 871877.

47. Zhang Y.R., Xiong H.R., Guo X.H. כדאיות מוגברת של Lactobacillus reuteri לייצור פרוביוטיקה בתסיסה מעורבת במצב מוצק בנוכחות Bacillus subtilis // Folia Microbiol. (פרחה). - 2014. - כרך. 59, מס' 1. - עמ' 31-36.

48. שיפור צמיחה וכדאיות של lactobacilli בנוכחות Bacillus subtilis (natto), catalase, או subtilisin / Hosoi T., Ametani A., Kiuchi K., Kaminogawa S. // Can. J. Microbiol. - 2000. - כרך. 46, מס' 10. - עמ' 892-897.

49. עזרה למטופלים לעשות בחירות מושכלות לגבי פרוביוטיקה: צורך במחקר / Sharp R.R., Achkar J.-P., Brinich M.A., Farrell R.M. // כתב העת האמריקאי לגסטרואנטרולוגיה. - 2009. - כרך. 104, מס' 4. - עמ' 809-813.

50. Crislip M. Probiotics // 2009; https://www.sciencebased-medicine.org.

51. Chan K.Y., Au K.S. מחקרים על ייצור צלולאז על ידי Bacillus subtilis//Antonie Van Leeuwenhoek. - 1987. - כרך. 53, מס' 2. - עמ' 125-136.

52. Sharma A., Satyanarayana T. א-עמילאזות יציבות חומצה מיקרוביאלית: מאפיינים, הנדסה גנטית ויישומים // ביוכימיה של תהליך. - 2013. - כרך. 48, מס' 2. - עמ' 201211.

53. Guncheva M., Zhiryakova D. תכונות קטליטיות ויישומים פוטנציאליים של Bacillus lipases // Journal of Molecular Catalysis B: Enzymatic. - 2011. - כרך. 68, מס' 1. - עמ' 1-21.

54. Gupta R., Beg Q.K., Lorenz P. Bacterial alkaline proteases: גישות מולקולריות ויישומים תעשייתיים // Appl. מיקרוביול. ביוטכנולוגיה. - 2002. - כרך. 59, מס' 1. - עמ' 15-32.

55. Khan M., Nakkeeran E., Umesh-Komar S. יישום פוטנציאלי של pectinase בפיתוח מזון פונקציונלי // Annu. לְהַאִיץ. Food Sci. טכנול. - 2013. - כרך. 4. - עמ' 21-34.

56. טיפולים ביולוגיים משפיעים על ההרכב הכימי של עיסת הקפה/ Ulloa Rojas J.B., Verreth J.A., Amato S., Huisman E.A. // Bioresour. טכנול. - 2003. - כרך. 89, מס' 3. - עמ' 267-274.

57. זיהוי חיידקים פרוטאוליטיים ממזונות מותססים תאילנדיים מסורתיים ופוטנציאל הפחתת האלרגניים שלהם / Phrom-raksa P., Nagano H., Boonmars T., Kamboonruang C. // J. Food Sci. - 2008. - כרך. 73, מס' 4. - P. M189-M195.

58. Pokhilenko V.D., Perelygin V.V. פרוביוטיקה המבוססת על חיידקים יוצרי נבגים ובטיחותם // בטיחות כימית וביולוגית. - 2007. - מס' 2-3. - עמ' 32-33.

59. Liu Y.P., Liu X., Dong L. Lactulose בתוספת חי בינארי Bacillus subtilis בטיפול בקשישים עם עצירות תפקודית // Zhonghua Yi Xue Za Zhi. - 2012. - כרך. 92, מס' 42. - עמ' 29612964.

60. Hao Q., Dong B.R., Wu T. פרוביוטיקה למניעת זיהומים חריפים בדרכי הנשימה העליונות // Cochrane Database of Systematic Reviews. - 2015. - איס. 2. - אמנות. מס': CD006895.

61. Cartwright P. Bacillus subtilis-זיהוי ובטיחות // חדשות פרוביוטיקה. - 2009. - מס' 2. - www.protexin.com.

62. חוות דעת של הוועדה המדעית על בקשה מאת EFSA הקשורה לגישה גנרית להערכת הבטיחות על ידי EFSA של מיקרואורגניזמים המשמשים במזון/מזון ובייצור של תוספי מזון/מזון // EFSA Journal. - 2005. - כרך. 3, מס' 6. - DOI: 10.2903/j.efsa.2005.226.

63. Sanders M.E., Morelli L., Tompkins T.A. ספוריפורמרים כפרוביוטיקה אנושית: באצילוס, ספורו-לקטובצילוס ו-BreviBacillus // ביקורות מקיפות במדעי המזון ובטיחות המזון. - 2003. - כרך. 2, מס' 3. - עמ' 101-110.

