Bacillus subtilis: hlavné vlastnosti, charakteristiky, znaky. „Subtilný“ senný bacil – Bacillus subtilis

Nie každý vie odpovedať, čo je Bacillus subtilis. Väčšina z nás však toto stvorenie veľmi dobre pozná. Každý, kto niekedy dvíhal čerstvo pokosenú trávu, videl pod ňou belavý povlak. Ide o baktériu Bacillus subtilis. Táto baktéria, ktorá je v prírode nezvyčajne bežná, bola pôvodne pestovaná na zhnitom sene. Preto to nazývame bacilové seno.

Mikrobiologický "model"

Rôzne odvetvia biológie majú svoje vlastné „modelové“ organizmy, ktoré sa stávajú hlavným predmetom štúdia a experimentovania. Napríklad v genetike bola takýmto organizmom ovocná muška Drosophila, v mikrobiológii prvokov - brvitosť a v bakteriológii - Bacillus subtilis.

Vďaka tejto baktérii bol dôkladne preštudovaný proces sporulácie a mechanizmus fungovania motorického motora bičíkových baktérií. Molekulárni biológovia boli medzi prvými, ktorí rozlúštili genóm tohto bacila.

Dnes sa Bacillus subtilis pestuje v podmienkach nulovej gravitácie a študuje sa jeho vplyv na genóm populácie. Vo vesmírnej biológii je ožarovaný kozmickým ultrafialovým žiarením a skúma sa jeho schopnosť prežiť v podmienkach podobných tým na Marse.

Stručný popis

Prvýkrát ho opísal v roku 1835 nemecký biológ Christian Gottfried Ehrenberg (1795-1876). Bacillus dobre rástol na extrakte sena, a preto dostal prvú časť svojho názvu. Vonkajšie sú to tyčinkovité baktérie, preto sa nazývajú tyčinky.

Sú to dosť veľké bacily (dĺžka do 0,008 mm, priemer 0,0006 mm), ktoré možno vidieť aj školským mikroskopom. Na povrchu bunkovej membrány Bacillus subtilis je veľa bičíkov.

Tieto mobilné baktérie sú aeróby (na zabezpečenie svojich životne dôležitých procesov potrebujú vzdušný kyslík). Ale niektoré kmene (umelo pestované geneticky homogénne skupiny) sa môžu stať fakultatívnymi anaeróbmi.

Optimálna teplota pre Bacillus subtilis sa pohybuje od 25 do 30 stupňov Celzia. Ale prežijú pri -5 a +150 stupňoch vďaka tvorbe spór.

Výživa a distribúcia

V prírode Bacillus subtilis žije v pôde, ale nachádza sa vo vode a prachu. Tieto mikroorganizmy sú súčasťou mikroflóry našich čriev a gastrointestinálneho traktu zvierat.

Sú to saprofytické baktérie, ktoré sa živia organickými úlomkami. Hlavným zdrojom energie sú pre nich polysacharidy na báze glukózy rastlinného (celulóza a škrob) a živočíšneho (glykogénového) pôvodu.

Produktmi metabolizmu Bacillus subtilis sú aminokyseliny, vitamíny, rôzne enzýmy a antibiotiká. Ľudia sa už dlho naučili využívať tieto vlastnosti baktérií pri svojej činnosti.

Vlastnosti biochémie

Medzi najdôležitejšie vlastnosti Bacillus subtilis patrí ich schopnosť zvyšovať kyslosť prostredia a produkovať antibiotiká.

Tieto bacily sú antagonistami kvasinkových húb, salmonely, améby proteus a úplavice, streptokokov a stafylokokov.

Senné bacily počas svojho života syntetizujú aminokyseliny, antibiotiká, enzýmy a imunoaktívne látky. Dnes sa kmene tohto bacila využívajú pri výrobe enzýmov, antibiotík, biologických produktov (posilňovače zápachu, prídavné látky v potravinách), insekticídy.

Ako pestovať kolóniu

V Petriho miskách vyzerajú kolónie týchto bacilov ako pokrčené placky s vlnitými okrajmi bielej alebo ružovkastej farby, suchou a zamatovou štruktúrou.

V laboratóriách sa kmene senného bacila pestujú na mäsovom peptónovom bujóne alebo agare, umelých médiách alebo na látke so zvyškami rastlinného organizmu.

Doma stačí obyčajné seno uvariť a nálev na 1-2 dni odložiť na teplé miesto. Na povrchu vodnej infúzie sa objaví film baktérií Bacillus subtilis. Všetky ostatné mikroorganizmy zomrú počas varu.

Podmienečne patogénne organizmy

Bacillus subtilis, ktorý je súčasťou mikroflóry žalúdočného traktu, podporuje rozklad komplexných polysacharidov (celulózy), rozkladá bielkoviny a pomáha potláčať patogénnu mikroflóru.

V otvorených ranách na ľudskom tele tieto baktérie vylučujú antibiotiká a enzýmy, ktoré ničia odumreté tkanivo. Už bolo dokázané, že tieto bacily majú negatívny vplyv na patogénne organizmy pri chirurgickej infekcii (salmonela, stafylokok, streptokok).

Sú však podmienene patogénne, pretože majú pre človeka tieto negatívne schopnosti:

• Môže spôsobiť alergie vo forme vyrážky.
• Viesť k otrave jedlom pri konzumácii pokazených potravín.
• Môže spôsobiť infekcie slizníc očí.

Bacillus a človek

Z hľadiska ľudského použitia sú baktérie zaujímavé v kontexte dvoch otázok:

• Ako nám môžu pomôcť?
• Ako nám môžu ublížiť?

Ľudská spolupráca s Bacillus subtilis začala veľmi dávno. Dnes mikrobiológovia vypestovali mnoho kmeňov tohto bacila s veľmi špecifickými vlastnosťami. Tento mikroorganizmus sa používa v rastlinnej výrobe, chove zvierat, výrobe lieky, spôsoby nakladania s odpadmi v rámci „zelenej“ ekonomiky.

Bacily v medicíne

Biochemické vlastnosti umožňujú široké využitie tohto organizmu pri výrobe liekov. Podľa farmakologických vlastností patrí Bacillus subtilis medzi:

• Antidiaroiká.
• Imunomodulátory.

Pri dysbióze čriev a pohlavného ústrojenstva sa predpisujú prípravky na báze Bacillus subtilis (Sporobacterin, Baktisubtil, Biosporin), v r. pooperačné obdobie s hnisavými komplikáciami.

Je však potrebné pamätať na kontraindikácie, z ktorých hlavnou je precitlivenosť alebo intolerancia na zložky lieku.

Tento mikroorganizmus je široko používaný v doplnkoch stravy.

Iné aplikácie

Pri pestovaní rastlín je najbežnejším liekom na báze Bacillus subtilis Fitosporín. Je účinný v boji proti hubovým a bakteriálnym ochoreniam kultúrnych rastlín. Okrem toho sa plody môžu jesť aj v deň, keď sú postriekané liekom.

V chove hospodárskych zvierat sa využíva schopnosť sena Bacillus fermentovať celulózu, čo prispieva k lepšiemu vstrebávaniu sacharidov zvieratami. Okrem toho sa antibakteriálne prípravky na báze tejto tyčinky široko používajú v chove zvierat, hydiny a chove rýb.

V priemyselnom meradle sa vyrábajú proteázy a amylázy - enzýmy Bacillus subtilis, ktoré sú súčasťou čistiace prostriedky, prípravky na úpravu a čistenie koží.

Existujú jednotlivé kmene, ktoré majú veľmi úzku špecializáciu. Používajú sa teda na prípravu japonského jedla natto na báze sójových bôbov.

Plány do budúcnosti

Bez baktérií nie je možný ani vývoj genetického inžinierstva. A Bacillus subtilis nie je posledný na zozname „modelov“ na vytváranie transgénnych organizmov.

O pomoci pri prieskume vesmíru sme už písali.

Dnes sa štúdium rozšírenia Bacillus subtilis v prírode aktívne rozvíja z hľadiska environmentálnej bezpečnosti. Už existujú práce na hodnotení stavu životného prostredia na základe korelácie rozšírenia tohto jedinečného mikroorganizmu v ekotope.

Medzi baktérie, ktoré sú v prírode rozšírené, patrí Bacillus subtilis. Prvýkrát bol opísaný v roku 1835. Toto bolo získané vďaka skutočnosti, že kultúra bola pôvodne izolovaná zo zhnitého sena. V laboratórnych podmienkach sa seno uvarilo vo vode v uzavretej nádobe a lúhovalo 2-3 dni. Potom sa v nádobe vytvorila kolónia požadovaných baktérií.

Štúdium

Vo vede existuje pojem „modelový organizmus“. Ide o rôzne druhy, ktoré sú vybrané na intenzívne štúdium určitých procesov alebo vlastností a vykonávanie vedeckých experimentov. Známym modelovým organizmom sú nálevníky, ktorých jeden zástupca, nálevník papučkový (Paramecium caudatum), je nám dobre známy zo školských hodín.

Medzi modelové organizmy patrí aj Bacillus subtilis. Vďaka nej bola dôkladne študovaná tvorba spór v baktériách. Je tiež modelom pre pochopenie mechanizmu bičíkov a výskumu v oblasti molekulárnej genetiky.

Uskutočnil sa experiment na pestovanie Bacillus subtilis v podmienkach blízkych stavu beztiaže, aby sa študovali zmeny v genóme populácie. Okrem toho sa tieto baktérie používajú na štúdium vplyvu kozmického ultrafialového žiarenia a schopnosti živých organizmov prispôsobiť sa mu. Na príklade bacilov sa skúma možnosť prežitia mikroorganizmov vo vesmíre a v podmienkach iných planét, najmä Marsu.

Stručný popis

Ako je jasne vidieť na fotografii, palica sena má rovný, predĺžený tvar s tupými zaoblenými koncami a zvyčajne je bezfarebná. Priemer baktérie je v priemere 0,6 µm (0,0006 mm), dĺžka sa pohybuje od 3 do 8 µm (0,003-0,008 mm). S takýmito rozmermi ho môžete preskúmať a odfotiť pomocou moderného školského mikroskopu. Bacily sú pohyblivé vďaka prítomnosti bičíkov. Rastú po celom povrchu bunky, ako je vidieť na fotografii.

Tieto baktérie, ktoré sú prevažne aeróbne, potrebujú na svoje fungovanie molekulárny kyslík. Aj keď niektoré kmene sú schopné prejsť na dýchanie bez kyslíka (fakultatívne anaeróby).

Baktéria tradične patrí medzi pôdne mikroorganizmy. Z pôdy sa dostáva na listy rastlín, ovocie a zeleninu. Ale nachádza sa aj vo vzduchom prenášanom prachu a vo vode. Je súčasťou normálna mikroflóračrevá zvierat a ľudí. Dobre sa vyvíja pri teplote +5°...+45°C, optimálny rozsah je 25-30°C.

Z dostupných fotografií si môžete overiť, že vyzerajú takto:

• na povrchu kvapalín je tenký film s belavým odtieňom;
• na hustých médiách – zamatový povlak s jemnými vráskami a zvlnenými okrajmi; môže byť bezfarebný, sivastý alebo ružový.

Reprodukcia a sporulácia

Bacillus subtilis, podobne ako iné baktérie, sa rozmnožuje jednoduchým pozdĺžnym delením bunky na polovicu. , vytvorené po takomto rozdelení, často zostávajú navzájom spojené tenkou niťou. Takéto vlákna sú na fotografii ľahko rozlíšiteľné.

Bunky, ktoré sa vyvíjajú zo spór a ich prví potomkovia, sú nepohyblivé. Schopnosť pohybu sa objavuje až v nasledujúcich generáciách.

