Bacillus subtilis: glavna svojstva, karakteristike, značajke. “Suptilni” bacil sene – Bacillus subtilis

Ne može svatko odgovoriti što je Bacillus subtilis. Međutim, većina nas je vrlo dobro upoznata s ovim stvorenjem. Svatko tko je ikada podigao svježe pokošenu travu vidio je bjelkastu prevlaku ispod nje. To je bakterija Bacillus subtilis. Neobično česta u prirodi, ova bakterija izvorno je uzgajana na istrunulom sijenu. Zato ga zovemo bacilno sijeno.

Mikrobiološki "model"

Razne grane biologije imaju svoje vlastite "modele" organizama, koji postaju glavni predmet proučavanja i eksperimentiranja. Na primjer, u genetici je takav organizam bila vinska mušica Drosophila, u mikrobiologiji protozoa - papučica ciliata, au bakteriologiji - Bacillus subtilis.

Zahvaljujući ovoj bakteriji, temeljito je proučen proces sporulacije i mehanizam rada motornog motora flageliranih bakterija. Molekularni biolozi među prvima su dešifrirali genom ovog bacila.

Danas se Bacillus subtilis uzgaja u uvjetima nulte gravitacije i proučava se njegov učinak na genom populacije. U svemirskoj biologiji ozračuje se kozmičkim ultraljubičastim zračenjem te se proučava njegova sposobnost preživljavanja u uvjetima sličnim onima na Marsu.

Kratak opis

Prvi ju je 1835. godine opisao njemački biolog Christian Gottfried Ehrenberg (1795.-1876.). Bacil se dobro razvijao na ekstraktu sene, zbog čega je i dobio prvi dio imena. Izvana su to štapićaste bakterije, pa se zato i nazivaju štapićima.

To su prilično veliki bacili (duljina do 0,008 mm, promjer 0,0006 mm), koji se mogu vidjeti čak i školskim mikroskopom. Na površini stanične membrane Bacillus subtilis nalazi se mnogo bičeva.

Ove mobilne bakterije su aerobi (potreban im je atmosferski kisik kako bi osigurali svoje vitalne procese). Ali neki sojevi (umjetno uzgojene genetski homogene skupine) mogu postati fakultativni anaerobi.

Optimalna temperatura za Bacillus subtilis kreće se od 25 do 30 stupnjeva Celzijusa. Ali će preživjeti na -5 i +150 stupnjeva, zahvaljujući stvaranju spora.

Ishrana i distribucija

U prirodi Bacillus subtilis živi u tlu, ali se nalazi u vodi i prašini. Ovi mikroorganizmi dio su mikroflore naših crijeva i gastrointestinalnog trakta životinja.

To su saprofitne bakterije; hrane se organskim ostacima. Glavni izvor energije za njih su polisaharidi na bazi glukoze biljnog (celuloza i škrob) i životinjskog (glikogen) podrijetla.

Produkti metabolizma Bacillus subtilis su aminokiseline, vitamini, razni enzimi i antibiotici. Ljudi su odavno naučili koristiti ove značajke bakterija u svojim aktivnostima.

Značajke biokemije

Najvažnija svojstva Bacillus subtilis uključuju njihovu sposobnost povećanja kiselosti okoliša i proizvodnje antibiotika.

Ovi bacili su antagonisti kvasnih gljivica, salmonele, amebe proteusa i dizenterije, streptokoka i stafilokoka.

Tijekom svog života bacili sene sintetiziraju aminokiseline, antibiotike, enzime i imunoaktivne tvari. Danas se sojevi ovog bacila koriste u proizvodnji enzima, antibiotika, bioloških proizvoda (pojačivači mirisa, dodaci prehrani), insekticidi.

Kako uzgojiti koloniju

U Petrijevim zdjelicama kolonije ovih bacila izgledaju kao naborane palačinke s valovitim rubovima bijele ili ružičaste boje, suhe i baršunaste strukture.

U laboratorijima se sojevi bacila sijene uzgajaju na mesnoj peptonskoj juhi ili agaru, umjetnim podlogama ili na tvari s ostacima biljnog organizma.

Kod kuće je dovoljno skuhati obično sijeno i staviti infuziju na toplo mjesto 1-2 dana. Na površini vodene infuzije pojavit će se film bakterije Bacillus subtilis. Svi ostali mikroorganizmi će uginuti tijekom kuhanja.

Uvjetno patogeni organizmi

Kao dio mikrobiote želučanog trakta, Bacillus subtilis potiče razgradnju složenih polisaharida (celuloze), razgrađuje proteine ​​i pomaže u suzbijanju patogene mikroflore.

U otvorenim ranama na ljudskom tijelu ove bakterije izlučuju antibiotike i enzime koji uništavaju mrtvo tkivo. Već je dokazano da ovi bacili negativno djeluju na patogene organizme tijekom kirurške infekcije (salmonela, stafilokok, streptokok).

Međutim, oni su uvjetno patogeni jer imaju sljedeće negativne sposobnosti za ljude:

• Može izazvati alergije u obliku osipa.
• Dovode do trovanja hranom kada jedete pokvarenu hranu.
• Može uzrokovati infekcije sluznice očiju.

Bacil i čovjek

Sa stajališta ljudske uporabe bakterije su zanimljive u kontekstu dva pitanja:

• Kako nam mogu pomoći?
• Kako nam mogu naškoditi?

Ljudska suradnja s Bacillus subtilisom započela je vrlo davno. Danas su mikrobiolozi uzgojili mnogo sojeva ovog bacila s vrlo specifičnim svojstvima. Ovaj mikroorganizam se koristi u biljnoj proizvodnji, stočarstvu, proizvodnji lijekovi, metode gospodarenja otpadom u okviru „zelenog“ gospodarstva.

Bacili u medicini

Biokemijske značajke omogućuju široku primjenu ovog organizma u proizvodnji lijekova. Prema farmakološkim karakteristikama Bacillus subtilis pripada:

• Sredstva protiv proljeva.
• Imunomodulatori.

Pripravci na bazi Bacillus subtilis (Sporobacterin, Baktisubtil, Biosporin) propisani su za disbakteriozu crijeva i genitalnog trakta, u postoperativno razdoblje s gnojnim komplikacijama.

Međutim, vrijedi zapamtiti kontraindikacije, od kojih je glavna preosjetljivost ili netolerancija na komponente lijeka.

Ovaj mikroorganizam naširoko se koristi u dodacima prehrani.

Ostale aplikacije

U uzgoju biljaka najčešći lijek na bazi Bacillus subtilis je Fitosporin. Učinkovit je u suzbijanju gljivičnih i bakterijskih oboljenja kulturnih biljaka. Štoviše, plodovi se mogu jesti čak i na dan prskanja lijekom.

U stočarstvu se koristi sposobnost Bacillus sijena da fermentira celulozu, što pridonosi boljoj apsorpciji ugljikohidrata kod životinja. Osim toga, antibakterijski pripravci na bazi ovog štapića naširoko se koriste u stočarstvu, uzgoju peradi i uzgoju ribe.

Proteaze i amilaze se proizvode u industrijskim razmjerima - enzimi Bacillus subtilis, koji su dio deterdženti, pripreme za obradu i čišćenje kože.

Postoje pojedinačni sojevi koji imaju vrlo usku specijalizaciju. Tako se od njih priprema japansko jelo natto na bazi soje.

Planovi za buducnost

Razvoj genetskog inženjeringa također je nemoguć bez bakterija. A Bacillus subtilis nije posljednji na popisu “modela” za stvaranje transgenih organizama.

Već smo pisali o pomoći u istraživanju svemira.

Danas se proučavanje distribucije Bacillus subtilis u prirodi aktivno razvija sa stajališta sigurnosti okoliša. Već postoje radovi na procjeni stanja okoliša na temelju korelacije distribucije ovog jedinstvenog mikroorganizma u ekotopu.

Bakterije koje su široko rasprostranjene u prirodi uključuju Bacillus subtilis. Prvi put je opisan 1835. To je dobiveno zbog činjenice da je kultura u početku izolirana od trulog sijena. U laboratorijskim uvjetima, sijeno je kuhano u vodi u zatvorenoj posudi i infuzirano 2-3 dana. Nakon toga se u posudi stvorila kolonija željenih bakterija.

studiranje

U znanosti postoji koncept "modelnog organizma". To su razni oni koji se biraju za intenzivno proučavanje određenih procesa ili svojstava i provođenje znanstvenih eksperimenata. Poznati uzorni organizam su trepetljikaši, čiji nam je jedan predstavnik, papučasti trepljač (Paramecium caudatum), dobro poznat iz školskih lekcija.

Bacillus subtilis također spada u model organizme. Zahvaljujući njoj, stvaranje spora u bakterijama je temeljito proučeno. Također je model za razumijevanje mehanizma flagela i istraživanja u području molekularne genetike.

Proveden je eksperiment uzgoja Bacillus subtilis u uvjetima bliskim bestežinskom stanju kako bi se proučavale promjene u genomu populacije. Osim toga, te se bakterije koriste za proučavanje utjecaja kozmičkog ultraljubičastog zračenja i sposobnosti živih organizama da mu se prilagode. Na primjeru bacila proučava se mogućnost preživljavanja mikroorganizama u svemiru i uvjetima drugih planeta, posebice Marsa.

kratak opis

Kao što se jasno vidi na fotografiji, štap sijena je ravnog, izduženog oblika s tupim zaobljenim krajevima i obično je bezbojan. Promjer bakterije je prosječno 0,6 µm (0,0006 mm), duljina se kreće od 3 do 8 µm (0,003-0,008 mm). S takvim ga dimenzijama možete pregledati i fotografirati modernim školskim mikroskopom. Bacili su pokretni zahvaljujući prisutnosti flagela. Rastu po cijeloj površini stanice, što se vidi na fotografiji.

Ove bakterije, budući da su pretežno aerobi, zahtijevaju molekularni kisik za funkcioniranje. Iako su neki sojevi sposobni prijeći na disanje bez kisika (fakultativni anaerobi).

Bakterija tradicionalno pripada mikroorganizmima tla. Iz tla dospijeva na lišće biljaka, voće i povrće. Ali također se nalazi u prašini u zraku iu vodi. Je li dio normalna mikroflora crijeva životinja i ljudi. Dobro se razvija na temperaturi od +5°...+45°C, optimalni raspon je 25-30°C.

Iz dostupnih fotografija možete se uvjeriti da izgledaju ovako:

• na površini tekućina nalazi se tanki film bjelkaste nijanse;
• na gustom mediju - baršunasti premaz s finim borama i valovitim rubovima; može biti bezbojna, sivkasta ili ružičasta.

Razmnožavanje i sporulacija

Bacillus subtilis se, kao i druge bakterije, razmnožava jednostavnom uzdužnom diobom stanice na pola. , nastale nakon takve diobe, često ostaju međusobno povezane tankom niti. Takve niti se lako razlikuju na fotografiji.

Stanice koje se razvijaju iz spora i njihovi prvi potomci su nepokretne. Sposobnost kretanja pojavljuje se tek u sljedećim generacijama.

Prehrana

Neki mikrobi, na primjer, bakterija mliječne kiseline plantarum (Lactobacillus plantarum), inhibiraju razvoj Bacillus subtilis. Bacil sene služi kao hrana protozoama. Dakle, početak jednog od lanaca ishrane izgleda ovako: bacil sijena - ciliata - papuča - mekušac - riba itd. sve do osobe.

