Диссертация (Адаптивное значение для человека бактерий рода Lactobacillus и рода Bifidobacterium), страница 9

Концентрация норадреналина и дофаминав просвете кишечника беспатогенных мышей составили 48±7 и 132±19 нг/гсоответственно (Asano et al., 2012). На сегодняшний день не удаётсяразграничить вклад энтеральной системы и кишечной микробиоты в синтезкатехоламинов.Хотя влияние катехоламинов на метаболизм бактерий уже доказано,данные о наличии у бактерий адрено- и дофаминергических рецепторов,подобных тем, что обнаруживаются у эукариот, пока отсутствуют (Freestone,2013).

Двухкомпонентные сенсорные киназы являются потенциальнымирецепторами катехоламинов, так как у E.coli O157:H7 была показанаспособность системы QseС связывать норадреналин и адреналин (Clarke et al.,2006). Однако в работе (Pullinger et al., 2010 a,b) было показано, что нокаутсистемы QseС у E.coliO157:H7 не имел никаких последствий на способностьштамма к узнаванию норадреналина и адреналина. Система QseС связывается сдругим микробным метаболитом, именуемом автоиндуктор 3 (АИ-3), которыйявляется продуктом работы ключевого фермента в системе quorum sensing АИ2 и кодируемого геном luxS (Waters et al., 2005; Clarke et al., 2006; Walters et al.,2006).

Однако нокаут гена luxS также не сказывался на способности штаммаE.coli реагировать на норадреналин и адреналин усилением роста ивирулентности (Haigh et al., 2013). Эти исследования позволяют предположить,что существуют дополнительные бактериальные системы распознаваниякатехоламинов, отличные от системы Qsec у E.coli и независимые от АИ-2.Существуетвирулентностьиноймеханизмбактерий,действияоснованныйнакатехоламиновспособностинаростиадреналина,47норадреналина и дофамина функционировать в качестве энтеробактинподобного псевдо-сидерофора (Freestone et al., 2003; Sandrini et al., 2010).Катехоламиныспособнысвязыватьжелезо,превращаяегоизранеенедоступной для бактерий формы в комплексе с лактоферрином (ЛФ) итрансферрином (ТФ) в доступную (Freestone et al., 2000, 2002, 2003; Sandrini etal., 2010). При связывании катехоламинов с железом, находящимся в составеЛФ и ТФ, оно восстанавливает из трёхвалентной в двухвалентную форму,обладающую меньшей афинностью к ЛФ и ТФ (Lambert et al., 2005).

Такимобразом освобождённое железо бактерии получают с помощью имеющихся уних систем прямого захвата железа из внешней среды (Freestone et al. 2003;Sandrini et al., 2010). В работе (Sandrini et al., 2010) было показано на E.coli иSalmonella, что ТФ связывается со специальными внешними структурамиклетки, поринами (OmpA и OmpC), что облегчает отщепление железа и егодоставку в клетку катехоламинами. Итак, кровь является бактериостатическойсредой благодаря железосвязывающему трансферрину, содержащемуся в ней(Lambert et al., 2005).

Такой механизм ограничения свободного железа в кровиобеспечивает защиту организма от нежелательной деятельности патогенов(Ratledge and Dover, 2000).Данных о влиянии серотонина на метаболизм микроорганизмов немного. Вработе (Oleskin et al., 1998) было показано, что серотонин стимулирует рост иаггрегацию клеток Escherichia coli и Rhodospirillum rubum. Также серотонинстимулировал рост и формирование миксоспор у бактерий вида Polyangium.Серотонин стимулирует вирулентность и биоплёнкообразование у штаммаPseudomonas aeruginosa PAO-1, что было показано in vitro и in vivo. Серотонинучаствует в quorum sensing у штамма Pseudomonas aeruginosa PAO-1 через путьLasR (Knecht et al., 2016).Бактерии родов Lactobacillus и Bifidobacterium относятся к полезнымсимбионтам человека, чьё присутствие необходимо прежде всего длясдерживания роста патогенов и поддержания гомеостаза организма (Servin,2004).