64. Chitra N. Bacteremia הקשורה לשימוש פרוביוטי ברפואה ורפואת שיניים // International Journal of Innovative Research in Science, Engineering and Technology. - 2013. - כרך. 2, מס' 12. - עמ' 7322-7325.

65. Fuller R. פרוביוטיקה באדם ובבעלי חיים // J. Appl. בקטריול. - 1989. - כרך. 66, מס' 5. - עמ' 365-378.

הוכן על ידי Ph.D. אָב. סבוסטיאננקו ■

Savustyanenko A.V.

MEHASHMI DM PROBUTIYUV ON OCHOBi BACILLUS SUBTILIS

סיכום. החיידק הוא אחד הגורמים המבטיחים ביותר, מבין עשרת האלפים הנותרים. מהשזמי 11 פרוביוטיכנו! dc pov "yazash 1z סינתזה של protimrobnyh re-chovins, poslennyam לא ספציפי 1 ספציפי 1 mush-tetu, מגרה צמיחה בדרך כלל! מיקרופלורה של המעי והופעת אנזימים צמחיים. B. subtilis vidshyae פפטידים מסונתזים באופן ריבוזומלי, ללא ריבוזום. פפטידים 1 לא פפטידים 1z מגוון רחב של מוצרים -teamzrobno! פעילות, scho hoplyuye גרם חיובי, גרם שלילי bacterp, v1rusi 1 gribi. התנגדות לנאומי cikh protimshrobnyh vinikae rschko. Posilennya ne-

חסינות ספציפית ל-pov "yazan עם הפעלת macrofapv i vivshnennyam 1z אותם פרו-הצתה cytoishv, pshvishchennyam bar"erno! הפונקציונליות רזה! ממברנות למעיים, vidshennyam vggamshv i amchoacids (כולל לא זמש). חיזוק החסינות הספציפית מתבטא בהפעלת T-i B-lsh-focytsh ושאר האימונוגלובולינים של vivshnennyam - IgG ו-IgA. B.subtilis מגורה כרגיל! מיקרופלורה במעיים, חיידקי zokrema סוג 1b לקטובצילוס וביפידובקטריום. בנוסף, לפרוביטיק יש מגוון רחב של מיקרופלורה במעיים. פרובוטיק קיים במערכת המעיים ומבוסס על האנזימים הבאים: amshazy, lshazy, פרוטאז, פקטין-

zi i cellulase. בנוסף לעיכול, אנזימי הצ'י יהרסו את הדיבור aHraxap40Bi factori i allergensh, מה שיעזור לך לחיות טוב. תצטרך לעבד מחדש את המנגנונים שלך כדי לקדם את הקיפאון של B.subtilis במחסן באופן מקיף! פגמים במעיים; פעולות של זיהומים בדרכי הנשימה בקור הגיע זמן הגורל; מניעת אנטי-עכוז היא חברתית"! diarei; לתיקון porushen

בישול יתר וייבוש של שומן ממקורות שונים (טעויות בתזונה, צריכת מזון, מחלות של מערכת המעיים, פגיעה במערכת העצבים הצמחית!).-ביוטיקה אינה אופיינית ליעילות גבוהה של בטיחות.

מילות מפתח: Bacillus subtilis, probytik, מנגנונים של dp.

Savustyanenko A.V.

מנגנוני פעולה של פרוביוטיקה המבוססת על BACILLUS SUBTILIS

סיכום. החיידק B.subtilis הוא אחת הפרוביוטיקה המבטיחות ביותר שנחקרו בעשורים האחרונים. מנגנונים של פעולתו הפרוביוטית קשורים לסינתזה של חומרים אנטי-מיקרוביאליים, הגברת חסינות לא ספציפית וספציפית, גירוי צמיחה של מיקרופלורה נורמלית של המעי ושחרור אנזימי עיכול. B.subtilis משחרר פפטידים המסונתזים באופן ריבוזומי, פפטידים שאינם מסונתזים באופן ריבוזומי וחומרים שאינם פפטידים בעלי קשת רחבה של פעילות אנטי-מיקרוביאלית המכסה חיידקים גראם-חיוביים, גראם-שליליים, וירוסים ופטריות. עמידות לחומרים אנטי-מיקרוביאליים אלו היא נדירה. שיפור של חסינות לא ספציפית קשורה להפעלת מקרופאגים ולשחרור ציטוקינים פרו-דלקתיים מהם, הגברת תפקוד המחסום של רירית המעי, שחרור ויטמינים וחומצות אמינו (כולל חיוניות). שיפור חסינות ספציפית מתבטא בהפעלה של לימפוציטים מסוג T ו-B ושחרור מהאחרון של אימונוגלובולינים - IgG ו-IgA. B.subtilis stimuli-