Metode "lova" među protozoama su različite. Na primjer, u amebi (Amoeba) stalno se formiraju i nestaju izdanci unutarnjeg okruženja stanica (pseudoplodija ili pseudopodija). Njima okružuje žrtvu i uvlači je u kavez. I, na primjer, papučasti cilijat ima stanična usta (citostoma) za upijanje hrane. Na fotografiji se vidi kao udubina na tijelu. Uz pomoć cilija koje rastu uz njega i udružene u složene strukture, voda se tjera u usta zajedno s bakterijama koje sadrži. Trepetljikaši se pronalaze prema kemikalijama koje luče.

Patogenost

Prema većini klasifikacija, Bacillus subtilis se ne smatra patogenim za ljude i životinje. Pomaže u probavi hrane, razgradnji bjelančevina i ugljikohidrata te u borbi protiv patogene mikroflore crijeva i kože.

Znanstvenici su otkrili da su među bakterijama koje se nalaze u ljudskoj rani uvijek prisutni bacili. Oni proizvode enzime koji uništavaju mrtvo tkivo, antibiotike koji inhibiraju patogene mikrobe, a imaju čak i blagi antialergijski učinak. Dokazano je da ovaj bacil suzbija razvoj glavnih uzročnika kirurških infekcija.

Međutim, također se napominje negativan utjecaj ova bakterija:

• ponekad uzrokuje alergije, često izražene kao osip na ljudskom tijelu;
• neki sojevi mogu uzrokovati trovanje hranom nakon što su pojeli hranu koju su pokvarili;
• može izazvati ozbiljne infekcije oka kod ljudi.

Korištenje

Bacillus subtilis je glavni aktivni sastojak mnogih lijekova. Koriste se za akutne crijevne infekcije kod djece, za crijevnu disbiozu, u postoperativnom razdoblju za prevenciju gnojenja itd.

Najčešće je osnova lijekova soj Bacillus subtilis 534 (lijek Sporobacterin) ili soj Bacillus subtilis 3H dobiven iz njega selektivno (lijek Bactisporin). Soj 31 također se koristi u farmakologiji, na primjer, u proizvodnji lijeka Biosporin. Svi ovi lijekovi su antimikrobni. Njihova je vrijednost posebno velika u borbi protiv bakterijskih infekcija, kada pacijent iz ovog ili onog razloga ne može uzimati antibiotike.

Bacillus sijena je također uključena u mnoge dodatke prehrani. Na primjer, Supradin Kinder gel, Vetom, Baktistatin i drugi.

Osnova je mnogih pripravaka za životinje. To su Bakterin-SL, Endosporin, Proteksin, Enterobacterin i drugi. Uspješno se koriste u uzgoju stoke, peradi i ribe za suzbijanje patogenih bakterija, trakavica i za jačanje imuniteta.

Postoji zasebna skupina lijekova na bazi Bacillus subtilis za biljnu proizvodnju: Alirin-B, Gamair, Fitosporin i drugi. Njihov glavni zadatak je zaštita biljaka od bolesti uzrokovanih bakterijama i gljivicama. Nedvojbena prednost je njihova apsolutna bezopasnost za ljude kada se progutaju zajedno s voćem.

Bacillus sijeno također se koristi za fermentaciju zobi i graha. U Japanu postoji tradicionalno jelo natto koje se pravi od fermentirane soje. Za njihovu fermentaciju koristi se posebna vrsta štapića - Bacillus natto. Od ekstrakata natto proizvodi se čak i dodatak prehrani, au SAD-u na bazi Bacillus natto, veterinarski lijek Glogen-8.

Enzimi koje proizvodi Bacillus subtilis industrijski se proizvode za razgradnju proteina (proteaze, amilaze). Tako je proteaza uključena u deterdžente za kućanstvo, kao i proizvode za čišćenje kože od bjelančevina i masti tijekom obrade.

Bacillus subtilis

Znanstvena klasifikacija

Definicija: Bakterije.
Razred: bacili.
Obitelj: Bacilias.
Rod: bacil.
Vrsta: Bacillus subtilis, tip binomnog naziva "bacillus subtilis" odobrio Ehrenberg 1835., potvrdio Koch 1872.

Bacillus subtilis je predstavnik gram-pozitivnih i katalaza-pozitivnih bacila, obično se nalaze u zemlji. Za razliku od brojnih drugih poznatih vrsta, povijesno je klasificiran kao obligatni aerob, iako je studija iz 1998. pokazala da to nije sasvim točno.
Sam naziv "štap od sijena" dolazi od činjenice da se lako i brzo otkriva iz ukiseljenog naljeva od sijena.
Sama bakterija izgleda kao proziran, ravan bacil, otprilike 0,7 mikrona u promjeru i 2-8 mikrona u dužini. Sama bakterija sposobna je razmnožavati se fragmentacijom i stvaranjem spora. Povremeno pojedinačne bakterije ove vrste ostaju spojene tankim nitima.

Ova bakterija sijena popularna je jer proizvodi "antibiotičke spojeve". I također poznat po izlučenim plućima organske kiseline. Smatra se neprijateljem patogenih i oportunističkih mikroba, poput streptokoka, salmonele, zemljišnog proteusa, stafilokoka aureusa i običnog stafilokoka te kandide. Proizvodi enzime koji uklanjaju stanične stijenke micelija kako bi uništili gljivično tkivo; proizvodi vitaminski kompleksi, biljne aminokiseline, imunološki aktivni čimbenici.

Opći opis

Bacillus subtilis se ne smatra patogenim ili toksičnim i ne uzrokuje smrtonosne bolesti. Ima ga posvuda - u zraku, tlu, biljkama, a također iu kompostnoj masi. Bacillus sijena jedan je od glavnih mikroorganizama prisutnih u gornjim slojevima tla.
Međutim, zanimljivo je da je ovo glavno stanište bakterija sijena u želucu preživača iu tankom crijevu čovjeka. Studija iz 2009. o gustoći spora pronađenih u tlu (~106 spora po gramu) i onih pronađenih u ljudskom izmetu (~104 spora) po gramu. I kao što vidite, tlo jednostavno služi kao svojevrsni rezervoar, a crijeva i želudac su mjesto gdje živi i razmnožava se.

Bacillus subtilis kao poljoprivredno i zaštitno sredstvo.Suzbija patogene u tlu kompetitivnom inhibicijom i stvaranjem prirodnih antibiotskih spojeva. Bakterija sene proizvodi obilje korisnih spojeva i enzima, što je najvažnije, proizvodi toksični element koji se zove subtilisin iz klase lipopeptidnih antibiotika koji se nazivaju "iturini". "Iturins" ima pravo fungicidno djelovanje protiv mnogih patogena, kao što su oidij, trulež korijena, kasna plamenjača, fusarium, crna plijesan, vaskularna bakterioza, mukorna trulež, siva plijesan, antraknoza, plamenjača, Pseudomonas aeruginosa, bakterijski rak, kao i protiv nematode .

Bacillus subtilis

Antibiotik izoliran iz ove bakterije nema konkurencije drugim mikroorganizmima, budući da ih ubija tako što ih izravno uništava ili usporava njihov rast. Na taj način bacil sijena zauzima prostor na korijenju biljaka, ostavljajući manje površine za okupaciju patogenima.
Bacili sijena konzumiraju eksudate simbionta, čime uzročnicima uskraćuju glavni izvor prehrane, čime se suzbija njihova sposobnost preživljavanja i razmnožavanja. A to vam omogućuje da zaštitite biljku od patogenih mikroorganizama.

Ova bakterija također proizvodi prirodni surfaktant koji ima sposobnost biorazgradnje naftnih ugljikovodika.
Također potiče ekspresiju gena prirodnih obrambenih mehanizama u biljaka i životinja.
A soj QST 713 (prodaje se kao QST 713 ili Serenade) koristi se kao sredstvo za biološko suzbijanje, poput fungicida iz prirode. Na temelju ovog soja ove bakterije proizvodi se niz lijekova koji su potrebni za zaštitu povrća, bobica, voća i drugih biljaka od gljivičnih bolesti. Trenutno se pripravci koji sadrže spore ovog bacila smatraju jednim od najučinkovitijih biofungicida.

• Savustyanenko A.V.

Ključne riječi

anotacija znanstveni članak o medicini i zdravstvu, autor znanstvenog rada - Savustyanenko A.V.

Bakterija B.subtilis jedan je od najperspektivnijih probiotika proučavanih posljednjih desetljeća. Mehanizmi njegovog probiotičkog djelovanja povezani su sa sintezom antimikrobnih tvari, pojačavanjem nespecifičnih i specifični imunitet, potičući rast normalne crijevne mikroflore i oslobađanje probavnih enzima. B.subtilis luči ribosomski sintetizirane peptide, neribosomski sintetizirane peptide i nepeptidne tvari s širok raspon antimikrobno djelovanje, koje obuhvaća gram-pozitivne, gram-negativne bakterije, viruse i gljivice. Rezistencija na ove antimikrobne agense je rijetka. Jačanje nespecifičnog imuniteta povezano je s aktivacijom makrofaga i oslobađanjem proupalnih citokina iz njih, povećanjem barijerne funkcije crijevne sluznice te oslobađanjem vitamina i aminokiselina (uključujući esencijalne). Jačanje specifične imunosti očituje se aktivacijom Ti B limfocita i otpuštanjem imunoglobulina iz potonjih - IgG i IgA. B.subtilis potiče rast normalne crijevne mikroflore, posebice bakterija iz roda Lactobacillus i Bifidobacterium. Osim toga, probiotik povećava raznolikost crijevne mikroflore. Probiotik otpušta u lumen crijeva sve glavne probavne enzime: amilaze, lipaze, proteaze, pektinaze i celulaze. Osim što probavljaju hranu, ovi enzimi uništavaju antinutritivne čimbenike i alergene tvari sadržane u ulaznoj hrani. Na popisu mehanizmi djelovanja učiniti korištenje B.subtilis opravdanim kao dio kompleksne terapije za borbu protiv crijevnih infekcija; prevencija respiratornih infekcija tijekom hladne sezone; prevencija proljeva uzrokovanog uzimanjem antibiotika; za korekciju poremećaja probave i promicanje hrane različitog podrijetla (greške u prehrani, promjene u prehrani, bolesti gastrointestinalnog trakta, poremećaji autonomnog živčanog sustava itd.). B. subtilis obično ne uzrokuje nuspojave. Ovaj probiotik karakterizira visok omjer učinkovitosti i sigurnosti.

Povezane teme znanstveni radovi o medicini i zdravstvu, autor znanstvenog rada - Savustyanenko A.V.,

• Učinkovitost pre- i probiotika u korekciji crijevne mikrobiocenoze u bolesnika nakon hemikolektomije

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

• Uloga crijevne mikrobiote u razvoju pretilosti s dobnog aspekta

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

• Učinkovitost primjene novih probiotičkih enzimskih dodataka u hranidbi teladi

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

• Biocenoza crijeva u bolesnika s kolorektalnim karcinomom

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

• Crijevna disbioza i zatvor kod djece

  2010 / Khavkin A. I.