Výživa

Niektoré mikróby, napríklad baktéria mliečneho kvasenia plantarum (Lactobacillus plantarum), inhibujú vývoj Bacillus subtilis. Senný bacil slúži ako potrava prvokom. Začiatok jedného z potravinových reťazcov teda vyzerá takto: bacil seno - nálevník - mäkkýš - ryba atď. až po osobu.

Metódy „lovu“ medzi prvokmi sa líšia. Napríklad v amébe (Amoeba) sa neustále tvoria a zanikajú výrastky vnútorného prostredia buniek (pseudoplodia alebo pseudopódia). S nimi obeť obklopí a vtiahne do klietky. A napríklad nálevník má bunkové ústa (cytostóm) na absorbovanie potravy. Na fotke je to viditeľné ako priehlbina na tele. Pomocou riasiniek, ktoré rastú vedľa neho a sú spojené do zložitých štruktúr, je voda vháňaná do úst spolu s baktériami, ktoré obsahuje. Nálevníky sa nachádzajú vďaka chemikáliám, ktoré vylučujú.

Patogenita

Podľa väčšiny klasifikácií sa Bacillus subtilis nepovažuje za patogénny pre ľudí a zvieratá. Pomáha pri trávení potravy, rozklade bielkovín a sacharidov, bojuje proti patogénnej mikroflóre čriev a kože.

Vedci zistili, že medzi baktériami nachádzajúcimi sa v ľudskej rane sú vždy prítomné bacily subtilis. Produkujú enzýmy, ktoré ničia odumreté tkanivo, antibiotiká inhibujúce patogénne mikróby a dokonca majú mierny antialergický účinok. Je dokázané, že tento bacil potláča rozvoj hlavných pôvodcov chirurgických infekcií.

Je však tiež poznamenané negatívny dopad táto baktéria:

• niekedy spôsobuje alergie, často vyjadrené ako vyrážka na ľudskom tele;
• niektoré kmene môžu spôsobiť otrava jedlom po zjedení jedla, ktoré bolo nimi pokazené;
• môže spôsobiť vážne infekcie ľudského oka.

Použitie

Bacillus subtilis je hlavnou aktívnou zložkou mnohých liekov. Používajú sa pri akútnych črevných infekciách u detí, pri črevnej dysbióze, v pooperačnom období na prevenciu hnisania atď.

Najčastejšie je základom liečiv kmeň Bacillus subtilis 534 (liek Sporobacterín) alebo z neho selektívne získaný kmeň Bacillus subtilis 3H (liek Bactisporin). Kmeň 31 sa využíva aj vo farmakológii, napríklad pri výrobe lieku Biosporin. Všetky tieto lieky sú antimikrobiálne. Ich hodnota je obzvlášť veľká v boji proti bakteriálnym infekciám, keď pacient z jedného alebo druhého dôvodu nemôže užívať antibiotiká.

Bacillus seno je tiež súčasťou mnohých doplnkov stravy. Napríklad gél Supradin Kinder, Vetom, Baktistatín a ďalšie.

Je základom mnohých prípravkov pre zvieratá. Ide o Bakterin-SL, Endosporin, Proteksin, Enterobacterin a ďalšie. Úspešne sa používajú v chove hospodárskych zvierat, hydiny a rýb na boj proti patogénnym baktériám, pásomniciam a na zlepšenie imunity.

Na pestovanie plodín existuje samostatná skupina liekov na báze Bacillus subtilis: Alirin-B, Gamair, Fitosporin a ďalšie. Ich hlavnou úlohou je chrániť rastliny pred chorobami spôsobenými baktériami a hubami. Nepochybnou výhodou je ich absolútna neškodnosť pre človeka pri požití spolu s ovocím.

Bacillus seno sa používa aj na fermentáciu ovsa a fazule. V Japonsku existuje tradičné jedlo nazývané natto, vyrobené z fermentovaných sójových bôbov. Na ich fermentáciu sa používa špeciálny kmeň palice - Bacillus natto. Výživové doplnky sa dokonca vyrábajú z extraktov natto a v USA na báze Bacillus natto, veterinárny liek Glogen-8.

Enzýmy produkované Bacillus subtilis sa priemyselne vyrábajú na štiepenie bielkovín (proteázy, amylázy). Proteáza je teda súčasťou domácich detergentov, ako aj výrobkov na čistenie koží od bielkovín a tuku počas ich úpravy.

Bacillus subtilis

Vedecká klasifikácia

Definícia: Baktérie.
Trieda: bacily.
Rodina: Bacilias.
Rod: bacil.
Druh: Bacillus subtilis, typ binomického názvu „bacillus subtilis“ schválený Ehrenbergom v roku 1835, potvrdený Kochom v roku 1872.

Bacillus subtilis je zástupcom grampozitívnych a katalázopozitívnych bacilov, ktoré sa zvyčajne nachádzajú v zemi. Na rozdiel od mnohých iných známych druhov bol historicky klasifikovaný ako obligátny aerób, hoci štúdia z roku 1998 zistila, že to nie je úplne správne.
Samotný názov „senová tyčinka“ pochádza zo skutočnosti, že ju možno ľahko a rýchlo zistiť z kyslého senného nálevu.
Samotná baktéria vyzerá ako priehľadný, rovný bacil s priemerom približne 0,7 mikrónu a dĺžkou 2 až 8 mikrónov. Samotná baktéria je schopná rozmnožovania fragmentáciou a tvorbou spór. Príležitostne zostávajú jednotlivé baktérie tohto druhu spojené tenkými vláknami.

Táto senná baktéria je populárna, pretože produkuje „antibiotické zlúčeniny“. A tiež známy pre vylučované pľúca organické kyseliny. Je považovaný za nepriateľa patogénnych a oportúnnych mikróbov, ako sú streptokoky, salmonely, pôdne proteusy, Staphylococcus aureus a obyčajný stafylokok a Candida. Produkuje enzýmy, ktoré odstraňujú bunkové steny mycélia, aby zničili hubové tkanivo; vyrába vitamínové komplexy, rastlinné aminokyseliny, imunitne aktívne faktory.

Všeobecný popis

Bacillus subtilis sa nepovažuje za patogénny ani toxický a nespôsobuje smrteľné choroby. Je prítomný všade – vo vzduchu, pôde, rastlinách a tiež v kompostovej hmote. Bacillus seno je jedným z hlavných mikroorganizmov prítomných v horných vrstvách pôdy.
Je však zaujímavé, že toto je hlavný biotop baktérií sena v žalúdkoch prežúvavcov a v tenkom čreve ľudí. Štúdia z roku 2009 o hustote spór nachádzajúcich sa v pôde (~ 106 spór na gram) a tých, ktoré sa nachádzajú v ľudských výkaloch (~ 104 spór) na gram. A ako vidíte, pôda jednoducho slúži ako akýsi rezervoár a črevá a žalúdky sú miestom, kde žije a rozmnožuje sa.

Bacillus subtilis ako poľnohospodársky a ochranný nástroj potláča patogény v pôde prostredníctvom kompetitívnej inhibície a vytvárania prírodných antibiotických zlúčenín. Senná baktéria produkuje množstvo prospešných zlúčenín a enzýmov, čo je najdôležitejšie, produkuje toxický prvok nazývaný subtilizín z triedy lipopeptidových antibiotík nazývaných "ituríny". "Iturins" má skutočnú fungicídnu aktivitu proti mnohým patogénom, ako je oidium, koreňová hniloba, pleseň, fuzárium, čierna pleseň, cievna bakterióza, hlienová hniloba, sivá pleseň, antraknóza, pleseň, Pseudomonas aeruginosa, bakteriálna rakovina, ako aj proti háďatká .

Bacillus subtilis

Antibiotikum izolované z tejto baktérie nemá konkurenciu s inými mikroorganizmami, pretože ich zabíja priamym zničením alebo znížením rýchlosti ich rastu. Senný bacil takto zaberá miesto na koreňoch rastlín a odchádza menšiu plochu na okupáciu patogénmi.
Senné bacily požierajú exsudáty symbiontov, čím pripravujú patogény o hlavný zdroj výživy, čím potláčajú ich schopnosť prežiť a rozmnožovať sa. A to vám umožňuje chrániť rastlinu pred patogénnymi mikroorganizmami.

Táto baktéria tiež produkuje prírodnú povrchovo aktívnu látku, ktorá má schopnosť biodegradovať ropné uhľovodíky.
Stimuluje tiež génovú expresiu prirodzených obranných mechanizmov v rastlinách a zvieratách.
A kmeň QST 713 (predávaný ako QST 713 alebo Serenade) sa používa ako prostriedok na biologickú kontrolu, ako fungicíd z prírody. Na základe tohto kmeňa tejto baktérie sa vyrába množstvo liekov, ktoré sú potrebné na ochranu zeleniny, bobúľ, ovocia a iných rastlín pred hubovými chorobami. V súčasnosti sú prípravky obsahujúce spóry tohto bacila považované za jeden z najúčinnejších biofungicídov.

• Savustjanenko A.V.

Kľúčové slová

Anotácia vedecký článok o medicíne a zdravotníctve, autor vedeckej práce - Savustyanenko A.V.

Baktéria B.subtilis je jedným z najsľubnejších probiotík skúmaných v posledných desaťročiach. Mechanizmy jeho probiotického pôsobenia sú spojené so syntézou antimikrobiálnych látok, zosilnením nešpecifických a špecifická imunita, stimuluje rast normálnej črevnej mikroflóry a uvoľňovanie tráviacich enzýmov. B.subtilis vylučuje ribozomálne syntetizované peptidy, neribozomálne syntetizované peptidy a nepeptidové látky s široký rozsah antimikrobiálna aktivita, pokrývajúca grampozitívne, gramnegatívne baktérie, vírusy a huby. Rezistencia na tieto antimikrobiálne látky je zriedkavá. Posilnenie nešpecifickej imunity je spojené s aktiváciou makrofágov a uvoľňovaním prozápalových cytokínov z nich, zvýšením bariérovej funkcie črevnej sliznice a uvoľňovaním vitamínov a aminokyselín (vrátane esenciálnych). Posilnenie špecifickej imunity sa prejavuje aktiváciou Ti B lymfocytov a uvoľňovaním imunoglobulínov z nich - IgG a IgA. B.subtilis stimuluje rast normálnej črevnej mikroflóry, najmä baktérií rodov Lactobacillus a Bifidobacterium. Probiotikum navyše zvyšuje diverzitu črevnej mikroflóry. Probiotikum uvoľňuje do črevného lúmenu všetky hlavné tráviace enzýmy: amylázy, lipázy, proteázy, pektinázy a celulázy. Okrem trávenia potravy tieto enzýmy ničia antinutričné ​​faktory a alergénne látky obsiahnuté v prichádzajúcej potrave. Uvedené mechanizmov pôsobenia odôvodniť použitie B.subtilis ako súčasť komplexnej terapie na boj proti črevným infekciám; prevencia respiračných infekcií počas chladnej sezóny; prevencia hnačky spojenej s antibiotikami; na nápravu porúch trávenia a podpory potravín rôzneho pôvodu (chyby v stravovaní, zmeny stravovania, ochorenia tráviaceho traktu, poruchy vegetatívneho nervového systému a pod.). B. subtilis zvyčajne nespôsobuje vedľajšie účinky. Toto probiotikum sa vyznačuje vysokým pomerom účinnosti a bezpečnosti.

Súvisiace témy vedecké práce o medicíne a zdravotníctve, autor vedeckej práce - Savustyanenko A.V.,

• Účinnosť pre- a probiotík pri korekcii črevnej mikrobiocenózy u pacientov po hemikolektómii

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

• Úloha črevnej mikrobioty pri vzniku obezity z vekového hľadiska

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

• Efektívnosť používania nových doplnkov probiotických enzýmov pri kŕmení teliat

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

• Črevná biocenóza u pacientov s kolorektálnym karcinómom

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

• Črevná dysbióza A ZÁPCHA U DETÍ

  2010 / Khavkin A. I.

