Адгезия и когезия бифидобактерий

ВЛИЯНИЕ ПРЕБИОТИКОВ НА ПРОЦЕССЫ АДГЕЗИИ И КОГЕЗИИ БИФИДОБАКТЕРИЙ

Толокно (толокняная мука) – представляет собой толченые овсяные или ячменные зерна  

назад / вперед

Одним из актуальных направлений современной микробиологии является изучение адгезивного процесса различных микроорганизмов. Известно, что способность микроорганизмов приживаться в ЖКТ, создавая  защитный барьер,  обусловлена их адгезивными  свойствами. Адгезия  - это межклеточное взаимодействие, выражающееся в прочном прикреплении клеток к субстрату. Следует отметить, что от адгезивных свойств во многом зависят стабильность и защитные свойства микрофлоры макроорганизма.

Адгезия к слизи, гликопротеинам и эпителиальным клеткам, а также колонизация в желудочно-кишечном тракте человека является основополагающими характеристиками микроорганизмов, обладающих пробиотическими свойствами.

Злаковые культуры и жмых ядра кедрового ореха содержат высокое количество растворимых и нерастворимых пищевых волокон и могут адсорбировать и колонизировать бифидобактерии в процессе культивирования. В связи с этим в дальнейших исследованиях изучали адгезивные свойства бифидобактерий при их культивировании на питательной среде с внесением пребиотиков. Адгезию бифидобактерий оценивали по среднему показателю адгезии (СПА), коэффициенту участия эритроцитов (КУЭ), индексу адгезивности микроорганизмов (ИАМ). Микроорганизмы считаются высокоадгезивными - при ИАМ более 4,0; среднеадгезивными – при ИАМ от 2,51 - 4,0; малоадгезивными – при ИАМ от 1,76 – 2,54. Результаты исследований представлены в таблице 1.

Таблица 8 - Влияние пребиотиков на адгезивные свойства бифидобактерий В. longum ДК-100 и B. bifidum 83 

Наименование штамма
микроорганизмов
СПА
КУЭ, %
ИАМ
Адгезивность
В. longum ДК-100
1. Контроль
2. Овсяная мука 1,0 %
3. Ячменная мука 1,5 %
4. Жмых ядра кедрового ореха 2,0 %
 
4,2
4,3
4,5
4,4
 
84
83
85
86
 
4,76
5,18
5,29
5,11
Высокоадгезивный
B. bifidum 83
1. Контроль
2. Овсяная мука 1,0 %
3. Ячменная мука 1,5 %
4. Жмых ядра кедрового ореха 2,0 %
 
3,6
4,3
4,4
4,6
 
82
85
85
88
 
4,12
5,05
5,17
5,22

Результаты исследований, представленные в таблице 8, свидетельствуют о том, что исследуемые штаммы бифидобактерий в присутствии пребиотиков обладают более высокими адгезивными свойствами.

Необходимо отметить, что бактериальная поверхность заряжена отрицательно, у грамположительных бактерий это обусловлено присутствием тейхоевых кислот.  В результате физико-химических взаимодействий, как электростатических, так и прочих, микробная клетка притягивается к поверхности (субстрату), и таким образом возникает начальный контакт. «Субстрат» покрыт слоем высокомолекулярных полисахаридов, пребиотиков.  Сближение микробной клетки с субстратом вызывает изменение ее формы и перераспределение заряженных и незаряженных групп на контактирующей клеточной поверхности. В результате чего зона контакта увеличивается, что способствует взаимодействию с субстратом. Обычно в процессе прикрепления к поверхности синтезируются адгезины, о чем свидетельствует полученные нами результаты (табл. 8). 

Прикрепление также может быть инициировано гидрофобными взаимодействиями. Поскольку все молекулы, и полярные и неполярные, в результате физико-химического взаимодействия накапливаются у границы с поверхностью, прикрепленные бактерии лучше снабжаются необходимыми веществами, чем свободные клетки в жидкой среде. На прикрепленные бактерии в меньшей степени воздействуют токсичные соединения, в том числе кислород, так как они диффундируют только с одной стороны и нейтрализуются всем микробным сообществом, а не одиночными клетками. Это явление особенно важно для анаэробных микроорганизмов, к которым  относятся бифидобактерии.

Прикрепленные бактерии гораздо легче, чем свободноплавающие бактерии, образуют кооперативные структуры друг с другом или с другими бактериями. В прикрепленных бактериальных сообществах имеются также большие возможности для обмена плазмидами.

Вероятно, высокомолекулярные полисахариды, содержащиеся в исследуемых растительных добавках и синтез адгезинов способствуют прикреплению бифидобактерий к пищевым волокнам.

К механизмам, гарантирующим стабильность микробного консорциума, кроме адгезии относится также когезия (агрегация клеток). В литературных источниках недостаточно сведений о межклеточных контактах микроорганизмов, отражающих закономерности развития микробных популяций как саморегулирующих многоклеточных систем.

Известно, что популяции бифидобактерий демонстрируют высокоорганизованное, мицелиоподобное развитие на искусственных питательных среда. Топография взаиморасположения палочковидных, коккоидных и мультисиптированных форм бифидобактерий в мицелии определяется вектором репродуктивных потенций, а также обособлением клеток в процессе формирования перегородок и разделения дочерних особей. В литературе имеются единичные сведения, освещающие агрегацию клеток бифидобактерий и образованию в дальнейшем сложных многоклеточных систем.

Следующий этап исследований  посвящен изучению влияния пребиотиков на когезию бифидобактерий. Результаты исследований представлены на рисунках 4-5.

