Հայաստանի ատենախոսությունների բաց մատչելիության պահոց = Open Access Repository of the Armenian Electronic Theses and Dissertations (Armenian ETD-OA) = Репозиторий диссертаций Армении открытого доступа

Պրոբիոտիկ կաթնաթթվային բակտերիաների ադհեզիան որպես աղեստամոքսային համակարգի բնականոն միկրոբիոտայի կարգավորիչ գործոն

Հարությունյան, Կարինե Վիկտորի (2016) Պրոբիոտիկ կաթնաթթվային բակտերիաների ադհեզիան որպես աղեստամոքսային համակարգի բնականոն միկրոբիոտայի կարգավորիչ գործոն. PhD thesis, ՀՀ ԳԱԱ «Հայկենսատեխնոլոգիա» ԳԱԿ ՊՈԱԿ.

[img]
Preview
PDF (Abstract)
Available under License Creative Commons Attribution.

Download (901Kb) | Preview
    [img]
    Preview
    PDF (Thesis)
    Available under License Creative Commons Attribution.

    Download (2656Kb) | Preview

      Abstract

      Վերջին տարիներին նկատվում է հարաճուն հետաքրքրություն այսպես կոչված գործառութային սննադամթերքների նկատմամբ: Համարվում է, որ նման սննդամթերքների օգտագործումը նվազեցնում է մի շարք քրոնիկական հիվանդությունների առաջացման հավանականությունը, ինչպես նաև հնարավոր վարակային հիվանդությունների զարգացումը (Azyz et al., 2012): Նման սննդամթերքների դասին են պատկանում պրոբիոտիկները և պրեբիոտիկները, որոնք ոչ միայն նվազեցնում են զանազան հիվանդությունների առաջացման հավանականությունը, այլ նաև նպաստում են օրգանիզմի իմունային համակարգի, դիմադրողականության բարձրացմանը (Pepoyan & Trchounian, 2009): Պրոբիոտիկ կաթնաթթվային բակտերիաների (ԿԹԲ) օգտագործումը բարելավում է մարսողական համակարգի գործունեությունը, նվազեցնում աղիների պատի թափանցելիությունը՝ խոչընդոտելով ախտածին միկրոօրգանիզմների թափանցմանը ներս (Song et al., 2015): Բացի ընդունված կենսաբանական, կենսաքիմիական և ֆիզիկոքիմիական հատկություններից կարևոր նշանակություն ունի նաև կաթնաթթվային պրոբիոտիկ բակտերիաների ադհեզիայի հատկությունը՝ ընդունակությունը ամրանալու, պահպանվելու և բնակվելու մարսողական համակարգի լորձաթաղանթում: Միկրոօրգանիզմների ադհեզիան աղեստամոքսային համակարգի էպիթելային բջիջների մակերեսին հանդիսանում է հաջող նախապայման նրանց հետագա գաղութացման և մի շարք կարևոր կենսական գործառույթների իրականացման համար (Tremaroli & Bäckhed, 2012): Վարակային հիվանդությունների զարգացման առաջին փուլ է հանդիսանում լիգանդ-ռեցեպտորային փոխազդեցությունը, որը պայմանավորված է միկրոօրգանիզմների ադհեզիայով մակրոօրգանիզմի զգայուն բջիջներին: Հետևաբար ԿԹԲ ադհեզիայի ուժգնությունը աղիքային էպիթելային բջիջներին ունի որոշիչ նշանակություն ախտածին միկրոօրգանիզմների դեմ պայքարում կիրառվող պրոբիոտիկների արդյունավետության համար (Pepoyan & Trchounian, 2009): Այսպիսով բժշկության և կենսատեխնոլոգիայի կարևորագույն խնդիրներից է բարձր ադհեզիայի հատկությամբ օժտված պրոբիոտիկ ԿԹԲ շտամների անջատումը (Воробьёв и т.д., 2006): Սակայն անհրաժեշտ է ընտրել կաթնաթթվային պրոբիոտիկ բակտերիաների այնպիսի շտամներ, որոնք արտահայտված ադհեզիայի հատկության հետ միաժամանակ կցուցաբերեն նաև կայունություն արտաքին վնասակար նյութերի ազդեցության պայմաններում: Այդպիսի նյութեր կարող են հանդիսանալ սննդի միջոցով օրգանիզմ ներթափանցած պահպանիչները, նիտրատները, հակաբիոտիկները, պեստիցիդները, հերբիցիդները և այլն: Ելնելով վերոհիշյալից՝ կարևոր է աղիների տրանսլոկացիան պրոբիոտիկ կաթնաթթվային և բիֆիդոբակտերիաներով, ինչը կնպաստի աղիների բնականոն միկրոէկոլոգիայի՝ միկրոբիոտայի ձևավորմանը: (Hsiao et al., 2013): Այդ պատճառով հետաքրքիր էր ուսումնասիրել և ընտրել արտահայտված ադհեզիայի հատկությամբ օժտված պրոբիոտիկ ԿԹԲ շտամներ, որոնք կպահպանեն իրենց հատկությունները մի շարք անցանկալի նյութերի ազդեցության ներքո՝ դրանով իսկ նպաստելով բնականոն աղիքային միկրոբիոտայի ձևավորմանը: Ինչպես կանխարգելիչ, այնպես էլ բուժման նպատակներով ընտրել արդյունավետ ԿԹԲ շտամներ և հիմնավորել նրանց ազդեցությունը կենսաբիոտայի ախտածին միկրոօրգանիզմների զարգացումը կանխելու և նրանց կողմից արտադրած տոքսինները չեզոքացնելու գործում: Свойства молочнокислых бактерий (МКБ) к адгезии на слизистую оболочку желудочно-кишечного тракта способствуют жизнеспособности штамма в кишечнике и помогают конкурентным способом вытеснять