Однако способность этих бактерий узнавать катехоламины, как это48делают патогенные бактерии, остаётся практически неизученной, так как почтивсе работы в этой сфере направлены на изучение патогенов ввиду ихзначимости для клинической практики (табл.7). Важно установить, какое местобактерии родов Lactobacillus и Bifidobacterium занимают в новой парадигме,сформулированной выше. Поскольку стресс индуцирует рост патогенов, тополезные бактерии также должны обладать соответствующим механизмами длясдерживания бурного роста патогенов (Bailey et al., 2011). Штаммылактобацилл и бифидобактерий, обладающие такими свойствами могут бытьчрезвычайно эффективными для сдерживания инфекционного процесса упациентов группы риска, например, оперируемых больных, у которых уровенькатехоламинов в крови крайне высок. На сегодняшний день была опубликованаодна работа, посвящённая изучению влияния норадреналина на рост рядаштаммов лактобацилл и бифидобактерий (Bailey et al., 2011).

В ней былопроверено 11 штаммов видов L.bulgaricus, L.casei, L.acidophilus, L.salivarius,L.plantarum,L.helveticus,B.anuimalis,B.bifidum,S.thermophilus.Из11проверенных штаммов, 2 штамма видов L.acidophilus и S.thermophilusреагировали на присутствие норадреналина усилением роста. Однако остаётсянеясным, насколько полученные результаты применимы к изученным штаммамили к виду в целом.

Также отсутствуют данные по влиянию другихкатехоламинов на рост штаммов лактобацилл и бифидобактерий и по влияниюкатехоламинов на экспрессию ключевых генов у них.49Таблица7.Видыбактерий,способныереагироватьнаприсутствиекатехоламинов усилением роста и вирулентности НА - норадреналин, А –адреналин, Доф - дофамин (Freestone et al., 2013).НАНАВлияниена рост++Влияниенассылкивирулентность+Kinney et al., 1999Freestone et al., 1999НА, А, Доф++anderson et al., 2006НАНАНАНА++++++Scheckelhoff et al., 2007Naresh et al., 2011Cogan et al., 2007Bailey et al., 2010НА+Freestone et al., 1999НА+Escherichia coliНА, А, Доф,+HafniaalveiHelicobacterpyloriKlebsiellaoxytoca, K.pneumoniaeListeriamonocytogenesMorganella morganiiMycoplasma hyopneumoniaeProteus mirabilisPseudomonas aeruginosaSalmonella enterica, SalmonellatyphimuriumShigella sonnei, S.

flexneriStaphylococcus aureusStaphylococcus epidermidis, S.capitis,S.saprophyticus,S.haemolyticus, S. hominisStreptococcus dysgalactiaeVibrioparahaemolyticus,V.mimicus, V. vulnificusXanthomonas maltophiliaYersinia enterocoliticaНАНАНАНА, А, ДофНАНАНАНА, А, Доф,++++++++Freestone et al., 1999Lyteet al., 1992; Freestone etal., 1999идр.Freestone et al., 1999Doherty et al., 2009Freestone et al., 1999Freestone et al., 1999 идр.Freestone et al., 1999O'Neal et al., 2008Lyte et al., 1992идр.Lyte et al., 1992идр.НА, А, Доф,++Lyte et al., 1992идр.НА,НА, Доф++НА, А, Доф,+НА+НА,А, Доф+НАНА, А, Доф++Виды бактерийКатехоламиныAeromonas hydrophilaAcinetobacter lwoffiiBordetellabronchiseptica,B.pertussisBorrelia burgdorferiBrachyspira pilosicoliCampylobacter jejuniCitrobacter freundii, C.rodentiumEnterobacteragglomerans,E.sakazakiiEnterococcus faecalis.

E.cloacae++Freestone et al., 1999Freestone et al., 2008+Freestone et al., 1999идр.Freestone et al., 1999+Makano et al., 2007идр.Freestone et al., 1999Lyte et al., 1992идр.50ГЛАВА 2. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ2.1 Микробиологические методы2.1.1 Штаммы бактерий, использованные в работеВ работе использованы штаммы лактобацилл и бифидобактерий,выделенные из слюны и фекалий и вагинальной полости здоровых людей,населяющих центральный регион Российской Федерации; 15 штаммовL.plantarum (3/1-57/1) выделили из организма жителей Казахстана.

