Мутагенез и пробиотики

ООО "ПРОПИОНИКС"

МУТАГЕНЫ, АНТИМУТАГЕНЫ И ПРОБИОТИКИ

Для понимания сути антимутагенной активности, нужно дать понятия мутагенам, мутации и мутагенезу.

Мутагены (от мутация и др.-греч. γεννάω — рождаю) — химические и физические факторы, вызывающие наследственные изменения — мутации. Впервые искусственные мутации получены в 1925 году Г. А. Надсоном и Г. С. Филипповым у дрожжей действием радиоактивного излучения радия; в 1927 году Г. Мёллер получил мутации у дрозофилы действием рентгеновских лучей. Способность химических веществ вызывать мутации (действием иода на мух) открыта И. А. Рапопортом. У особей мух, развившихся из этих личинок, частота мутаций оказалась в несколько раз выше, чем у контрольных насекомых.

Мута́ция (лат. mutatio — изменение) — стойкое (то есть такое, которое может быть унаследовано потомками данной клетки или организма) изменение генотипа, происходящее под влиянием внешней или внутренней среды. Термин предложен Гуго деФризом. Процесс возникновения мутаций получил название мутагенеза.

Мутагенез — внесение изменений в нуклеотидную последовательность ДНК (мутаций). Различают естественный (спонтанный) и искусственный (индуцированный) мутагенез.

См. подробнее: Мутации и мутагенез

Виды мутагенов

В зависимости от их происхождения выделяют физические, химические и биологические мутагены. Любой мутагенный фактор можно отнести к одной из этих трех основных групп.

• К мутагенам физического происхождения можно отнести источники ионизирующих излучений, воздействие ультрафиолета, аномально высокие или низкие температуры, влажность.

• Многие химические вещества относятся к мутагенам и промутагенам. Примерами могут служить активные формы кислорода, нитраты и нитриты, некоторые металлы, лекарства и те вещества, которых до появления человечества в природе не существовало (бытовая химия, пищевые добавки и консерванты).

См. также:

• К биологическим мутагенам относятся вирусы, бактерии, продукты жизнедеятельности некоторых простейших и паразитов.

Установлена антимутагенная активность бифидобактерий и пропионовокислых бактерий, а также некоторых заквасочных культур молочнокислых бактерий.

Показано, что жизнеспособные клетки пробиотических микроорганизмов проявляют более высокий антимутагенный эффект в отношении мутагенеза, индуцируемого азидом натрия, чем культуральная жидкость. Особое внимание было уделено антимутагенной активности бактериальных концентратов бифидобактерий (B. longum В379М) и пропионовокислых бактерий (P. shermanii – КМ 186), которые нашли широкое практическое применение при производстве кисломолочных продуктов. Наиболее эффективными носителями антимутагенной активности были пропионовокислые бактерии P. shermanii – КМ 186, которые в ферментированном молоке на 70% снижали мутагенность азида натрия. Антимутагенность концентрата бифидобактерий B. longum В379М также была весьма высокой и составила 60%. Антимутагенез вероятно связан с дисмутагенной активностью микроорганизмов, хотя не исключается механизм биоантимутагенеза. Антимутагены пробиотических бактерий можно отнести к наиболее физиологичным и эффективным природным источникам, так как они синтезируются при производстве кисломолочных продуктов и усиливают их пробиотический эффект.

См.: Перспективы практической реализации биотехнологического потенциала пробиотических микроорганизмов

Следует отметить, что антимутагенная активность пробиотических культур при симбиотических отношениях возрастает. В таблице приведены показатели антимутагенной и антибиотической активности заквасок бифидобактерий, пропионовокиислых бактерий и их комбинированной закваски (данные взяты из описания способа получения промышленной закваски на основе симбиоза пробиотических микроорганизмов)

Таблица 1 - антимутагенная и антибиотическая активность заквасок

Вид закваски	Антимутагенная активность, % см. антимутагенные свойства	Антибиотическая активность
		E.coli53		S.aureus
		Бактерицидное действие	Бактерио-статическое действие	Бактерицидное действие	Бактерио-статическое действие
Бифидобактерии	28,7	1:4	1:16	1:4	1:32
Пропионовокислые бактерии	42,4	1:4	1:32	1:8	1:64
Комбинированная закваска	54,2	1:8	1:64	1:16	1:128

*Серийные разведения препарата (двукратные – 1:2 1:4 1:8 1:16 1:32 1:64 1:128)

Данные таблицы 1 свидетельствуют, что синтез антимикробных субстанций и антимутагенных веществ пробиотическими бактериями усиливается при симбиотических взаимоотношениях !!!

