Введение к работе
Актуальность темы
Полезные для здоровья человека свойства молочнокислых бактерий (МКБ), впервые описанные И. И. Мечниковым, спустя столетие вновь стали объектом интенсивного изучения. В настоящее время широко используется понятие «пробиотик» для обозначения живых микроорганизмов (преимущественно МКБ), употребление которых с пищей в достаточных количествах оказывает благоприятное действие на здоровье [Reid G., 2001]. К пробиотикам относятся главным образом представители родов Lactobacillus и Bifidobacterium, а также отдельные штаммы некоторых видов Streptococcus, Lactococcus, Enterococcus, Bacillus и Saccharomyces [Шендеров Б. А., 1998; Holzapfel W. Н. et al., 2001].
Наиболее хорошо документированы положительные эффекты пробиотиков и пробиотических продуктов при профилактике и лечении хронических воспалительных и инфекционных заболеваний желудочно-кишечного тракта [Шендеров Б. А., 1998; Бондаренко В. М. и соавт., 2004; Alvarez-Olmos М. I. et al., 2001; Agarwal К. N. et al., 2002]. В то же время накапливаются доказательства их значительно более широкой функциональной активности: наряду со способностью нормализовать функции кишечной микрофлоры пробиотики могут способствовать усилению иммунитета, ослаблению проявлений пищевой аллергии, облегчать симптомы непереносимости лактозы, оказывать гипохолестеринемическое, антиканцерогенное и антимутагенное действие [De Vrese М. et al., 2001; Isolauri E. et al., 2001; Pereira D.I. et al., 2002; Gill H.S. et al., 2004].
В последнее время появляются сообщения об обнаружении у некоторых МКБ антиоксидантных свойств, которые сохраняются и даже усиливаются в составе пищевых продуктов, ферментированных или обогащенных ими [Kaizu Н. et al., 1993; Wang Y. С. et al., 2006; Virtanen T. et al., 2007; Mikelsaar M. et al., 2009]. В ряде исследований была показана способность различных штаммов МКБ
подавлять процессы перекисного окисления липидов (ПОЛ) микросом и липопротеидов низкой плотности, захватывать свободные радикалы, усиливать экспрессию генов ферментов антиоксидантной защиты в различных тканях и повышать их антиоксидантную емкость [Kaizu Н. et al., 1993; Lin М. Y. et al., 1999; Stecchini M. L. et al., 2001; Saide J. A. O. et al., 2005; Aoi W. et al., 2007; MikelsaarM. etal., 2009].
He менее актуальной тематикой является исследование ферментативной активности пробиотических штаммов, включая ферменты антиоксидантной защиты и гидролитические ферменты. Некоторые виды микроорганизмов, используемых в качестве пробиотиков и йогуртных заквасок, могут являться «носителями» гликозил-гидролаз, отсутствующих или недостаточно активных у человека [Шендеров Б. А., 1998; Pedrosa М. С. et al., 1995; Honda Н. et al., 2007]. Увеличение активности ос-галактозидазы, обеспечивающей гидролиз ос-галактоолигосахаридов, но отсутствующей у млекопитающих, и |3-галактозидазы (лактазы), недостаточность которой приводит к явлениям непереносимости лактозы, обнаруживали в содержимом кишечника людей в период употребления кисломолочных продуктов [Marteau P. et al., 1990; De Vrese M. et al., 2001; LeBlanc J. G. et al., 2005]. Бактериальным гликозил-гидролазам микрофлоры желудочно-кишечного тракта отводится важная роль в метаболизме многих биологически активных соединений растительного происхождения (флавоноиды, изофлавоны) [Шендеров Б. А., 1998; Nemeth К. et al., 2003; Crozier A. et al., 2009].
Исследование проводили в соответствии с планом НИР НИИ питания РАМН по теме № 093 «Изучение роли некоторых минорных компонентов пищи в формировании адаптационного потенциала организма» (2008-2010 гг.).
Цель и задачи исследования
Целью работы являлось изучение характера антиоксидантного действия и ферментативных свойств пробиотических штаммов молочнокислых бактерий и йогуртных заквасок.
