Мікробна екологія слизових оболонок травного тракту щурів із відстроченими наслідками двобічного порушення кровообігу в басейні сонних артерій

Размещено на http://www.allbest.ru/

МІКРОБНА ЕКОЛОГІЯ СЛИЗОВИХ ОБОЛОНОК ТРАВНОГО ТРАКТУ ЩУРІВ ІЗ ВІДСТРОЧЕНИМИ НАСЛІДКАМИ ДВОБІЧНОГО ПОРУШЕННЯ КРОВООБІГУ В БАСЕЙНІ СОННИХ АРТЕРІЙ (ПОВІДОМЛЕННЯ ПЕРШЕ - ЯКІСНИЙ СКЛАД МІКРОФЛОРИ)

О.В.Ткачук,

М.А.Повар,

С.С. Ткачук,

А.А.Галагдина,

В.Ф.Мислицький

Резюме. Досліджено вплив каротидної ішемії-реперфузії на мікробну екологію слизової оболонки ротової порожнини, тонкої та товстої кишки щурів. Встановлено, що на 12-ту добу ішемічно-реперфузійного періоду в загальному препараті всіх відділів слизової формується дисбактеріоз (дисбіоз) з елімінацією та вираженим дефіцитом автохтонних облігатних фізіологічно корисних мікроорганізмів та контамінацією автохтонними патогенними та умовно патогенними бактеріями і дріжджопо-дібними грибами роду Candida, які досягають високого популяційного рівня.

МИКРОБНАЯ ЭКОЛОГИЯ СЛИЗИСТЫХ ОБОЛОЧЕК РАЗЛИЧНЫХ ОТДЕЛОВ ПИЩЕВАРИТЕЛЬНОГО ТРАКТА КРЫС С ОТСРОЧЕННЫМИ ПОСЛЕДСТВИЯМИ ДВУСТОРОННЕГО НАРУШЕНИЯ КРОВООБРАЩЕНИЯ В БАССЕЙНЕ СОННЫХ АРТЕРИЙ (СООБЩЕНИЕ ПЕРВОЕ - КАЧЕСТВЕННЫЙ СОСТАВ МИКРОФЛОРЫ)

АВ. Ткачук, М.АПовар, С С. Ткачук, А А Галагдина,

Резюме. Исследовано влияние каротидной ишемии-реперфузии на микробную экологию слизистой оболочки полости рта, тонкой и толстой кишки. Показано, что на 12-е сутки ишемически-реперфузионного периода в общем препарате всех отделов формируется дисбактериоз (дисбиоз) с элиминацией и выраженным дефицитом аутохтонных облигатных физиологически полезных бактерий и контаминацией аутохтонными патогенными бактериями и дрожже-подбными грибами рода Candida, которые достигают высокого популяционного уровня.

Ключевые слова: каротидная ишемия-реперфузия, пищеварительный тракт, полостная и мукозная микрофлора, дисбактериоз.

MICROBE ECOLOGY OF THE MUCOUSE MICROFLORA OF THE DIFFERENT PARTS OF DIGESTIVE TRACT IN RATS WITH LONG-TERM EFFECTS OF CIRCULATORY DISORDERS IN BASIN CAROTID ARTERIES (FIRST MESSAGE - THE QUALITATIVE COMPOSITION OF MICROFLORA)

O. V Tkachuk, M.A. Povar, S.S. Tkachuk, AAGalagdina,

Abstract. The effect of carotid ischemia-reperfusion on the microbial ecology of the oral mucosa, small intestine and colon has been studied. It was shown that on the 12th day after carotid ischemia-reperfusion in the general specimen of the all parts of digestive tract there formed dysbacteriosis (dysbiosis) with elimination and significant deficit of autochthonous obligate physiologically most useful bacteria, contamination by autochthonous pathogenic and conditionally pathogenic bacteria and yeasts of Candida genus, which rich a high population level.

Key words: carotid ischemia-reperfusion, digestive tract, cavitary anf mucous microflora, dysbacteriosis.

Вступ

оболонка слизовий кишечник мікрофлора

Травний тракт має найбільшу поверхню слизової оболонки і є основним місцем багатогранних взаємодій між імунної системою останньої і компонентами кишкової мікрофлори [5]. Відомо, що нормальна мікрофлора слизових оболонок бере активну участь у формуванні адаптивного імунітету [3, 5]. З іншого боку, мікрофлора кишечнику сьогодні розглядається як центральний регулятор багатьох нейрофізіологічних функцій через свою здатність впливати на нейрохімію завдяки секреції нейроактивних молекул і модуляції імунних і запальних реакцій [6, 7, 8, 10, 11].