Baktéria B.subtilis je jedným z najsľubnejších probiotík študovaných v posledných desaťročiach. Mechanizmy jeho probiotického pôsobenia sú spojené so syntézou antimikrobiálnych látok, zvýšením nešpecifickej a špecifickej imunity, stimuláciou rastu normálnej črevnej mikroflóry a uvoľňovaním tráviacich enzýmov. B.subtilis uvoľňuje ribozomálne syntetizované peptidy, neribozomálne syntetizované peptidy a nepeptidové látky so širokým spektrom antimikrobiálnej aktivity zahŕňajúce grampozitívne, gramnegatívne baktérie, vírusy a huby. Rezistencia na tieto antimikrobiálne látky je zriedkavá. Posilnenie nešpecifickej imunity je spojené s aktiváciou makrofágov a uvoľňovaním prozápalových cytokínov z nich, zvýšením bariérovej funkcie črevnej sliznice, uvoľňovaním vitamínov a aminokyselín (vrátane esenciálnych). Posilnenie špecifickej imunity sa prejavuje aktiváciou Tand B-lymfocytov a uvoľnením z nich imunoglobulínov - IgG a IgA. B.subtilis stimuluje rast normálnej črevnej flóry, najmä baktérií rodu Lactobacillus a Bifidobacterium. Okrem toho probiotiká zvyšujú diverzitu črevnej mikroflóry. Probiotikum vylučuje všetky hlavné tráviace enzýmy do črevného lúmenu: amylázy, lipázy, proteázy, pektinázy a celulázy. Okrem trávenia tieto enzýmy ničia antinutričné ​​faktory a alergénne látky obsiahnuté v jedle. Tieto mechanizmy účinku umožňujú rozumné použitie B. subtilis v kombinovanej terapii na liečbu črevných infekcií; prevencia respiračných infekcií počas chladnej sezóny; prevencia hnačky spojenej s antibiotikami; na nápravu porúch trávenia potravy a pohybových porúch rôzneho pôvodu (chyby v stravovaní, zmeny v stravovaní, choroby tráviaceho traktu, poruchy vegetatívneho nervového systému a pod.). B.subtilis zvyčajne nespôsobuje vedľajšie účinky. Toto probiotikum sa vyznačuje vysokým pomerom účinnosti a bezpečnosti.

Text vedeckej práce na tému „Mechanizmy účinku probiotík na báze Bacillus subtilis“

Na pomoc praktickému lekárovi

Na pomoc praktikovi

MDT 615.331:579.852.1

MECHANIZMY ÚČINKU PROBIOTÍK NA ZÁKLADE BACILLUS SUBTILIS

Obnoviť. Baktéria B.subtilis je jedným z najsľubnejších probiotík skúmaných v posledných desaťročiach. Mechanizmy jeho probiotického pôsobenia sú spojené so syntézou antimikrobiálnych látok, posilňovaním nešpecifickej a špecifickej imunity, stimuláciou rastu normálnej črevnej mikroflóry a uvoľňovaním tráviacich enzýmov. B. subtilis vylučuje ribozomálne syntetizované peptidy, neribozomálne syntetizované peptidy a nepeptidové látky so širokým spektrom antimikrobiálnej aktivity zahŕňajúce grampozitívne, gramnegatívne baktérie, vírusy a huby. Rezistencia na tieto antimikrobiálne látky sa vyskytuje zriedkavo. Posilnenie nešpecifickej imunity je spojené s aktiváciou makrofágov a uvoľňovaním prozápalových cytokínov z nich, zvýšením bariérovej funkcie črevnej sliznice, uvoľňovaním vitamínov a aminokyselín (vrátane esenciálnych). Posilnenie špecifickej imunity sa prejavuje aktiváciou T- a B-lymfocytov a uvoľňovaním imunoglobulínov z nich - IgG a IgA. B.subtilis stimuluje rast normálnej črevnej mikroflóry, najmä baktérií rodov Lactobacillus a Bifidobacterium. Probiotikum navyše zvyšuje diverzitu črevnej mikroflóry. Probiotikum uvoľňuje do črevného lúmenu všetky hlavné tráviace enzýmy: amylázy, lipázy, proteázy, pektinázy a celulázy. Okrem trávenia potravy tieto enzýmy ničia antinutričné ​​faktory a alergénne látky obsiahnuté v prichádzajúcej potrave. Uvedené mechanizmy účinku oprávňujú použitie B. subtilis ako súčasti komplexnej terapie na boj proti črevným infekciám; prevencia respiračných infekcií počas chladnej sezóny; prevencia hnačky spojenej s antibiotikami; na nápravu porúch trávenia a podpory potravín rôzneho pôvodu (chyby v stravovaní, zmeny stravovania, ochorenia tráviaceho traktu, poruchy vegetatívneho nervového systému a pod.). B. subtilis zvyčajne nespôsobuje vedľajšie účinky. Toto probiotikum sa vyznačuje vysokým pomerom účinnosti a bezpečnosti.

Kľúčové slová: Bacillus subtilis, probiotikum, mechanizmy účinku.

Probiotiká sú „živé mikroorganizmy, ktoré, ak sa podávajú v primeranom množstve, majú pozitívny vplyv na zdravie hostiteľa“. Zatiaľ čo používaniu niektorých z nich (Lactobacillus, Bifidobacterium) sa venuje veľká pozornosť, iné sa skúmajú nedávno a ich dôležité terapeutické účinky sa ukazujú až teraz. Jedným z probiotík je grampozitívny bacil Bacillus subtilis (B.subtilis).

Väčšina baktérií rodu Bacillus (vrátane B. subtilis) nie je pre človeka nebezpečná a je široko rozšírená v životnom prostredí. Nachádzajú sa v pôde, vode, vzduchu a potravinách (pšenica, iné obilniny, pečivo, sójové výrobky, celé mäso, surové a pasterizované mlieko). V dôsledku toho sa neustále dostávajú do gastrointestinálneho traktu a dýchacieho traktu, pričom tieto časti vysévajú. Počet bacilov v čreve môže dosiahnuť 107 CFU/g, čo je porovnateľné s počtom baktérií Lactobacillus. V tomto ohľade mnohí výskumníci považujú baktérie rodu Bacillus za jednu

z dominantných zložiek normálnej črevnej mikroflóry.

Terapeutické podávanie V. vilithv zároveň umožňuje použitie tohto mikroorganizmu ako probiotika štyrmi hlavnými spôsobmi: 1) na ochranu pred črevnými patogénmi; 2) z respiračných patogénov; 3) na odstránenie dysbiózy počas antibiotickej liečby; 4) na zlepšenie trávenia a podpory jedla. Zjednodušený diagram probiotickej aktivity B. bilid v patológii gastrointestinálneho traktu je uvedený na obr. 1.

Vo vedeckej práci posledných desaťročí sa teda dosiahol významný pokrok v objasňovaní spektra probiotickej aktivity V. vitilius, čo z tejto baktérie robí jedno z najatraktívnejších probiotík pre medicínske využitie. V tomto prehľade uvádzame údaje z relevantných experimentálnych a klinické skúšky, čo umožňuje získať dojem o terapeutickom potenciáli V.vilithv.

antimikrobiálne látky

Posilnenie nešpecifickej a špecifickej imunity

Uvoľnenie 1 tráviacich enzýmov

Obrázok 1. Zjednodušený diagram probiotickej aktivity B.subtIIIs v patológii gastrointestinálneho traktu (na základe obrázkov z)

Prežitie vegetatívnych buniek Blilithv v gastrointestinálnom trakte

Probiotiká na báze Nalibili sa zvyčajne užívajú perorálne vo forme spór alebo živých baktérií (vegetatívnych buniek). Prežitie spór v gastrointestinálnom trakte je nepochybné kvôli ich vysokej odolnosti voči rôznym fyzikálno-chemickým faktorom, najmä extrémnym hodnotám pH. Zároveň sa diskutovalo o tom, či sú živé baktérie schopné preniknúť za žalúdok a vykonávať probiotickú funkciu.

Situácia bola objasnená počas randomizovanej, dvojito zaslepenej, placebom kontrolovanej štúdie u zdravých dobrovoľníkov (n = 81, vek 18-50 rokov). Všetkým subjektom bolo predpísané perorálne užívanie živých baktérií Blybium v ​​dávke 0,1 109; 1,0 109 alebo 10 109 CFU/kapsula/deň alebo placebo počas 4 týždňov. Na konci štúdie sa vypočítal obsah živých baktérií v stolici. Získané hodnoty boli 1,1 ± 0,1 lc^10 CFU/g1 v skupine s placebom a 4,6 ± 0,1 CFU/g; 5,6 ± 0,1 k10 CFU/g; 6,4 ± 0,1 CFU/g pre tri zvyšujúce sa dávky Lylyshv. V dôsledku toho sa potvrdilo prežitie vegetatívnych buniek halithmia počas prechodu cez gastrointestinálny trakt. Okrem toho bol účinok závislý od dávky a výrazne prevyšoval účinok placeba (str< 0,0001) .

Podobnosť účinkov V.eulithv pri užívaní vo forme spór a vegetatívnych buniek

V citovanej literatúre sa väčšina experimentálnych a klinických štúdií Daibilis uskutočnila so zavedením spór týchto baktérií alebo ich vegetatívnych buniek. V tejto súvislosti vyvstáva otázka,

1 Jednotky tvoriace kolónie (CFU) sa číselne rovnajú počtu vegetatívnych buniek.

či by sa získané účinky a terapeutické výsledky mali posudzovať oddelene alebo či sa dajú kombinovať.

V mnohých štúdiách skúmajúcich baktérie rodu Bacillus sa preukázalo, že po perorálnom požití spór sa pozoruje ich klíčenie v gastrointestinálnom trakte do vegetatívnych buniek. Potom sa pozoruje opätovná transformácia na spóry (resporulácia). Tieto cykly sa niekoľkokrát opakujú. Nakoniec spóry s výkalmi končia vo vonkajšom prostredí. Podobne po perorálnom požití vegetatívnych buniek sa pozoruje ich sporulácia v gastrointestinálnom trakte. Cykly klíčenia a resorulácie sa niekoľkokrát opakujú predtým, ako sú eliminované z hostiteľa.

Či už sa teda probiotiká B. subtilis užívajú ako spóry alebo vegetatívne bunky, v tele príjemcu budú prítomné obe formy baktérie a pozorované účinky a terapeutický účinok budú pravdepodobne rovnaké. Táto skutočnosť si vyžaduje ďalšie potvrdenie v špeciálnych štúdiách.

Probiotické mechanizmy

aktivita B. subtilis

Syntéza antimikrobiálnych látok

Črevné infekcie sú spravidla spôsobené baktériami alebo vírusmi, menej často prvokmi. Podľa súčasných smerníc nie sú antibiotiká vo väčšine prípadov potrebné. Mala by sa udržiavať správna rehydratácia a hnačka sa vyrieši sama. V miernych aj ťažkých prípadoch črevných infekcií sa však lekár môže rozhodnúť zaradiť do terapie probiotiká na zvýšenie jej účinnosti.

