Использование пробиотического препарата «Биоконкурент» для профилактики микотоксикозов

УДК 619:616.992.28Вм

Использование пробиотического препарата «Биоконкурент» для профилактики микотоксикозов

А.А.Грекова, с.н. с., А.Н.Мальцев,к.б.н.

А.И.Зарытовский, к.б.н.

Данные последних лет убедительно продемонстрировали, что в процессе детоксикации различных соединений, попадающих извне или образующихся в пищеварительном тракте, наряду с печенью большое участие принимает микрофлора желудочно-кишечного тракта. Процессы детоксикации с участием микрофлоры идут по пути микробной биотрансформации химических соединений в нетоксические конечные продукты или в соединения, более легко и быстро разрушающиеся в печени или экскретирующиеся с калом из организма. Микрофлора кишечника представляет собой сложный комплекс аэробных и анаэробных бактерий, взаимно влияющих друг на друга и на весь организм. Она выполняет ряд жизненно важных функций: синтез витаминов, аминокислот, ферментов, гормонов, ацетилхолина. Ферменты микрофлоры участвуют в расщеплении пищевых веществ и в детоксикации чужеродных соединений. Продукты жизнедеятельности бактерий оказывают положительное влияние на вегетативную нервную систему, а также стимулируют иммунную систему. В условиях нормально функционирующего кишечника они способны подавлять и уничтожать различные патогенные микробы [17].

В последние годы большое внимание уделяется разработке и созданию принципиально новых препаратов, получивших название «пробиотики», - это препараты на основе живых микроорганизмов, оказывающие при естественном способе введения благоприятное действие на гомеостаз посредством нормализации баланса микрофлоры в кишечнике. Наиболее изученными пробиотиками являются молочно-кислые бактерии, особенно Lactobacillus sp. и Bifidobacterium sp. Кроме того, в качестве пробиотиков используются и другие микроорганизмы: Escherichia coli, Streptococcus sp., Enterococcus sp., Bacteroides sp., Bacillus sp., Propionibacterium sp. Некоторые препараты пробиотиков содержат смеси бактериальных штаммов [12, 18].

Показано, что позитивные эффекты пробиотических микроорганизмов - прежде всего молочно-кислых бактерий и бифидобактерий - связаны с их способностью поддерживать и восстанавливать нормальный баланс кишечной микрофлоры, с их стимулирующим действием на иммунную систему и способностью синтезировать витамины, ферменты и другие регуляторные факторы [17, 10]. Благоприятный эффект пробиотиков проявляется в повышении устойчивости организма к воздействию потенциально вредных микроорганизмов и токсичных соединений [5, 6, 14]. Пробиотики способствуют нормализации повышенной или пониженной секреции

соляной кислоты в желудке. Они повышают эффективность усвоения ряда микронутриентов, таких как кальций, цинк, железо, марганец, медь и фосфор [2]. Пробиотики способствуют снижению уровня холестерина в крови, снижают проявления печеночной энцефалопатии [9, 14], в том числе путем повышения в крови уровня гамма-интерферона, обладают антиаллергическим действием [1 1]. Пробиотики обладают антиканцерогенной активностью. Показано, что молочно-кислые бактерии подавляют канцерогенез в толстом кишечнике мышей, индуцированный 1,2-диметилгидразином, а также ингибируют рост опухолей в печени и молочной железе крыс [14]. Обнаружено, что пробиотики ингибируют кишечные бактериальные ферменты, способствующие активации канцерогенов [11, 19]. Таким образом, лактобациллы являются значимым фактором детоксикации чужеродных веществ посредством детерминирования микробного состава пищеварительного тракта. В основе их клинической эффективности лежит продукция антибиотических веществ, подавляющих рост микроорганизмов - молочной кислоты, этилового спирта и лизоцима [2]. Наряду с этим молочно-кислые бактерии способны изменять активность ряда микробных ферментов, таких как глюкуронидаза, глюкозидаза, нитроредуктаза, уреаза [13, 15], что также влияет на метаболизм и выведение токсинов из организма. Еще около 20 лет назад было показано, что Lactobacillus acidophilus снижали активность

глюкуронидазы. Этот факт был подтвержден более поздними исследованиями, которые показали, что Lactobacillus GG снижали активность глюкуронидазы и нитроредуктазы в кишечнике [16]. У безмикробных крыс было отмечено снижение активности глюкозидазы и глюкуронидазы, индуцированное L. acidophilus. Такой эффект, однако, не вызывали бифидобактерии Bifidobacterium adolescentis [7].