Продемонстрована роль мікрофлори кишечнику в перебігу ішемічних інсультів [9, 13, 14]. Показана можливість транспорту Т-клітин кишечнику до мозкових оболонок. Відомим фактом є здатність транслокації Т-клітин кишечнику до позакишкових лімфатичних вузлів і селезінки, але дані останніх років свідчать, що після інсульту ці клітини можуть переважно накопичуватися в оболонках мозку [4]. Крім того, мікробіота травного тракту регулює проникність гематоенце- фалічного бар'єру, яка порушується при інсультах [12]. Таким чином, дані про вплив мікробіоти травного тракту на перебіг інсультів незаперечні, але зворотні ефекти порушення церебрального кровообігу на стан мікробіоти травного тракту досліджений недостатньо.

Мета дослідження

Здійснити якісний аналіз стану мікробіоти приепітеліальної біоплівки ротової порожнини, тонкого та товстого кишечнику на 12-ту добу після двобічної каротидної ішемії-реперфузії.

Матеріал і методи

Контрольні дослідження та моделювання порушення кровообігу в басейні сонних артерій виконано на самцях білих лабораторних щурів віком шість міс. Ішемію мозку відтворювали шляхом припинення кровотоку по загальних сонних артеріях упродовж 20 хв. У щурів контрольної групи виконували всі втручання до етапу оклюзії сонних артерій. Експеримент та евтаназію здійснювали під каліпсоловим наркозом (70 мг/кг маси тіла) враховуючи міжнародні принципи Європейської конвенції про захист хребетних тварин, які використовуються для експериментальних та інших наукових цілей (Страсбург, 1985), ухвалу Першого національного конгресу з біоетики (Київ, 2000). Тварин виводили з експерименту на 12-ту добу постішемічного періоду з урахуванням часу, необхідного для формування дисбіозу та автоімунної патології.

Показники мікрофлори визначали шляхом бактеріологічного та мікологічного дослідження з подальшим розрахунком індексу постійності, частоти зустрічання, коефіцієнта кількісного домінування та значущості кожного виду (родини) мікроорганізму в мікробіоценозі загального препарату порожнини рота, тонкої та товстої кишки [1, 2].

Статистичну значимість відмінностей оцінювали за t-критерієм Стьюдента для незалежних виборок. Дані представлені у вигляді середніх арифметичних та стандартного відхилення.

Таблиця 1

Видовий склад мікрофлори слизової оболонки ротової порожнини щурів після каротидної ішемії-реперфузії

Примітки: р - достовірність змін у групах порівняння

Обговорення результатів дослідження

Результати вивчення якісного складу мік- робіоти приепітеліальної біологічної плівки слизової оболонки ротової порожнини після каро-тидної ішемії-реперфузії наведені в табл. 1. За кількістю виділених штамів, індексом постійності та частотою зустрічання константними мікроорганізмами, що персистують на слизовій оболонці ротової порожнини щурів після даного втручання залишилися аеробні транзиторні стрептобацили, тивних стафілококів (у 1 із 5 тварин) та настає її контамінація умовно патогенними коагулазопози-тивними стафілококами, дріжджоподібними грибами роду Candida та ешерихіями.

Результати вивчення видового складу мікробіоти загального препарату тонкої кишки в щурів із відстроченими наслідками каротидної ішемії- реперфузії наведені в табл. 2. За даними індексу постійності та частоти зустрічання константними мікроорганізмами, що персистують у тонкій кишці (мікроорганізми порожнини та слизової оболонки приепітеліальної біологічної плівки) щурів даної групи стають автохтонні облігатні лакто- бактерії, біфідобактерії; бактероїди, кишкова паличка, а також факультативні патогенні (ентеротоксичні ешерихії) та умовно патогенні (клебсієли, протей, ентеробактер) ентеробактерії, бактерії роду Clostridium, стафілококи, пептокок. Нечасто в цьому біотопі зустрічаються дріжджоподібні гриби роду Candida.

Ці зміни супроводжуються елімінацією автох коагулазонегативні стафілококи, сарцини. Стали константними дріжджоподібні гриби роду Candida; часто зустрічаються лактобактерії і коагу-лазопозитивні стафілококи.

Через 12 діб після моделювання каротидної ішемії-реперфузії відбувається елімінація зі слизової оболонки ротової порожнини пропіоновокисних бактерій, лактобактерій (у 2 із 5 тварин), сарцин (у 2 із 5 тварин), коагулазонега- тонних облігатних біфідобактерій (у двох із п'яти тварин), еубактерій, пептострептококів, ентерококів, аеробних стрептобацил, що проявляють антагоністичну активність щодо патогенних та умовно патогенних мікроорганізмів, унаслідок чого настає контамінація тонкої кишки невластивими для цього біотопу патогенними ентеро-бактеріями (клебсієлами, протеями, ентеробактером), пептококом, бактеріями роду Clostridium, стафілококами та дріжджоподібними грибами роду Candida, що свідчить про дисбаланс видового складу мікрофлори тонкої кишки.