потенциально-патогенные микроорганизмы (Kolida et al., 2011). Адгезивные свойства пробиотических бактерий были изучены на различных эпителиальных клетках, таких как Caco-2 или клетки Hela (Dmitrov, 2014; Ranadheera et al., 2014). Однако в литературе очень мало данных по исследованиям, сделанных по адгезии на эритроцитах, но именно этот факт позволяет говорить о новизне и сложности проделанной работы. У штамма L. acidophilus Ep 317/402 “Наринэ” впервые были изучены адгезивные свойства путем реакции гемагглютинации. Применяя эритроциты как объект исследования учитывался тот факт, что гликофорин, который располагается на их поверхности, идентичен гликокаликсу эпителиальных клеток, на которых присутствуют рецепторы бактериальной адгезии (Билалов и др., 2006). В ходе исследования при помощи скрининга был выделен штамм L. acidophilus Ер 317/402 “Наринэ”, обладающий наиболее сильными свойствами. Выявлено, что большинство изученных штаммов - L. acidophilus Ep 317/402 ‘‘Наринэ’’, L. delbrueckii subsp. bulgaricus var. mazuni “Карине”, L. jugurtiЛ11П, S. lactis 1304, S. thermophilus M7 – вызывают реакцию гемагглютинации эритроцитов, выявляя при этом высокие адгезивные свойства. Ни один из изученных штаммов не проявлял гемолитической активности. Для того, чтобы понять, действительно ли адгезивность обусловлена специфическими факторами колонизации (CFA), были исследованы адгезины МКБ. В результате исследования было выявлено, что штаммы L. acidophilus Ер 317/402 “Наринэ”, L. delbrueckii subs.bulgaricus var. mazuni “Карине” имеют адгезины типа CFA I, штамм S. lactis 1304 имеет CFA II, а L. jugurti, S. thermophilus M7, имеют фимбрии типа P. Следовательно, разные штаммы, принадлежащие к одному и тому же роду, обладают разными типами адгезинов и, естественно, адгезивность становится строго штаммоспецифическим. Из изученных штаммов у штамма L. acidophilus Ер 317/402 “Наринэ” была замечена широкая зона подавления по отношению B. subtilis и P.aeruginosa и сравнительно низкая антагонистическая активность по отношению к K. Pneumonia, выявляя в среднем рост зоны подавления диаметром 17-23 мм. Позднее выяснилось, что сравнительно слабо выраженное антибиотическое воздействие большинства МКБ по отношению к K. pneumonia, обусловлено именно высокой степенью фактора колонизации адгезивности последних. В ходе исследования устойчивости МКБ по отношению к антибиотикам и влияния этих средств на адгезивную способность, был изолирован штамм L. acidophilus Ер 317/402 “Наринэ”, при разных концентрациях всех трех антибиотиков он показал высокие адгезивные свойства, что является важным предусловием для сохранения жизнеспособности бактерий при прохождении через желудочно-кишечный тракт. Кроме того, торможение роста МКБ по мере увеличения концентрации антибиотиков, позволяет предположить, что данный вид штамма не несет устойчивые к антибиотикам гены, которые передались бы патогенным микроорганизмам. Следовательно, штамм может всецело найти свое применение в качестве пробиотика в медицине, фармацевтике и производстве молочных продуктов (Meng et al., 2014). The properties of the lactic acid bacteria (LAB) to adhere to the mucosa of the gastrointestinal tract promote viability of the strain in the intestine and helps to suppress of potentially pathogenic microorganisms by competitive manner (Kolida et al., 2011). Adhesive properties of probiotic bacteria have been studied on various epithelial cells such as Caco-2 or Hela cells (Dmitrov, 2014; Ranadheera et al., 2014). However, in literature it is very few data on the study of adhesion on red blood cells, but this fact suggests the novelty and complexity of the work. In strain of L. acidophilus Er 317/402 "Narine" was first investigated adhesive properties by reaction of hemagglutination. Applying erythrocytes as an object of study is based on the fact that glycophorin which is located on the