Bakterija B.subtilis jedan je od najperspektivnijih probiotika proučavanih posljednjih desetljeća. Mehanizmi njegovog probiotskog djelovanja povezani su sa sintezom antimikrobnih tvari, povećanjem nespecifične i specifične imunosti, poticanjem rasta normalne crijevne mikroflore i oslobađanjem probavnih enzima. B.subtilis otpušta ribosomski sintetizirane peptide, neribosomski sintetizirane peptide i nepeptidne tvari sa širokim spektrom antimikrobnog djelovanja koje pokriva Grampozitivne, Gram-negativne bakterije, viruse i gljivice. Rezistencija na ove antimikrobne agense je rijetka. Jačanje nespecifične imunosti povezano je s aktivacijom makrofaga i oslobađanjem proupalnih citokina iz njih, povećanjem barijerne funkcije crijevne sluznice, otpuštanjem vitamina i aminokiselina (uključujući esencijalne). Jačanje specifičnog imuniteta očituje se aktivacijom T i B-limfocita i otpuštanjem imunoglobulina - IgG i IgA iz potonjih. B.subtilis potiče rast normalne crijevne flore, posebice bakterija iz roda Lactobacillus i Bifidobacterium. Nadalje, probiotik povećava raznolikost crijevne mikroflore. Probiotik izlučuje sve glavne probavne enzime u lumen crijeva: amilaze, lipaze, proteaze, pektinaze i celulaze. Osim probave, ti enzimi uništavaju antinutritivne čimbenike i alergene tvari sadržane u hrani. Ovi mehanizmi djelovanja čine razumnom upotrebu B. subtilis u kombiniranoj terapiji za liječenje crijevnih infekcija; prevencija respiratornih infekcija tijekom hladne sezone; prevencija proljeva uzrokovanog uzimanjem antibiotika; za korekciju probave hrane i poremećaja kretanja različitog podrijetla (pogreške u prehrani, promjene u prehrani, bolesti gastrointestinalnog trakta, poremećaji autonomnog živčanog sustava itd.). B.subtilis obično ne uzrokuje nuspojave. Ovaj probiotik odlikuje se visokim omjerom učinkovitosti i sigurnosti.

Tekst znanstvenog rada na temu “Mehanizmi djelovanja probiotika na bazi Bacillus subtilis”

Da pomognem liječniku

Za pomoć praktičaru

UDK 615.331:579.852.1

MEHANIZMI DJELOVANJA PROBIOTIKA NA BAZI BACILLUS SUBTILIS

Sažetak. Bakterija B.subtilis jedan je od najperspektivnijih probiotika proučavanih posljednjih desetljeća. Mehanizmi njegovog probiotičkog djelovanja povezani su sa sintezom antimikrobnih tvari, jačanjem nespecifičnog i specifičnog imuniteta, poticanjem rasta normalne crijevne mikroflore i oslobađanjem probavnih enzima. B. subtilis izlučuje ribosomski sintetizirane peptide, neribosomski sintetizirane peptide i nepeptidne tvari sa širokim spektrom antimikrobnog djelovanja koji pokriva gram-pozitivne, gram-negativne bakterije, viruse i gljivice. Rijetko se javlja rezistencija na ove antimikrobne tvari. Jačanje nespecifičnog imuniteta povezano je s aktivacijom makrofaga i oslobađanjem proupalnih citokina iz njih, povećanjem barijerne funkcije crijevne sluznice te oslobađanjem vitamina i aminokiselina (uključujući esencijalne). Jačanje specifičnog imuniteta očituje se aktivacijom T- i B-limfocita i otpuštanjem imunoglobulina iz potonjih - IgG i IgA. B.subtilis potiče rast normalne crijevne mikroflore, posebice bakterija iz roda Lactobacillus i Bifidobacterium. Osim toga, probiotik povećava raznolikost crijevne mikroflore. Probiotik otpušta u lumen crijeva sve glavne probavne enzime: amilaze, lipaze, proteaze, pektinaze i celulaze. Osim što probavljaju hranu, ovi enzimi uništavaju antinutritivne čimbenike i alergene tvari sadržane u ulaznoj hrani. Navedeni mehanizmi djelovanja opravdavaju primjenu B. subtilis u sklopu kompleksne terapije za suzbijanje crijevnih infekcija; prevencija respiratornih infekcija tijekom hladne sezone; prevencija proljeva uzrokovanog uzimanjem antibiotika; za korekciju poremećaja probave i promicanje hrane različitog podrijetla (greške u prehrani, promjene u prehrani, bolesti gastrointestinalnog trakta, poremećaji autonomnog živčanog sustava itd.). B. subtilis obično ne uzrokuje nuspojave. Ovaj probiotik karakterizira visok omjer učinkovitosti i sigurnosti.

Ključne riječi: Bacillus subtilis, probiotik, mehanizmi djelovanja.

Probiotici su “živi mikroorganizmi koji, kada se daju u odgovarajućim količinama, imaju pozitivan učinak na zdravlje domaćina”. Dok je primjena nekih od njih (Lactobacillus, Bifidobacterium) dobila veliku pozornost, drugi su proučavani nedavno i njihovi važni terapijski učinci tek sada postaju jasni. Jedan od probiotika je gram-pozitivni bacil Bacillus subtilis (B.subtilis).

Većina bakterija iz roda Bacillus (uključujući B. subtilis) nije opasna za ljude i široko je rasprostranjena u okolišu. Nalaze se u tlu, vodi, zraku i hrani (pšenica, druge žitarice, pekarski proizvodi, sojini proizvodi, cjelovito meso, sirovo i pasterizirano mlijeko). Kao rezultat toga, oni stalno ulaze u gastrointestinalni trakt i respiratorni trakt, zasijavajući te dijelove. Broj bacila u crijevima može doseći 107 CFU/g, što je usporedivo s brojem Lactobacillusa. U tom smislu, brojni istraživači smatraju bakterije roda Bacillus jednim

dominantnih komponenti normalne crijevne mikroflore.

Istodobno, terapijska primjena V. vilithv omogućuje korištenje ovog mikroorganizma kao probiotika na četiri glavna načina: 1) za zaštitu od crijevnih patogena; 2) od respiratornih patogena; 3) za uklanjanje disbioze tijekom terapije antibioticima; 4) poboljšati probavu i promicanje hrane. Pojednostavljeni dijagram probiotičke aktivnosti B. bilid u patologiji gastrointestinalnog trakta prikazan je na sl. 1.

Tako su u znanstvenom radu posljednjih desetljeća napravljeni značajni pomaci u rasvjetljavanju spektra probiotičkog djelovanja V. vitiliusa, što ovu bakteriju čini jednim od najatraktivnijih probiotika za medicinsku primjenu. U ovom pregledu prikazujemo podatke relevantnih eksperimentalnih i Klinička ispitivanja, omogućujući da se stekne dojam o terapeutskom potencijalu V.vilithv.

antimikrobne tvari

Jačanje nespecifičnog i specifičnog imuniteta

Oslobađanje 1 probavnih enzima

Slika 1. Pojednostavljeni dijagram probiotičke aktivnosti B.subtIIIs u patologiji gastrointestinalnog trakta (na temelju slika iz)

Preživljavanje vegetativnih stanica Blilithv u gastrointestinalnom traktu

Probiotici na bazi Nalibilija obično se uzimaju oralno u obliku spora ili živih bakterija (vegetativnih stanica). Opstanak spora u probavnom sustavu je nesumnjiv zbog njihove visoke otpornosti na različite fizikalno-kemijske čimbenike, posebice ekstremne pH vrijednosti. Istodobno se raspravljalo o tome mogu li žive bakterije prodrijeti izvan želuca i obavljati probiotičku funkciju.

Situacija je razjašnjena tijekom randomizirane, dvostruko slijepe, placebom kontrolirane studije na zdravim dobrovoljcima (n = 81, dob 18-50 godina). Svim je ispitanicima propisano oralno uzimanje žive bakterije Blybium u dozi od 0,1 109; 1,0 109 ili 10 109 CFU/kapsula/dan ili placebo tijekom 4 tjedna. Na kraju istraživanja izračunat je sadržaj živih bakterija u stolici. Dobivene brojke bile su 1,1 ± 0,1 1c^10 CFU/g1 u placebo skupini i 4,6 ± 0,1 CFU/g; 5,6 ± 0,1 k^10 CFU/g; 6,4 ± 0,1 CFU/g za tri rastuće doze lijeka Lylyshv. Posljedično, potvrđeno je preživljavanje vegetativnih stanica Halithv tijekom prolaska kroz gastrointestinalni trakt. Štoviše, učinak je bio ovisan o dozi i značajno je premašivao učinak placeba (str< 0,0001) .

Sličnost učinaka V.eulithv kada se uzima u obliku spora i vegetativnih stanica

U citiranoj literaturi većina eksperimentalnih i kliničkih istraživanja Daibilisa provedena je uvođenjem ili spora ovih bakterija ili njihovih vegetativnih stanica. S tim u vezi postavlja se pitanje,

1 Jedinice koje tvore kolonije (CFU) brojčano su jednake broju vegetativnih stanica.

trebaju li se dobiveni učinci i terapijski rezultati razmatrati odvojeno ili se mogu kombinirati.

U mnogim studijama, proučavajući bakterije iz roda Bacillus, pokazano je da se nakon oralnog unosa spora uočava njihovo klijanje u gastrointestinalnom traktu u vegetativne stanice. Zatim se opaža ponovna transformacija u spore (resporulacija). Ovi ciklusi se ponavljaju nekoliko puta. U konačnici, spore s fekalnom tvari završavaju u vanjskom okruženju. Slično, nakon oralnog unosa vegetativnih stanica, opaža se njihova sporulacija u gastrointestinalnom traktu. Ciklusi klijanja i resporulacije se ponavljaju nekoliko puta prije nego što se eliminiraju iz domaćina.

Dakle, bilo da se probiotici B. subtilis uzimaju kao spore ili vegetativne stanice, oba oblika bakterije bit će prisutna u tijelu primatelja, a opaženi učinci i terapijski učinak vjerojatno će biti isti. Ova činjenica zahtijeva dodatnu potvrdu u posebnim studijama.

Mehanizmi probiotika

aktivnost B. subtilis

Sinteza antimikrobnih tvari

Crijevne infekcije u pravilu su uzrokovane bakterijama ili virusima, a rjeđe protozoama. Prema trenutnim smjernicama antibiotici u većini slučajeva nisu potrebni. Treba održavati odgovarajuću rehidraciju i proljev će se sam povući. No, i kod blažih i kod težih crijevnih infekcija liječnik može odlučiti uključiti probiotike u terapiju kako bi povećao njezinu učinkovitost.

Jedna od bakterija koja najviše obećava u tom smislu je B. subtilis. Jedinstvenost bakterije leži u činjenici da 4-5% njezinog genoma kodira sintezu različitih antimikrobnih tvari. Prema objavljenim pregledima, oko 24 takve tvari izolirane su iz različitih sojeva B. subtilis do 2005. godine, a 66 do 2010. godine, a popis nastavlja rasti. Većina antimikrobnih tvari predstavljena je ribosomskim i neribosomskim sintetiziranim peptidima. Nepeptidne tvari, kao što su poliketidi, amino šećeri i fosfolipidi, nalaze se u manjim količinama. Neke od antimikrobnih tvari B.subtilis date su u tablici. 1. Jasno je da je aktivnost mnogih od njih usmjerena protiv gram-pozitivnih bakterija. Osim toga, spektar djelovanja obuhvaća gram-negativne bakterije, viruse i gljivice. Posljedično, pokriveni su gotovo svi uzročnici koji mogu uzrokovati crijevne infekcije.

