Антимикробная активность пробиотика на основе бацилл

Вряду важнейших достижений современной биологии одно из главных мест занимает фундаментальное познание многих сторон взаимодействия организма человека и животных с населяющей их полости микрофлорой, создание и широкое внедрение в медицинскую и ветеринарную практику биопрепаратов из живых микробных культур – пробиотиков [1, 2].

Применение в медицине и ветеринарии препаратов на основе лакто- и бифидобактерий показало их профилактическую эффективность при дисбактериозах [3, 4].

В последние годы установлено, что в микробиоценозе пищеварительного тракта человека и животных чрезвычайно важны и некоторые экзогенные бактерии, например бактерии рода Bacillus, такие, как Bacillus subtilis и Bacillus licheniformis [5]. Эти бактерии характеризуются рядом преимуществ перед лакто- и бифидо бактериями, которые позволяют считать их перспективными в качестве основы пробиотиков с лечебным действием [6].

Во-первых, эти виды бацилл широко распространены в природе; являются безвредными для человека и животных; характеризуются высокой ферментативной активностью, что способствует регулированию и стимулированию пищеварения; индуцируют продукцию интерферона, оказывая противовирусное действие; являются устойчивыми к литическим и пищеварительным ферментам, ко многим антибиотикам; синтезируют различные бактериоцины, что обуславливает их антагонистическую активность в отношении широкого спектра патогенных и условно-патогенных микроорганизмов.

Во-вторых, бациллы технологичны в производстве, в приготовлении биологически активных добавок, лечебной пищи, комбикормов Антимикробная активность пробиотика на основе бацилл Шайбель А. Я.1, Минх Ш.2, Грязнева Т. Н.3, Руденко А. Н.3 1 ООО «Пробиотик-Плюс», г. Москва 2 MAGNAT VITAL UG, Tűbingen, Deutschland 3 ФГБОУ ВПО «Московская государственная академия ветеринарной медицины и биотехнологии им. К. И. Скрябина» © Группа авторов, 2013 УДК 619:614.48 (07) Контакты: е-mail: grjasneva@mail.ru. Пробиотик «ОЛИН» на основе культур штаммов Bacillus subtilis ВКПМ 10172 и Bacillus licheniformis ВКПМ 10135 обладает антагонистической активностью в отношении широкого спектра патогенных и условно-патогенных бактерий и грибов и является эффективным лечебно-профилактическим средством при кишечных инфекциях человека и животных. Ключевые слова: бациллы, микробиоценоз, кишечные инфекции, бактерицидное действие, антимикробная активность. The probiotik «OLIN» based on cultures of the Bacillus subtilis VKPM 10172 and Bacillus licheniformis VKPM 10135 cultures possesses antagonistic activity in regard to the wide spectrum of bacteria pathogenic and conditionalpathogenic and mushrooms and is an effective medical and prophylactic tool at the intestinal infections of man and animals. Keywords: bacilli, microbiocenosis, intestinal infections, bactericidal action, antimicrobial activity. № 1 (1) • 2013 47 и кормовых добавок, устойчивы к широкому диа пазону температур, экологически безопасны, препараты на их основе отличаются длительным сроком хранения.

Созданный совместными усилиями учёных Германии и России пробиотик «ОЛИН», на основе культур штаммов Bacillus subtilis ВКПМ 10172 и Bacillus licheniformis ВКПМ 10135, обладает бактерицидным действием в отношении эшерихий, сальмонелл, протеев, клебсиелл, цитробактеров, энтеробактеров, стафилококков, стрептококков, клостридий, псевдомонад, кандид, кокцидий (эймерий) и др. и является эффективным лечебно-профилактическим средством при дисбактериозах и кишечных инфекциях человека и животных, в т. ч. птиц.