Такжеиспользовали несколько типовых штаммов из коллекций DSM, ATCC, ГКНИ.ПодавляющеемикробиологиибольшинствоиштаммоввирусологиисбыликурсомвыделеныиммунологиинакафедревТверскомгосударственном медицинском университете.Таблица 8. Штаммы лактобацилл и бифидобактерий, использованные в работе.(ГКНИ - государственной коллекции микроорганизмов представителейнормальной микрофлоры человека ГКНИ МНИИЭМ им. Г.Н. Габричевского;ВКПМ – Всероссийская коллекция промышленных микроорганизмов.

)Название штаммаК9L46k36st29stК13191g50f -329sk32sk46sk75sk90sk119Источник выделенияИсточник полученияLactobacillus plantarumфекалиифекалиифекалиифекалиифекалииГБОУ ВПО Тверская ГМА МинздравафекалииРоссии г. Тверь, РоссияфекалииСодержимое кишечникаСодержимое кишечникаСодержимое кишечникаСодержимое кишечникаВКПМ no. В-12076;Содержимое кишечника(Yunes et al., 2015)ГБОУ ВПО Тверская ГМА МинздраваслюнаРоссии г.

Тверь, Россия106zvслюнаCS396фекалии8-РА-3Типовой штамм, влагалищеГБОУ ВПО Тверская ГМА МинздраваРоссии г. Тверь, РоссияГКНИ no. 120513/17/114/419/A38/142/243/243/343/443/546/950/252/156/157/147st52st15fLactobacillus plantarumфекалиифекалиифекалиифекалиифекалиифекалииГБОУ ВПО Тверская ГМА МинздравафекалииРоссии г. Тверь, РоссияфекалиифекалиифекалиифекалиифекалиифекалиифекалиифекалииLactobacillus brevisфекалииГБОУ ВПО Тверская ГМА МинздравафекалииРоссии г.

Тверь, РоссияфекалииLactobacillus fermentumслюнаслюна2pr11dst12sk11zv39zv57sk-1102sk103sk108 skU-21слюнаслюнасодержимое кишечникасодержимое кишечникасодержимое кишечникасодержимое кишечникафекалии291слюнаNB-22253277279309311322339347369439ГКНИ 5262gn7ds22gn26skГБОУ ВПО Тверская ГМА МинздраваРоссии г. Тверь, РоссияВКПМ no. В-12075ГБОУ ВПО Тверская ГМА МинздраваРоссии г. Тверь, Россия(Chaplin et al., 2015)влагалищеслюнаслюнафекалиислюнаГБОУ ВПО Тверская ГМА МинздравакишечникРоссии г.

Тверь, РоссиявлагалищефекалиивлагалищеслюнавлагалищеТиповой штамм, фекалииГКНИ no. 526Lactobacillus rhamnosusвлагалищеТверь, (Klimina et al., 2013)Слюна ребёнкаТверь, (Klimina et al., 2013)ВлагалищеТверь, (Klimina et al., 2013)Содержимое кишечникаТверь, (Klimina et al., 2013)5232kLactobacillus rhamnosusфекалии38k40fфекалиифекалии45d50zvфекалиислюна50f -2фекалии51Bвлагалище72zv80fслюнафекалии24слюна ребёнка7677116236237254308313316360385471236237254308316360421-2471313GGGR-117f42st48st51f131134385K3Sh24Тверь, ВКПМ no. В-11107;(Klimina et al., 2013)Тверь, (Klimina et al., 2013)Тверь, ВКПМ no. B-12236;(Klimina et al., 2013)Тверь, (Klimina et al., 2013)Тверь, (Klimina et al., 2013;Тверь, Krugel et al., 2015)ГБОУ ВПО Тверская ГМА МинздраваРоссии г.