Primjer su rezultati istraživanja jednog od novih sojeva B. subtilis VKPM B-16041 (DSM 24613). Visoka antagonistička aktivnost otkrivena je protiv St.aureus i C.albicans, srednja ili niska - protiv C.freundii, E.coli,

Tablica 1. Neke antimikrobne tvari koje sintetizira i izlučuje B. subtilis

Ribosomski sintetizirani peptidi Bakteriocini: - lantibiotici tipa A - lantibiotici tipa B Subtilin Ericin S Mersacidin Za 2 tvari: stvaranje pora u citoplazmatskoj membrani Inhibicija sinteze stanične stijenke Gram-pozitivne bakterije Gram-pozitivne bakterije, uključujući sojeve Staphylococcus aureus otporne na meticilin i sojevi enterokoka rezistentni na vankomicin

Peptidi koji nisu sintetizirani ribosomski Lipopeptidi Surfaktin Bacilizin Bacitracin Otapanje lipidnih membrana Inhibicija glukozamin sintaze uključene u sintezu nukleotida, aminokiselina i koenzima, što dovodi do lize mikrobnih stanica Inhibicija sinteze stanične stijenke Virusi, Mycoplasma Staphylococcus aureus, Candida albicans Gram -pozitivne bakterije

Nepeptidne tvari Difficidin Poremećaj sinteze proteina Gram-pozitivne bakterije, gram-negativne bakterije

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

Različiti sojevi B.subtilis izlučuju različite skupove antimikrobnih tvari. Međutim, u svakom slučaju, raspon obuhvaćenih antagonizama protiv crijevnih patogena prilično je širok. Na primjer, soj B. subtilis ATCC6633 izlučuje subtilin, koji je antibiotik protiv gram-pozitivnih bakterija. Drugi soj, B. subtilis A1/3, ne izlučuje subtilin. Ali izlučuje antibiotik ericin S, koji ima isti mehanizam djelovanja i spektar djelovanja kao i subtilin. To znači da će koji god od ovih sojeva biti korišten u proizvodnji probiotika, biti pokriven spektar gram-pozitivnih bakterija.

Antimikrobni peptidi koje luči B. subtilis nude ogromne prednosti u odnosu na tradicionalne antibiotike. Činjenica je da su bliski antimikrobnim peptidima koji se luče u ljudskom tijelu i dio su njegovog urođenog imuniteta. Slične tvari identificirane su u velikom broju tkiva i epitelnih površina, uključujući kožu, oči, uši, usnu šupljinu, crijeva, imunološki, živčani i mokraćni sustav. Najpoznatiji od njih su defensin, lizozim, katelicidin, dermcidin, lektin, histatin itd. B.subtilis proizvodi slične tvari, pa je otpornost na njih rijetka i obično nema nuspojava. Nedostatak otpornosti na ljudske antimikrobne peptide i B.subtilis povezan je s činjenicom da je njihovo djelovanje često usmjereno na stvaranje membranskih pora, što dovodi do smrti bakterija. Djelovanje tradicionalnih antibiotika više je usmjereno na metaboličke enzime bakterija, što olakšava stvaranje rezistencije.

Jačanje nespecifičnog i specifičnog imuniteta

V.tbshk pojačava zaštitu od crijevnih i respiratornih patogena stimulirajući nespecifičnu i specifičnu imunost. Nespecifični imunitet se definira kao obrambeni sustav koji jednako djeluje protiv širokog spektra mikroorganizama. Specifični imunitet djeluje na principu "ključ za zaključavanje" - proizvode se posebne stanice ili antitijela za određeni patogen. Nespecifična imunost obično se smatra prvom fazom obrambene reakcije organizma, a specifična imunost drugom fazom.

Nespecifični imunitet

Najvažnije stanice uključene u nespecifičnu imunost su makrofagi. Oni fagocitiraju patogen, probavljaju ga. Osim toga, antigeni patogena poredani su na površini vlastitih tjelesnih membrana - takozvana prezentacija, koja je neophodna za pokretanje druge faze obrambene reakcije tijela.

Brojne studije su pokazale da primjena HbnI uzrokuje aktivaciju makrofaga. U aktiviranim makrofagima pojačana je sinteza i otpuštanje proupalnih citokina: faktor nekroze tumora a, interferon-γ (N-7), interleukin (Sh-1p, Sh-6, Sh-8, Sh-10, Sh- 12, makrofagni upalni protein- 2. Kao rezultat toga, razvija se složeni upalni odgovor usmjeren na uništavanje patogena. Na primjer, 1KK-y aktivira makrofage i štiti stanice od virusne infekcije. Sh-6 potiče proliferaciju i diferencijaciju B-limfocita. odgovoran za sintezu antitijela.Sh-8 je snažan kemotaktički i parakrini posrednik za neutrofile.Infiltracija

aktiviranih neutrofila igra važnu ulogu u održavanju upale i oksidativnog stresa. IL-12 regulira rast, aktivaciju i diferencijaciju T limfocita.

Mehanizmi kojima B. subtilis aktivira makrofage nastavljaju se proučavati. Jedna od studija pokazala je da su za to zaslužni probiotički egzopolisaharidi.

Sljedeća važna komponenta nespecifične imunosti je barijerna funkcija epitela. Epitelna tkiva prva se susreću s napadom uzročnika bolesti, a tijek bolesti uvelike ovisi o njihovoj otpornosti.

Istraživači su otkrili da bakterije komuniciraju jedna s drugom unutar iste vrste i između različitih vrsta pomoću posebne skupine tvari koje se nazivaju molekule koje osjete kvorum. Jedna takva molekula, koju luči B. subtilis, naziva se čimbenik kompetentnosti i sporulacije (CSF). Prijenos likvora u epitelne stanice crijeva aktivira kritične signalne putove potrebne za preživljavanje tih stanica. Prije svega, to su put p38 MAP kinaze i put protein kinaze B/AI. Osim toga, CSF inducira sintezu proteina toplinskog šoka (Hsps), koji sprječavaju razvoj oksidativnog stresa u epitelnim stanicama. Oba ova učinka – poboljšanje preživljavanja epitelnih stanica i smanjenje oksidativnog stresa u njima – dovode do povećanja barijerne funkcije crijevne sluznice. Postaje manje osjetljiv na patogene.

Čimbenici nespecifičnog imuniteta također uključuju sadržaj niza metaboličkih tvari koje utječu na ukupnu otpornost organizma na infekcije.

Utvrđeno je da B.subtilis sintetizira brojne vitamine, posebice tiamin (B1), piridoksin (B6) i menakinon (K2). Različiti sojevi B. subtilis proizvode različite skupove aminokiselina, od kojih su neke esencijalne, poput valina.

Specifični imunitet

Specifična imunost je snažniji obrambeni sustav, budući da je selektivno usmjerena na određeni uzročnik. Razlikuje staničnu i humoralnu imunost. Stanični imunitet osiguravaju T limfociti, usmjeravajući njihovu borbu protiv virusa. Humoralni imunitet povezan je s funkcioniranjem B limfocita koji luče protutijela (imunoglobuline). U ovom slučaju borba je usmjerena protiv bakterija.

Mnoga su istraživanja potvrdila sposobnost B. subtilis da inducira aktivaciju i proliferaciju T i B limfocita. To se događa i u perifernoj krvi (oba tipa stanica) i u timusu (limfociti T) i slezeni (limfociti B). Gore je rečeno da to postaje moguće zbog otpuštanja citokina iz makrofaga. Osim toga, pronađena je izravna sposobnost stimulacije limfocita kroz stanične stijenke, peptidoglikane i teihoične kiseline B. subtilis.

Slika 2. Probiotik B. subtilis značajno je povećao sadržaj IgA u slini u starijih bolesnika.

Napomena: probiotik je uzet u 4 doze po 10 dana, s pauzama od 18 dana. Podaci su prikazani od kraja studije (43) - nakon 4 mjeseca.

Š B.subtilis □ Placebo

i o GO o Q. L

Slika 3. Probiotik B. subtilis značajno je povećao sadržaj 1dA u stolica stariji pacijenti

Napomena: probiotik je uzet u 4 doze po 10 dana, s pauzama od 18 dana. Podaci su prikazani na početku istraživanja (VI), 10 dana nakon prvog uzimanja probiotika (VI + 10 dana) i na kraju istraživanja (43) - 4 mjeseca kasnije.

Posljedica djelovanja na B limfocite je povećanje sadržaja imunoglobulina (IgG i 1&L) u krvnom serumu i 1&L na površini sluznica. Na primjer, u jednoj od studija utvrđen je porast sadržaja 1&L u stolici, što karakterizira povećanu otpornost na crijevne infekcije, kao iu slini, što je važno za jačanje zaštite od akutnih respiratornih infekcija (Sl. 2, 3). Kao što je poznato, 1&L

je jedna od glavnih molekula koje štite epitel od patogena koji ulaze izvana.

Poticanje rasta normalne crijevne mikroflore

Normalna mikroflora zauzima različite dijelove crijevne cijevi, u rasponu od usne šupljine a završava debelim crijevom. U ljudskom tijelu postoji oko 1014 takvih bakterija, što je 10 puta više od broja ljudskih stanica. Ukupna metabolička aktivnost bakterija premašuje aktivnost naših stanica.

Broj bakterijskih vrsta koje čine normalnu crijevnu mikrofloru određen je na dva načina. Starija metoda, temeljena na uzgoju bakterija iz uzoraka stolice, identificirala je preko 500 vrsta. Novije metode temeljene na analizi DNK pokazuju da takvih vrsta zapravo ima više od 1000. Broj se povećao zbog činjenice da normalna mikroflora sadrži bakterije koje se ne mogu uzgajati na uobičajen način.

Glavne funkcije normalne crijevne mikroflore svode se na zaštitu od kolonizacije i rasta patogeni mikrobi, stimulacija nespecifičnog i specifičnog imuniteta, probava komponenti hrane. Kao što se može vidjeti, te se funkcije podudaraju s onima o kojima se govori u vezi s probiotikom B. subtilis u ovom pregledu.

U slučaju crijevnih infekcija dolazi do poremećaja ravnoteže crijevne mikroflore, jer patogene bakterije kompetitivno suzbijaju aktivnost normalnih bakterija. Gore smo spomenuli crijevne infekcije kada smo razmatrali antimikrobne tvari izolirane iz B.subtilis. Osim toga, neravnoteža se javlja tijekom tijeka antibiotskog liječenja terapijskih i kirurških bolesti. U ovom slučaju način primjene antibiotika nije bitan - može biti oralni ili parenteralni. Učestalost proljeva povezanih s antibioticima ovisi o vrsti korištenog antibiotika i kreće se od 2 do 25%, rjeđe - do 44%. Antibiotik potiskuje vitalnu aktivnost normalne mikroflore, što dovodi do rasta patogenih bakterija.