Jednou z najsľubnejších baktérií v tomto smere je B. subtilis. Jedinečnosť baktérie spočíva v tom, že 4-5% jej genómu kóduje syntézu rôznych antimikrobiálnych látok. Podľa publikovaných prehľadov bolo do roku 2005 z rôznych kmeňov B. subtilis izolovaných asi 24 takýchto látok a do roku 2010 66 a tento zoznam sa neustále rozrastá. Väčšinu antimikrobiálnych látok predstavujú ribozomálne a neribozomálne syntetizované peptidy. Nepeptidové látky, ako sú polyketidy, aminocukry a fosfolipidy, sa nachádzajú v menšom množstve. Niektoré z antimikrobiálnych látok B.subtilis sú uvedené v tabuľke. 1. Je zrejmé, že aktivita mnohých z nich je namierená proti grampozitívnym baktériám. Okrem toho spektrum účinku pokrýva gramnegatívne baktérie, vírusy a huby. V dôsledku toho sú zahrnuté prakticky všetky patogény, ktoré môžu spôsobiť črevné infekcie.

Príkladom sú výsledky štúdie jedného z nových kmeňov B. subtilis VKPM B-16041 (DSM 24613). Vysoká antagonistická aktivita bola zistená proti St.aureus a C.albicans, stredná alebo nízka aktivita proti C.freundii, E.coli,

Tabuľka 1. Niektoré antimikrobiálne látky syntetizované a vylučované B. subtilis

Ribozomálne syntetizované peptidy Bakteriocíny: - lantibiotiká typu A - lantibiotiká typu B Subtilín Ericín S Mersacidin Pre 2 látky: tvorba pórov v cytoplazmatickej membráne Inhibícia syntézy bunkovej steny Gram-pozitívne baktérie Gram-pozitívne baktérie vrátane meticilín-rezistentných kmeňov Staphylococcus aureus a vankomycín-rezistentné kmene enterokokov

Neribozomálne syntetizované peptidy Lipopeptidy Surfaktín Bacilyzín Bacitracín Rozpúšťanie lipidových membrán Inhibícia glukózamínsyntázy podieľajúcej sa na syntéze nukleotidov, aminokyselín a koenzýmov, čo vedie k lýze mikrobiálnych buniek Inhibícia syntézy bunkovej steny Vírusy, Mycoplasma Staphylococcus albicans, Gravid - pozitívne baktérie

Nepeptidové látky Difficidín Porucha syntézy bielkovín Gram-pozitívne baktérie, gram-negatívne baktérie

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

Rôzne kmene B. subtilis vylučujú rôzne súbory antimikrobiálnych látok. V každom prípade je však rozsah pokrytia antagonizmu proti črevným patogénom dosť široký. Napríklad B. subtilis kmeň ATCC6633 vylučuje subtilín, čo je antibiotikum proti grampozitívnym baktériám. Ďalší kmeň, B. subtilis A1/3, nevylučuje subtilín. Ale vylučuje antibiotikum ericín S, ktoré má rovnaký mechanizmus účinku a spektrum aktivity ako subtilín. To znamená, že ktorýkoľvek z týchto kmeňov sa použije pri výrobe probiotika, bude pokryté spektrum grampozitívnych baktérií.

Antimikrobiálne peptidy vylučované B. subtilis ponúkajú obrovské výhody oproti tradičným antibiotikám. Faktom je, že sú blízke antimikrobiálnym peptidom vylučovaným v ľudskom tele a sú súčasťou jeho vrodenej imunity. Podobné látky boli identifikované vo veľkom počte tkanív a povrchov epitelu, vrátane kože, očí, uší, ústnej dutiny, čriev, imunitných, nervových a močového systému. Najznámejšie z nich sú defenzín, lyzozým, katelicidín, dermcidín, lektín, histatín atď. B.subtilis produkuje podobné látky, takže rezistencia na ne je zriedkavá a zvyčajne sa nevyskytujú žiadne vedľajšie účinky. Nedostatok rezistencie voči ľudským antimikrobiálnym peptidom a B.subtilis je spojený so skutočnosťou, že ich pôsobenie je často zamerané na tvorbu membránových pórov, čo vedie k smrti baktérií. Činnosť tradičných antibiotík je viac zameraná na metabolické enzýmy baktérií, čo uľahčuje vznik rezistencie.

Posilnenie nešpecifickej a špecifickej imunity

V.tbshk zvyšuje ochranu proti črevným a respiračným patogénom stimuláciou nešpecifickej a špecifickej imunity. Nešpecifická imunita je definovaná ako obranný systém, ktorý rovnako pôsobí proti širokému spektru mikroorganizmov. Špecifická imunita funguje na princípe „key to lock“ – na konkrétny patogén sa vytvárajú špeciálne bunky alebo protilátky. Za prvú fázu obrannej reakcie organizmu sa zvyčajne považuje nešpecifická imunita a za druhú fázu špecifická imunita.

Nešpecifická imunita

Najdôležitejšími bunkami zapojenými do nešpecifickej imunity sú makrofágy. Fagocytujú patogén a trávia ho. Antigény patogénov sú navyše zoradené na povrchu vlastných membrán tela – takzvaná prezentácia, ktorá je potrebná na spustenie druhej fázy obrannej reakcie organizmu.

Početné štúdie ukázali, že podávanie HbnI spôsobuje aktiváciu makrofágov. V aktivovaných makrofágoch je zvýšená syntéza a uvoľňovanie prozápalových cytokínov: tumor nekrotizujúci faktor a, interferón-γ (N-7), interleukín (Sh-1p, Sh-6, Sh-8, Sh-10, Sh- 12, makrofágový zápalový proteín- 2. V dôsledku toho sa vyvinie komplexná zápalová reakcia, zameraná na zničenie patogénu, napríklad 1KK-y aktivuje makrofágy a chráni bunky pred vírusovou infekciou stimuluje proliferáciu a diferenciáciu B-. lymfocyty zodpovedné za syntézu protilátok Sh-8 je silný chemotaktický a parakrinný mediátor pre neutrofily.

aktivované neutrofily hrajú dôležitú úlohu pri udržiavaní zápalu a oxidačného stresu. IL-12 reguluje rast, aktiváciu a diferenciáciu T lymfocytov.

Mechanizmy, ktorými B. subtilis aktivuje makrofágy, sa naďalej skúmajú. Jedna zo štúdií ukázala, že za to môžu probiotické exopolysacharidy.

Ďalšou dôležitou zložkou nešpecifickej imunity je bariérová funkcia epitelu. Epitelové tkanivá sa ako prvé stretávajú s útokom patogénov a priebeh ochorenia do značnej miery závisí od ich odolnosti.

Vedci zistili, že baktérie medzi sebou komunikujú v rámci rovnakého druhu a medzi rôznymi druhmi pomocou špeciálnej skupiny látok nazývaných molekuly snímajúce kvórum. Jedna takáto molekula, ktorú vylučuje B. subtilis, sa nazýva kompetenčný a sporulačný faktor (CSF). Prenos CSF do črevných epitelových buniek aktivuje kritické signálne dráhy potrebné na prežitie týchto buniek. V prvom rade ide o dráhu p38 MAP kinázy a dráhu proteínkinázy B/AI. Okrem toho CSF ​​indukuje syntézu proteínov tepelného šoku (Hsps), ktoré bránia rozvoju oxidačného stresu v epitelových bunkách. Oba tieto účinky – zlepšenie prežívania epitelových buniek a zníženie oxidačného stresu v nich – vedú k zvýšeniu bariérovej funkcie črevnej sliznice. Stáva sa menej zraniteľným voči patogénom.

K faktorom nešpecifickej imunity patrí aj obsah množstva metabolických látok, ktoré ovplyvňujú celkovú odolnosť organizmu voči infekciám.

Zistilo sa, že B.subtilis syntetizuje množstvo vitamínov, najmä tiamín (B1), pyridoxín (B6) a menachinón (K2). Rôzne kmene B. subtilis produkujú rôzne sady aminokyselín, z ktorých niektoré sú esenciálne, ako napríklad valín.

Špecifická imunita

Špecifická imunita je silnejší obranný systém, pretože je selektívne zameraná na konkrétny patogén. Rozlišuje bunkovú a humorálnu imunitu. Bunkovú imunitu zabezpečujú T lymfocyty, ktoré riadia ich boj proti vírusom. Humorálna imunita je spojená s fungovaním B lymfocytov, ktoré vylučujú protilátky (imunoglobulíny). V tomto prípade je boj zameraný proti baktériám.

Mnohé štúdie potvrdili schopnosť B. subtilis vyvolať aktiváciu a proliferáciu T a B lymfocytov. K tomu dochádza v periférnej krvi (oba typy buniek), ako aj v týmuse (T lymfocyty) a slezine (B lymfocyty). Vyššie bolo diskutované, že je to možné vďaka uvoľňovaniu cytokínov z makrofágov. Okrem toho bola zistená priama schopnosť stimulovať lymfocyty cez bunkové steny, peptidoglykány a teichoové kyseliny B. subtilis.

Obrázok 2. Probiotikum B. subtilis významne zvýšilo obsah IgA v slinách u starších pacientov.

Poznámka: probiotikum sa užívalo v 4 dávkach po 10 dní s 18-dňovými prestávkami medzi nimi. Údaje sú uvedené ku koncu štúdie (43) – po 4 mesiacoch.

Ш B.subtilis □ Placebo

a o GO o Q. L

Obrázok 3. Probiotikum B. subtilis významne zvýšilo obsah 1dA v stolica starší pacienti

Poznámka: probiotikum sa užívalo v 4 dávkach po 10 dní s 18-dňovými prestávkami medzi nimi. Údaje sú prezentované na začiatku štúdie (VI), 10 dní po prvom príjme probiotík (VI + 10 dní) a na konci štúdie (43) – o 4 mesiace neskôr.

Dôsledkom účinku na B lymfocyty je zvýšenie obsahu imunoglobulínov (IgG a 1&L) v krvnom sére a 1&L na povrchu slizníc. Jedna štúdia napríklad zistila zvýšenie obsahu 1&L vo výkaloch, čo charakterizuje zvýšenú imunitu proti črevným infekciám, ako aj v slinách, čo je dôležité pre zvýšenie ochrany pred akútnymi respiračnými infekciami (obr. 2, 3). Ako je známe, 1&L

je jednou z hlavných molekúl, ktoré chránia epitel pred vstupom patogénov zvonku.

Stimulácia rastu normálnej črevnej mikroflóry

Normálna mikroflóra zaberá rôzne časti črevnej trubice, počnúc od ústnej dutiny a končiac hrubým črevom. V ľudskom tele je asi 1014 takýchto baktérií, čo je 10-násobok počtu ľudských buniek. Celková metabolická aktivita baktérií prevyšuje metabolickú aktivitu našich buniek.

Počet bakteriálnych druhov, ktoré tvoria normálnu črevnú mikroflóru, bol stanovený dvoma spôsobmi. Staršia metóda založená na kultivácii baktérií zo vzoriek stolice identifikovala viac ako 500 druhov. Novšie metódy založené na analýze DNA ukazujú, že v skutočnosti existuje viac ako 1 000 takýchto druhov. Počet sa zvýšil, pretože normálna mikroflóra obsahuje baktérie, ktoré sa nedajú kultivovať bežným spôsobom.

Hlavné funkcie normálnej črevnej mikroflóry sú redukované na ochranu pred kolonizáciou a rastom patogénne mikróby, stimulácia nešpecifickej a špecifickej imunity, trávenie zložiek potravy. Ako je možné vidieť, tieto funkcie sa zhodujú s funkciami diskutovanými pre probiotikum B. subtilis v tomto prehľade.

V prípade črevných infekcií dochádza k nerovnováhe črevnej mikroflóry, pretože patogénne baktérie kompetitívne potláčajú aktivitu normálnych baktérií. Intestinálne infekcie sme spomenuli vyššie pri zvažovaní antimikrobiálnych látok izolovaných z B.subtilis. Okrem toho v priebehu antibiotickej liečby terapeutických a chirurgických ochorení dochádza k nerovnováhe. V tomto prípade nezáleží na spôsobe podania antibiotika - môže byť orálne alebo parenterálne. Výskyt hnačky súvisiacej s antibiotikami závisí od typu použitého antibiotika a pohybuje sa od 2 do 25%, menej často - až 44%. Antibiotikum potláča životne dôležitú aktivitu normálnej mikroflóry, čo vedie k rastu patogénnych baktérií.