Работа проводилась на лабораторных животных (морские свинки) весом 400 ± 50 граммов. Животные были разделены на 2 группы, по 8 голов в каждой группе. Экспериментальным животным (1 группы) задавался корм (пшеница), пораженный следующими видами

микотоксинов: содержание Т-2 токсина составляет 1,04 мг/кг корма, дезоксиниваленона - 0,05 мг/кг, зеараленона - 0,2 мг/кг, фумонизина -

0,15 мг/кг, охратоксина -0,37 мг/кг. Зерно вводили в рацион на

протяжении всего эксперимента -1,5 месяца. Зерно задавалось без

ограничения. В остальном рацион соответствовал нормам кормления морских свинок.

Животные 2-й экспериментальной группы в течение первых 2-х недель получали корм, пораженный микотоксинами. После появления симптомов микотоксикоза им в рацион включили «Биоконкурент». «Биоконкурент» смешивали с кормом, пораженным микотоксинами. Смесь давали животным 1 раз в день в течение 30 дней.

После окончания эксперимента у животных была взята кровь из правого предсердия для проведения биохимических и гематологических исследований.

Общий белок определяли в сыворотке крови с помощью рефрактометра ИРФ-452 Б2М (Россия); соотношение белковых фракций определяли спектрофотометрически турбод и метрическим методом.

Содержание а-токоферола и ретинола определяли методом жидкостной хроматографии на хроматографе «Милихром 4» (Россия), содержание аспартатаминотрансфераы (АСТ),

аланинаминотрансферазы (АЛТ), холестерина, общих липидов, глюкозы, липопротеидов низкой плотности (ЛПНП), гемоглобина, мочевины в сыворотке крови определяли с помощью набора фирмы «Lachema» (Чехия). Эритроциты и лейкоциты подсчитывали в камере Горяева. Гематокрит определяли методом микроцентрифугирования, цветной показатель рассчитывали по формуле:

ЦП = НЬ (г/л) х 3 / RBC (мкл первые 3 цифры),

где НЬ - содержание гемоглобина в г/л;

RBC - количество эритроцитов в мкл.

Содержание кальция в крови определяли пламенно -фотометрическим методом на анализаторе ПАЖ-2 (Россия). Магний определяли в сыворотке крови по Кункелю, Пирсону, Швейгерту в модификации И.В. Петрухина [1]. Содержание фосфора в сыворотке крови определяли в безбелковом фильтрате крови по Пулсу в модификации В.Ф.Коромыслова и Л.А Кудрявцевой [1].

Исследование активности аланинаминотрансферазы (АлАТ) и аспартатаминотрансферазы (АсАТ) в сыворотке крови имеет исключительно важное значение для дифференциальной диагностики болезней печени. При острых заболеваниях печени активность АлАТ возрастает в большей степени, чем АсАТ. Большое значение имеет коэффициент де Ритиса (соотношение активности АсАТ/АлАТ), который в норме составляет 1,33. Длительное повышение активности трансаминаз или повышение активности в поздние сроки говорит о развитии массивного печеночного некроза. Превышение активности АсАТ над АлАТ происходит за счет высвобождения митохондриальной фракции АсАТ в результате более тяжелого клеточного повреждения.

В нашем эксперименте поступление микотоксинов с кормом в первую очередь приводит к нарушению функции печени, о чем свидетельствует повышение сывороточной активности «маркерных» ферментов патологии печени АСТ и АЛТ (табл.). Введение с кормом, пораженным микотоксинами, пробиотика «Биоконкурент» снижает повреждающее действие микотоксинов на печень (табл.).

Кроме того, у животных, получавших пробиотик вместе с кормом, пораженным микотоксинами, увеличивается содержание в крови антиоксидантных витаминов Е и А, что может быть одной из причин терапевтического действия пробиотика «Биоконкурент» (табл.).