מעכב את הצמיחה של פלורת מעיים תקינה, בפרט, חיידקים מהסוג לקטובצילוס וביפידובקטריום. יתר על כן, פרוביוטיקה מגבירה את מגוון המיקרופלורה של המעיים. הפרוביוטיקה מפרישה את כל אנזימי העיכול העיקריים ללומן המעי: עמילאזות, ליפאזות, פרוטאזות, פקטינאזות וצלולאזות. בנוסף לעיכול, אנזימים אלה הורסים גורמים אנטי-תזונתיים וחומרים אלרגניים הכלולים במזון. מנגנוני פעולה אלו הופכים שימוש סביר ב-B. subtilis בטיפול המשולב לטיפול בזיהומי מעיים; מניעת זיהומים בדרכי הנשימה במהלך העונה הקרה; מניעת שלשולים הקשורים לאנטיביוטיקה; לתיקון עיכול המזון והפרעות בתנועה ממקורות שונים (טעויות בתזונה, שינויים בתזונה, מחלות במערכת העיכול, הפרעות במערכת העצבים האוטונומית ועוד). B.subtilis אינו גורם בדרך כלל לתופעות לוואי. פרוביוטיקה זו מאופיינת ביחס יעילות ובטיחות גבוהים.

מילות מפתח: Bacillus subtilis, פרוביוטיקה, מנגנוני פעולה.

Bacillus subtilis הוא אחד הנציגים של המינים האירוביים, הגראם חיוביים. בשל העובדה שתמצית חציר משמשת להשגת תרביות העשרה של מיקרואורגניזם זה, השם השני של הבצילוס הוא Bacillus subtilis. הוצג לראשונה על ידי חוקר הטבע הגרמני המפורסם כריסטיאן גוטפריד ארנברג בשנת 1835, אך בפרשנותו נקרא מיקרואורגניזם זה Vibrio subtilis. והוא קיבל את שמו המודרני Bacillus subtilis כבר בשנת 1872. כיום זהו אחד הנציגים המפורסמים והנחקרים ביותר של סוג הבצילים.

תכונות ביולוגיות

Bacillus מאופיין בצורת מוט ישר, בעל מבנה שקוף. העובי המשוער של Bacillus subtilis הוא 0.7 מיקרומטר. ובאורך חיידק כזה יכול להגיע בין שניים לשמונה מיקרומטרים.

Bacillus subtilis, כמו שאר החיידקים, מתרבים על ידי חלוקה. במקרים מסוימים, לאחר שהתרחשה חלוקה רוחבית, החיידקים ממשיכים להישאר מחוברים לחוטים דקים.

בין התכונות הביוכימיות החשובות ביותר הגלומות ב-Bacillus subtilis, יש להדגיש את היכולת להחמצת את הסביבה, כמו גם לייצר אנטיביוטיקה. הודות לתכונות אלו, Bacillus subtilis, חבר בסוג Bacillus, מסוגל להפחית את ההשפעה של מיקרואורגניזמים אופורטוניסטיים ופתוגניים שונים. Bacillus subtilis הוא אנטגוניסט ל:

• פטריות שמרים;
• סלמונלה;
• פרוטה;
• סטרפטוקוקים;
• סטפילוקוקוס.

מאפיינים אופייניים אחרים של Bacillus כוללים:

• סינתזה של ויטמינים, חומצות אמינו וגורמים אימונואקטיביים;
• ייצור פעיל של אנזימים המסוגלים להסיר תוצרים של ריקבון רקמת ריקבון.

החיידק Bacillus subtilis מאופיין בהטלה פריטרית, וכן במיקום מרכזי של נבגים בצורת אליפסה ובגודל שאינו עולה על גודל התא. באשר למושבות Bacillus, הם לבנים או ורודים, יש להם קצה גלי, כמו גם מבנה יבש וקטיפתי, מכוסה קמטים קטנים.

גידול בזילי

כדי להיות יעיל, ייתכן שיידרשו מספר סוגים של סביבות:

• מדיום נוזלי, כלומר מרק תמצית בשר;
• בינוני מוצק - אגר תמצית בשר;
• , מתקבל באופן סינטטי;
• סביבות המכילות שאריות צמחים.

