Пробиотические свойства молочнокислых бактерий рода Lactobacillusтезисы доклада Тезисы

Работа с тезисами доклада


[1] Климко А. И., Чердынцева Т. А., Брюханов А. Л. Пробиотические свойства молочнокислых бактерий рода lactobacillus // Тезисы XII молодёжной школы-конференции с международным участием АКТУАЛЬНЫЕ АСПЕКТЫ СОВРЕМЕННОЙ МИКРОБИОЛОГИИ. — МАКС Пресс Москва, 2017. — С. 52–54. Молочнокислые бактерии (МКБ) или лактобактерии широко используют во многих ферментационных процессах при приготовлении разнообразных продуктов питания, включающих в себя не только молочные и мясные, но также и овощные продукты. Важнейшей функцией МКБ в пищевых производствах является синтез молочной кислоты (в качестве основного метаболита), которая снижает рН среды и предотвращает рост гнилостных бактерий. Вторичные метаболиты, такие, как уксусная кислота, этанол и экзополисахариды, являются полезными для создания желаемого вкуса и текстуры ферментированных продуктов (De Angelis, Gobbetti, 2004). Стоит отметить, что данные микроорганизмы широко применяются и в медицине. Так, употребление пробиотиков способствует улучшению здоровья желудочно-кишечного тракта (ЖКТ) организма-хозяина. Пробиотические микроорганизмы должны обладать рядом определённых качеств, среди которых – способность к взаимодействию с эпителиальными клетками кишечника организма-хозяина (адгезии) и антимикробные свойства (Dertli et al., 2015). Для того, чтобы лактобактерии смогли оказать положительное влияние на организм, они должны вначале образовать ассоциации с эпителиальными клетками ЖКТ человека и животных. Эти ассоциации обладают характеристиками бактериальных биоплёнок (Walter et al., 2008). Таким образом, биоплёнки представляют собой естественную форму клеточной иммобилизации, в том числе и в ЖКТ. Нами были проведены исследования на 33 штаммах МКБ из коллекции кафедры микробиологии МГУ по изучению их адгезивных свойств. Показано, что гидрофобность клеточной поверхности (на основании процента клеток, связавшихся с неполярным растворителем – гексадеканом) была наивысшей у 5 штаммов, составляя 57-89%. Способностью к агглютинации с лектинами (конканавалином А), зависящей от состава клеточной стенки, была обнаружена лишь у 2 штаммов (Lactobacillus caucasicus КМ МГУ 155 и Lactobacillus brevis КМ МГУ 3), что делает их перспективными компонентами пробиотических препаратов, способными нейтрализовать вредное воздействие лектинов. Наиболее интенсивное образование биоплёнок с гидрофобным носителем (тефлоновые кубики) продемонстрировали штаммы L. brevis КМ МГУ 3 и Lactobacillus plantarum КМ МГУ 38, а всего хорошей способностью к биоплёнкообразованию обладали 15 штаммов МКБ из 33 исследованных. МКБ могут эффективно подавлять рост различных патогенных и условно-патогенных микроорганизмов (в частности, Helicobacter pylori, Escherichia coli и Salmonella spp.) за счет комплексного синтеза антимикробных веществ: молочной и уксусной кислот, бактериоцинов, пероксида водорода и т.д. (De Vuyst, Leroy, 2007). Но данные положительные качества пробиотических культур МКБ, как и их адгезивные свойства, специфичны для каждого штамма. Мы исследовали антимикробную активность 19 штаммов МКБ по отношению к Pseudomonas aeruginosa, E. coli и Staphylococcus aureus методом агаровых блочков – большая часть штаммов ингибировала рост грамположительных бактерий, наиболее эффективными в отношении них оказались Lactobacillus acidophilus КМ МГУ 146 и L. brevis КМ МГУ 3; лучшую антимикробную активность в отношении грамотрицательной E. coli показал штамм Lactobacillus rhamnosus KM МГУ 528. Одним из важных пробиотических свойств МКБ является их способность замедлять процесс окисления аскорбиновой кислоты, относящейся к ряду жизненно необходимых соединений, образующимися в клетках активными формами кислорода (АФК). Из 19 исследованных нами штаммов лактобактерий 15 штаммов обладали данным свойством, а наиболее эффективно ингибировали процесс автоокисления аскорбата Lactobacillus reuteri DSM 17938 и Lactobacillus paracasei КМ МГУ 3 (на 43 и 38% соответственно). У МКБ отсутствует полная электрон-транспортная цепь, поэтому ранее считалось, что они не способны к существованию в аэробных условиях. Но впоследствии было обнаружено, что многие виды лактобактерий могут сохранять жизнеспособность в присутствии О2, если в среде присутствуют источники гема и/или менахинона, поскольку МКБ не способны к синтезу протопорфиринов (Pedersen et al., 2012). Все исследованные нами штаммы были способны поглощать кислород, самые высокие значения наблюдали для Lactobacillus delbrueckii lactis КМ МГУ 182.2 и Lactococcus lactis КМ МГУ 170 (28.6 и 14.3 нмоль/мг белка × мин). Показано также, что культуры L. rhamnosus КМ МГУ 528 и L. reuteri КМ МГУ 5 способны выдерживать начальные концентрации пероксида водорода в питательной среде, равные 1-2 мМ, хотя скорость роста и выход их биомассы снижаются на 20-40%. В настоящее время считается доказанным, что представители рода Lactobacillus могут расти в аэробных условиях (Guidone et al., 2013); это подтверждается и результатами нашего эксперимента с практически одинаковым ростом культур L. rhamnosus КМ МГУ 528 в анаэробных, микроаэробных и аэробных условиях. В клетках некоторых МКБ были обнаружены антиоксидантные ферментативные системы, включающие в себя НАД(Ф)Н-оксидазу / НАДН-пероксидазу, Mn-содержащую супероксиддисмутазу, каталазу, тиоредоксинредуктазу, глутатионпероксидазу, цитохром d-оксидазу и др. (Miyoshi et al., 2003; Bruno-Barcena et al., 2004; Rochat et al., 2006; Zhang, Li, 2013). Клетки L. rhamnosus КМ МГУ 528 обладают супероксидисмутазной и пероксидазной активностями, а L. reuterii КМ МГУ 5 – только пероксидазной. Синтезируя данные ферменты, пробиотические культуры МКБ способны защитить организм хозяина от неблагоприятного воздействия АФК, повреждающих макромолекулы клетки и способствующих развитию опасных заболеваний, в том числе атеросклероза, артрита, диабета, нейродегенеративных, сердечно-сосудистых и онкологических патологий (Amaretti et al., 2013). МКБ с высокими активностями ферментов детоксикации АФК могут быть использованы для производства пробиотических и ферментированных продуктов, улучшающих общий антиоксидантный статус организма-хозяина (Virtanen et al., 2007).

Публикация в формате сохранить в файл сохранить в файл сохранить в файл сохранить в файл сохранить в файл сохранить в файл скрыть