Содержание к диссертации
ВВЕДЕНИЕ , 4
Глава 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ 9
Механизмы регуляции синтеза антимикробных веществ 10
Влияние микроорганизмов на продукцию бактериями литических ферментов 24
Влияние микроорганизмов на продукцию бактериями бактериоцинов -. 30
Влияние микроорганизмов на антагонистическую активность бактерий 35
1.5. Значение микробных факторов роста и адаптации в
проявлении батериями антагонистической активности ... 39
Глава 2. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ 42
Общая характеристика, методы выделения и идентификации штаммов, использованных в работе 42
Методы изучения биологических свойств бактерий — 45
Методы исследования активности литических
ферментов бактерий 51
2.5. Методы статистической обработки полученных
результатов 57
Глава 3. РАЗРАБОТКА МЕТОДА ОПРЕДЕЛЕНИЯ СПОСОБНОСТИ
МИКРООРГАНИЗМОВ РЕГУЛИРОВАТЬ
АНТАГОНИСТИЧЕСКУЮ АКТИВНОСТЬ БАКТЕРИЙ 58
Глава 4. ВЛИЯНИЕ МИКРООРГАНИЗМОВ НА
АНТАГОНИСТИЧЕСКУЮ И |3-ГЛИКОЗИДАЗНУЮ
АКТИВНОСТИ БАКТЕРИЙ 68
Глава 5. ВЛИЯНИЕ МИКРООРГАНИЗМОВ НА
АНТАГОНИСТИЧЕСКУЮ АКТИВНОСТЬ
ПРОБИОТИЧЕСКИХ БАКТЕРИЙ
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 92
ВЫВОДЫ 103
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 105
Введение к работе
АКТУАЛЬНОСТЬ ПРОБЛЕМЫ
Антагонистическая активность бактерий определяет выживание микроорганизмов при их взаимодействии в бактериальных ассоциациях, которые являются частью ассоциативного симбиоза — многокомпонентной системы, где кроме хозяина и доминантного микросимбионта участвуют ассоциативные симбионты, выполняющие функцию формирования и обеспечении стабильности и продуктивности симбиоза (Бухарин и др., 2007). При этом антагонистическая активность доминантной микрофлоры регулируется ассоциативными бактериями.
Известно, что продукция бактериями различных антимикробных веществ — антибиотиков, бактериоцинов, литических ферментов подвержена микробной регуляции (Егоров, 2004, Barefoot et al., 1994, Bronneke, Fiedler, 1994) и определяет взаимодействие между микроорганизмами в ассоциациях, способствуя стимуляции бактериального антагонизма (Вахитов, 2007, Barefoot et al., 1994, Mearns-Spragg et al., 1998, Yan et al., 2003, Dubuas, Haas, 2007). К сожалению, антагонистические свойства бактерий при межмикробных отношениях, в частности, в микросимбиоценозе, между доминатными и ассоциативными микрорагнизмами, недостаточно охарактеризованы. Не ясна роль индукторов антагонизма (клеточных стенок и др.) при реализации отношений антагонистического типа на межвидовом уровне. Не определена для большого числа антимикробных факторов связь между изменением их продукции и выраженностью антагонистскои активности. К малоизученным явлениям следует отнести биотическую регуляцию антагонизма бактерий, обусловленного литическими ферментами - Р-гликозидазами, пептидазами, амидазой. Открытым остается вопрос и о практическом использовании регуляторов антагонистической активности бактерий в формировании колонизационной резистентности хозяина. Изучение этих вопросов открывает перспективы выявления новых механизмов формирования и
функционирования микробиоценозов, направленных на поддержание колонизационной резистентности биотопа, через регуляцию антагонизма автохтонных бактерий ассоциативными микроорганизмами. Исследования по стимуляции антагонизма позволят разработать подходы к созданию новых лечебно-профилактических биопрепаратов.
ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ
Цель исследования - изучить влияние микроорганизмов на антагонистическую активность бактерий и продукцию ими антимикробных веществ.
Задачи:
Оценить существующие методы исследования антагонистической активности бактерий и разработать методику для определения способности микроорганизмов регулировать антагонистическую активность бактерий.
Исследовать влияние метаболитов и фрагментов клеточной стенки бактерий на антагонистическую и Р-гликозидазную активности исследуемых антагонистов.