Задачи исследования:
Провести сравнительное изучение антиоксидантных свойств молочнокислых бактерий различных таксономических групп в модельных системах in vitro;
Изучить влияние штамма пробиотических молочнокислых бактерий Lactobacillus casei 114001 и содержащего его кисломолочного продукта на антиоксидантный статус крыс;
Изучить антиоксидантные и гепатопротекторные свойства L. casei 114001 в условиях индуцированного окислительного стресса;
Оценить спектр энзиматической активности молочнокислых бактерий различных таксономических групп;
Изучить влияние L. casei 114001 на формирование энзиматической активности слизистой оболочки кишечника и микробиоты толстой кишки при внутрижелудочном введении пробиотика лабораторным животным;
Изучить влияние L. casei 114001 на биологическую активность рутина (кверцетин-3 -О- [3-глюкозо- OC-L-рамнози да).
Научная новизна работы
Впервые дана характеристика антиоксидантных и энзиматических свойств ряда штаммов МКБ. Установлено, что штаммы L. casei и штамм L. fermentum МЕ-3 обладают выраженной способностью к подавлению свободнорадикального окисления (СРО) люминола и ПОЛ микросом. Показано наличие высокой а- и |3-глюкозидазной и ос-галактозидазной активности у штамма L. fermentum МЕ-3 и некоторых штаммов L. casei. Впервые обнаружено, что штамм L. casei 114001 и молочнокислый продукт с его содержанием оказывают активирующее действие на систему антиоксидантнои защиты крыс, проявляющееся в уменьшении накопления продуктов ПОЛ (МДА) в плазме крови крыс на фоне повышения общей антиоксидантнои емкости плазмы крови, цитозоля печени и слизистой оболочки тонкого кишечника. Впервые выявлено антиоксидантное и гепатопротекторное действие штамма L. casei 114001 на модели токсического поражения печени, индуцированного четыреххлористым углеродом. Показано,
что штамм L. casei 114001 подавляет |3-глюкуронидазную активность микрофлоры толстого кишечника. При совместном поступлении с пищей L. casei 114001 усиливает вызванное рутином улучшение антиоксидантного статуса крыс.
Практическая значимость работы
Сформированный и апробированный в работе комплекс биохимических показателей может быть использован при поиске, селекции и оценке эффективности штаммов МКБ для промышленного применения при разработке заквасок и пробиотических профилактических и лечебных препаратов и продуктов функционального питания. Полученные данные об энзиматической и антиоксидантной активности штаммов МКБ могут быть использованы в научно-исследовательской работе. Новые экспериментальные данные об антиоксидантных и гепатопротекторных свойствах штамма L. casei 114001, а также его модулирующему воздействию на активность ферментов кишечника и микробиоты, являются дополнительным подтверждением его полезных для макроорганизма свойств и пробиотического статуса.
Апробация работы
Апробация работы состоялась 25 января 2010 года на межлабораторной конференции НИИ питания РАМН. Материалы диссертации доложены на IX, X и XI Всероссийских конгрессах диетологов и нутрициологов «Питание и здоровье» (Москва, 2007, 2008, 2009), 3-м Съезде токсикологов России (Москва, 2008), Научно-практической конференции молодых ученых и специалистов «Актуальные вопросы клинической и экспериментальной медицины - 2009» (Санкт-Петербург, 2009), Ежегодной конференции молодых ученых НИИ питания РАМН (Москва, 2009), V Всероссийском форуме «Здоровье нации -основа процветания России» (Москва, 2009).
Публикации
По теме диссертации опубликовано 11 работ, в том числе 3 статьи в научных рецензируемых журналах, рекомендованных Высшей аттестационной комиссией Министерства образования и науки РФ.
Структура и объем диссертации
Диссертация изложена на 178 страницах машинописного текста, состоит из введения, обзора литературы, описания материалов и методов исследования, результатов собственных исследований, заключения, выводов, включает 35 таблиц и иллюстрирована 40 рисунками. Указатель литературы включает 43 отечественных и 280 зарубежных источников.
Похожие диссертации на Изучение свойств пробиотических молочнокислых бактерий как биологически активных компонентов пищи
