Материалы всероссийской научной школы для молодежи «Перспективы развития инноваций в биологии» (стр. 20 )

1.  Иванов вопросы восстановительной медицины. – Владивосток : Изд-во ДВГАЭУ, 2001. - 204 с.

2.  , Антонюк физиологического и лечебного действия бальнеофакторов Физиотерапия и курортология / под ред. . Книга 1. - М. : БИНОМ, 2008. - С.60-69.

3.  Природные лечебные факторы. Основы курортологии: Руководство / под ред. , . – Владивосток : Изд-во Дальневост. ун-та, 2007. – 316 с.

4.  Шустов иловой сульфидной грязи и их лечебное применение. - Томск, 1996. - 182 с.

5.  Ivanov E. M., Antonyuk M. V., Gvozdenko T. A., Chelnokova B. I., Slusarenko S. Yu. Perspective significance of treatment-and-prophylactic use of Melcovodnaya sulfide silt mud // Family health in the XXI century: material of XII International Scientific Conference. - Elat, Israil, 2008. - P. 300-3001.

Глава 3. МОРСКАЯ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ СТАНЦИЯ ТИБОХ ДВО РАН (МЭС) – БАЗА ДЛЯ ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫХ, НАУЧНЫХ И ПРИКЛАДНЫХ ПРОГРАММ.

В начале 1964 года президент Академии наук СССР академик М. В. Келдыш подписал постановление о создании во Владивостоке Института биологически активных веществ ДВФ СО АН СССР (ИнБАВ), который в 1972 году был переименован в Тихоокеанский институт биоорганической химии (ТИБОХ). Расширение работ в Институте по заготовке и изучению морских организмов заставило ученых задуматься о создании экспериментальной станции на берегу моря.

В декабре 1967г. академиком Михаил Алексеевич Лаврентьевым было подписано постановление о включении Морской экспериментальной станции, расположенной в бухте Троица Хасанского района, в состав Института биологически активных веществ. Станция явилась первой на Тихоокеанском побережье нашей страны базой для химико-биологических исследований.

На станции впервые на Дальнем Востоке была создана академическая водолазная служба. В первые же годы на станции были выполнены работы по изучению липидного состава морских беспозвоночных, работы по изучению морской травы Zostera marina привели к созданию препарата «Зостерин» - компонента целой серии лечебно-профилактических пищевых добавок. На технологическом участке МЭС из гепантопанкреаса камчатского краба выделен комплекс протеаз, на основе которых в ТИБОХ создано новое лекарственное средство – коллагеназа КК. На станции были начаты работы по исследованию хиноидных пигментов морских ежей. Дальнейшее изучение этих пигментов привело к созданию медицинских препаратов серии «Гистохром», которая используется при лечении заболеваний в области офтальмологии и кардиологии. Из мидии Crenomytilus grayanus на станции был выделен иммуностимулятор – митилан, обладающий также противовоспалительным и влагоудерживающим средством.

Большую роль играет МЭС в воспитании и подготовке научных кадров. Ежегодно на станции проходит биологический и технологический практикум для студентов Отделения биоорганической химии и биотехнологии химического факультета Дальневосточного государственного университета; учебно-научные экспедиции; Всероссийская школа-конференция по актуальным проблемам химии и биологии; Английский лагерь по углубленному изучению языка для студентов, аспирантов и молодых ученых ДВГУ и ДВО РАН.

Таким образом, МЭС сыграла важную роль в становлении и развитии Института, в обеспечении исследований морским биологическим сырьем. МЭС – первая в стране морская станция, где выполнялись довольно сложные эксперименты с применением химических, биохимических и физико-химических методов. За многие годы на МЭС был получен огромный объем экспериментального материала, лежащего в основе сотен публикаций и патентов ТИБОХ.

Глава 4. ПРОБИОТИКИ КАК ПЕРСПЕКТИВНОЕ НАПРАВЛЕНИЕ В БИОТЕХНОЛОГИИ

Значительное сокращение морских биоресурсов за счёт активного промысла, браконьерства, а также ухудшения состояния естественных экосистем вследствие антропогенной деятельности привело в последнее время к необходимости восстановления и сохранения природных богатств посредством создания ферм и заводов по искусственному выращиванию промысловых видов гидробионтов. Однако, как показывает опыт, при искусственном культивировании нередко приходится сталкиваться с проблемой снижения иммунитета у животных и их подверженности различным заболеваниям из-за качественных и количественных изменений в бактериальных популяциях организма, что связано с постоянно действующими факторами стресса (высокими нагрузками биомассы на единицу объёма, органическим загрязнением воды, перепадами концентрации кислорода). Применение антибиотиков не всегда является эффективным при лечении и может привести к формированию у гидробионтов дефицита целого ряда полезных микроорганизмов и значительному снижению естественных защитных систем организма.

В настоящее время наиболее перспективным способом решения этих проблем является применение препаратов на основе пробиотиков, которые представляют собой живые организмы и (или) вещества микробного или иного происхождения, оказывающие благоприятные эффекты на физиологические функции, биохимические и поведенческие реакции организма хозяина через оптимизацию его микробного статуса.