Изучить в условиях in vitro влияние микроорганизмов-ассоциантов на антагонистическую активность бактерий-пробиотиков.
НОВИЗНА ИССЛЕДОВАНИЯ
Разработан количественный' метод исследования антагонистических отношений между бактериями, основанный на сравнительной оценке антагонизма штамма, выросшего в присутствии / отсутствии клеточных компонентов культуры-регулятора, пригодный для изучения межвидовых взаимодействий между различными микроорганизмамию Показано, что бактериальный антагонизм подвержен регуляции со стороны микроорганизмов различных таксонов, где модулирующим антагонизм эффектом обладают как .метаболиты, так и пептидогликаны бактерий.
Обнаружено неизвестное ранее свойство бактериального пептидогликана - регулировать внутриродовой и межродовой антагонизм прокариот в условиях межмикробных отношений.
При исследовании отношений между штаммом-антагонистом и чувствительной культурой обнаружена зависимость проявления антагонизма от чувствительных культур, связанная со стимулирующим действием метаболитов и пептидогликанов чувствительных бактерий.
Изучение отношений между штаммом-антагонистом и
чувствительной культурой' под воздействием метаболитов и
пептидогликанов различных микроорганизмов, выявило
индифферентное, стимулирующее и ингибирующее действие бактерий-регуляторов. Обнаружена способность бактерий-регуляторов изменять изначально наблюдаемый антагонизм от полного ингибирования признака до ростстимулирующего эффекта.
Регуляция антагонистической активности бактерий осуществляется за счет продукции антимикробных веществ, в частности, литических ферментов. Выявлена связь между изменением антагонистической и р~ гликозидазной активностями микроорганизмов под воздействием метаболитов и пептидогликанов бактерий-регуляторов.
На основе стимуляции антагонизма при межмикробных взаимодействиях предложены критерии отбора пробиотических штаммов и предложена' модель создания поликомпонентных пробиотиков.
В условиях in vitro доказана возможность использования пептидогликанов и/или метаболитов патогенных и пробиотических бактерий в качестве стимуляторов антагонистической активности представителей нормальной микрофлоры человека и штаммов-пробиотиков.
ПРАКТИЧЕСКАЯ ЗНАЧИМОСТЬ
Разработанный метод определения способности микроорганизмов регулировать антагонистическую активность бактерий может быть рекомендован для научно-исследовательской работы лабораторий микробиологического профиля при изучении бактериальных механизмов колонизационной резистентности и поиска новых биопрепаратов - стимуляторов антагонизма.
Разработаны критерии отбора бактерий для создания комбинированных биопрепаратов, состоящих из антагониста и его стимулятора. На основе взаимной стимуляции антагонистических свойств микроорганизмов предложена новая комбинация бактерий из известных пробиотиков, превосходящая по антагонистической активности монопрепараты: Е. coli М-17 и Е. faecium.
ПОЛОЖЕНИЯ, ВЫНОСИМЫЕ НА ЗАЩИТУ
1. Антагонистическая активность бактерий в условиях
микросимбиоценоза - результат взаимодействий между
микроорганизмами, где активный штамм выполняет роль продуцента
антимикробных веществ, а ассоциативные бактерии определяют
возможность и выраженность проявления антагонизма.
2. Бактериальный пептидогликан — регулятор межмикробных
взаимодействий в системе «прокариот-прокариот».
АПРОБАЦИЯ РАБОТЫ
Результаты проведенных исследований доложены на международной конференции. «Физиология микроорганизмов в природных и эксперименральных системах» (Москва, 2004), V Всероссийской конференции "Персистенция микроорганизмов" (Оренбург, 2006), III Всероссийской конференции молодых ученых и специалистов «Современные проблемы экологии микроорганизмов» (Пермь, 2007).
ПУБЛИКАЦИИ
По теме диссертации опубликовано 6 печатных работ, из них 2 статьи в журналах, рекомендованных ВАК.
ОБЪЁМ И СТРУКТУРА ДИССЕРТАЦИИ
Диссертация изложена на 132 страницах машинописного текста и содержит введение, обзор литературы, описание материалов и методов, три главы собственных исследований, заключение, выводы и список цитируемой литературы, включающий 35 отечественных и 225 иностранных научных источников. Работа иллюстрирована 8 таблицами и 19 рисунками.
