Диссертация (Адаптивное значение для человека бактерий рода Lactobacillus и рода Bifidobacterium), страница 5

В 1986году, род Bifidobacterium включал 24 вида (Scardovi, 1986), в 2007 году - 29видов (рис.3), в 2010 - 31 вид (Lee & O'sullivan, 2010). На сегодняшний день(июль 2016 г.) в соответствии с современным перечнем названий прокариотсогласно номенклатуре (http://www.bacterio.net/bifidobacterium.html) известно56 видов бифидобактерий.23B. angulatum D8618282B. merycicum D8619266B. catenulatum AF43208296B. pseudocatenulatumD86187100B. dentium D86183B. adolescentisM5872965B. ruminantium D8619799B.

bifidum S83624B. scardovii AJ3070059994B. coryneforme M58733B. indicum D86188B. asteroides M58730B. boum D86190B. thermophilum U1015110099B. thermacidophilumAY148470B. psychroaerophilumAY174108B. minimum M587464B. breve AB00665892B. longum D86184B.

subtile D89378B. pullorum D86196100B. gallinarum D8619199 B. saeculare D89330B. magnum D86193B. gallicum D8618971B. cuniculi M5873489B. pseudolongum D86195B. animalis D8618595B. choerinumD86186Gardnerella vaginalisM58744Aeriscardovia aeriphilaAY174107Parascardovia denticolensD8933190Scardovia inopinataAB02908799Mobiluncus mulierisAJ427625100MolbiluncuscurtisiiAJ4276230.02Рисунок 3. Филогенетическое дерево, показывающее родство между видамисемейства Bifidobacteriaceae и построенное по гену 16S РНК. (Felis and Dellaglio,2007).241.2.4 Лактобациллы и бифидобактерии - пробиотики и психобиотикиО пользе бактерий для человека впервые стало известно благодаря книгерусского микробиолога Ильи Мечникова “продление жизни”, которая былаопубликована в 1907 году.

Он считал употребление болгарской молочнокислойпалочки – Lactobacillus delbrueckii subsq. Bulgaricus - способом борьбы состарением и самоотравленим организма человека. Примерно в это же времяфранцузскийврач-педиатрОнриТиссиепредложилиспользоватьбифидобактерии в лечении диареи у детей (Tissier, 1906). К этому открытиювернулись в 1965 году, когда впервые был использован термин “пробиотик”(Lilly et Stillwell, 1965) но в значении, отличном от нынешнего контекста; имобозначали “субстанцию, секретируемую одним организмом, способствующуюросту другого организма”. Затем под пробиотиками понимали “организмы исубстанции, способствующие микробному балансу кишечника” (Parker, 1974).Далее пробиотикам было дано иное определение: “живые микробные добавки,имеющие положительное воздействие на организм хозяина, опосредованноеулучшением микробного баланса” (Fuller, 1989).

Затем понятие пробиотикозначало “пищевые продукты, содержащие живые бактерии, полезные дляздоровья человека” (Salminen et al., 1998). В 2001 году Продовольственной иСельскохозяйственнойОрганизациейООНсовместносоВсемирнойОрганизацией Здравоохранения (ВОЗ) было сформулировано действующее посегодняшний день определение “пробиотики - это живые микроорганизмы,применение которых в адекватных количествах оказывает оздоровительныйэффект на организм человека”.Сегодня лактобациллы и бифидобактерии находятся в центре индустриипробиотиков и используются повсеместно.

Они обычно входят в составмолочных продкутов (йогрутов, кефиров, заквасок) а также представлены нарынке в виде БАДов и лекарственных средств (как жидких, так илиофилизированных и инкапсулированных). Пробиотики принимаются какздоровым населением для поддержания иммунитета и гомеостаза организма,25так и для лечения различных форм диареи (антибиотик - ассоциированнаядиарея, диарея туристов) (Guandalini, 2011), болезни воспалённого кишечника(Andresen and Baumgart, 2006), бактериальных вагинозов (Falagas, 2007),дисбиозов(McFarland,дерматит),ожирения,2014),аллергическихмочекаменнойболезнизаболеванийит.д.(атопическийКизвестнымпромышленным штаммам пробиотиков относятся такие лактобациллы ибифидобактерии как L.rhamnosus GG, L.rhamnosus GR-1, L.reuteri RC-14,L.casei DN114001, L.acidophilus LA-1, L.reuteri SD2112, L.plantarum 299v,L.casei Shirota, L.acidophilus LB, L.rhamnosus HN001, L.salivarius UCC118,L.acidophilus NCFM, L.fermentum VRI003, L.johnsonii Lj-1, L.paracasei F19,B.lactis Bb12, B.infantis 35624, B.breve Yakult, B.animalis DN 117-001, B.lactisHN019, B.longum BB536.В организме человека рассматриваемые пробиотические бактериивыполняют следующие функции (Quigley, 2011):путемассоциациисослизистойоболочкойкишечникаосуществляютфизиологическую защиту кишечного барьера от проникновения микробов итоксиноввовнутреннююсредуорганизма;обладаютвысокойантагонистической активностью по отношению к патогенным и условнопатогенным микроорганизмам (за счет выработки органических жирныхкислот, бактериоцинов, перекиси водорода); участвуют в утилизации пищевыхсубстратов и активизации пристеночного пищеварения;синтезируют аминокислоты и белки, витамин К, пантотеновую кислоту,витамины группы В: B1 — тиамин, B2 — рибофлавин, B3 — никотиновуюкислоту, В9 — фолиевую кислоту, витамин B6 - пиридоксин; способствуютусилению процессов всасывания через стенки кишечника ионов кальция,железа, витамина D; проявляют иммуномодулирующие свойства (как правило;увеличивают фагоцитоз и продукцию иммуноглобулина А; оказывают влияниенапродукциюцитокиновикластернуюдифференцировкуиммунокомпетентных клеток).26Совершенно новой сферой применения пробиотиков стали заболеваниянервной системы (Slyepchenko et al., 2014).