Mnohé štúdie preukázali pozitívny vplyv B. subtilis na obsah normálnej črevnej mikroflóry. Probiotikum zvýšilo množstvo Lactobacillus a znížilo obsah Escherichia coli v črevách a stolici, zvýšilo hladinu Bifidobacterium a znížilo Alistipes spp., Clostridium spp., Roseospira spp., Betaproteobacterium v ​​stolici (obr. 4). V dôsledku toho zavedenie B. subtilis zmenilo pomer črevnej mikroflóry smerom k zvýšeniu počtu normálnych baktérií a zníženiu patogénnych kmeňov.

Mechanizmy tohto javu sa naďalej skúmajú. Doterajšie dôkazy naznačujú dve možnosti. Na jednej strane B.subtilis v dôsledku uvoľňovania antimikrobiálnych látok

Vplyv na obsah Lactobacillus

o sh nie (To S

Obrázok 4. Probiotikum B.subtilis v najvyššej podávanej dávke významne zvýšilo obsah Lactobacillus vo výkaloch prasiatok

potláča vývoj patogénnej mikroflóry, čo vytvára podmienky na vyplnenie uvoľnenej niky normálnymi baktériami. Tento mechanizmus nepriamo naznačujú výsledky štúdie, v ktorej bolo prasiatkam podávané antibiotikum neomycín sulfát. Tento liek je charakterizovaný inhibíciou rastu Escherichia coli, ale neovplyvňuje Lactobacillus. V dôsledku toho viedlo užívanie antibiotika k zníženiu obsahu Escherichia coli v stolici, no zároveň k zvýšeniu Lactobacillus. Tento jav je možný len vtedy, ak sa v dôsledku potlačenia patogénnych baktérií začne rozvíjať normálna črevná mikroflóra. To isté sa stane, keď B. subtilis uvoľní svoje antimikrobiálne látky.

Druhá možnosť súvisí s priamou stimuláciou normálnej črevnej mikroflóry B. subtilis, ako sú Lactobacillus a Bifidobacterium. Nasvedčujú tomu výsledky in vitro experimentov na tvorbu zmesových probiotík s obsahom B. subtilis a Lactobacillus. Zistilo sa, že životaschopnosť laktobacilov v takýchto kombináciách výrazne vzrástla. Výsledky jednej štúdie naznačujú, že to môže byť spôsobené uvoľňovaním katalázy a subtilizínu z B. subtilis.

Zaujímavá je ďalšia objavená okolnosť. Niektoré štúdie preukázali, že B. subtilis zvyšuje rozmanitosť normálnej črevnej mikroflóry. Predpokladá sa, že to má pozitívny vplyv na zdravie hostiteľa. Najmä B.subtilis zvýšil diverzitu črevnej mikroflóry vďaka baktériám ako Eubacterium coprostanoligenes, L.amylovorus, baktéria Lachnospiraceae, L.kitasatonis.

Kedysi sa dosť diskutovalo o tom, či probiotiká môžu poškodiť telo hostiteľa, čím sa zmenila zvyčajná mikroflóra, ktorá bola roky vybudovaná pre cudzie baktérie, umelo zavedené zvonku. Neskôr sa však zistilo, že akékoľvek probiotiká užívané na lekárske účely nezostávajú v gastrointestinálnom trakte ani po skončení kurzu

liečby sú z nej úplne odstránené. Pri B.subtilis je dôležité vziať do úvahy ešte jednu okolnosť. Táto baktéria sa síce neustále dostáva do tráviaceho traktu z pôdy, vody, vzduchu a potravy, no napriek tomu ju (na rozdiel od Lactobacillus a Bifidobacterium) nekolonizuje. B.subtilis je druh tranzitnej baktérie, ktorá sa neustále pohybuje dovnútra a von z tráviacej trubice. B.subtilis sa preto nemôže zakoreniť v črevách a zmeniť stabilné zloženie našej mikroflóry.

Zlepšené trávenie a pohyb potravy

Existuje veľké množstvo chorôb a stavov, ktoré vedú k narušeniu trávenia a pohybu potravy. Príkladom môžu byť chyby v stravovaní, zmeny v stravovaní, ochorenia tráviaceho traktu (cholecystitída, pankreatitída a pod.), poruchy autonómneho nervového systému (vedúce k funkčným poruchám) atď.

Probiotikum na báze B. subtilis môže podporiť trávenie a sekundárny pohyb potravy uvoľňovaním tráviacich enzýmov. Štúdie zistili, že tieto baktérie syntetizujú všetky skupiny enzýmov potrebné na úspešné štiepenie potravy: amylázy, lipázy, proteázy, pektinázy a celulázy. O vysokej aktivite týchto enzýmov svedčí skutočnosť, že B. subtilis sa používa v potravinárskom priemysle na enzymatické spracovanie vyrábaných produktov.

Jedlo obsahuje látky nazývané antinutričné ​​faktory. Tento názov dostali, pretože ich prítomnosť znižuje dostupnosť jednej alebo viacerých nutričných zložiek z konzumovanej potravy. Zistilo sa, že enzýmy B.subtilis ničia antinutričné ​​faktory, čím sa znižuje ich obsah v potravinách. Týkalo sa to najmä celkových fenolov, trieslovín a kofeínu. Tým sa zvyšuje dostupnosť zložiek potravy pre telo hostiteľa.

Krmivo obsahuje aj látky, ktoré môžu u niektorých citlivých jedincov vyvolať alergické reakcie. Enzýmy B.subtilis sú však schopné tieto látky zničiť, čím sa zníži alergénny potenciál potravy. Bola vykonaná štúdia, v ktorej boli zistené podobné probiotické účinky pre gliadín (nachádza sa v pšenici) a p-laktoglobulín (prítomný v kravskom mlieku).

Príklady klinických štúdií

V tejto časti sme sa nesnažili poskytnúť vyčerpávajúci prehľad všetkých dostupných klinických štúdií o B. subtilis. Skôr tam bola túžba klinické príklady potvrdiť fungovanie všetkých tých probiotických mechanizmov, ktoré boli opísané vyššie.

Črevné infekcie. Štúdia Gracheva et al. boli zaradení pacienti so salmonelou

Frekvencia hnačky súvisiacej s antibiotikami

o shno (H t S

30 25 20 15 10 5 0

Obrázok 5. Probiotikum B. ulcerus významne znížilo výskyt hnačky u ambulantných pacientov užívajúcich perorálne a intravenózne antibiotiká.

lez, otrava jedlom a úplavica. Jedna z vybraných skupín pacientov dostávala B.subtilis spolu s ďalším probiotikom (celkový počet - 2 109 živých mikrobiálnych buniek) 2-krát denne počas 4-10 dní. Na základe výsledkov štúdie bol objavený výrazný terapeutický účinok lieku, ktorý spočíval v zrýchlenej normalizácii stolice, vymiznutí bolesti brucha a redukcii črevnej dysbiózy.

Hnačka spojená s antibiotikami. V randomizovanej, dvojito zaslepenej, placebom kontrolovanej klinickej štúdii T.V. Horosheva a kol. Ambulantní pacienti vo veku > 45 rokov, ktorým bola predpísaná jedna alebo viac perorálnych resp intravenózne antibiotikum aspoň 5 dní. Jedna zo skupín pacientov (n = 90) dostávala probiotikum B. subtilis (2 109 živých mikrobiálnych buniek) 2-krát denne, počínajúc 1 deň pred začiatkom antibiotickej liečby a končiac 7 dní po vysadení antibiotík. V dôsledku toho sa zistilo, že v probiotickej skupine sa hnačka spojená s antibiotikami vyvinula len u 7,8 % (7/90) pacientov, zatiaľ čo v skupine s placebom to bolo 25,6 % (23/90) (p< 0,001) (рис. 5). Пробиотик достоверно снижал частоту появления тошноты, рвоты, метеоризма и абдоминальной боли.

Posilnenie trávenia a pohybu potravy. V štúdii Y.P. Liu a kol. Boli zaradení starší pacienti (74 ± 6 rokov) ambulantní a hospitalizovaní pacienti s funkčnou zápchou. Jedna z liečebných skupín (n = 31) dostávala živé mikrobiálne bunky B. subtilis počas 4 týždňov. Na konci štúdie sa zistilo, že probiotikum bolo účinné u 41,9 % (13/31) pacientov.

Infekcie dýchacích ciest. Táto indikácia sa môže zdať trochu nezvyčajná vzhľadom na to, že B. subtilis je probiotikum, ktoré pôsobí v gastrointestinálnom trakte. Pri zvažovaní mechanizmov probiotického pôsobenia baktérie sme však spomenuli, že jej schopnosť ovplyvňovať respiračné patogény je spojená so stimuláciou imunitného systému.

V roku 2015 Cochrane publikoval výsledky systematického prehľadu o používaní probiotík na prevenciu akútnych respiračných infekcií (ARI). Autori dospeli k záveru, že probiotiká boli pri znižovaní epizód ARI o 47 % účinnejšie ako placebo. Okrem toho probiotiká skrátili trvanie ARI o 1,89 dňa. Probiotiká môžu mierne znížiť frekvenciu užívania antibiotík a počet vymeškaných dní v škole. Vedľajšie účinky probiotiká boli minimálne a gastrointestinálne symptómy boli častejšie.

Bezpečnosť

Bezpečnosť B. subtilis bola testovaná v troch hlavných oblastiach: na prítomnosť patogénnych génov, rezistenciu na antibiotiká a presnosť mikrobiálnej identifikácie.

Patogénne gény. Prítomnosť takýchto génov je nebezpečná, pretože vedú k tvorbe toxínov a iných škodlivých látok, ktoré negatívne ovplyvňujú črevnú stenu a organizmus ako celok. Autori uvádzajú, že tieto gény sa v B. subtilis nenašli. Okrem toho kultivácia tohto probiotika in vitro s bunkami črevného epitelu a jeho podávanie in vivo širokému spektru živočíšnych druhov neviedlo k rozvoju škodlivých účinkov alebo vedľajších účinkov.

Antibiotická rezistencia. Tento parameter je nebezpečný, pretože ak má probiotikum gény, ktoré môžu spôsobiť rezistenciu na antibiotiká, potom sa môžu v konečnom dôsledku preniesť na patogénne baktérie, ktoré sa tiež stanú odolnými voči antibiotikám. Dobrou správou je, že pri testovaní v 3 štúdiách bolo probiotikum B. subtilis citlivé (nerezistentné) na všetky hlavné antibiotiká používané v medicíne. Preto B. subtilis nemôže prenášať rezistenciu na patogénne baktérie.

Presnosť mikrobiálnej identifikácie. V roku 2003 bola publikovaná štúdia dokazujúca, že 7 probiotík predávaných s obsahom B. subtilis v skutočnosti obsahovalo iné blízko príbuzné baktérie. Mikrobiológovia však uvádzajú, že dnes existujú všetky podmienky na spoľahlivú identifikáciu B.subtilis. Správne zloženie probiotika preto závisí od zodpovednosti výrobcu, ktorý ho vyrába.

Treba pripomenúť, že tak ako iné probiotiká, ani B.subtilis sa nepredpisuje pacientom s ťažkou imunodeficienciou (oslabenie organizmu po ťažkých infekciách, ožarovaní a chemoterapii, pacientom s HIV/AIDS a pod.) z dôvodu možnosti generalizácie infekcia a rozvoj sepsy.