Mnoga su istraživanja pokazala pozitivan učinak B. subtilis na sadržaj normalne crijevne mikroflore. Probiotik je povećao količinu Lactobacillusa i smanjio sadržaj Escherichie coli u crijevima i fecesu, povećao razinu Bifidobacterium i smanjio Alistipes spp., Clostridium spp., Roseospira spp., Betaproteobacterium u fecesu (slika 4). Posljedično, uvođenje B. subtilis promijenilo je omjer crijevne mikroflore prema povećanju broja normalnih bakterija i smanjenju patogenih sojeva.

Mehanizmi ovog fenomena nastavljaju se proučavati. Dosadašnji dokazi ukazuju na dvije mogućnosti. S jedne strane, B.subtilis zbog oslobađanja antimikrobnih tvari

Utjecaj na sadržaj Lactobacillusa

o š ne (To S

Slika 4. Probiotik B.subtilis u najvišoj primijenjenoj dozi značajno je povećao sadržaj Lactobacillusa u izmetu prasadi

potiskuje razvoj patogene mikroflore, što stvara uvjete za popunjavanje oslobođene niše normalnim bakterijama. Na ovaj mehanizam neizravno ukazuju rezultati studije u kojoj je prasadima davan antibiotik neomicin sulfat. Ovaj lijek karakterizira inhibicija rasta Escherichie coli, ali ne utječe na Lactobacillus. Zbog toga je uzimanje antibiotika očekivano dovelo do smanjenja udjela Escherichie coli u stolici, ali istodobno do povećanja Lactobacillusa. Ova pojava je moguća samo ako se počne razvijati normalna crijevna mikroflora zbog potiskivanja patogenih bakterija. Ista stvar se događa kada B. subtilis oslobađa svoje antimikrobne tvari.

Druga je mogućnost povezana s izravnom stimulacijom normalne crijevne mikroflore pomoću B. subtilis, kao što su Lactobacillus i Bifidobacterium. Na to ukazuju rezultati in vitro pokusa stvaranja miješanih probiotika koji sadrže B. subtilis i Lactobacillus. Utvrđeno je da se vitalnost laktobacila u takvim kombinacijama značajno povećala. Rezultati jedne studije pokazuju da bi to moglo biti posljedica oslobađanja katalaze i subtilizina iz B.subtilis.

Zanimljiva je još jedna otkrivena okolnost. Neke studije su pokazale da B. subtilis povećava raznolikost normalne crijevne mikroflore. Vjeruje se da to ima pozitivan učinak na zdravlje domaćina. Konkretno, B.subtilis je povećao raznolikost crijevne mikroflore zahvaljujući bakterijama kao što su Eubacterium coprostanoligenes, L.amylovorus, Lachnospiraceae bakterija, L.kitasatonis.

Svojedobno se dosta raspravljalo o tome mogu li probiotici štetiti tijelu domaćina, mijenjajući uobičajenu mikrofloru koja je godinama bila uspostavljena za strane bakterije, umjetno unesene izvana. Međutim, kasnije je utvrđeno da probiotici koji se uzimaju u medicinske svrhe ne ostaju u gastrointestinalnom traktu ni nakon završetka kure.

tretmani su potpuno uklonjeni iz njega. Što se tiče B.subtilis, važno je uzeti u obzir još jednu okolnost. Ova bakterija, iako stalno ulazi u probavni kanal iz zemlje, vode, zraka i hrane, ipak ga ne kolonizira (za razliku od Lactobacillus i Bifidobacterium). B.subtilis je vrsta tranzitne bakterije koja neprestano ulazi i izlazi iz probavnog sustava. Stoga se B.subtilis ne može ukorijeniti u crijevima i promijeniti stabilan sastav naše mikroflore.

Poboljšana probava i kretanje hrane

Postoji veliki broj bolesti i stanja koja dovode do poremećaja probave i kretanja hrane. Primjer mogu biti pogreške u prehrani, promjene u prehrani, bolesti gastrointestinalnog trakta (kolecistitis, pankreatitis itd.), poremećaji autonomnog živčanog sustava (što dovodi do funkcionalnih poremećaja) itd.

Probiotik na bazi B. subtilis može pospješiti probavu i sekundarno kretanje hrane otpuštanjem probavnih enzima. Istraživanja su pokazala da ove bakterije sintetiziraju sve skupine enzima potrebnih za uspješnu razgradnju hrane: amilaze, lipaze, proteaze, pektinaze i celulaze. O visokoj aktivnosti ovih enzima svjedoči činjenica da se B.subtilis koristi u prehrambenoj industriji za enzimatsku obradu industrijskih proizvoda.

Hrana sadrži tvari koje se nazivaju antinutritivni čimbenici. Naziv su dobili jer svojom prisutnošću smanjuju dostupnost jedne ili više nutritivnih komponenti iz konzumirane hrane. Utvrđeno je da enzimi B.subtilis uništavaju antinutritivne čimbenike, smanjujući njihov sadržaj u hrani. To se posebno odnosi na ukupne fenole, tanine i kofein. To povećava dostupnost komponenti hrane za tijelo domaćina.

Hrana također sadrži tvari koje mogu izazvati alergijske reakcije kod nekih osjetljivih osoba. Međutim, enzimi B.subtilis mogu uništiti te tvari, smanjujući tako alergenski potencijal hrane. Provedeno je istraživanje u kojem su slični probiotički učinci utvrđeni za gliadin (koji se nalazi u pšenici) i p-laktoglobulin (prisutan u kravljem mlijeku).

Primjeri kliničkih studija

U ovom odjeljku nismo imali za cilj dati iscrpan pregled svih dostupnih kliničkih studija o B. subtilis. Dapače, postojala je želja da se klinički primjeri potvrditi rad svih onih probiotičkih mehanizama koji su gore opisani.

Crijevne infekcije. Studija koju su proveli Gracheva i sur. uključeni su pacijenti sa salmonelom

Učestalost proljeva povezanih s antibioticima

o shno (H t S

30 25 20 15 10 5 0

Slika 5. Probiotik B. ulcerus značajno je smanjio učestalost proljeva u ambulantnih bolesnika koji su uzimali oralne i intravenske antibiotike.

lez, trovanje hranom i dizenterija. Jedna od odabranih skupina pacijenata primala je B.subtilis zajedno s drugim probiotikom (ukupan broj - 2109 živih mikrobnih stanica) 2 puta dnevno tijekom 4-10 dana. Na temelju rezultata studije otkriven je izražen terapijski učinak lijeka, koji se sastojao od ubrzane normalizacije stolice, nestanka bolova u trbuhu i smanjenja crijevne disbioze.

Proljev povezan s antibioticima. U randomiziranom, dvostruko slijepom, placebom kontroliranom kliničkom ispitivanju, T.V. Horosheva i sur. Ambulantni bolesnici u dobi > 45 godina kojima je propisan jedan ili više oralnih ili intravenski antibiotik najmanje 5 dana. Jedna od skupina bolesnika (n = 90) primala je probiotik B. subtilis (2109 živih mikrobnih stanica) 2 puta dnevno, počevši 1 dan prije početka antibiotske terapije i završavajući 7 dana nakon prestanka uzimanja antibiotika. Kao rezultat toga, utvrđeno je da se u skupini koja je primala probiotike proljev povezan s antibioticima razvio u samo 7,8% (7/90) pacijenata, dok je u skupini koja je primala placebo ta brojka bila 25,6% (23/90) (p< 0,001) (рис. 5). Пробиотик достоверно снижал частоту появления тошноты, рвоты, метеоризма и абдоминальной боли.

Jačanje probave i kretanja hrane. U studiji Y.P. Liu i sur. Uključeni su stariji (74 ± 6 godina) ambulantni i bolnički bolesnici s funkcionalnom opstipacijom. Jedna od skupina za liječenje (n = 31) primala je žive mikrobne stanice B. subtilis tijekom 4 tjedna. Na kraju istraživanja utvrđeno je da je probiotik bio učinkovit kod 41,9% (13/31) pacijenata.

Infekcije dišnog sustava. Ova se indikacija može činiti pomalo neobičnom, s obzirom da je B. subtilis probiotik koji djeluje na gastrointestinalni trakt. Međutim, pri razmatranju mehanizama probiotičkog djelovanja bakterije spomenuli smo da je njezina sposobnost utjecaja na respiratorne patogene povezana sa stimulacijom imunološkog sustava.

Godine 2015. Cochrane je objavio rezultate sustavnog pregleda o korištenju probiotika u prevenciji akutnih respiratornih infekcija (ARI). Autori su zaključili da su probiotici 47% učinkovitiji od placeba u smanjenju epizoda ARI. Osim toga, probiotici su skratili trajanje ARI za 1,89 dana. Probiotici mogu malo smanjiti učestalost uzimanja antibiotika i broj izostanaka iz škole. Nuspojave probiotika bilo je minimalno, a gastrointestinalni simptomi bili su češći.

Sigurnost

Sigurnost B. subtilis testirana je u tri glavna područja: prisutnost patogenih gena, otpornost na antibiotike i točnost identifikacije mikroba.

Patogeni geni. Prisutnost takvih gena je opasna jer dovode do stvaranja toksina i drugih štetnih tvari koje negativno utječu na stijenku crijeva i tijelo u cjelini. Autori izvješćuju da ti geni nisu pronađeni u B. subtilis. Štoviše, uzgoj ovog probiotika in vitro sa stanicama crijevnog epitela i njegova primjena in vivo velikom broju životinjskih vrsta nije dovela do razvoja štetnih učinaka ili nuspojava.

Otpornost na antibiotike. Ovaj parametar je opasan jer ako probiotik ima gene koji mogu uzrokovati rezistenciju na antibiotike, onda se oni u konačnici mogu prenijeti na patogene bakterije, koje također postaju rezistentne na antibiotike. Dobra vijest je da je, kada je testiran u 3 studije, probiotik B. subtilis bio osjetljiv (nije otporan) na sve glavne antibiotike koji se koriste u medicini. Stoga B. subtilis ne može prenijeti otpornost na patogene bakterije.

Točnost identifikacije mikroba. Godine 2003. objavljena je studija koja je pokazala da 7 probiotika za koje se reklamira da sadrže B. subtilis zapravo sadrže druge blisko povezane bakterije. Međutim, mikrobiolozi navode da danas postoje svi uvjeti za pouzdanu identifikaciju B.subtilis. Stoga točan sastav probiotika ovisi o odgovornosti proizvođača koji ga proizvodi.

Treba imati na umu da se, kao ni drugi probiotici, B.subtilis ne propisuje bolesnicima s teškom imunodeficijencijom (oslabljeni organizam nakon teških infekcija, zračenja i kemoterapije, bolesnici s HIV/AIDS-om itd.) zbog mogućnosti generalizacije infekcija i razvoj sepse .

Jedna publikacija navodi karakteristike “dobrog” probiotika. Među ostalim, autori su uključili sposobnost bakterija da pruže

pozitivan učinak na domaćina, na primjer povećanje otpornosti na bolesti. Probiotik mora biti nepatogen i netoksičan. Mora moći preživjeti i razvijati se unutar gastrointestinalnog trakta – odnosno biti otporan na niske pH vrijednosti i organske kiseline. Kao što slijedi iz ovog pregleda, sva ova svojstva svojstvena su probiotičkoj bakteriji B.subtilis.