гематологические показатели

Данные Контроль Пробиотик

AST (мккат/л) 0,92±0,02 0,79±0,06

ALT ( мккат/л) 1,34±0,02 1,09±0,03*

AST/ ALT 0,68±0,01 0,72±0,03

Вит. Е (мкг/мл) 20,57±1,22 24,10±0,57*

Вит. А (мкг/л) 16±2 24±3,5*

Общий белок (г/л) 54,73±2,23 57,63±2,77

Мочевина (мМ/л) 9,46±0,86 6,95±0,76

Альбумины (г/л) 26,58±6,2 33,02±3,44

а-глобулины (г/л) 9,50±1,70 6,40±0,23

в-глобулины (г/л) 8,44±1,01 8,41±0,40

Y-глобулины (г/л) 10,21±0,8 9,34±0,37

Общие липиды (г/л) 4,67±0,66 4,50±0,28

ЛПНП (г/л) 3,03±0,06 2,97±0,09

Холестерин (мМ/л) 2,99±0,23 2,07±0,39

Глюкоза (мМ/л) 6,66±0,15 7,12±0,15

Кальций (ммоль/л) 1,82 ± 0,06 1,95 ± 0,11

Фосфор (ммоль/л) 0,75 ± 0,05 0,79 ± 0,09

Кальций/Фосфор 2,44±0,25 2,74 ± 0,62

Магний (ммоль/л) 2,98 ± 0,1 3,54 ± 0,18*

Медь (мкмоль/л) 17,79 ± 1,04 19,89 ±0,52

Цинк (мкмоль/л) 8,82 ± 0,72 27,3 ±4,0*

Марганец (мкмоль/л) 1,76 ± 0,06 2,18 ± 0,1*

Железо (мкмоль/л) 17,54 ± 1,56 21 ± 0,23*

Эритроциты млн\мкл 5,3±0,4 5,9±0,2

Гемоглобин г\л 94,3±4,4 134,1±2,4*

Цветной показатель 0,53±0,04 0,69±0,03*

Г ематокрит (%) 74±6 75±2

*-Р<0,05, по сравнению с больными животными.

Развитие патологического процесса при действии микотоксинов на организм приводит к нарушению обмена веществ. Так, показано, что по своему механизму действия микотоксины относятся к ингибиторам синтеза белка. Так Т-2 токсин ингибирует процесс инициации трансляции, включаясь на этапе перед образованием комплекса между рибосомой, информационной РНК, метионил-тРНК [3, 21]. Также получены данные, показывающие, что, наряду с блокированием синтеза белка, Т-2 токсин обладает способностью ингибировать синтез ДНК [4, 8, 20].

В нашем эксперименте у опытных животных наблюдается гипопротеинемия, что подтверждает ингибирующее действие Т-2 токсина на синтез белка.

Введение с кормом, пораженным микотоксинами, пробиотика «Биоконкурент» увеличивает содержание общего белка в крови.

При поступлении микотоксинов в организм экспериментальных животных наблюдается повышение мочевины в крови (табл.).

Введение пробиотика «Биоконкурент» снижает содержание мочевины до нормальных величин (табл.).

При микотоксикозе у морских свинок мы наблюдаем не только гипопротеинемию, но отмечаем и диспротеинемию (нарушение соотношений белковых фракций).

При введении пробиотика «Биоконкурент» наблюдается нормализация соотношения белковых фракций (табл.).

Микотоксины не оказывают выраженного влияния на липидный и углеводный обмены (табл.). Наблюдается повышение содержания холестерина и ЛПНП, что связано с адаптивными изменениями к окислительному стрессу. При применении пробиотика «Биоконкурент» мы наблюдаем снижение содержания холестерина и ЛПНП, содержание общих липидов при этом не изменяется (табл.). Таким образом, можно констатировать, что в липидной фракции увеличивается содержание нейтральных липидов и фосфолипидов. Уровень глюкозы при введении пробиотика «Биоконкурент» незначительно повышается, однако этот показатель находится в пределах физиологических величин и характерен для стрессовых состояний (табл.). В нашем эксперименте это окислительный стресс, вызванный действием микотоксинов.

Более достоверные изменения в нашем эксперименте наблюдаются в изменении минерального обмена. Так, при микотоксикозе наблюдается снижение уровня кальция в крови. Кальций сосредоточен исключительно в сыворотке.

Введение пробиотика увеличивает содержание в крови макроэлементов: кальция, фосфора, магния (табл.).

Повышение содержания Ca, Mg хорошо сказывается на обмене веществ. Они являются активаторами для множества ферментативных реакций. Необходимы для обеспечения "энергетики" жизненно важных процессов, регуляции нервно-мышечной проводимости, тонуса гладкой мускулатуры (сосудов, кишечника, желчного и мочевого пузыря и т.д.).

При введении вместе с кормом пробиотика «Биоконкурент» также увеличивается содержание в крови эссенциальных микроэлементов -железа, меди, цинка, марганца (табл.).

Так как минералы вместе с водой обеспечивают постоянство осмотического давления, кислотно-щелочного баланса, процессов всасывания, секреции, кроветворения, костеобразования, свертывания крови, нормализация показателей состояния минерального обмена приводит к улучшению процесса метаболизма и повышает устойчивость организма к различным ксенобиотикам. Так, микроэлементы действуют в организме путем вхождения в той или иной форме и в незначительных количествах в структуру биологически активных веществ, главным

образом ферментов (энзимов), улучшают процесс метаболизма. Это приводит к улучшению гематологических показателей (табл.) и общего состояния организма.