Jedna publikácia uvádzala vlastnosti „dobrého“ probiotika. Autori zaradili okrem iného aj schopnosť baktérií poskytovať

pozitívny vplyv na hostiteľa, napríklad zvýšenie odolnosti voči chorobám. Probiotikum musí byť nepatogénne a netoxické. Musí byť schopný prežiť a vyvíjať sa v gastrointestinálnom trakte – to znamená byť odolný voči nízkym hodnotám pH a organickým kyselinám. Ako vyplýva z tohto prehľadu, všetky tieto vlastnosti sú vlastné probiotickej baktérii B.subtilis.

Podľa experimentálnych a klinických štúdií existuje celú sériu indikácie pri predpisovaní probiotika na báze B. subtilis je vhodné. V prvom rade je to zaradenie probiotika do komplexnej terapie črevných infekcií vrátane cestovateľských hnačiek, ako aj jeho použitie na prevenciu respiračných infekcií v chladnom období. Probiotikum bude užitočné počas cyklov orálnej alebo parenterálnej antibiotickej terapie na prevenciu hnačky spojenej s antibiotikami. Účel týchto baktérií bude dôležitý pri poruchách trávenia a pohybu potravín rôzneho pôvodu spojených s chybami v stravovaní, zmenami v stravovaní, ochoreniami tráviaceho traktu, poruchami vegetatívneho nervového systému a pod.

Probiotiká na báze B. subtilis sa vyznačujú vysokým pomerom účinnosti a bezpečnosti.

Referencie

1. FAO/WHO (2001) Zdravie a nutričné ​​vlastnosti probiotík v potravinách vrátane sušeného mlieka so živými baktériami kyseliny mliečnej. Správa o expertnej konzultácii Organizácie Spojených národov pre výživu a poľnohospodárstvo a Svetovej zdravotníckej organizácie/FAO/WHO. - 2001. - ftp://ftp.fao.org.

2. Sorokulová I. Moderný stav a perspektívy baktérií Bacillus ako probiotík // J. Prob. Zdravie. - 2013. - Zv. 1, č. 4. - Numb. z publ. 1000e106.

3. Olmos J., Paniagua-Michel J. Bacillus subtilis Potenciálna probiotická baktéria na prípravu funkčných krmív pre akvakultúru // J. Microb. Biochem. Technol. - 2014. - Zv. 6, č. 7. - S. 361-365.

4. Hodnotenie Bacillus subtilis R0179 na gastrointestinálnu životaschopnosť a celkovú pohodu: randomizovaná, dvojito zaslepená, placebom kontrolovaná štúdia u zdravých dospelých/Hanifi A., Culpepper T., Mai V. et. al. // Prínos. Mikróby. - 2015. - Zv. 6, č. 1. - S. 19-27.

5. Leser T.D., Knarreborg A., Worm J. Klíčenie a prerastanie spór Bacillus subtilis a Bacillus licheniformis v gastrointestinálnom trakte ošípaných // J. Appl. Microbiol. - 2008. - Zv. 104, č. 4. - S. 1025-1033.

6. Jadamus A., Vahjen W., Simon O. Rastové správanie probiotického kmeňa tvoriaceho spóry v gastrointestinálnom trakte brojlerových kurčiat a prasiatok // Arch. Tienernahr. - 2001. - Zv. 54, č. 1. - S. 1-17.

7. Osud a šírenie spór Bacillus subtilis v myšom modeli / Hoa T. T., Duc L. H., Isticato R. a kol. // Aplikovaná a environmentálna mikrobiológia. - 2001. - Zv. 67, č. 9. - S. 38193823.

8. Intestinálny životný cyklus Bacillus subtilis a blízkych príbuzných / Tam N.K.M., Uyen N.Q., Hong H.A. a kol. // Journal of Bacteriology. - 2006. - Zv. 188, č. 7. - S. 2692-2700.

9. Stein T. Antibiotiká Bacillus subtilis: štruktúry, syntézy a špecifické funkcie // Mol. Microbiol. - 2005. - Zv. 56, č. 4. - S. 845-857.

10. Produkcia antimikrobiálnych metabolitov pomocou Bacillus subtilis imobilizovaného v polyakrylamidovom géli/Awais M, Pervez, A., Yaqub Asim, Shah M.M. //Pakistan J. Zool. - 2010. - Zv. 42, č. 3. - S. 267-275.

11. Lelyak A.A., Shternshis M.V. Antagonistický potenciál sibírskych kmeňov Bacillus spp. vo vzťahu k patogénom chorôb zvierat a rastlín // Tomsk Bulletin štátna univerzita. Biológia. - 2014. - Číslo 1. - S. 42-55.

12. Antimikrobiálne zlúčeniny produkované Bacillus spp. and Applications in Food/ Baruzzi F., Quintieri L., Morea M., Ca-puto L. // Science against Microbial Pathogens: Communicating Current Research and Technology Advances (Vilas A.M., ed.). - Badajoz, Španielsko: Formatex, 2011. - S. 1102-1111.

13. Dva rôzne peptidy podobné lantibiotikám pochádzajú zo zhluku génov ericínu Bacillus subtilis A1/3 / Stein T., Borchert S., Conrad B. et al. // J. Bacteriol. - 2002. - Zv. 184, č. 6. - S. 1703-1711.

14. Wang G. Ľudské antimikrobiálne peptidy a proteíny // Pharmaceuticals. - 2014. - Zv. 7, č. 5. - S. 545-594.

15. Antimikrobiálne peptidy rodu Bacillus: nová éra pre antibiotiká / Sumi C.D., Yang B.W., Yeo I.C., Hahm Y.T. //Kan. J. Microbiol. - 2015. - Zv. 61, č. 2. - S. 93-103.

16. Účinky spór Bacillus subtilis B10 na životaschopnosť a biologické funkcie myších makrofágov/Huang Q., Xu X., Mao Y.L. a kol. //Anim. Sci. J. - 2013. - Sv. 84, č. 3. - S. 247-252.

17. Modulačné účinky Bacillus subtilis BS02 na životaschopnosť a imunitné reakcie myších makrofágov RAW 264.7 / Huang Q., Li Y.L., Xu X. et al. // Journal of Animal and Veterinary Advances. - 2012. - Zv. 11, č. 11. - S. 1934-1938.

18. Imunomodulačné účinky spór Bacillus subtilis (natto) B4 na myšacie makrofágy/Xu X, Huang Q., Mao Y. et al. // Microbiol. Immunol. - 2012. - Zv. 56, č. 12. - S. 817-824.

19. Priamo kŕmené mikrobiálne látky na báze Bacillus subtilis zosilňujú funkciu makrofágov u brojlerových kurčiat/Lee K.W., Li G., Lillehoj H.S. a kol. //Res. Vet. Sci. - 2011. - Zv. 91, č. 3. - P. e87-e91.

20. Ochrana pred črevným zápalom bakteriálnymi exopolysacharidmi / Jones S.E., Paynich M.L., Kearns D.B., Knight K.L. // J. Immunol. - 2014. - Zv. 192, č. 10. - S. 48134820.

Obr. // Bunkový hostiteľský mikrób. - 2007. - Zv. 1, č. 4. - S. 299-308.

22. Zhang Y., Begley T.P. Klonovanie, sekvenovanie a regulácia thiA, génu biosyntézy tiamínu z Bacillus subtilis // Gen. - 1997. - Zv. 198, č. - S. 73-82.

23. Kryštalická štruktúra tiamínfosfátsyntázy z Bacillus subtilis pri rozlíšení 1,25 A / Chiu H.J., Reddick J.J., Begley T.P., Ealick S.E. //Biochémia. - 1999. - Zv. 38, č. 20. - S. 6460-6470.

24. YaaD a yaaE sa podieľajú na biosyntéze vitamínu B6 v Bacillus subtilis / Sakai A., Kita M., Katsuragi T. et al. // J. Biosci. Bioeng. - 2002. - Zv. 93, č. 3. - S. 309-312.

25. Spôsob tvorby glykolaldehydu v Bacillus subtilis vo vzťahu k biosyntéze vitamínu B6/Sakai A., Katayama K., Katsuragi T., Tani Y // J. Biosci. Bioeng. - 2001. - Zv. 91, č. 2. - S. 147152.

26. Skúmanie 1-deoxy-D-xylulóza 5-fosfát syntázy a transketolázy Bacillus subtilis vo vzťahu k biosyntéze vitamínu B6 / Sakai A., Kinoshita N., Kita M. et al. // J. Nutr. Sci. Vitaminol. (Tokio). - 2003. - Zv. 49, č. 1. - S. 73-75.

27. Ikeda H., Doi Y. Faktor viažuci vitamín K2 vylučovaný z Bacillus subtilis // Eur. J. Biochem. - 1990. - Zv. 192, č. 1. -P. 219-224.

28. Štruktúra a reaktivita Bacillus subtilis MenD katalyzujúca prvý krok v biosyntéze menachinónu / Dawson A., Chen M, Fyfe P.K. a kol. // J. Mol. Biol. - 2010. - Zv. 401, č. 2. - S. 253-264.

29. Bentley R., Meganathan R. Biosyntéza vitamínu K (menachinón) v baktériách // Mikrobiologické prehľady. - 1982. - Sv. 46, č. 3. - S. 241-280.

30. Extracelulárne aminokyseliny aeróbnych spórotvorných baktérií / Smirnov V.V., Reznik S.R., Kudriavtsev V.A. a kol. // Mikrobiológia. - 1992. - Zv. 61, č. 5. - S. 865-872.

31. Chattopadhyay S.P., Banerjee A.K. Produkcia valínu pomocou Bacillus sp. // Z. Allg. microbiol. - 1978. - Sv. 18, č. 4. -P. 243-254.

32. Expresia aktivačných markerov na lymfocytoch periférnej krvi po orálnom podaní spór Bacillus subtilis / Caruso A., Flamminio G., Folghera S. et al. //Int. J. Immunophar-macol. - 1993. - Zv. 15, č. 2. - S. 87-92.

33. Imunostimulačná aktivita spór Bacillus / Huang J.M., La Ragione R.M., Nunez A., Cutting S.M. // FEMS Immunol. Med. Microbiol. - 2008. - Zv. 53, č. 2. - S. 195-203.

34. Sebastian A.P., Keerthi T.R. Imunomodulačný účinok probiotického kmeňa Bacillus subtilis MBTU PBBMI spór u myší Balb/C // International Journal of Engineering and Technical Research (IJETR). - 2014. - Zv. 2, č. 11. - S. 258-260.

35. R&S&nen L., Mustikkam&ki U.P., Arvilommi H. Polyklonálna odpoveď ľudských lymfocytov na bakteriálne bunkové steny, peptidoglykány a kyseliny teichoové // Imunológia. - 1982. - Sv. 46, č. 3. - S. 481-486.

36. Účinok Bacillus subtilis natto na rastovú výkonnosť kačíc pižmových / Sheng-Qiu T., Xiao-Ying D., Chun-Mei J. et al. //Rev. Bras. Cienc. Avic. - 2013. - Zv. 15, č. 3. - S. 191197.

37. Posúdenie probiotika na báze Bacillus subtilis a jeho endospór pri získavaní zdravých pľúc ošípaných / Ayala L., Bocourt R., Milian G. et al. // Cuban Journal of Agricultural Science. - 2012. - Zv. 46, č. 4. - S. 391-394.

38. Probiotický kmeň Bacillus subtilis CU1 stimuluje imunitný systém starších ľudí v období bežného infekčného ochorenia: randomizovaná, dvojito zaslepená placebom kontrolovaná štúdia / Lefevre M., Racedo S.M., Ripert G. et al. // Immun. Starnutie. - 2015. - Zv. 12. - Otupený. z publ. 24.