Prema eksperimentalnim i kliničkim studijama postoji cijela linija indikacije kada je propisivanje probiotika na bazi B. subtilis primjereno. Prije svega, to je uključivanje probiotika u kompleksnu terapiju crijevnih infekcija, uključujući putnički proljev, kao i njegova uporaba za prevenciju respiratornih infekcija u hladnoj sezoni. Probiotik će biti koristan tijekom tečajeva oralne ili parenteralne antibiotske terapije za prevenciju proljeva povezanog s antibioticima. Namjena ovih bakterija bit će važna za poremećaje probave i kretanja hrane različitog podrijetla povezane s pogreškama u prehrani, promjenama u prehrani, bolestima gastrointestinalnog trakta, poremećajima autonomnog živčanog sustava itd.

Probiotike na bazi B. subtilis karakterizira visok omjer učinkovitosti i sigurnosti.

Bibliografija

1. FAO/WHO (2001.) Zdravstvena i nutritivna svojstva probiotika u hrani uključujući mlijeko u prahu sa živim bakterijama mliječne kiseline. Stručno izvješće Organizacije za hranu i poljoprivredu Ujedinjenih naroda i Svjetske zdravstvene organizacije/FAO/WHO. - 2001. - ftp://ftp.fao.org.

2. Sorokulova I. Suvremeni status i perspektive Bacillus bakterija kao probiotika // J. Prob. Zdravlje. - 2013. - Vol. 1, br. 4. - Otupjelost. od publik. 1000e106.

3. Olmos J., Paniagua-Michel J. Bacillus subtilis potencijalna probiotička bakterija za formuliranje funkcionalne hrane za akvakulturu // J. Microb. Biochem. Technol. - 2014. - Vol. 6, br. 7. - Str. 361-365.

4. Procjena Bacillus subtilis R0179 na gastrointestinalnu održivost i opću dobrobit: randomizirano, dvostruko slijepo, placebom kontrolirano ispitivanje na zdravim odraslim osobama/Hanifi A., Culpepper T., Mai V. et. al. // Korist. Mikrobi. - 2015. - Vol. 6, br. 1. - S. 19-27.

5. Leser T.D., Knarreborg A., Worm J. Klijanje i rast spora Bacillus subtilis i Bacillus licheniformis u gastrointestinalnom traktu svinja // J. Appl. Microbiol. - 2008. - Vol. 104, br. 4. - Str. 1025-1033.

6. Jadamus A., Vahjen W., Simon O. Ponašanje rasta probiotičkog soja koji stvara spore u gastrointestinalnom traktu tovnih pilića i prasadi // Arch. Tiernernahr. - 2001. - Vol. 54, br. 1. - Str. 1-17.

7. Sudbina i širenje spora Bacillus subtilis u mišjem modelu / Hoa T.T., Duc L.H., Isticato R. et al. // Primijenjena i ekološka mikrobiologija. - 2001. - Vol. 67, br. 9. - Str. 38193823.

8. Intestinalni životni ciklus Bacillus subtilis i bliskih srodnika / Tam N.K.M., Uyen N.Q., Hong H.A. et al. // Journal of Bacteriology. - 2006. - Vol. 188, br. 7. - Str. 2692-2700.

9. Stein T. Bacillus subtilis antibiotici: strukture, sinteze i specifične funkcije // Mol. Microbiol. - 2005. - Vol. 56, br. 4. - Str. 845-857.

10. Proizvodnja antimikrobnih metabolita pomoću Bacillus subtilis imobiliziranih u poliakrilamidnom gelu/Awais M, Pervez, A., Yaqub Asim, Shah M.M. //Pakistan J. Zool. - 2010. - Vol. 42, br. 3. - Str. 267-275.

11. Lelyak A.A., Shternshis M.V. Antagonistički potencijal sibirskih sojeva Bacillus spp. u odnosu na patogene bolesti životinja i biljaka // Tomsk Bulletin državno sveučilište. Biologija. - 2014. - br. 1. - str. 42-55.

12. Antimikrobni spojevi koje proizvodi Bacillus spp. and Applications in Food/ Baruzzi F., Quintieri L., Morea M., Caputo L. // Znanost protiv mikrobnih patogena: Komuniciranje aktualnih istraživanja i tehnološkog napretka (Vilas A.M., ur.). - Badajoz, Španjolska: Formatex, 2011. - P. 1102-1111.

13. Dva različita peptida slična lantibioticima potječu iz klastera gena ericin bakterije Bacillus subtilis A1/3 / Stein T., Borchert S., Conrad B. et al. // J. Bacteriol. - 2002. - Vol. 184, br. 6. - Str. 1703-1711.

14. Wang G. Ljudski antimikrobni peptidi i proteini // Pharmaceuticals. - 2014. - Vol. 7, br. 5. - Str. 545-594.

15. Antimikrobni peptidi iz roda Bacillus: nova era za antibiotike / Sumi C.D., Yang B.W., Yeo I.C., Hahm Y.T. //Limenka. J. Microbiol. - 2015. - Vol. 61, br. 2. - Str. 93-103.

16. Učinci spora Bacillus subtilis B10 na održivost i biološke funkcije mišjih makrofaga/Huang Q., Xu X., Mao Y.L. et al. //Anim. Sci. J. - 2013. - Vol. 84, br. 3. - Str. 247-252.

17. Modulacijski učinci Bacillus subtilis BS02 na održivost i imunološki odgovor mišjih makrofaga RAW 264.7 / Huang Q., Li Y.L., Xu X. et al. // Journal of Animal and Veterinary Advances. - 2012. - Vol. 11, br. 11. - Str. 1934-1938.

18. Imunomodulacijski učinci spora Bacillus subtilis (natto) B4 na mišje makrofage/Xu X, Huang Q., Mao Y. et al. // Microbiol. Immunol. - 2012. - Vol. 56, br. 12. - Str. 817-824.

19. Bacillus subtilis bazirani izravno hranjeni mikrobi povećavaju funkciju makrofaga u tovnih pilića/Lee K.W., Li G., Lillehoj H.S. et al. //Rez. Veterinar. Sci. - 2011. - Vol. 91, br. 3. - Str. e87-e91.

20. Zaštita od intestinalne upale bakterijskim egzopolisaharidima / Jones S.E., Paynich M.L., Kearns D.B., Knight K.L. // J. Immunol. - 2014. - Vol. 192, br. 10. - Str. 48134820.

21. Bacillus subtilis quorum-osjetljiva molekula CSF doprinosi intestinalnoj homeostazi preko OCTN2, membranskog transportera stanice domaćina/ Fujiya M., Musch M.W., Nakagawa Y. et al. // Mikrob stanica domaćin. - 2007. - Vol. 1, br. 4. - Str. 299-308.

22. Zhang Y., Begley T.P. Kloniranje, sekvenciranje i regulacija thiA, gena za biosintezu tiamina iz Bacillus subtilis // Gene. - 1997. - Vol. 198, broj 1-2. - Str. 73-82.

23. Kristalna struktura tiamin fosfat sintaze iz Bacillus subtilis pri rezoluciji od 1,25 A / Chiu H.J., Reddick J.J., Begley T.P., Ealick S.E. //Biokemija. - 1999. - Vol. 38, br. 20. - Str. 6460-6470.

24. YaaD i yaaE su uključeni u biosintezu vitamina B6 u Bacillus subtilis / Sakai A., Kita M., Katsuragi T. et al. // J. Biosci. bioinž. - 2002. - Vol. 93, br. 3. - Str. 309-312.

25. Put stvaranja glikolaldehida u Bacillus subtilis u odnosu na biosintezu vitamina B6/Sakai A., Katayama K., Katsuragi T., Tani Y // J. Biosci. bioinž. - 2001. - Vol. 91, br. 2. - Str. 147152.

26. Ispitivanje 1-deoksi-D-ksiluloze 5-fosfat sintaze i transketolaze Bacillus subtilis u odnosu na biosintezu vitamina B6 / Sakai A., Kinoshita N., Kita M. et al. // J. Nutr. Sci. Vitaminol. (Tokio). - 2003. - Vol. 49, br. 1. - Str. 73-75.

27. Ikeda H., Doi Y. Faktor vezanja vitamina K2 izlučen iz Bacillus subtilis // Eur. J. Biochem. - 1990. - Vol. 192, br. 1. -Str. 219-224 (prikaz, ostalo).

28. Struktura i reaktivnost Bacillus subtilis MenD koji katalizira prvi predani korak u biosintezi menakinona / Dawson A., Chen M, Fyfe P.K. et al. // J. Mol. Biol. - 2010. - Vol. 401, br. 2. - Str. 253-264.

29. Bentley R., Meganathan R. Biosinteza vitamina K (menakinon) u bakterijama // Microbiological Reviews. - 1982. - Vol. 46, br. 3. - Str. 241-280.

30. Izvanstanične aminokiseline aerobnih bakterija koje stvaraju spore / Smirnov V.V., Reznik S.R., Kudriavtsev V.A. et al. // Mikro-biologiia. - 1992. - Vol. 61, br. 5. - Str. 865-872.

31. Chattopadhyay S.P., Banerjee A.K. Proizvodnja valina pomoću Bacillus sp. // Z. Allg. mikrobiol. - 1978. - Vol. 18, br. 4. -Str. 243-254 (prikaz, ostalo).

32. Ekspresija aktivacijskih markera na limfocitima periferne krvi nakon oralne primjene spora Bacillus subtilis / Caruso A., Flamminio G., Folghera S. et al. //Int. J. Immunophar-macol. - 1993. - Vol. 15, br. 2. - Str. 87-92.

33. Imunostimulirajuća aktivnost Bacillus spores / Huang J.M., La Ragione R.M., Nunez A., Cutting S.M. // FEMS Immunol. Med. Microbiol. - 2008. - Vol. 53, br. 2. - Str. 195-203.

34. Sebastian A.P., Keerthi T.R. Imunomodulacijski učinak spora probiotičkog soja Bacillus subtilis MBTU PBBMI u miševa Balb/C // International Journal of Engineering and Technical Research (IJETR). - 2014. - Vol. 2, br. 11. - Str. 258-260.

35. R&S&nen L., Mustikkam&ki U.P., Arvilommi H. Poliklonalni odgovor ljudskih limfocita na bakterijske stanične stijenke, peptidoglikane i teihoične kiseline // Imunologija. - 1982. - Vol. 46, br. 3. - Str. 481-486.

36. Učinak Bacillus subtilis natto na učinak rasta mošusnih pataka / Sheng-Qiu T., Xiao-Ying D., Chun-Mei J. et al. //Rev. Grudnjaci. Cienc. Avic. - 2013. - Vol. 15, br. 3. - Str. 191197.

37. Procjena probiotika na bazi Bacillus subtilis i njegovih endospora u dobivanju zdravih pluća svinja / Ayala L., Bocourt R., Milian G. et al. // Cuban Journal of Agricultural Science. - 2012. - Vol. 46, br. 4. - Str. 391-394.

38. Probiotski soj Bacillus subtilis CU1 stimulira imunološki sustav starijih osoba tijekom razdoblja uobičajenih zaraznih bolesti: randomizirana, dvostruko slijepa placebom kontrolirana studija / Lefevre M., Racedo S.M., Ripert G. et al. // Immun. Starenje. - 2015. - Vol. 12. - Otupjeli. od publik. 24.