Таким образом, нейтрализация токсического действия микотоксинов ферментами - естественный способ борьбы микроорганизмов за существование. Как показали многочисленные исследования, он прекрасно подходит для нейтрализации микотоксинов в организме животных. Специально подобранные ферменты модифицируют микотоксины до безопасных веществ, воздействуя на ту часть молекулы, которая ответственна за токсическое действие. Такой подход особенно важен и, возможно, единственно эффективен для неполярных микотоксинов, которые практически не связываются адсорбентами (трихотецены, зеараленон, охратоксины).

Литература:

1. Кондрахин, И.П. Клиническая лабораторная диагностика в ветеринарии /И.П. Кондрахин, Н.В. Курилов, А.Г. Малахов и др.-М.:Агропромиздат, 1985. с.74-75.

2. Тутельян В.А. Биогенез и механизм действия микотоксинов / Оценка загрязнения пищевых продуктов микотоксинами. Т.2. - М., 1985. - С.29-48.

3. Мухина Ю.Г. Диагностика и коррекция дисбактериоза у детей // Русский медицинский журнал. - 1999. - Т. 7. - № 11. - С. 487-494.

4. Тутельян В.А., Кравченко Л.В. Микотоксины. —АМН СССР. —М.: Медицина, 1985 —211 с.

5. Шендеров Б.А. / Медицинская микробная экология и функциональное питание. Т.2. - М.: Изд-во ГРАНТ, 1998 а. - 416 с.

6. Шендеров Б.А. Нормальная микрофлора и ее роль в поддержании здоровья человека // Российский журнал гастроэнтерологии, гепатологии, колопроктологии. - 1998 б. - № 1. - С.61-65. - № 1. - С.16-20.

7. Cole C.B., Fuller R., Carter M. Effect of probiotic supplements of Lactobacillus acidophilus and Bifidobacterium adolescentis 2204 on ?-glucosidase and ?-glucuronidase activity in the lower gut of rats associated with a human faecal flora // Microbiol. Ecol. Health. Dis. - 1989. V.2. - P.223-225.

8. Cundlife E., Cannon M., Davies J.E. Mechanism of inhibition of eukaryotic protein synthesis by trichothecene fungal toxins // Proc. Natl.

Acad. Sci., USA. - 1974. V.71. -N 1. - P.30-34.

9. Erickson K.L., Hubbard N.E. Probiotic immunomodulation in health and disease // J. Nutr. - 2000. - V.130. - 2S Suppl. - P.403S-409S.

10. Gibson G.R., Roberfroid M.B. Dietary modulation of the human colonic microbiota: introducing the concept of prebiotics // J. Nutr. - 1995. - V.125. -N 6. - P.1401-1412.

11. Hunter B.T. How “probiotics” fight food-borne illness // Consumers’ Research Magazine - 1993. - V.76. - N 12. - P.19-21.

12. Kalantzopoulos G. Fermented products with probiotic qualities // Anaerobe. - 1997. - V.3. - N 2/3. - P. 185-190.

13. Ling W.H., Korpela R., Mykkanen H., Salminen S. Lactobacillus strain GG and fiber supplementation decreases colonic hydrolytic and reductive enzyme activities in healthy female subjects // J. Nutr. - 1994. - V.124. - N 1. - P.18-23.

14. Macfarlane G.T. Probiotics and prebiotics: Can regulating the activities of intestinal bacteria benefit health? / British Medical Journal. - 1999. - V.318. -N 7189. - P.999-1003.

15. Morotomi M. Propertis of Lactobacillus caseli Shiroda strain as probiotics // Asia Pacific Journal of Clinical Nutrition. - 1996. - V.5. - P.29-30.

16. Rolfe R.D. The role of probiotic cultures in the control of gastrointestinal health // J. Nutr. - 2000. - V.130. - 2S suppl. - P.396S-402S.

17. Richardson D. Probiotics and product innovation // Nutr. Food Sci. -1996. N 4. - P.27-33.

18. Ueno Y. (ed.). Trichothecenes. Chemical, biological and toxicological aspects. - Elsevier, Amsterdam, New York, 1983. - P. 313.

Thompson W.L., Wannemacher R.W. In vivo effects of T-2 mycotoxin on synthesis of proteins and DNA in rat tissues // Toxicol. Appl. Pharmacol. -1990. - V.105. - N 3. - P.483-491.