Диссертация (1154512), страница 2
Текст из файла (страница 2)
Согласно канадскому патологу и эндокринологу Хансу СельеОАС характеризуется тремя фазами: фаза мобилизации, при которой происходитактивация симпатической нервной системы; фаза сопротивления, в ходе которойорганизм расходует свои ресурсы чтобы справиться с угрозой; и последняя фазаистощения наступает если организму не удаётся восстановить гомеостаз и вернутьуровень глюкозы и аминокислот в крови к прежнему уровню.Для лечения психических расстройств применяют:1-психотерапию2-Лекарства (анксиолитики - бензодиазепины, антидепрессанты - селективные5ингибиотры обратного захвата серотонина)Однако используемые лекарства игнорируют физиологические изменения вкишечной микробиоте, которые могут служить основной причиной развитияпатологии.
Важным этапом в изучении микробиоты стало ДНК секвенирование,особенно секвенирование нового поколения (NGS). Оно позволило изучитьмногообразие микробиоты т.к. большинство микроорганизмов в кишечникенекультивируемые. Микробиота выполняет различные функции в т.ч. влияет наразвитие и функционирование иммунной и нервной систем посредствомиммуномодулирующихвеществ-нейротрансмиттеров.Лактобациллыибифидобактерии – культивируемые и присутствуют в микробиоте постоянно, хотя внебольшом количестве (Cryan and Dinan, 2012).Данная работа посвящена изучению синтеза гамма-аминомасляной кислоты(ГАМК) у бактерий родов Lactobacillus и Bifidobacterium и их способности узнаватькатехоламины - гормоны организма хозяина, которые выбрасываются в большихколичествах в кровь и кишечник, в частности норадреналин во время стресса.ГАМК является универсальной молекулой, синтезируемой животными, растениямии бактериями (Ueno, 2000).
Катехоламины - это группа химических соединений,выполняющих роль посредников (медиаторов и нейрогормонов) в организмемлекопитающих.В ходе совместного существования высших эукариот имикроорганизмов у последних развились специфические системы для распознаниягормонов, которые служат для них сигналом о состоянии организма хозяина длястимуляции или ингибирования своего роста. Эти вопросы изучены для патогенныхмикроорганизмов; cинтез ГАМК бактериями родов Lactobacillus и Bifidobacterium,выделенными из организма людей, и их способность узнавать катехоламины,практически не охарактеризованы.
В настоящее время актуальной задачей являетсяразработка подходов к поиску психобиотиков – штаммов культивируемыхбактерий,преимущественнолактобациллибифидобактерий,оказывающих6благоприятный эффект на настроение и поведение людей и применимых в лечениинервных расстройств.Цель работыИзучение способности различных штаммов лактобацилл и бифидобактерийсинтезировать гамма-аминомасляную кислоту и реагировать на присутствиекатехоламинов и серотонина усилением роста и изменением экспрессии генов.Задачи1. Провести видовую идентификацию 32 штаммов лактобацилл, выделенных из трёхбиотопов людей-жителей центрального региона России.2. Охарактеризовать способность к синтезу ГАМК у штаммов лактобацилл ибифидобактерий, выделенных из организма людей - жителей центрального регионаРоссии3.
Охарактеризовать gad-гены, обусловливающие синтез ГАМК, у несколькихштаммов лактобацилл и бифидобактерий - перспективных пробиотиков, отобранныхпо способности синтезировать ГАМК и пробиотическим свойствам.4. Изучить влияние катехоламинов (дофамина, норадреналина, адреналина) исеротонина на рост штаммов лактобацилл и бифидобактерий, выделенных изорганизма людей - жителей центрального региона России.5. Для одного из отобранных штаммов – потенциального пробиотика - изучитьэкспрессию gad-генов, влияния норадреналина на транскрипционную активностьгенов и эффективность действия штамма на лабораторных животных.7Научная новизна работы1)Впервые проведено широкомасштабное исследование способности разлчиныхштаммов лактобацилл и бифидобактерий, выделенных из организма людей жителей центрального региона Российской Федерации, к синтезу ГАМК, и показано,что это свойство является видоспецифичным и присуще видам L.plantarum, L.brevis,B.angulatum, B.adolescentis и B.dentium.2)Впервые показано, что катехоламины и серотонин влияют на рост лактобацилли бифидобактерий; эффект является штаммоспецифичным и зависит от дозы.3)Впервые охарактеризованы гены, обусловливающие синтез ГАМК у штаммовL.plantarum, L.brevis, B.adolescentis и B.angulatum.4)Впервые показано, что норадреналин влияет на экспрессию генов.Практическая значимостьНастоящая работа предлагает новый ступенчатый метод отбора штаммов,обладающих терапевтическими свойствами, который может быть использован дляпоиска биологических лекарственных средств, направленных на лечении нервныхрасстройств.