39. Eerola E., Ling W.H. Crijevna mikroflora // Encyclopedia of Life Support Systems (EOLSS); http://www.eolss.net.

40. Horosheva T. V., Vodyanoy V., Sorokulova I. Učinkovitost probiotika Bacillus u prevenciji proljeva povezanih s antibioticima: randomizirano, dvostruko slijepo, placebom kontrolirano kliničko ispitivanje // JMM Case Reports. - 2014. - DOI: 10.1099/ jmmcr.0.004036.

41. Jeong J.S., Kim I.H. Učinak spora Bacillus subtilis C-3102 kao probiotičkog dodatka hrani na rast, emisiju štetnih plinova i crijevnu mikrofloru brojlera // Perad. Sci. - 2014. - Vol. 93, br. 12. - Str. 3097-3103.

42. Probir sojeva Bacillus kao potencijalnih probiotika i naknadna potvrda in vivo učinkovitosti Bacillus subtilis MA139 kod svinja/ Guo X., Li D., Lu W. et al. //Antonie Van Leeu-wenhoek. - 2006. - Vol. 90, br. 2. - Str. 139-146.

43. Učinci Bacillus subtilis KN-42 na učinak rasta, proljev i fekalnu bakterijsku floru odbijene prasadi / Hu Y, Dun Y, Li S. et al. // Asian-Australas J. Anim. Sci. - 2014. - Vol. 27, br. 8. - Str. 1131-1140.

44. Učinci Bacillus subtilis KD1 na crijevnu floru brojlera / Wu B.Q., Zhang T., Guo L.Q., Lin J.F. //Perad. Sci. - 2011. - Vol. 90, br. 11. - Str. 2493-2499.

45. Učinak hranjenja Bacillus subtilis natto na fermentaciju stražnjeg crijeva i mikrobiotu Holstein mliječnih krava / Song D.J., Kang H.Y., Wang J.Q. et al. // Asian-Australasian Journal of Animal Sciences. - 2014. - Vol. 27, br. 4. - Str. 495-502.

46. ​​​​Yang J.J., Niu C.C., Guo X.H. Modeli miješanih kultura za predviđanje interakcija crijevnih mikroba između Escheri-chia coli i Lactobacillusa u prisutnosti probiotika Bacillus subtilis//Benef. Mikrobi. - 2015. - Vol. 6, br. 6. - Str. 871877.

47. Zhang Y.R., Xiong H.R., Guo X.H. Povećana održivost Lactobacillus reuteri za proizvodnju probiotika u miješanoj fermentaciji u čvrstom stanju u prisutnosti Bacillus subtilis // Folia Microbiol. (Praha). - 2014. - Vol. 59, br. 1. - Str. 31-36.

48. Poboljšan rast i održivost laktobacila u prisutnosti Bacillus subtilis (natto), katalaze ili subtilizina / Hosoi T., Ametani A., Kiuchi K., Kaminogawa S. // Can. J. Microbiol. - 2000. - Vol. 46, br. 10. - Str. 892-897.

49. Pomaganje pacijentima u donošenju informiranih odluka o probioticima: potreba za istraživanjem / Sharp R.R., Achkar J.-P., Brinich M.A., Farrell R.M. // Američki časopis za gastroenterologiju. - 2009. - Vol. 104, br. 4. - Str. 809-813.

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

51. Chan K.Y., Au K.S. Studije o proizvodnji celulaze pomoću Bacillus subtilis//Antonie Van Leeuwenhoek. - 1987. - Vol. 53, br. 2. - Str. 125-136.

52. Sharma A., Satyanarayana T. Mikrobne a-amilaze stabilne na kiseline: Karakteristike, genetski inženjering i primjene // Process Biochemistry. - 2013. - Vol. 48, br. 2. - S. 201211.

53. Guncheva M., Zhiryakova D. Katalitička svojstva i potencijalne primjene Bacillus lipaza // Journal of Molecular Catalysis B: Enzymatic. - 2011. - Vol. 68, br. 1. - Str. 1-21.

54. Gupta R., Beg Q.K., Lorenz P. Bakterijske alkalne proteaze: molekularni pristupi i industrijske primjene // Appl. Microbiol. biotehnologija. - 2002. - Vol. 59, br. 1. - Str. 15-32.

55. Khan M., Nakkeeran E., Umesh-Kumar S. Potencijalna primjena pektinaze u razvoju funkcionalne hrane // Annu. vlč. Food Sci. Technol. - 2013. - Vol. 4. - Str. 21-34.

56. Biološki tretmani utječu na kemijski sastav pulpe kave/ Ulloa Rojas J.B., Verreth J.A., Amato S., Huisman E.A. // Bioresour. Technol. - 2003. - Vol. 89, br. 3. - Str. 267-274.

57. Identifikacija proteolitičkih bakterija iz tajlandske tradicionalne fermentirane hrane i njihov potencijal smanjenja alergena / Phrom-raksa P., Nagano H., Boonmars T., Kamboonruang C. // J. Food Sci. - 2008. - Vol. 73, br. 4. - Str. M189-M195.

58. Pokhilenko V.D., Perelygin V.V. Probiotici na bazi sporotvornih bakterija i njihova sigurnost // Kemijska i biološka sigurnost. - 2007. - br. 2-3. - Str. 32-33.

59. Liu Y.P., Liu X., Dong L. Laktuloza plus živi binarni Bacillus subtilis u liječenju starijih osoba s funkcionalnom konstipacijom // Zhonghua Yi Xue Za Zhi. - 2012. - Vol. 92, br. 42. - Str. 29612964.

60. Hao Q., Dong B.R., Wu T. Probiotici za prevenciju akutnih infekcija gornjeg dišnog trakta // Cochrane Database of Systematic Reviews. - 2015. - Br. 2. - čl. br.: CD006895.

61. Cartwright P. Bacillus subtilis-Identifikacija i sigurnost // Probiotic news. - 2009. - Br. 2. - www.protexin.com.

62. Mišljenje Znanstvenog odbora o zahtjevu EFSA-e u vezi s generičkim pristupom EFSA-inoj procjeni sigurnosti mikroorganizama koji se koriste u hrani/stočnoj hrani i proizvodnji aditiva za hranu/stočnu hranu // EFSA Journal. - 2005. - Vol. 3, br. 6. - DOI: 10.2903/j.efsa.2005.226.

63. Sanders M.E., Morelli L., Tompkins T.A. Sporeformeri kao ljudski probiotici: Bacillus, SporoLactobacillus i BreviBacillus // Sveobuhvatni pregledi znanosti o hrani i sigurnosti hrane. - 2003. - Vol. 2, br. 3. - Str. 101-110.

64. Chitra N. Bakteriemija povezana s upotrebom probiotika u medicini i stomatologiji // Međunarodni časopis za inovativna istraživanja u znanosti, inženjerstvu i tehnologiji. - 2013. - Vol. 2, br. 12. - Str. 7322-7325.

65. Fuller R. Probiotici kod ljudi i životinja // J. Appl. Bacteriol. - 1989. - Vol. 66, br. 5. - Str. 365-378.

Priredio dr.sc. A.V. Savustyanenko ■

Savustyanenko A.V.

MEHASHMI DM PROBUTIYUV NA OCHOBi BACILLUS SUBTILIS

Sažetak. Bakterija je jedan od najperspektivnijih probujanata, među preostalih desetak tisuća. Mehashzmi 11 probyutichno! dc pov "yazash 1z sintezom protimrobnyh re-chovins, poslennyam nespecifični 1 specifični 1mush-tetu, stimulirajući rast normalno! crijevne mikroflore i pojavu biljnih fermenpv. B. subtilis vidshiae ribosomski sintetizirani peptidi, neribosomski sintetizirani peptidi 1 nepeptidi 1z širok raspon proizvoda -teamzrobno!aktivnost, scho hoplyuye gram-pozitivne, gram-negativne bakterije, v1rusi 1 gribi.Otpornost na cikh protimshrobnyh govora vinikae rschko.Posilennya ne-

specifična imunost na pov "yazan s aktiviranjem makrofapv i vivshnennyam 1z njih pro-paljenje cytoishv, pshvishchennyam bar"erno! funkcionalnost je ljigava! membrane do crijeva, vidshennyam vggamshv i amhokiseline (uključujući ne-anlop). Jačanje specifičnog imuniteta očituje se aktiviranjem T-i B-lsh-focytsh i vivshnennyam s ostatkom imunoglobulina - IgG i IgA. B.subtilis je stimuliran normalno! crijevne mikroflore, zokrema bakterija roda 1b Lactobacillus i Bifidobacterium. Osim toga, probytik ima širok izbor crijevne mikroflore. Probutik je prisutan u crijevnom traktu, a temelji se na sljedećim enzimima: amshazy, lshazy, proteaza, pektin-

zi i celulaza. Osim probave, qi enzimi će uništiti aHraxap40Bi faktori i alergenski govor, sho mistatsya u udobnom životu. Preuredite svoje mehanizme za pripremu stagnacije B.subtilis u skladištu na sveobuhvatan način! terapija za borbu protiv crijevnih defekata; -ki respiratornih infekcija kod prehlade Vrijeme je za sudbinu; prevencija protiv guzica je socijalizirana"! dijarei; za ispravak porushen

prekuhavanje i sušenje masnoće različitog podrijetla (pogreške u prehrani, unosu hrane, oboljenja probavnog trakta, oštećenje vegetativnog! živčanog sustava) jotika nije tipična visoka učinkovitost sigurnosti.

Ključne riječi: Bacillus subtilis, probytik, mehanizmi dp.

Savustyanenko A.V.

MEHANIZMI DJELOVANJA PROBIOTIKA NA BAZI BACILLUS SUBTILIS

Sažetak. Bakterija B.subtilis jedan je od najperspektivnijih probiotika proučavanih posljednjih desetljeća. Mehanizmi njegovog probiotskog djelovanja povezani su sa sintezom antimikrobnih tvari, povećanjem nespecifične i specifične imunosti, poticanjem rasta normalne crijevne mikroflore i oslobađanjem probavnih enzima. B.subtilis otpušta ribosomski sintetizirane peptide, neribosomski sintetizirane peptide i nepeptidne tvari sa širokim spektrom antimikrobnog djelovanja koje pokriva Grampozitivne, Gram-negativne bakterije, viruse i gljivice. Rezistencija na ove antimikrobne agense je rijetka. Jačanje nespecifične imunosti povezano je s aktivacijom makrofaga i oslobađanjem proupalnih citokina iz njih, povećanjem barijerne funkcije crijevne sluznice, otpuštanjem vitamina i aminokiselina (uključujući esencijalne). Jačanje specifičnog imuniteta očituje se aktivacijom T- i B-limfocita i otpuštanjem imunoglobulina - IgG i IgA iz potonjih. B.subtilis podražaj

usporava rast normalne crijevne flore, posebice bakterija iz roda Lactobacillus i Bifidobacterium. Nadalje, probiotik povećava raznolikost crijevne mikroflore. Probiotik izlučuje sve glavne probavne enzime u lumen crijeva: amilaze, lipaze, proteaze, pektinaze i celulaze. Osim probave, ti enzimi uništavaju antinutritivne čimbenike i alergene tvari sadržane u hrani. Ovi mehanizmi djelovanja čine razumnom upotrebu B. subtilis u kombiniranoj terapiji za liječenje crijevnih infekcija; prevencija respiratornih infekcija tijekom hladne sezone; prevencija proljeva uzrokovanog uzimanjem antibiotika; za korekciju probave hrane i poremećaja kretanja različitog podrijetla (pogreške u prehrani, promjene u prehrani, bolesti gastrointestinalnog trakta, poremećaji autonomnog živčanog sustava itd.). B.subtilis obično ne uzrokuje nuspojave. Ovaj probiotik odlikuje se visokim omjerom učinkovitosti i sigurnosti.