 Об антимутагенной активности пробиотиков (пропионовокислых бактерий и бифидобактерий) см. в разделах:

Антимутагенные свойства пробиотиков 

Биотехнологический потенциал ПКБ

Пропионовокислые бактерии

Исследование антимутагенной активности бифидобактерий

 Механизм действия антимутагенов

Антимутагены (antimutagens) [греч. anti — против, лат. mutatio — изменение и греч. genes — порождающий, рождающийся] — физические или химические агенты, препятствующие возникновению и/или снижающие частоту мутаций, предотвращающие или изменяющие действие мутагена. Напр., аденозин и гуанозин тормозят мутагенное действие аналогов пуриновых азотистых оснований, фермент каталаза снижает мутагенный эффект ионизирующих излучений. Свойствами А. обладают также и физические факторы, напр., видимый свет, пониженная температура. Среди природных А. различают десмутагены (см. ниже) и биоантимутагены, мембранные, метаболические и репарационные А. Антимутагенный эффект (на бактериях) был открыт А. Новиком и Л. Сцилардом в 1949 г.

Десмутагены (desmutagens) [лат. de- — приставка, означающая отделение, удаление, уничтожение, отмену чего-либо, mutatio — изменение и греч. genes — порождающий, рождающийся] — природные вещества, обладающие антимутагенным действием (см. Антимутагены) за счет их способности инактивировать или ингибировать метаболическую активность мутагенов или канцерогенов еще до их поступления в клетку (блокируют проникновение мутагенов в клетку или превращение промутагена в мутаген). Свойствами Д. обладают клетчатка, целлюлоза, гемицеллюлоза, лигнин и пектин. Особенно ими богаты зелень петрушки, укропа, сельдерея, а также свекла, морковь, фасоль, яблоки, слива (чернослив), смородина.

Антимутагены - вещества, понижающие частоту мутаций, препятствующие мутагенному действию химических или физических агентов. А. условно можно разбить на 3 группы:

1) блокирующие действие автомутагенов, естественно возникающих в клетках в процессе метаболизма (антиавтомутагены), например фермент каталаза, который разрушает обладающую мутагенным действием перекись водорода. Эти А. обеспечивают сохранение определённого уровня спонтанных мутаций;

2) снижающие действие внешних, искусственных физических (ионизующей радиации и др.) или химических мутагенов. Такими А. являются сульфгидрильные соединения, сильные восстановители типа Na2S2O, некоторые спирты и углекислые соли. А. этих двух групп могут разрушать мутагены или конкурировать с важными в генетическом отношении структурами за взаимодействие с мутагеном, действовать как восстановители и т. д.;

3) ферментные системы, действующие непосредственно на уровне наследственных структур, т. е. "исправляющие" поврежденные мутагеном участки хромосомы. Мутационный эффект может быть также снят физическим воздействиями определённой интенсивности (светом, высокой и низкой температурой и др.).

Важная особенность антимутагенов — стабилизация мутационного процесса до естественного уровня. Вещества с антимутагенными свойствами характеризуются способностью с различной степенью эффективности снижать уровни мутабильности. Им присуща такая характеристика, как физиологичность действия. Дело в том, что, проявляя антимутагенные свойства в низких концентрациях, некоторые из этих веществ в высоких дозах могут действовать как мутагены, например аргинин, глутаминовая кислота, силинит натрия, стрептомицин, производные галловой кислоты.

Механизм действия антимутагенов связывают с нейтрализацией мутагена до его взаимодействия с ДНК; предотвращением образования в процессе метаболической активности мутагенных продуктов из нетоксичных предшественников; активацией ферментных систем детоксикации поступающих из среды загрязнителей; предотвращением ошибок в процессе репликации ДНК; активацией репарации и других внутриклеточных систем поддержания целостности генетического аппарата.
Установлено, что способностью снижать частоту мутаций обладают более 200 природных и синтетических соединений. Одна из наиболее изученных групп антимутагенов — витамины и провитамины. Так, витамин Е (токоферол) в значительной степени снижает мутагенное действие ионизирующих излучений и химических соединений, а также блокирует генотоксическое действие вирусов.
Хорошо изучен другой жизненно важный антимутаген — витамин С (аскорбиновая кислота). Введение этого витамина в рацион способствует уменьшению частоты аберраций хромосом, вызванных ионизирующими излучениями.