Пробиотики, способные облегчатьзаболевания нервной системы (депрессию, хроническую усталость, состояниевстревоженности), называются психобиотиками (Ganavel et al., 2015). Насегодняшний день, опубликованы десятки работ по изучению воздействияштаммов лактобацилл и бифидобактерий на нервную систему человека иживотных (табл.4). Для оценки этого воздействия на животных используютразличные поведенческие тесты, измеряют уровень моноаминов и ГАМКрецепторов в мозге, измеряют уровень гормонов стресса в крови (Bravo et al.,2011) и используют др.

методы. Исследования на людях-добровольцахпроводятся с использованем различных психотестов и шкал для оценкисостояния человека (Rao et al., 2009; Steenbergen et al., 2015).Основным путём воздействия штаммов-психобиотиков на организмхозяина являются энтеральная нервная система, блуждающий нерв иэндокринная система. Воздействие осущетсвляется посредством синтезанейротрансмиттеров, короткоцепочечных жирных кислот, антиоксидантов и др.Врезультатеворганизмехозяинаменяютсяуровеньметаболизманейротрасмиттеров, а мозге, активность определённых участков мозга иснижается уровень гормонов стресса в крови (Smith et al., 2013; Bravo et al.,2011; Li et al., 2012).27Таблица4.Потенциальныештаммы-психобиотикилактобациллибифидобактерий, для которых доказано влияние на нервную систему.штаммы лактобацилл ибифидобактерийСсылкиLactobacillus rhamnosus JB-1Bravo et al., 2011Lactobacillus plantarum C29Jeong et al., 2015Lactobacillus helveticus NS8Luo et al., 2014Ohl and et al., 2013Taverniti et al., 2012Lactobacillus helveticus R0052Lactobacillus casei ShirotaLactobacillus acidophilus NCFMLactobacillus acidophilus ATCC 4356Bifidobacterium longum NCC3001Rao et al., 2009Benton et al., 2007Rousseaux et al., 2007Garcia-Gutierrez et al., 2010Campana et al., 2012Bifidobacterium longum 1714Bercik et al., 2010Messaoudi et al., 2011Savignac et al., 2014Savignac et al., 2015Bifidobacterium animalis 01Shen et al., 2011Bifidobacterium infantis 35624Desbonnet et al., 2008Desbonnet et al., 2010Bifidobacterium longum R0175Bifidobacterium breve Bifidobacterium breve 1205Ren et al., 2015Li et al., 2004Savignac et al., 2014Savignac et al., 201528Актуальной задачей сегодня является разработка подходов к поиску иотбору штаммов-психобиотиков, так как способность модулировать поведениеи настроение организма хозяина присуща только отдельным штаммам.Штаммы-психобиотикинужнорассматриватькаквекторыдоставкинейроактивных соединений (Lyte, 2011).

Мы использовали в качестве критерияотбора таких штаммов способность синтезировать ГАМК и способностьусиливать рост в присутствии катехоламинов и серотонина.1.3 Гамма-аминомасляная кислота1.3.1 Общая характеристика свойств гамма-аминомасляной кислотыγ-Аминомасляная кислота (ГАМК; C4H9NO2) — аминокислота, невходящая в состав белков, важнейший тормозной нейромедиатор центральнойнервнойсистемычеловекаимлекопитающих.ГАМКобразуетсяизглютаминовой кислоты ферментом глутаматдекарбокслазой (GAD) в ходереакции необратимого альфа-декарбоксилирования L-глютаминовой кислоты,катализируемой кофактором пиридоксаль-5’-фосфатом (PLP).ГАМК синтезируется животными, растениями и микроорганизмами (Ueno,2000)1.3.2 ГАМК и её рецепторы в организме человекаГАМКсинтезируетсянейронамицентральнойнервнойсистемы,известными как ГАМКгергические.