Это связано в первую очередь с тем, что бактерии-компоненты «ОЛИНА» обладают фенотипической гетерогенностью – защищают от патогенной

микрофлоры все участки пищеварительного тракта, утилизируют ксилозу и пропионат, обладают протеолитической, амилолитической, аргининдигидролазной и антагонистической активностью, а также антибиотикорезистентностью к различным препаратам и др. (табл. 1).

На слизистой оболочке кишечника бациллыкомпоненты пробиотика «ОЛИН» образуют защитную биоплёнку (рис. 1).

При электронной микроскопии препаратов, приготовленных из 24-часовых смешанных культур тест-штаммов патогенных микроорганизмов и бактерий – компонентов пробиотика «ОЛИН»– было выявлено бактерицидное действие препарата, характеризующееся разрушением золотистого стафилококка, эшерихий, сальмонелл, клебсиелл и кандид, выделенных от больных животных.

Причём высокий уровень антагонистической активности проявляли оба штамма бацилл-компонентов пробиотика «ОЛИН» (рис. 2).

Для определения влияния пробиотика «ОЛИН» на рост и размножение основных пред ставителей полезной микрофлоры пищеварительного тракта животных – лакто- и бифидобактерий – эти микроорганизмы раздельно засевали сплошным газоном на плотные питательные среды и в центр чашки Петри на поверхность питательной среды наносили каплю суспензии «ОЛИН». Через 24 ч после культивирования при температуре 37 оC посевы просматривались в косо проходящем свете.

Было установлено, что вокруг зоны роста бацилл-компонентов пробиотика «ОЛИН» наблюдается вторичный рост лактобактерий и бифидобактерий в виде валика, представляющего собой слившиеся колонии, что свидетельствует о стимуляции размножения полезной кишечной микрофлоры пробиотиком «ОЛИН».

Для определения влияния биологически активных веществ, продуцируемых бациллами-компонентами пробиотика «ОЛИН», на энтеропатогенные бактерии было проведено культивирование изучаемых бацилл в мясопептонном бульоне в смеси с эшерихиями – непатогенной (E. coli 1257) и энтеротоксигенной (E. coli К88).

Для этого в пробирку вносили суточные бульонные культуры Bacillus subtilis ВКПМ 10172 и Bacillus licheniformis ВКПМ 10135 в соотношении 1:1 с концентрацией микробных клеток 108 в 1 мл суспензии. Затем вносили суточную бульонную культуру непатогенной или энтеротоксигенной E. coli в той же концентрации.

В контрольных пробах выращивали чистые культуры бацилл и эшерихий.

Через 2 ч культивирования при 37 оC были приготовлены нативные микропрепараты для изучения в электронном микроскопе высокого класса разрешения «J 100В».

Ранее нами было установлено, что бациллыкомпоненты «ОЛИН» продуцируют ферменты и бактериоцины, губительно действующие на патогенные энтеробактерии, продуцирующие энтеротоксины. Продукты метаболизма бациллкомпонентов пробиотика «ОЛИН» (ферменты и бактериоцины) образуют сложные комплексы с токсинами энтеропатогенных эшерихий, которые содержат в своём составе углеводы, белки, липополи- и мукополисахариды. Данный комплекс адсорбируется на поверхности энтеротоксигенных бактерий, т. к. обладает сродством к поверхности клеточной стенки патогенных микроорганизмов.

Бактериоцины бацилл-компонентов «ОЛИН» упаковываются внутрь нано- и липосом, образованных ферментами бацилл и токсинами патогенных эшерихий. После адсорбции наноструктурированного комплекса на поверхности энтеропатогенной E. coli, бактериоцины бацилл проникают внутрь патогенных эшерихий и лизируют их. Кроме того, данный комплекс препятствует пассивной диффузии и активному транспорту питательных веществ в патогенные микроорганизмы и вызывает их гибель (рис. 4).

На рис. 4 чётко виден комплекс из ферментов и бактериоцинов бацилл-компонентов пробиотика «ОЛИН» и энтеротоксинов патогенной E. coli, представляющий собой нано-липосомальные структуры, адсорбирующиеся на поверхности клеточной стенки энтеротоксигенной E. сoli.

