МЕТАБОЛИЧЕСКИЙ ПРОФИЛЬ БИФИДОФЛОРЫ ПРИ РАЗЛИЧНЫХ МИКРОЭКОЛОГИЧЕСКИХ СОСТОЯНИЯХ БИОТОПА ТОЛСТОГО КИШЕЧНИКА ЧЕЛОВЕКА

Главная

Статья в Elpub

РУС ENG

Журнал микробиологии, эпидемиологии и иммунобиологии. 2017; : 3-11

МЕТАБОЛИЧЕСКИЙ ПРОФИЛЬ БИФИДОФЛОРЫ ПРИ РАЗЛИЧНЫХ МИКРОЭКОЛОГИЧЕСКИХ СОСТОЯНИЯХ БИОТОПА ТОЛСТОГО КИШЕЧНИКА ЧЕЛОВЕКА

Бухарин О. В., Иванова Е. В., Перунова Н. Б., Чайникова И. Н., Андрющенко С. В.

https://doi.org/10.36233/0372-9311-2017-1-3-11

Аннотация

Цель. Изучить спектр и уровень короткоцепочечных жирных кислот (КЦЖК) в супернатанте бифидобактерий при различных микроэкологических состояниях биотопа толстого кишечника человека. Материалы и методы. Исследовали метаболиты 88 штаммов бифидобактерий, изолированных от пациентов при обследовании на дисбиоз кишечника. Определение концентраций КЦЖК проводили методом разделения подкисленного супернатанта пробы на хроматографе GC-2010 Plus, Shimadzu (Япония). Результаты. Одноосновные карбоновые кислоты обнаружены в метаболитах 50 - 100% исследуемых культур бифидобактерий, где спектр и уровень карбоновых кислот в супернатантах варьировали в зависимости от микроэкологического состояния источника выделения. При глубоких нарушениях микросимбиоценоза в метаболитах Bifidobacterium spp. была снижена суммарная концентрация КЦЖК, структурный индекс, уровень уксусной и пропионовой кислот. Выявлены штаммоспецифические отличия в метаболическом профиле бифидофлоры в составе индивидуальных консорциумов. Полученные данные свидетельствуют о варьировании функциональной (метаболической) активности доминантных штаммов при различных микроэкологических состояниях кишечника человека. Заключение. Уникальность метаболома каждого отдельного штамма бифидобактерий за счет их штаммоспецифичности определяет их функциональную активность, а метаболический профиль бифидофлоры может служить важнейшим критерием отбора эффективных пробиотических препаратов для лечения и профилактики дисбиозов кишечника.

Список литературы

1. Алешкин В.А., Ардатская М.Д., Бабин В.Н. и др. Способ разделения смеси жирных кислот, фракций С2 - С7 методом газожидкостной хроматографии. Патент РФ № 2145511. Бюл.№ 11,2000.

2. Бухарин О.В., Перунова Н.Б., Иванова Е.В. Бифидофлора при ассоциативном симбиозе человека. Екатеринбург, УрО РАН, 2014.

3. Затевалов А. М. Интегральная оценка состояния микробиоценозов биотопов желудочно-кишечного тракта и методы коррекции их нарушений. Автореф. дис. д-ра биол. наук. М., 2016.

4. Методические указания по контролю химических факторов. Определение массовых концентраций летучих жирных кислот (уксусная, пропионовая, изомасляная, масляная, валериановая, изокапроновая, капроновая) в биосредах (кровь) газохроматографическим методом. МУ № 4.1.2773-10. М., Роспотребнадзор, 2010.

5. Belenguer A., Duncan S.H., Calder A.G. et al. Two routes of metabolic cross-feeding between Bifidobacterium adolescentis and butyrate-producing anaerobes from the human gut. Appl. Environ. Microbiol. 2006, 72 (5): 3593-3599.

6. Besten G., van Eunen K., Groen A. et al. The role of short-chain fatty acids in the interplay between diet, gut microbiota, and host energy metabolism. J. Lipid Res. 2013, 54 (9): 2325-2340.

7. Chen Y., Gozzi K., Yan F. et al. Acetic acid acts as a volatile signal to stimulate bacterial biofilm formation. MBio. 2015, 6 (3): e00392-15.