39. Eerola E., Ling W.H. Črevná mikroflóra // Encyklopédia systémov na podporu života (EOLSS); http://www.eolss.net.

40. Horosheva T. V., Vodyanoy V., Sorokulova I. Účinnosť probiotík Bacillus pri prevencii hnačky spojenej s antibiotikami: randomizovaná, dvojito zaslepená, placebom kontrolovaná klinická štúdia // JMM Case Reports. - 2014. - DOI: 10.1099/jmmcr.0.004036.

41. Jeong J.S., Kim I.H. Účinok spór Bacillus subtilis C-3102 ako probiotického doplnku krmiva na rast, emisie škodlivých plynov a črevnú mikroflóru u brojlerov // Poult. Sci. - 2014. - Zv. 93, č. 12. - S. 3097-3103.

42. Skríning kmeňov Bacillus ako potenciálnych probiotík a následné potvrdenie in vivo účinnosti Bacillus subtilis MA139 u ošípaných/Guo X., Li D., Lu W. et al. //Antonie Van Leeu-wenhoek. - 2006. - Zv. 90, č. 2. - S. 139-146.

43. Účinky Bacillus subtilis KN-42 na rastovú výkonnosť, hnačku a fekálnu bakteriálnu flóru odstavených prasiatok / Hu Y, Dun Y, Li S. et al. // Ázijsko-Austrálsky J. Anim. Sci. - 2014. - Zv. 27, č. 8. - S. 1131-1140.

44. Účinky Bacillus subtilis KD1 na črevnú flóru brojlerov / Wu B.Q., Zhang T., Guo L.Q., Lin J.F. //Poult. Sci. - 2011. - Zv. 90, č. 11. - S. 2493-2499.

45. Vplyv kŕmenia Bacillus subtilis natto na fermentáciu zadného čreva a mikrobiotu holsteinských dojníc / Song D.J., Kang H.Y., Wang J.Q. a kol. // Ázijsko-austrálsky časopis o zvieratách. - 2014. - Zv. 27, č. 4. - S. 495-502.

46. ​​​​Yang J.J., Niu C.C., Guo X.H. Modely zmiešanej kultúry na predpovedanie črevných mikrobiálnych interakcií medzi Escheri-chia coli a Lactobacillus v prítomnosti probiotika Bacillus subtilis//Benef. Mikróby. - 2015. - Zv. 6, č. 6. - S. 871877.

47. Zhang Y.R., Xiong H.R., Guo X.H. Zvýšená životaschopnosť Lactobacillus reuteri na produkciu probiotík v zmiešanej fermentácii v tuhom stave v prítomnosti Bacillus subtilis // Folia Microbiol. (Praha). - 2014. - Zv. 59, č. 1. - S. 31-36.

48. Zlepšený rast a životaschopnosť laktobacilov v prítomnosti Bacillus subtilis (natto), katalázy alebo subtilizínu / Hosoi T., Ametani A., Kiuchi K., Kaminogawa S. // Can. J. Microbiol. - 2000. - Zv. 46, č. 10. - S. 892-897.

49. Pomoc pacientom pri informovanej voľbe o probiotikách: potreba výskumu / Sharp R.R., Achkar J.-P., Brinich M.A., Farrell R.M. // Americký gastroenterologický časopis. - 2009. - Zv. 104, č. 4. - S. 809-813.

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

51. Chan K.Y., Au K.S. Štúdie o produkcii celulázy Bacillus subtilis//Antonie Van Leeuwenhoek. - 1987. - Sv. 53, č. 2. - S. 125-136.

52. Sharma A., Satyanarayana T. Mikrobiálne acidostabilné a-amylázy: Charakteristika, genetické inžinierstvo a aplikácie // Process Biochemistry. - 2013. - Zv. 48, č. 2. - S. 201211.

53. Guncheva M., Zhiryakova D. Katalytické vlastnosti a potenciálne aplikácie lipáz Bacillus // Journal of Molecular Catalysis B: Enzymatic. - 2011. - Zv. 68, č. 1. - S. 1-21.

54. Gupta R., Beg Q.K., Lorenz P. Bakteriálne alkalické proteázy: molekulárne prístupy a priemyselné aplikácie // Appl. Microbiol. Biotechnol. - 2002. - Zv. 59, č. 1. - S. 15-32.

55. Khan M., Nakkeeran E., Umesh-Kumar S. Potenciálna aplikácia pektinázy pri vývoji funkčných potravín // Annu. Rev. Food Sci. Technol. - 2013. - Zv. 4. - S. 21-34.

56. Biologické úpravy ovplyvňujú chemické zloženie kávovej dužiny/ Ulloa Rojas J.B., Verreth J.A., Amato S., Huisman E.A. // Bioresour. Technol. - 2003. - Zv. 89, č. 3. - S. 267-274.

57. Identifikácia proteolytických baktérií z thajských tradičných fermentovaných potravín a ich alergénne redukčné potenciály / Phrom-raksa P., Nagano H., Boonmars T., Kamboonruang C. // J. Food Sci. - 2008. - Zv. 73, č. 4. - P. M189-M195.

58. Pokhilenko V.D., Perelygin V.V. Probiotiká na báze spórotvorných baktérií a ich bezpečnosť // Chemická a biologická bezpečnosť. - 2007. - č. 2-3. - S. 32-33.

59. Liu Y.P., Liu X., Dong L. Laktulóza plus živý binárny Bacillus subtilis pri liečbe starších ľudí s funkčnou zápchou // Zhonghua Yi Xue Za Zhi. - 2012. - Zv. 92, č. 42. - S. 29612964.

60. Hao Q., Dong B.R., Wu T. Probiotiká na prevenciu akútnych infekcií horných dýchacích ciest // Cochrane Database of Systematic Reviews. - 2015. - Iz. 2. - čl. č.: CD006895.

61. Cartwright P. Bacillus subtilis-Identification & Safety // Probiotické novinky. - 2009. - č. 2. - www.protexin.com.

62. Stanovisko vedeckého výboru k žiadosti EFSA týkajúcej sa všeobecného prístupu k hodnoteniu bezpečnosti mikroorganizmov používaných EFSA v potravinách/krmivách a výrobe potravinárskych/kŕmnych doplnkových látok // EFSA Journal. - 2005. - Zv. 3, č. 6. - DOI: 10.2903/j.efsa.2005.226.

63. Sanders M.E., Morelli L., Tompkins T.A. Sporeformers ako ľudské probiotiká: Bacillus, SporoLactobacillus a BreviBacillus // Komplexné prehľady v potravinárstve a bezpečnosti potravín. - 2003. - Zv. 2, č. 3. - S. 101-110.

64. Chitra N. Bakterémia spojená s používaním probiotík v medicíne a stomatológii // International Journal of Innovative Research in Science, Engineering and Technology. - 2013. - Zv. 2, č. 12. - S. 7322-7325.

65. Fuller R. Probiotiká u ľudí a zvierat // J. Appl. Bacteriol. - 1989. - Sv. 66, č. 5. - str. 365-378.

Spracoval Ph.D. A.V. Savustjanenko ■

Savustjanenko A.V.

MEHASHMI DM PROBUTIYUV NA OCHOBi BACILLUS SUBTILIS

Obnoviť. Baktéria je jedným z najperspektívnejších probuyantov spomedzi zvyšných desaťtisíc. Mehashzmi 11 probyutichno! dc pov "yazash 1z so syntézou anti-grob enzýmov, posilnenie nešpecifických 1 špecifických 1 mush-tetu, stimulácia normálneho rastu! mikroflóry čreva a objavenie sa bylinných enzýmov. B. subtilis ribozomálne syntetizované peptidy, ne -ribozomálne syntetizované peptidy 1 nepeptidy 1 so širokou škálou produktov - timzhrobno aktívne, scho hoplyuye grampozitívne, gramnegatívne baktérie, v1rusi 1 gribi.

špecifická imunita voči pov "yazan s aktivačným macrofapv i vivshnennyam 1z im pro-vznietenie cytoishv, pshvishchennyam bar"erno! funkčnosť je slizká! membrány do čriev, vidshennyam vggamshv a amchokyseliny (vrátane non-semiš). Posilnenie špecifického imunitného systému sa prejavuje aktiváciou T-i B-lsh-focytov a blízkosťou zvyšných imunoglobulínov - IgG a IgA. B.subtilis je stimulovaný normálne! črevná mikroflóra, baktérie zokrema rodu 1b Lactobacillus a Bifidobacterium. Okrem toho má probytik širokú škálu črevnej mikroflóry. Probutik je prítomný v črevnom trakte a je založený na nasledujúcich enzýmoch: amshazy, lshazy, proteáza, pektín-

zi a celuláza. Okrem trávenia, enzým qi zničí aHraxap40Bi faktori i alergénne rechovini, sho mistatsya v sozhitiy izhi rob pripravovanie stagnácie B. subtilis na sklade komplexným spôsobom infekcie v chlade Je čas na osud prevencia anti-buytikasotsshovano"! diarei; na korekciu porushen

trávenie a vysúšanie tuku rôzneho pôvodu (chyby v stravovaní, príjme potravy, neduhy črevného traktu, poškodenie vegetatívneho! nervového systému nie sú typické vysoká účinnosť bezpečnosti).

Kľúčové slová: Bacillus subtilis, probytik, mechanizmy dp.

Savustjanenko A.V.

MECHANIZMY ÚČINKU PROBIOTÍK NA ZÁKLADE BACILLUS SUBTILIS

Zhrnutie. Baktéria B.subtilis je jedným z najsľubnejších probiotík skúmaných v posledných desaťročiach. Mechanizmy jeho probiotického pôsobenia sú spojené so syntézou antimikrobiálnych látok, zvýšením nešpecifickej a špecifickej imunity, stimuláciou rastu normálnej črevnej mikroflóry a uvoľňovaním tráviacich enzýmov. B.subtilis uvoľňuje ribozomálne syntetizované peptidy, neribozomálne syntetizované peptidy a nepeptidové látky so širokým spektrom antimikrobiálnej aktivity zahŕňajúce grampozitívne, gramnegatívne baktérie, vírusy a huby. Rezistencia na tieto antimikrobiálne látky je zriedkavá. Posilnenie nešpecifickej imunity je spojené s aktiváciou makrofágov a uvoľňovaním prozápalových cytokínov z nich, zvýšením bariérovej funkcie črevnej sliznice, uvoľňovaním vitamínov a aminokyselín (vrátane esenciálnych). Posilnenie špecifickej imunity sa prejavuje aktiváciou T- a B-lymfocytov a uvoľnením z nich imunoglobulínov - IgG a IgA. B.subtilis stimul-

spomaľuje rast normálnej črevnej flóry, najmä baktérií rodu Lactobacillus a Bifidobacterium. Okrem toho probiotiká zvyšujú diverzitu črevnej mikroflóry. Probiotikum vylučuje všetky hlavné tráviace enzýmy do lúmenu čreva: amylázy, lipázy, proteázy, pektinázy a celulázy. Okrem trávenia tieto enzýmy ničia antinutričné ​​faktory a alergénne látky obsiahnuté v jedle. Tieto mechanizmy účinku umožňujú rozumné použitie B. subtilis v kombinovanej terapii na liečbu črevných infekcií; prevencia respiračných infekcií počas chladnej sezóny; prevencia hnačky spojenej s antibiotikami; na nápravu porúch trávenia potravy a pohybových porúch rôzneho pôvodu (chyby v stravovaní, zmeny v stravovaní, choroby tráviaceho traktu, poruchy vegetatívneho nervového systému a pod.). B.subtilis zvyčajne nespôsobuje vedľajšie účinky. Toto probiotikum sa vyznačuje vysokým pomerom účinnosti a bezpečnosti.