Через 1 ч воздействия пробиотиком «ОЛИН» на энтеротоксигенные эшерихии, они лизировались.

В контрольной пробе, при отсутствии бацилл пробиотика «ОЛИН», энтеротоксигенные E. сoli бурно размножались и вырабатывали энтеротоксины.

В связи с тем, что полезные бактерии пищеварительного тракта не вырабатывают энтеротоксины, они не подпадают под антагонистическое действие пробиотика «ОЛИН».

Следовательно образование комплекса из ферментов и бактериоцинов бацилл-компонентов пробиотика «ОЛИН» и токсинов патогенных микроорганизмов обуславливает механизм избирательного антимикробного действия пробиотика «ОЛИН».

При этом пробиотик «ОЛИН» негативно воздействует только на патогенные и условно-патогенные микроорганизмы, не вызывая гибели или угнетения роста полезной микрофлоры человека и животных (лакто- и бифидобактерий, непатогенной кишечной палочки и др.).

Лечебно-профилактическая эффективность применения пробиотика «ОЛИН» при дисбактериозах человека составила 100 %, при кишечных инфекциях молодняка разных видов животных, в т. ч. птиц и рыб – 95 %, сохранность – 100 %.

На основании проведённых исследований было установлено, что антимикробная активность пробиотика «ОЛИН» при различных патологиях организма человека и животных обусловлена разносторонним действием препарата (табл. 2).

Таким образом, нами были определены основные направления использования пробиотика «ОЛИН» в медицине и ветеринарии:

• Профилактика и лечение диарейного синдрома.
• Профилактика инфекционных кишечных заболеваний.
• Восстановление кишечного биоценоза после антибиотикотерапии.
• Лечение гинекологических заболеваний.
• Использование в реабилитационный период при вирусных и бактерийных инфекциях.
• Восполнение дефицита нормальной кишечной микрофлоры.
• Восполнение дефицита аминокислот, витаминов, ферментов, перевариваемого протеина.
• Участие в пищеварении.
• Профилактика метрит-мастит-агалактийного синдрома.
• Повышение резистентности слизистых оболочек к инвазии простейшими и гельминтами.
• Повышение активности колострального иммунитета.
• Профилактика аутоиммунных патологий у новорождённых.
• Профилактика патологий печени пищевой, кормовой и лекарственной этиологии.
• Иммуно-, ферменто-, гормонокоррекция.
• Стимуляция выработки антител при вакцинации.
• Стимуляция молочной продуктивности у животных, повышение качества молока и молочных продуктов.
• Повышение жизнеспособности потомства, снижение риска рождения мертворождённых.
• Экономия корма.

Литература

• Бондаренко В. М., Воробьёв А. А. Дисбиозы и препараты с пробиотической функцией // Журн.микробиол., 2004, № 1. – С. 84–92.
• Воробьев А. А., Лыкова Е. А. Бактерии нормальной микрофлоры: биологические свойства и защитные функции // Журн. Микробиол.,1999, № 6. – С. 102–105.
• Данилевская Н. В., Кудинкин Р. С. Влияние пробиотика Лактобифадол на продуктивность поросят мясных пород на подсосе и доращивании // Ветеринария и кормление, 2005, № 3. – С. 16–17.
• Субботин В. В., Сидоров М. А. Профилактика желудочно-кишечных болезней новорождённых животных с симптомокомплексом диареи // Ветеринария, 2001, № 4. – С. 3–7.
• Грязнева Т. Н. Технология производства пробиотика Биод-5 и его применение в ветеринарии / Ветеринарные и медицинские аспекты зооантропонозов: Сб. науч. ст. – Покров: ВНИИВВиМ., 2003. – С. 609–614.
• Сорокулова И. Б. Влияние пробиотиков из бацилл на функциональную активность макрофагов // Антибиотики и химиотерапия, 1998, № 2. – С. 20–23.