Отобранные и изученные штаммы являются потенциальнымипсихобиотиками, которые могут войти в состав препарата для лечения депрессиипосле прохождения доклинических исследований.81. Обзор литературы1.1. Микробиота человека1.1.1Общая характеристика микробиоты человекаМикробиота человека - это совокупность микроорганизмов, населяющих еготело, поверхность и глубокие слои кожи человека, в т.ч. железы (Carbera et al. 2012).Она включает в себя бактерии (The Human Microbiome Project Consortium, 2012; Qinet al., 2012), грибы (Huffnagle et al., 2013; Findley et al. 2013), археи (Horz, 2015;Matarazzo et al., 2011), вирусы и батериофаги (Kim et al.
2011). Наиболеемногочисленными являются бактерии, вирусы и фаги (Lagier et al., 2012). Выделяютследующие типы микробиоты человека: микробиоты глаза, кожи, ротовой полости,здоровыхлегких,плаценты,материнскогомолока,кровиинаиболеемногочисленные микробиоты кишечника и вагинальной полости (табл.1).
Важнымипредставителями кишечной и вагинальной микробиот являются бактерий родовLactobacillus и Bifidobacterium, относящиеся к полезным симбионтам человека (см.раздел лактобациллы и бифидобактерии). Лактобациллы являются доминирующимродом вагинальной микробиоты.Совокупность геномов кишечных бактерийназывается микробиомом ЖКТ (Turnbaugh et al., 2007). Отмечено большоеразнообразие микробиомов между людьми, на уровне от типа до вида и штамма,даже для близнецов, и для разных участков тела одного человека.
Таксономическоеразнообразие микробиома невелико у детей, достигает максимума у взрослых иснижается у пожилых людей; оно снижается также при многих заболеваниях и прилечении антибиотиками. Микробиом представляет собой динамическую систему, вкоторой одни виды/штаммы появляются и исчезают, другие могут сохранятьсягодами. В то же время есть набор генов, свойственный всем индивидуумам.
Этигены соответствуют коровому микробиому, определяемому не на таксономическом,а на функциональном уровне. Коровый микробиом включает совокупность9метаболическихмодулейфункциональноеирегуляторныхпостоянствопутей,микробиомаспособныхдажеприподдерживатьизмененииеготаксономического состава (Lloyd-Price et al., 2016).Некоторые бактерии являются полезными симбионтами человека, хотябольшинство из них остаются малоизученными и об их роли мало известно (Soldenet al., 2016). Сообщества микроорганизмов, обитающие в нашем организме, меняютсвоё поведение при различных заболеваниях (Salazar, 2014).
Под "нормальнойфлорой" подразумевают микроорганизмы, не способные вызывать болезни иподдерживающие здоровье человека (Aagaard et al., 2013). Было подсчитано, чтомикробиота человека содержит до 35 000 видов бактерий (Frank et al., 2007).Таблица 1. Семейства и роды бактерий, преобладающие в разных биотопахорганизма человека (Lloyd-Price et al., 2016)КишечникВагинальная полостьКожаРотоваяполостьBacteroidaceaeClostridiaceaeLactobacillusGardnerellaPropionibacteriumStaphylococcusPrevotellaceaeMycoplasma/Ureaplasma CorynebacteriumStreptococcusRothiaNeisseriaEubacteriaceaeMoraxellaCandidaRuminococcaceaeMalasseziaVeillonellaBifidobacteriaceaeActinomycesLactobacillaceaeEnterobacteriaceaeSaccharomycetaceaeMethanobacteriaceae101.1.2Микробиота кишечника человека и её составНаибольшийинтересдляизученияпредставляетэкосистематолстогокишечника, так как она является наиболее значимой по количеству микроорганизмових разнообразию и по степени влияния на гомеостаз организма хозяина (Sender et al.,2016).Было охарактеризовано более 1000 видов бактерий, населяющих кишечникчеловека (Rajilic-Stojanovic et al., 2014).
Самыми многочисленными типами являютсяFirmicutes и Bacteroidetes. (Human Microbiome Project Consortium, 2012; Qin et al.,2010). Количество бактериальных клеток в кишечнике взрослого человекапревосходит количество эукариотических клеток в 10 раз и достигает 10 14 степень.Наука, изучающая набор генов всех микроорганизмов, находящихся в образцесреды называется метагеномикой (Tringe and Rubin, 2005). В мире было запущенонесколько масштабных проектов по изучению метагенома человека: проект“Микробиом человека” (Human Microbiome Project) – инициатива национальныхинститутов здравоохранения США, преследовавшая несколько целей, самымиглавными из которых являлись создание базы данных метагеномов, предварительнаяхарактеристика метагенома человека и изучение связи между изменениями в составемикробиома человека и заболеваниями.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