контроль
а)  контроль
жмыха ядра кедрового ореха 2%
б)  жмыха ядра кедрового ореха 2%
овсяная мука 1%
в) овсяная мука 1%
ячменная мука 1,5%
г) ячменная мука 1,5%

Рисунок 4 – Микрокартина бифидобактерий В. longum ДК-100

(увеличение 1х1000)

а)  контроль
а)  контроль
б) жмых ядра кедрового ореха 2%
б)  жмыха ядра кедрового ореха 2%
в) овсяная мука 1%
в) овсяная мука 1%
г) ячменная мука 1,5%
г) ячменная мука 1,5%

Рисунок 5 – Микрокартина бифидобактерий B. bifidum 83

(увеличение 1х1000)

Из представленных выше рисунков 4 (б-г), 5 (б-г) видно, что внесение пищевых волокон приводит к агрегации клеток бифидобактерий и формированию микроколоний. Согласно современным данным, механизм позитивного эффекта пищевых волокон, растворимых β-глюканов овса и ячменя и нерастворимых высокомолекулярных полисахаридов, заключается в создании дополнительной площади для фиксации бифидобактерий и биотрансформации пищевых волокон с образованием доступных источников углерода и энергии. Из литературных данных известно, что адсорбция и иммобилизация на биоволокнах защищают клетки бифидобактерий при стрессовых воздействиях.

Если некоторые авторы, решающее значение в объединении бактериальных клеток отводят гликокаликсу, то другие склонны рассматривать поверхностные слизеподобные слои, их окружающие, как адсорбируемый ими из культуральной жидкости материал.

По-нашему мнению экзогенные слизи пребиотиков, содержащиеся в культуральной жидкости, способствуют процессу когезии бифидобактерий.

Полученные нами результаты подтверждаются данными литературы, согласно которым микроорганизмы рода Bifidum способны осуществлять гидролиз декстрана по α-1-6-глюкозидным связям с синтезом высших изомальтодекстринов, а также утилизировать целлобиозы и целлюлозы.

Как свидетельствуют данные рисунков 4б и 5б, культивирование бифидобактерий в питательной среде с внесением жмыха ядра кедрового ореха, где содержится высокое количество нерастворимых пищевых волокон, приводит к интенсификации межклеточных связей и формированию обширных микроколоний. Эффект образования многоклеточных систем обеспечивает адаптационную, физиологическую устойчивость клеток к конкретной экологической нише, что, возможно, является реакцией на воздействие отрицательных экзо− и эндогенных факторов.

В результате проведенных исследований установлено, что исследуемые штаммы бифидобактерий  обладают высокими адгезивными свойствами, колонизируются на поверхности пищевых волокон злаковых культур и жмыха ядра кедрового ореха с образованием агрегатов, что повышает их устойчивость к неблагоприятным факторам среды.

Полученные данные подтверждают целесообразность применения высококогезивных и высокоадгезивных штаммов бифидобактерий при производстве препаратов различного назначения – в медицине, ветеринарии, сельском хозяйстве, биотехнологии.


  назад / вперед

Будьте здоровы!

ССЫЛКИ К РАЗДЕЛУ О ПРЕПАРАТАХ ПРОБИОТИКАХ

  1. ПРОБИОТИКИ
  2. ДОМАШНИЕ ЗАКВАСКИ
  3. БИФИКАРДИО
  4. КОНЦЕНТРАТ БИФИДОБАКТЕРИЙ ЖИДКИЙ
  5. ПРОПИОНИКС
  6. ЙОДПРОПИОНИКС
  7. СЕЛЕНПРОПИОНИКС
  8. БИФИДОБАКТЕРИИ
  9. ПРОПИОНОВОКИСЛЫЕ БАКТЕРИИ
  10. ПРОБИОТИКИ И ПРЕБИОТИКИ
  11. СИНБИОТИКИ
  12. АНТИОКСИДАНТНЫЕ ФЕРМЕНТЫ
  13. АНТИОКСИДАНТНЫЕ СВОЙСТВА
  14. АНТИМУТАГЕННАЯ АКТИВНОСТЬ
  15. МИКРОФЛОРА КИШЕЧНОГО ТРАКТА
  16. МИКРОФЛОРА И ФУНКЦИИ МОЗГА
  17. ПРОБИОТИКИ И ХОЛЕСТЕРИН
  18. ПРОБИОТИКИ ПРОТИВ ОЖИРЕНИЯ
  19. МИКРОФЛОРА И САХАРНЫЙ ДИАБЕТ
  20. ПРОБИОТИКИ и ИММУНИТЕТ
  21. ПРОБИОТИКИ и ГРУДНЫЕ ДЕТИ
  22. ДИСБАКТЕРИОЗ
  23. МИКРОЭЛЕМЕНТНЫЙ СОСТАВ
  24. ПРОБИОТИКИ С ПНЖК
  25. ВИТАМИННЫЙ СИНТЕЗ
  26. АМИНОКИСЛОТНЫЙ СИНТЕЗ
  27. СИНТЕЗ ЛЕТУЧИХ ЖИРНЫХ КИСЛОТ
  28. ФУНКЦИОНАЛЬНОЕ ПИТАНИЕ
  29. АЛИМЕНТАРНЫЕ ЗАБОЛЕВАНИЯ
  30. ПРОБИОТИКИ ДЛЯ СПОРТСМЕНОВ
  31. ПРОИЗВОДСТВО ПРОБИОТИКОВ
  32. ЗАКВАСКИ ДЛЯ ПИЩЕВОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ
  33. НОВОСТИ