המושג של אגר פפטון בשר פירושו בדרך כלל אגר אוניברסלי, שיכול להיות בעל מרקם צפוף או חצי נוזלי. מדיום זה מכיל רכיבים כמו מי בשר, מלח שולחן, וכן אגר כתוש ושטוף היטב. כדי לעקור אותו בחיטוי, נדרשת טמפרטורה של לפחות 120 מעלות צלזיוס, ותהליך זה אמור להימשך כעשרים עד שלושים דקות. לאחר השלמת העיקור, המדיום המוגמר יתקרר באופן טבעי, ויקבל מרקם צפוף יותר.

הפיתוח הטוב ביותר של Bacillus subtilis מובטח בטמפרטורות אוויר בין +5 ל +45 ºC.

מסוכן או לא?

ישנן מספר דעות לגבי הפתוגניות של Bacillus. לפיכך, בהתאם לכללים ולתקנות הסניטריים החלים באופן רשמי בשטח הפדרציה הרוסית, Bacillus subtilis שייך לסוג של חיידקים אופורטוניסטיים.

Jpg" alt="נערה מסתכלת דרך מיקרוסקופ" 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.!}

עם זאת, למרות עובדה זו, הימצאות של חציר Bacillus במגוון שימורים, בפרט דגים, בשר וירקות, אסורה בשום פנים ואופן. יש לזכור תמיד שאם מסיבה כלשהי נותרו נבגים בקופסאות שימורים ששמרו על כדאיותם, פירוש הדבר שכאשר מוצר זה מאוחסן בטמפרטורות העולה על +20 ºC, התפשטות הפתוגנים תהיה בלתי נמנעת. לכן, על מנת להגן על מזון משומר מפני הכיל Bacillus, יש צורך לעקוב בקפידה אחר כל הטכנולוגיות והתקנים להכנת מוצרים מסוג זה. ככלל, נוכחות של Bacillus subtilis במזון משומר מסומנת על ידי נוכחות של ציפוי אפרפר אופייני. בנוסף, שינויים שליליים מסוימים מתרחשים עם הריח והעקביות של מזון משומר.

יישום ברפואה ובתחומים אחרים

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:!}

• תרופות נגד שלשולים.
• אימונומודולטורים אחרים.

תפקידן העיקרי של תרופות כאלה הוא לווסת את הפעילות התקינה של פלורת המעיים ואת איזונה. כתוצאה משמירה עליו ב רמה נורמליתכל הביטויים של dysbacteriosis בוטלו לחלוטין.

תכשירי Bacillus נרשמים לתנאים כגון:

• דיסביוזיס במעיים, שיש לה אופי ומקור שונה;
• דלקות מעיים חריפות, נפוצות בילדים;
• וגינוזיס חיידקי;
• תקופה שלאחר הניתוח עם סיבוכים מוגלתיים-ספטיים.

תכשירי Bacillus subtilis שומרים באופן אידיאלי על כל התכונות המועילות שלהם אם נשמרים כללי אחסון. טמפרטורת האוויר האופטימלית במקרה זה היא 25 ºC. בנוסף, חשוב מאוד לשים לב לתאריך התפוגה המצוין על האריזה. לתרופה Bacillus subtilis יש צורה של תרחיף רפואי, המוצג בבקבוקים של 2, 5 ו-10 מיליליטר.

יש לזכור שלשימוש בחיידק זה מהסוג Bacillus יש גם התוויות נגד מסוימות. בעיקר מדובר ברגישות מוגברת למרכיבים המרכיבים את התרופות.

התרופות הפופולריות ביותר שנוצרו באמצעות Bacillus כמרכיב פעיל כוללות:

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

תכונות של החיידק thuringiensis

לחיידק גראם חיובי נוסף השייך לסוג Bacillus thuringiensis יש יכולת ליצור תכלילים במהלך ספיגה בעלי מבנה דמוי גביש. הוא מכיל דלתא-אנדוטוקסינים - חומרים השייכים לקטגוריית חלבונים אנטומוצידיים. הצורה של "גביש" כזה יכולה להיות שונה - מעוקב, דו-פירמידלי או עגול. התכונות המיוחדות של חיידק זה מאפשרות להשתמש בו בתחום הגנת הצומח הביולוגי.

תכונות ותכונות חשובות של Bacillus subtilis

הבצילוס מאופיין בתכונות מיוחדות המאפשרות שימוש נרחב בתחום הרפואי. הסוגים העיקריים של bacilli כוללים:

• נפוץ בחיות בר;
• בטיחות וחוסר מזיק הן לאנשים והן לבעלי חיים;
• פעילות אנזימטית גבוהה לוויסות וגירוי מיטביים של מערכת העיכול;
• עמידות מצוינת לאנזימי עיכול וליטיים;
• בטיחות סביבתית ועמידות בטווח טמפרטורות רחב.

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"> !}