Ključne riječi: Bacillus subtilis, probiotik, mehanizmi djelovanja.

Izum se odnosi na biotehnologiju, veterinu i može se koristiti za dobivanje lijeka iz skupine probiotika. Bakterijski soj Bacillus subtilis BKM B-2287 izoliran je iz tla. Stanice su gram-pozitivne, ne formiraju kapsule, formiraju okrugle spore, tip disanja je aerobni. Hidrolizira glukozu, manitol, laktozu. Ne fermentira saharozu, inozitol, sorbitol, maltozu. Tijekom fermentacije ne stvara plin. Suzbija rast stafilokoka, E. coli, enterobakterija, citrobakterija, aeromonasa. Soja se koristi kao proizvodna soja za dobivanje probiotičkog pripravka koji su autori nazvali “Subtilis+”. Lijek normalizira aktivnost gastrointestinalnog trakta domaćih životinja, peradi i ribe; obećavajući u liječenju i prevenciji bakterijskih infekcija. 1 stol

Izum se odnosi na biotehnologiju i može se koristiti u mikrobiološkoj industriji za dobivanje probiotičkog pripravka koji se koristi u veterini za liječenje i prevenciju gastrointestinalnih bolesti životinja, peradi i riba.

Poznati soj Bacillus subtilis 534 je proizvođač probiotika "Sporobacterin", koji je namijenjen za prevenciju i liječenje gastrointestinalnog trakta i disbioze. SU 1708350, kl. A 61 K 35/66.

Nedostatak je kratak rok trajanja, jer... sadrži žive bakterije koje ne mogu dugo zadržati svoja svojstva, nisku čistoću lijeka, koji ima uzak opseg primjene - kao dodatak hrani za životinje. Soj je također osjetljiv na antibiotike s izuzetkom polimiksina, što ograničava opseg primjene lijeka.

Poznati soj Bacillus subtilis 3H (GISC br. 248), koji ima svojstvo otpornosti na antibiotike, koristi se za dobivanje probiotičkog pripravka "Bactisporin", koji se koristi zajedno s antibioticima za liječenje i prevenciju disbioze, enzimskog nedostatka probavnih organa, gnojne infekcije, alergije na hranu. RU 2067616 C1, klasa. A 61 K 35/74, 10.10.1996.

Poznati soj Bacillus subtilis TPAXC-KM-117 pokazuje inhibicijsku aktivnost protiv patogenih mikroorganizama i otporan je na više lijekova. Soj je otporan na tetraciklin, rifampicin, alenicilin, kloramfenikol i aprektomicin. Na njegovoj osnovi priprema se probiotik otporan na antibiotike za liječenje i prevenciju zaraznih bolesti tijekom istoimene antibiotske terapije (RU 2118364 C1, klasa C 12 N 1/20, 27.08.1988.).

Poznati soj Bacillus subtilis VKM B-2250 (RU br. 2184774, klasa A 61 K 35/74, 07/10/02), koji je osnova lijeka za veterinarske svrhe i ribarstvo.

Problem na koji je izum usmjeren je identificiranje novog učinkovitog soja proizvođača probiotika za veterinarske svrhe i ribarstvo.

Tehnički rezultat postignut primjenom izuma je povećanje učinkovitosti liječenja, povećanje probavljivosti hrane, produktivnosti i prirasta težine životinja, peradi, riba primjenom probiotičkog pripravka na temelju predloženog soja proizvođača, te stabilnost pripravak kada se čuva u širokom rasponu temperatura okoliša.

Soj Bacillus subtilis B-9 izoliran je iz tla i pohranjen u Sveruskoj zbirci mikroorganizama (IBFM nazvan po K. G. Skrjabinu) pod brojem VKM B-2287.

Bacillus subtilis soj VKM B-2287 može se čuvati u liofiliziranom stanju nekoliko godina ili na podlozi s agar podlogom na bazi mesno-peptonske juhe uz obaveznu potkulturu najmanje jednom u 2 mjeseca na istoj podlozi.

Karakteristike soja.

Kulturološke i morfološke karakteristike. Štapići. Veličina jednodnevne agar kulture je 3-5 mikrona. Stanice se boje po Gramu pozitivno, tvore okrugle, pojedinačne spore, sa središnjim promjerom manjim od promjera stanice. Kolonije na MPA su bijele i ne otpuštaju pigment u medij.

Fiziološki znakovi. Aerobna, optimalna temperatura rasta 37° C i pH 3,5-8,0. Rast je moguć u temperaturnom rasponu od 4-50° C. Odnos prema NaCl - rast u sadržaju do 3%.

Biokemijski znakovi. Razgrađuje glukozu, laktozu, manitol. Nefermentirajući ugljikovi spojevi: saharoza, inozitol, sorbitol, maltoza, laktoza. Reciklira citrat i acetat. Tijekom fermentacije ne stvara plin. Proizvodi oksidazu, katalazu.

Antagonistički znakovi. Bacillus subtilis soj BKM B-2287 inhibira rast stafilokoka, Proteusa, Klebsielle, Escherichie coli, Enterobacteriaceae, Citrobacteriaceae, Aeromonas i kvasnih gljivica.

Bacillus subtilis soj BKM B-2287 nije patogen za biljke, životinje, ribe i ljude.

Podaci u tablici 1. pokazuju antagonističku aktivnost testnih sojeva mikroorganizama (metoda odgođenog antagonizma).

Za uzgoj soja Bacillus subtilis BKM B-2287 koristi se tekuća hranjiva podloga koja sadrži hidrolizat kazeina - 5 cm 3 dm -3 (N aM = 300 mg%); ekstrakt kukuruza - 80 cm3 dm -3 (Nam = 290 mg%), MnSO45H2O - 0,250 g-dm -3; MgS047H20 - 0,300 g-dm-3; FeS047H20 - 0,015 g-dm-3; CaCl22H20 - 0,052 g-dm-3; NaCl - 11 000 g-dm -3, destilirana voda.

Prethodno osušena biomasa mikroorganizama sije se u epruvetu s bujonom. Kada se pojavi vidljiv rast, kolonije se potkulturiraju na mesnopeptonski agar u epruvetama.

Tipične kolonije se odabiru i subkulturiraju na tekući medij u bočicama. Nakon 22 sata, cjelokupna uzgojena masa se premjesti u bocu od 20 litara sa 10 litara hranjivog medija i kultivira se 26 sati na 37-39 ° C, dobivajući sjemenski materijal.

Hranjiva podloga na bazi hidrolizata kazeina stavi se u biološki reaktor, sterilizira 60 minuta na 1 atm, ohladi na 39°C i zasije sjemenom iz bočice u omjeru 1:9.

Tijekom aerobnog uzgoja, pH medija se održava unutar raspona (6,8-7,2) jedinica. pH, hranjenje medija s (10-15)% glukoze do konačne koncentracije od (0,1-0,2)%. Kada je biološka koncentracija prema BK (15-20) 10 9 stanica cm -3 i (8-10) 10 9 stanica cm -3 prema BKt, prestati dodavati glukozu dok se pH ne smanji na 4,0 i isključiti dovod zraka. . Zatim se grijanje reaktora isključi, medij se ohladi na (15-19) ° C. Dobivena ohlađena kultura se pumpa u spremnike ili pakira u bočice.

Navedenom metodom uzgoja dobiva se probiotski pripravak u obliku tekući oblik koji sadrži (80-95)% spora i živih vegetativnih stanica bakterija Bacillus subtilis soja VKM B-2287.

Predloženi probiotički pripravak je bezopasan i ne sadrži stranu mikrofloru. Neškodljivost je ispitana na bijelim miševima težine (18-20) g, kojima je oralno davan lijek u volumenu od 1,0 ml.

Lijek ima specifično djelovanje: broj stanica u jednoj dozi lijeka je (8-20)10 9 stanica cm -3, antagonističko djelovanje - zona inhibicije rasta ispitivanih mikroorganizama kreće se od 10 do 38 mm.

Stoga se predloženi soj Bacillus subtilis VKM B-2287 može koristiti kao proizvodni soj za dobivanje probiotika koji se preporučuje za prevenciju i liječenje gastrointestinalnih bolesti životinja, peradi i riba.

Izum je ilustriran primjerima.

Primjer 1. Ispitivanje predloženog probiotičkog pripravka na novorođenoj teladi i prasadi.

Učinkovitost lijeka na temelju predloženog soja Bacillus subtilis VKM B-2287 ispitana je na novorođenoj teladi i prasadi kojima je dijagnosticiran proljev, koji se pojavio u pozadini teške epizootske situacije na farmi. Kontrolne skupine teladi i prasadi držane su prema tehnologiji usvojenoj na farmi. Teladima i prasadi pokusnih skupina dodatno je davan lijek na bazi predloženog soja Bacillus subtilis BKM B-2287 oralno s malom količinom vode 20 minuta prije hranjenja u jednoj dozi po grlu od 15 ml za telad i 20 ml za prasad tri puta dnevno tri dana . Promatranja su pokazala da se u pokusnim skupinama jedan dan nakon primjene lijeka opće stanje svih životinja poboljšalo, proljev je prestao, a nakon još dva dana sve su životinje bile praktički zdrave. Stanje životinja u kontrolnim skupinama karakterizirano je nastavkom stanja proljeva, smrtnost teladi bila je 10%, a prasadi 22%.

Primjer 2. Dodavanje probiotičkog pripravka “Subtilis+” u hranu akvarijskih ribica.

Odrasle mlade zlatne ribice (oranda) hranjene su ekstrudiranom hranom s dodatkom probiotičkog pripravka “Subtilis+”. Količina krmne smjese bila je 10 kg, dodanog probiotika 1 ml. Broj riba u pokusnoj i kontrolnoj skupini bio je po 250 jedinki. Hranjenje je obavljeno 4-6 puta dnevno. Hrana se jela spremno. Stopa rasta mladih u pokusnoj skupini u odnosu na kontrolnu skupinu bila je 22%. Randman ribe u pokusnoj skupini iznosio je 98%, u kontrolnoj skupini 78%. Voda u akvarijima se nije pokvarila i nije bilo zamućenja.

Primjer 3. Sigurnost pilića u prvim tjednima.

Ispitivanja “Subtilisa+” provedena su na tovnim pilićima (5 peradarnika u pokusnoj i kontrolnoj skupini). Otpad pilića u kontrolnoj skupini koja nije primila probiotik iznosio je 4%, u pokusnoj skupini - 0,2%. U pokusnim skupinama pilići su intenzivnije dobivali na težini. Nakon prva tri dana Prosječna težina piletina u kontrolnoj skupini bila je 61 g, u eksperimentalnoj skupini - 70 g.

Provedena ispitivanja pokazala su učinkovitost lijeka „Subtilis+“, dobivenog na temelju predloženog soja Bacillus subtilis BKM B-2287.

ZAHTJEV

Bakterijski soj Bacillus subtilis BKM B-2287, korišten za dobivanje probiotičkog pripravka namijenjenog prevenciji i liječenju gastrointestinalnih bolesti životinja, peradi i riba.