Що стосується товстої кишки, то на 12-ту добу ішемічно-реперфузійного періоду у всіх експериментальних тварин настає елімінація з приепі-теліальної біологічної плівки біфідобактерій, еубактерій, пептострептококів, у більшості (у трьох із п'яти) тварин елімінують також лактобактерії (табл. 3).

На тлі елімінації фізіологічно корисних бактерій вільне місце на слизовій оболонці товстої кишки займають патогенні (ентеротоксичний ешерихій) та умовно патогенні (клебсієли, протеї, ентеробактерії) бактерії, стафілококи, пептокок, клостридії, бактероїди та дріжджоподібні гриби роду Candida, що свідчить про глибокі порушення якісного стану мікробіоти приепітеліальної біологічної плівки даного біотопу.

Таблиця 2

Висновки

На 12-ту добу після моделювання каротидної ішемії-реперфузії в загальному препараті всіх досліджених відділів травного тракту формується дисбактеріоз (дисбіоз) з елімінацією та вираженим дефіцитом автохтонних облігатних фізіологічно корисних мікроорганізмів та контамінацією автохтонними патогенними та умовно патогенними бактеріями і дріжджоподібними грибами роду Candida.

Перспективи подальших досліджень

Планується вивчення впливу пробіотиків на перебіг ішемічно-реперфузійного пошкодження головного мозку.

Література

1.Лабораторные тесты. Микробиологическая и вирусологическая диагностика / под. Ред. Турьянова М.Х. - Ч.І. - М.: Каппа, 1995. - 144 с. 2.Основные методы лабораторных исследований в клинической бактериологии / Руководство ВОЗ.- Женева, 1994. - 132 с. 3.Commensal bacteria (normal microflora), mucosal immunity and chronic inflammatory and autoimmune diseases / H. Tlaskalova- Hogenova, R. Stepankova, T. Hudcovic [et al.] / Immunol. Lett. - 2004. - Vol.93, №2-3. - Р. 97-108. 4.Commensal microbiota affects ischemic stroke outcome by regulating intestinal yЈT cells / C.Benakis, D.Brea, S.Caballero [et al.] // Nat. Med. - 2016. - Vol.22, №5. - Р. 516-523. 5.Feng T. Adaptive immunity in the host-microbiota dialog / T. Feng, C.O. Elson // Mucosal Immunol. - 2011. - Vol.4, №1. - Р 15-21. 6.Gut, bugs, and brain: role of commensal bacteria in the control of central nervous system disease / J. Ochoa-Reparaz, D.W. Mielcarz, S. Begum-Haque, L.H. Kasper // Ann. Neurol. - 2011 Vol.69, №2. - Р.240-247. 7.Host microbiota constantly control maturation and function of microglia in the CNS / D. Erny, A. Lena, H. de Angelis [et al.] // Nat. Neurosci. - 2015. - Vol.18, №7. - Р. 965-977. 8.Modulatory Effects of Gut Microbiota on the Central Nervous System: How Gut Could Play a Role in Neuropsychiatric Health and Diseases / S. S. Yarandi, D. A. Peterson, G. J. Treisman [et al.] // Neurogast- roenterol. Motil. - 2016. - Vol.22, №2. - P. 201-212. 9.Mu C. Gut Microbiota: The Brain Peacekeeper / C. Mu, Y. Yang, W. Zhu // Front Microbiol. - 2016. - Vol.7. - Р. 345. 10.Normal gut microbiota modulates brain development and behavior / R.D. Heijtz, S.Wang, F.Anuar [et al.] // Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A.

- 2011. - Vol.108, №7. - Р 3047-3052. 11 .Reduced anxiety-like behavior and central neurochemical change in germ-free mice / K.M.Neufeld, N.Kang, J.Bienenstock, J.A.Foster // Neurogast- roenterol. Motil. - 2011. - Vol.23, №3. - P. 255-264. 12.The gut microbiota influences blood-brain barrier permeability in mice /

V. Braniste, M. Al-Asmakh, C. Kowal [et al.] // Sci. Transl. Med. - 2014. - Vol. 6, Iss. 263. - Р. 158-263. 13.The role of microbiome in central nervous system disorders / Y.Wang, L. H. Kasper // Brain Behav. Immun. - 2014. - Vol.38. - Р. 1-12. 14.Winek K. Gut microbiota impact on stroke outcome: Fad or fact? / K. Winek, A. Meisel, U.Dirnagl // J. Cereb. Blood Flow Metab. - 2016. - Vol.36, №5. - Р. 891-898.

Размещено на Allbest.ru