Kľúčové slová: Bacillus subtilis, probiotikum, mechanizmy účinku.

Vynález sa týka biotechnológie, veterinárnej medicíny a možno ho použiť na získanie liečiva zo skupiny probiotík. Bakteriálny kmeň Bacillus subtilis BKM B-2287 bol izolovaný z pôdy. Bunky sú grampozitívne, netvoria kapsuly, tvoria okrúhle spóry, typ dýchania je aeróbny. Hydrolyzuje glukózu, manitol, laktózu. Nefermentuje sacharózu, inozitol, sorbitol, maltózu. Počas fermentácie nevytvára plyn. Potláča rast stafylokokov, E. coli, enterobaktérií, citrobaktérií, aeromonas. Kmeň sa používa ako produkčný kmeň na získanie probiotického prípravku, ktorý autori nazývajú „Subtilis+“. Liek normalizuje činnosť gastrointestinálneho traktu hospodárskych zvierat, hydiny a rýb; sľubné v liečbe a prevencii bakteriálnych infekcií. 1 stôl

Vynález sa týka biotechnológie a môže byť použitý v mikrobiologickom priemysle na získanie probiotického prípravku používaného vo veterinárnej medicíne pri liečbe a prevencii gastrointestinálnych ochorení zvierat, hydiny a rýb.

Známy kmeň Bacillus subtilis 534 je výrobcom probiotika „Sporobacterin“, ktoré je určené na prevenciu a liečbu gastrointestinálneho traktu a dysbiózy. SU 1708350, kl. A 61 K 35/66.

Nevýhodou je krátka trvanlivosť, pretože... obsahuje živé baktérie, ktoré si nedokážu dlhodobo zachovať svoje vlastnosti, nízka čistota lieku, ktorý má úzky rozsah použitia - ako kŕmna prísada pre zvieratá. Kmeň je citlivý aj na antibiotiká s výnimkou polymyxínu, ktorý obmedzuje rozsah použitia lieku.

Známy kmeň Bacillus subtilis 3H (GISC č. 248), ktorý má vlastnosť rezistencie na antibiotiká, sa používa na získanie probiotického prípravku „Bactisporin“, ktorý sa používa spolu s antibiotikami na liečbu a prevenciu dysbiózy, deficitu enzýmov tráviacich orgánov, hnisavé infekcie, potravinové alergie. RU 2067616 C1, trieda. A 61 K 35/74, 10.10.1996.

Známy kmeň Bacillus subtilis TPAXC-KM-117 vykazuje inhibičnú aktivitu proti patogénnym mikroorganizmom a je odolný voči viacerým liečivám. Kmeň je odolný voči tetracyklínu, rifampicínu, alenicilínu, chloramfenikolu a aprektomycínu. Na jej základe sa pripravuje probiotikum rezistentné na antibiotiká na liečbu a prevenciu infekčných ochorení pri rovnomennej antibiotickej terapii (RU 2118364 C1, trieda C 12 N 20. 8. 27. 1988).

Známy kmeň Bacillus subtilis VKM B-2250 (RU č. 2184774, trieda A 61 K 35/74, 07/10/02), ktorý je základom lieku na veterinárne účely a rybárstvo.

Problém, na ktorý je vynález zameraný, je identifikácia nového účinného kmeňa produkujúceho probiotické liečivo na veterinárne účely a rybolov.

Technickým výsledkom dosiahnutým realizáciou vynálezu je zvýšenie účinnosti liečby, zvýšenie stráviteľnosti krmiva, úžitkovosti a hmotnostného prírastku zvierat, hydiny, rýb použitím probiotického prípravku na báze navrhovaného kmeňa výrobcu, stability prípravku pri skladovaní v širokom rozsahu teplôt prostredia.

Kmeň Bacillus subtilis B-9 bol izolovaný z pôdy a uložený v All-Russian Collection of Microorganisms (IBFM pomenovaná po K. G. Skryabin) pod číslom VKM B-2287.

Bacillus subtilis kmeň VKM B-2287 možno skladovať v lyofilizovanom stave niekoľko rokov alebo na zásobách s agarovým médiom na báze mäsovo-peptónového bujónu s povinnou subkultúrou aspoň raz za 2 mesiace na rovnakom médiu.

Charakteristika kmeňa.

Kultúrna a morfologická charakteristika. Tyčinky. Veľkosť jednodňovej agarovej kultúry je 3-5 mikrónov. Bunky sa farbia Gram pozitívne, tvoria okrúhle, jednotlivé spóry s centrálnym priemerom menším ako je priemer bunky. Kolónie na MPA sú biele a neuvoľňujú pigment do média.

Fyziologické príznaky. Aeróbna, optimálna rastová teplota 37°C a pH 3,5-8,0. Rast je možný v teplotnom rozmedzí 4-50° C. Vzťah k NaCl - rast pri obsahu do 3%.

Biochemické znaky. Rozkladá glukózu, laktózu, manitol. Nefermentovateľné zlúčeniny uhlíka: sacharóza, inozitol, sorbitol, maltóza, laktóza. Recykluje citrát a acetát. Počas fermentácie nevytvára plyn. Produkuje oxidázu, katalázu.

Antagonistické znaky. Bacillus subtilis kmeň BKM B-2287 inhibuje rast stafylokokov, Proteus, Klebsiella, Escherichia coli, Enterobacteriaceae, Citrobacteriaceae, Aeromonas a kvasinkových húb.

Kmeň Bacillus subtilis BKM B-2287 nie je patogénny pre rastliny, zvieratá, ryby a ľudí.

Údaje v tabuľke 1 ukazujú antagonistickú aktivitu testovaných kmeňov mikroorganizmov (metóda oneskoreného antagonizmu).

Na kultiváciu kmeňa Bacillus subtilis BKM B-2287 sa používa tekuté živné médium obsahujúce kazeínový hydrolyzát - 5 cm3 dm-3 (N aM = 300 mg %); kukuričný extrakt - 80 cm3 dm-3 (N am = 290 mg %), MnS04 5H20 - 0,250 g-dm-3; MgS04.7H20 - 0,300 g-dm-3; FeS04.7H20 - 0,015 g-dm-3; CaCl2 2H20 - 0,052 g-dm-3; NaCl - 11 000 g-dm -3, destilovaná voda.

Predsušená biomasa mikroorganizmov sa vysieva do skúmavky s bujónom. Keď sa objaví viditeľný rast, kolónie sa subkultivujú na mäsovom peptónovom agare v skúmavkách.

Typické kolónie sa vyberú a subkultivujú sa na kvapalnom médiu vo fľaštičkách. Po 22 hodinách sa celá vyrastená hmota prenesie do 20-litrovej fľaše s 10 litrami živného média a kultivuje sa 26 hodín pri 37-39 °C, čím sa získa semenný materiál.

Živné médium na báze kazeínového hydrolyzátu sa umiestni do biologického reaktora, sterilizuje sa 60 minút pri 1 atm, ochladí sa na 39 °C a naočkuje sa semenom z fľaše v pomere 1:9.

Počas aeróbnej kultivácie sa pH média udržiava v rozmedzí (6,8-7,2) jednotiek. pH, privádzaním do média (10-15)% glukózy na konečnú koncentráciu (0,1-0,2)%. Pri dosiahnutí biologickej koncentrácie podľa BK (15-20) 10 9 buniek cm -3 a (8-10) 10 9 buniek cm -3 podľa BKt prestať pridávať glukózu, kým pH neklesne na 4,0 a vypnúť vzduch zásobovanie. Potom sa ohrev reaktora vypne, médium sa ochladí na (15-19) °C. Výsledná ochladená kultúra sa čerpá do nádob alebo balí do fľaštičiek.

Uvedeným spôsobom kultivácie sa získa probiotický prípravok vo forme tekutá forma obsahujúci (80-95) % spór a živých vegetatívnych buniek baktérií kmeňa Bacillus subtilis VKM B-2287.

Navrhovaný probiotický prípravok je zdravotne nezávadný a neobsahuje cudzorodú mikroflóru. Neškodnosť bola testovaná na bielych myšiach s hmotnosťou (18-20) g, ktorým bol liek podaný perorálne v objeme 1,0 ml.

Liečivo má špecifickú aktivitu: počet buniek v jednej dávke liečiva je (8-20)10 9 buniek cm -3, antagonistická aktivita - zóna inhibície rastu testovaných mikroorganizmov sa pohybuje od 10 do 38 mm.

Navrhovaný kmeň Bacillus subtilis VKM B-2287 sa teda môže použiť ako produkčný kmeň na získanie probiotického liečiva odporúčaného na prevenciu a liečbu gastrointestinálnych ochorení zvierat, hydiny a rýb.

Vynález je ilustrovaný príkladmi.

Príklad 1. Testovanie navrhovaného probiotického prípravku na novonarodených teľatách a prasiatkach.

Účinnosť lieku na báze navrhovaného kmeňa Bacillus subtilis VKM B-2287 bola testovaná na novonarodených teľatách a prasiatkach s diagnózou hnačky, ktorá sa vyskytla na pozadí ťažkej epizootickej situácie na farme. Kontrolné skupiny teliat a prasiatok boli chované podľa technológie prijatej na farme. Teľatám a prasiatkam z experimentálnych skupín sa navyše 20 minút pred kŕmením podával liek na báze navrhovaného kmeňa Bacillus subtilis BKM B-2287 perorálne s malým množstvom vody v jednej dávke 15 ml na hlavu pre teľatá a 20 ml pre prasiatka trikrát denne počas troch dní . Pozorovania ukázali, že v experimentálnych skupinách sa jeden deň po podaní lieku celkový stav všetkých zvierat zlepšil, hnačka ustala a po ďalších dvoch dňoch boli všetky zvieratá prakticky zdravé. Stav zvierat v kontrolných skupinách bol charakterizovaný pokračujúcim stavom hnačky úmrtnosť 10 % u teliat a 22 % u prasiatok.

Príklad 2. Pridanie probiotického prípravku „Subtilis+“ do potravy akváriových rýb.

Odrastené mláďatá zlatej rybky (oranda) boli kŕmené extrudovaným krmivom s prídavkom probiotického prípravku „Subtilis+“. Množstvo krmiva bolo 10 kg, pridané probiotikum bolo 1 ml. Počet rýb v experimentálnej a kontrolnej skupine bol 250 jedincov. Kŕmenie sa vykonáva 4-6 krát denne. Jedlo sa zjedlo pohotovo. Rýchlosť rastu mláďat v experimentálnej skupine v porovnaní s kontrolnou skupinou bola 22 %. Úrodnosť rýb v pokusnej skupine bola 98 %, v kontrolnej skupine 78 %. Voda v akváriách sa nezhoršila a nebol ani zákal.

Príklad 3. Bezpečnosť kurčiat v prvých týždňoch.

Testy „Subtilis+“ boli vykonané na brojlerových kurčatách (5 hydinární v experimentálnej a kontrolnej skupine). Odpad kurčiat v kontrolnej skupine, ktorá nedostala probiotikum, bol 4%, v experimentálnej skupine - 0,2%. V pokusných skupinách kurčatá intenzívnejšie priberali. Po prvých troch dňoch priemerná hmotnosť kurča v kontrolnej skupine bolo 61 g, v experimentálnej skupine - 70 g.

Vykonané testy preukázali účinnosť lieku „Subtilis+“, získaného na základe navrhovaného kmeňa Bacillus subtilis BKM B-2287.

VZOREC PODĽA VYNÁLEZU

Bakteriálny kmeň Bacillus subtilis BKM B-2287, používaný na získanie probiotického prípravku určeného na prevenciu a liečbu gastrointestinálnych ochorení zvierat, hydiny a rýb.