Пробиотики нашли широкое применение как в медицинской практике для лечения и профилактики различных инфекционных заболеваний человека, так и в ветеринарии (Fuller, 1987). Использование же пробиотиков в марикультуре является сравнительно новым направлением в биотехнологии. Пробиотики могут использоваться в качестве основного (vanDuffel et al., 1998) и дополнительного питания для гидробионтов (Robertson et al., 2000), а также добавляться в воду для улучшения её качества (Moriarty, 1999; Ringo, Birkbeck, 1999).

Пробиотики, применяемые при искусственном разведении промысловых видов, оказывают довольно разнообразное положительное воздействие на организм. Чаще всего это влияние проявляется в снижении смертности и увеличении скорости роста животных. Механизмы положительного воздействия пробиотиков до конца не изучены, но, согласно последним научным публикациям, пробиотики способны:

­  ингибировать рост потенциально вредных микроорганизмов в результате продукции антимикробных субстанций, конкуренции с ними за рецепторы адгезии и питательные вещества, а также активации иммунно-компетентных клеток и стимуляции иммунитета;

­  стимулировать рост представителей индигенной флоры в результате продукции витаминов и других ростостимулирующих факторов;

­  разрушать и перерабатывать органические вещества и токсичные соединения, улучшая тем самым качество воды;

­  обеспечивать макроорганизм ферментами, позволяющими улучшать пищеварение животных (Verschuere et al., 2000).

Во многих зарубежных странах в аквакультурных хозяйствах успешно используется широкий спектр пробиотических биопрепаратов. В России особую популярность приобрел препарат «Субалин», основу  которого составляет штамм Bacillus subtilis 2335. Продукт успешно используется в прудовом рыбоводстве при выращивании карпа и растительноядных рыб, лососевых и осетровых видов рыб при индустриальном выращивании в садках, бассейновых и УЗВ хозяйствах (установках замкнутого цикла водообеспечения). Применение «Субалина» обеспечивает в товарном рыбоводстве не только высокие экономические показатели, но и качественную рыбоводную продукцию, способствуя быстрому увеличению массы тела рыб и снижению кормового коэффициента.

В основном пробиотики предназначены для пресноводных и морских промысловых видов рыб, моллюсков и ракообразных. Целью нашей работы стал поиск потенциальных пробиотиков дальневосточного трепанга Apostychopus japonicus, который относится к важным объектам промысла в морях Дальнего Востока, издавна являясь традиционным экспортным пищевым продуктом. Поскольку одним из возможных способов положительного воздействия пробиотиков является синтез пищеварительных ферментов, то основной задачей проведенных нами исследований стало выявление среди микрофлоры трепангов, обитающих в естественных условиях, штаммов, способных к синтезу амилазы, хитиназы, хондроитинсульфатазы и альгинатлиазы. Указанные ферменты участвуют в переваривании таких трудноусваиваемых природных полимеров как крахмал, хитин, хондроитинсульфат и альгинат соответственно, которые в большом количестве поступают в пищеварительный тракт трепангов вместе с грунтом и останками различных морских животных и водорослей.

Для проведения исследований по изучению свойств микрофлоры трепанга из прибрежной зоны острова Попова и из бухты Киевка Японского моря были отобраны взрослые особи голотурий, из кишечников которых выделили в общей сложности 67 штамма бактерий. Из них амилолитической активностью обладали 12% штаммов, альгинатлиазной – 7%, хондроитинсульфатазной и хитинолитической – по 6%.

Из полученной коллекции штаммов только один Pseudomonas stutzeri проявил высокую активность в отношении всех четырех изученных ферментов. Также следует отметить высокую активность штамма Bacillus pumilus в расщеплении хондроитинсульфата и хитина, а штаммов Bacillus coagulans и Bacillus megaterium K13 - в отношении гидролиза крахмала и альгината натрия. Указанные штаммы являются наиболее предпочтительными при выборе потенциальных пробиотиков для искусственного выращивания голотурий.

Таким образом, на данный момент нами получен ряд штаммов бактерий, способных к синтезу определённых пищеварительных ферментов, а именно ферментов, гидролизующих различные полисахариды. В дальнейшем предполагается проведение исследований по выявлению среди выделенной микрофлоры штаммов, продуцирующих липазу и протеазу.

Следующими этапами работы по подбору пробиотиков для трепанга станут:

1. Изучение способности полученных бактерий ингибировать рост микроорганизмов, вызывающих заболевания трепангов и других морских беспозвоночных, за счёт продукции антибиотиков или конкуренции с ними за питательные вещества.

2. Определение с помощью лабораторных моделей способности потенциальных пробиотиков к колонизации в кишечнике трепанга.

3. Проведение испытаний на молоди трепанга со штаммами, обладающими высокой ферментативной активностью, а также способными ингибировать рост патогенных бактерий и колонизировать кишечник голотурии, для подтверждения лабораторных данных и выявления штаммов, обладающих пробиотическим in vivo эффектом.