surface is identical to glycocalyx of epithelial cells, where the receptors for bacterial adhesion are located (Билалов и др., 2006). During investigation the strain of L. acidophilus Еr 317/402 “Narine” possessing the highest properties was isolated by means of screening. It was revealed that the most of the studied strains, inclusive L. acidophilus Er 317/402 ‘‘Narine’’, L. delbrueckii subsp. bulgaricus var. mazuni ‘‘Karine’’, L. jugurti Л11п, Streptococcus lactis 1304, S. thermophilus M7, cause a reaction of hemagglutination of erythrocytes and by that demonstrating high adhesive properties. None of the investigated strains had a hemolytic activity. To understand whether the adhesiveness is due to specific adhesion colonization factors (CFA) of strains, the adhesins of LAB were investigated. It was revealed that the strains as L. acidophilus 317/402 "Narine", L. delbrueckii subs.bulgaricus var. mazuni “Karine” had CFA type I adhesins, S. lactis 1304 - CFA type II and L. jugurti, S. thermophilus M7 strains had P type fimbriae. Hence, the different strains belonging to the same genus, have different types of adhesins and, naturally, the adhesiveness becomes strictly strain specific. Of the tested strains, the L. acidophilus 317/402 "Narine" strain showed wide-range suppression zone against B. subtilis and P.aeruginosae (27mm) and relatively low antagonistic activity against K. pneumoniae (17-23mm suppression zone). Later it became clear that relatively weak antibacterial activity of majority of LAB against K. pneumoniae is due to the existence of high quantity CFA in above mentioned bacteria. During investigations of LAB resistance against antibiotics and the adhesive properties under the influence of mentioned substances the L. acidophilus Еr 317/402 “Narine” strain was isolated, with different concentrations of three antibiotics showed high adhesive properties, which is an important precondition for preserving the viability of the bacteria when passing through gastrointestinal tract. In addition, inhibition of bacterial growth with increasing concentrations of antibiotics suggesting that this type of strain does not carry antibiotic resistance genes which were transferred to the pathogenic microorganisms. Consequently, the strain may find application entirely as a probiotic in medicine, pharmaceutical production and dairy products (Meng et al., 2014). The high concentration of NO3 (≤2%) suppressed the majority of bacterial strains. However, L. acidophilus Er 317/402 “Narine” strain survived in similar conditions. It was shown that the nitrates inhibited the ATP-ase reaction taking place in membrane vesicles of L. acidophilus. It should be noted that NO3 influence on DCCD-sensitive part of ATPase reaction, which indicates that the target of action of these substances is H+ ions transporting FoF1- ATPase complex, since DCCD inhibitor is characteristic for the latter. From the obtained data it can be assumed that FoF1-ATP-ase complex might be a target for nitrate ions (KNO3, NaNO3) even at low concentrations. It was revealed that L. delbrueckii subsp. bulgaricus var. mazuni “Karine” strain showed resistance and high adhesive properties at high concentrations of sorbic acid.

      Item Type: Thesis (PhD)
      Additional Information: Адгезия пробиотических молочнокислых бактерий как регулирующий фактор нормальной микробиоты желудочно-кишечного тракта. Adhesion of probiotic lactic acid bacteria as a regulatory factor in the normal gastrointestinal microbiota.
      Uncontrolled Keywords: Арутюнян Карине Викторовна, Harutyunyan Karine V.
      Subjects: Biology
      Divisions: UNSPECIFIED
      Depositing User: NLA Circ. Dpt.
      Date Deposited: 05 Apr 2017 14:38
      Last Modified: 06 Apr 2017 16:11
      URI: http://etd.asj-oa.am/id/eprint/4465

      Actions (login required)

      View Item