8. Fetissov S.O. Role of the gut microbiota in host appetite control: bacterial growth to animal feeding behaviour. Nat. Rev. Endocrinol. 2016, 12. doi:.1038/nrendo.

9. FurusawaY., ObataY., FukudaS. etal. Commensal microbe-derived butyrate induces the differentiation of colonic regulatory T cells. Nature. 2013, 504 (7480): 446-450.

10. Kau A.L., Ahem P.P., Griffin N. W. Human nutrition, the gut microbiome, and immune system. Nature. 2011, 474 (7351): 327-336.

11. Murzyn A., Krasowska A., Stefanowicz P. et al. Capric acid secreted by S. boulardii inhibits C. albicans filamentous growth, adhesion and biofilm formation. PLoS One. 2010, 5 (8): el2050.

12. Russell D.A., Ross R.P., Fitzgerald G.F. et al. Metabolic activities and probiotic potential of bifidobacteria. Int. J. Food Microbiol. 2011, 149 (1): 88-105.

13. Sun Y., O’Riordan M.X.D. Regulation of bacterial pathogenesis by intestinal short-chain fatty acids. Adv. Appl. Microbiol. 2013, 85: 93-118.

14. Verbeke K.A., Boobis A.R., Chiodini A. et al. Towards microbial fermentation metabolites as markers for health benefits of prebiotics. Nutr. Res. Rev. 2015, 28 (1): 42-66.

15. Jousimies-Somer H., Summanen R, Citron D. et al. Wadsworth-KTL anaerobic bacteriology manual. Washington., 2002.

Journal of microbiology, epidemiology and immunobiology. 2017; : 3-11

METABOLIC PROFILE OF BIFIDOFLORA UNDER DIFFERENT MICROECO-LOGICAL CONDITIONS OF THE COLON BIOTOPE IN HUMAN

Bukharin O. V., Ivanova E. V., Perunova N. B., Chainikova I. N., Andryuschenko S. V.

https://doi.org/10.36233/0372-9311-2017-1-3-11

Abstract

Aim. To study the spectrum and level of short-chained fatty acids (SCFA) in supernatant of bifidobacteria under different microecological conditions of the colon biotope in human. Materials and methods. Metabolites of 88 bifidobacteria strains isolated from patients when examined for dysbiosis of the colon were investigated. Definition of concentration of SCFA was performed on acidified supernatant samples by a separation method on chromatograph GC-2010 Plus, Shimadzu (Japan). Results. Monobasic acids were found in metabolites of 50 -100% study cultures of bifidobacteria where the spectrum and level of carboxylic acids in supernatants varied depending on microecological condition of the origin of the discharge. In severe damages of microsym-biocenosis in metabolites of Bifidobacterium spp., summarized concentrations of SCFA, structural index, levels of aceitic and propionic acids were decreased. Strain-specific differences in a metabolic profile of bifidoflora in a composition of individual consortiums were determined. Data obtained indicate the variation of functional (metabolic) activity of dominant strains in different microecological conditions of the human colon. Conclusion. Uniquieness of metabolome of every other strain due to their strain specifity determines their functional activity, but a metabolic profile of bifidoflora can serve as the most important criterion for the selection of effective probiotic drugs for treatment and prevention of dysbioisis in the colon.

References

1. Aleshkin V.A., Ardatskaya M.D., Babin V.N. i dr. Sposob razdeleniya smesi zhirnykh kislot, fraktsii S2 - S7 metodom gazozhidkostnoi khromatografii. Patent RF № 2145511. Byul.№ 11,2000.

2. Bukharin O.V., Perunova N.B., Ivanova E.V. Bifidoflora pri assotsiativnom simbioze cheloveka. Ekaterinburg, UrO RAN, 2014.

3. Zatevalov A. M. Integral'naya otsenka sostoyaniya mikrobiotsenozov biotopov zheludochno-kishechnogo trakta i metody korrektsii ikh narushenii. Avtoref. dis. d-ra biol. nauk. M., 2016.

4. Metodicheskie ukazaniya po kontrolyu khimicheskikh faktorov. Opredelenie massovykh kontsentratsii letuchikh zhirnykh kislot (uksusnaya, propionovaya, izomaslyanaya, maslyanaya, valerianovaya, izokapronovaya, kapronovaya) v biosredakh (krov') gazokhromatograficheskim metodom. MU № 4.1.2773-10. M., Rospotrebnadzor, 2010.