Исследование антимутагенной активности бифидобактерий

ИССЛЕДОВАНИЕ АНТИМУТАГЕННОЙ АКТИВНОСТИ БИФИДОБАКТЕРИЙ

← назад / вперед →

АНТИМУТАГЕННЫЙ ЭФФЕКТ ПРОБИОТИКОВ И ЗЛАКОВЫХ КУЛЬТУР

Живущие на Земле существа подвергаются действию химических, физических и биогенных мутагенов в значительно большем масштабе, чем их предки. Широкая химизация промышленности и сельского хозяйства, все большее проникновение химических препаратов в быт, наряду с известными преимуществами, несут с собой опасность, связанную с увеличением мутационного груза в популяциях растений, животных и людей. В процессе эволюции живые существа сформировали различные приспособления, направленные на сохранение видовой и индивидуальной специфики. Важная роль в защите организма от генотоксических воздействий принадлежит покровным тканям, способности печени и других органов осуществлять специфические физиологические реакции детоксикации мутагенов и, конечно, репарации ДНК – главной мишени действия мутагенов.

Однако компенсаторные механизмы у живых существ, действующие против мутаций, ограничены. Поэтому один из подходов к снижению губительного действия химических мутагенов и УФ-лучей на организмы являются использование веществ с антимутагенными свойствами.

К настоящему времени известно более 300 соединений со свойствами антимутагена, главным образом растительного, животного происхождения, или синтезированных химическим путем.

БАКТЕРИИ КАК ИСТОЧНИК АНТИМУТАГЕНОВ

До конца 80-х годов бактерии почти не изучались как источники антимутагенов. Известно, что бактерии, эволюционно наиболее древние существа, выжившие при высоких уровнях УФ, который имел место до образования озонового слоя, и в течение более 3,5 лет подвергаются воздействию различных мутагенных и инактивирующих факторов. Это обстоятельство предполагает, что бактерии должны обладать надежными средствами защиты для сохранения стабильности своего генома: кроме системы репарации ДНК, они могли выработать защиту путем синерезиса веществ с протекторными, реактивирующими и антимутагенными свойствами.

Учитывая, с одной стороны, общие фундаментальные реакции метаболизма прокариот и эукариот, а с другой,- способность бактерий осуществлять реакции некоторых уникальных синтезов, нельзя исключить, что бактерии могут стать источником новых и ценных антимутагенов.

Одним из путей снижения губительного действия окружающей среды является использование в пищу пробиотических микроорганизмов. Клетки и метаболиты бактерий проявляют высокий ингибиторный эффект в отношении мутаций, индуцированных мутагенами различного механизма действия. К настоящему времени скрининговые исследования дополнились идентификацией индивидуальных соединений, ответственных за проявление антимутагенного эффекта бактериальными культурами и выявлением механизма их действия. Бактерии, как источники антимутагенов, представляют несомненный интерес как профилактические пищевые добавки для активизации естественных систем репарации и для создания медицинских препаратов нового типа с антимутагенными свойствами, что, в принципе, возможно, если иметь в виду биологическую универсальность ДНК. Ранее была установлена антимутагенная активность бифидобактерий в отношении мутагенеза, индуцированного 4-нитрохинолин-N-оксидом, а так же остановлено их ингибирующее влияние на нитрозмочевину.

ЗЛАКОВЫЕ КУЛЬТУРЫ И АНТИМУТАГЕННЫЙ ЭФФЕКТ

Так же нужно отметить и антимутагенный эффект злаковых культур. Экспериментальные исследования в области антимутагенеза, проводимые в разных странах, продемонстрировали наличие широкого круга растительных агентов, подавляющих спонтанную мутабильность. Биомутагены, содержащиеся в растениях делятся на:

• мембранные антимутагены, действие которых сводится к изменению проницаемости для мутагенов клеточных мембран;

• метаболические антимутагены, оказывающие влияние на процессы метаболической активации мутагенов или на их метаболическую дезактивацию;

• следующий подкласс антимутагенов связывает возникающие свободные радикалы и не дает возможности оказывать повреждающее ДНК-воздействие;

• репарационные антимутагены, активирующие процессы репарации первичных повреждений ДНК вызванных мутагенами. Вещества этого подкласса оказывают, прежде всего, воздействие на активность ферментов репарации ДНК. Способность вещества оказывать влияние на процессы рекомбинации обычно сочетается с его мутагенным и антимутагенным действием. Возможны зависящие от дозы переходы от мутагенного к антимутагенному действию одного и того же вещества.

Сейчас на антимутагенную активность проверено около 2500 видов растений. 150 из них являются антимутагенами, причем чаще всего антимутагенные свойства проявляются у водных экстрактах этих растений. Эти свойства характерны и для злаков, имеющих высокое содержание токоферолов, снижающих  число хромосомных повреждений, индуцированных бензапиреном и блеомицином. Проведенные исследования выявили, что злаковые культуры в широком диапазоне концентраций не модифицирует эволюционно сформировавшийся у данного вида уровень спонтанного мутирования, не увеличивая и не уменьшая его. Вместе с тем установлено, что испытываемые препараты также в широком диапазоне концентраций, однако, с дозозависимой эффективностью, ингибирует индуцированный мутагенез [5]. Таким образом, положительные результаты экспериментов создают реальные предпосылки для использования злаковых культур в качестве перспективной добавки в функциональном питании.

В настоящее время доказано, что бифидобактерии обладают антимутагенными свойствами, которые зависят от различных факторов. Одним из факторов, влияющих на антимутагенную активность пробиотических микроорганизмов, является состав питательных сред.

В связи с этим нами изучено влияние пребиотиков на антимутагенные свойства Bifidobacterium bifidum 8₃ и Bifidobacterium longum DK – 100.  Полученные результаты исследований представлены в таблице 9.

Таблица 9 – Исследование антимутагенной активности бифидобактерий

Из данных представленных в таблице 9 видно, что культивирование бифидобактерий на питательной среде с внесением пребиотиков повышает антимутагенные свойства бифидобактерий. Это, вероятно, связано с биотрансформацией сложных углеводов и изменением метаболизма бифидобактерий, что способствует более высокому синтезу антимутагенных веществ.

Следует отметить, что полученные нами результаты согласуются с литературными данными о высокой антиоксидантной активности β-глюкана и нерастворимых пищевых волокон, содержащихся в пребиотиках и повышающих антимутагенные свойства бифидобактерий.

Способы культивирования бактерий имеют определенные преимущества перед культивированием растений. Бактерии можно выращивать на дешевых средах за короткое время путем направленного регулирования их метаболизма, например, изменения метаболизма при внесении пребиотиков, сопровождающееся повышением антимутагенных веществ бифидобактерий. Бифидобактерии – это анаэробы, не требующие затрат на аэрацию, поэтому их культивирование относят к энергосберегающим производствам. В связи с особенностями метаболизма бактерий, их защитные соединения могут экскретироваться, и это есть ещё одно преимущество бактерий перед другими источниками антимутагенов.

 ← назад / вперед →

• Влияние пребиотиков на метаболизм бифидобактерий (начало)
• Влияние пребиотиков на адгезию и когезию бифидобактерий
• Исследование устойчивости бифидобактерий к низким значениям pH
• Исследование холестеринметаболизирующей активности бифидобактерий
• Технология получения бактериальных концентратов

Будьте здоровы!