Материалы всероссийской научной школы для молодежи «Перспективы развития инноваций в биологии» (стр. 4 )

При переходе во внешнюю среду из организма человека или животного или при резком изменении условий существования в этой среде патогенные бактерии с помощью различных сенсорных и регуляторных механизмов перестраивают работу своего генетического аппарата, что позволяет им сохранять свою жизнеспособность. В настоящее время накоплено достаточно данных, свидетельствующих о способности не спорообразующих бактерий к длительному существованию во внешней среде в виде клеток со значительно сниженной метаболической активностью, не обнаруживаемых традиционными методами лабораторного культивирования на питательных средах. Таким образом, не культивируемыми (НФ) называют такие формы микроорганизмов, которые в ответ на действие неблагоприятных факторов прекращают рост на питательных средах, но сохраняют жизнеспособность, а при улучшении условий культивирования возобновляют пролиферацию. В настоящее время способность к переходу в не культивируемое состояние обнаружена у широкого круга микроорганизмов, в том числе и у листерий.

Необходимо отметить, что на продуктах питания возможно существование листерий в не культивируемом состоянии, что подтверждается низким процентом высеваемости при использовании стандартных бактериологических методов и сред. Есть данные, что присутствие не культивируемых форм листерий на продуктах питания подтверждалось методом ПЦР. Так, исследование нами 50 проб продуктов дало нулевой процент высеваемости листерий, однако при проведении генетического исследования было обнаружено 8 образцов, контаминированных некультивируемыми формами листерий, что составило 16% от общего количества образцов.

Ранее предполагалось, что температура является основным фактором, индуцирующим образование НФ. Однако переход в НС зависит не только от температуры культивирования, но и от вида микроорганизма, его физиологического состояния, сопутствующих факторов. Даже незначительные вариации химического состава среды при оптимальной температуре могут индуцировать переход в НС.

Долгое время биологические индукторы НС оставались неизвестны. Но появились немногочисленные экспериментальные данные, свидетельствующие о важной роли биотических факторов в образовании НФ. Так, Listeria monocytogenes в ассоциации с зелеными водорослями или в присутствии их экзометаболитов значительно быстрее переходили в НС, чем в контроле (, , ).

Мы осмелились предположить, что в процессе жизнедеятельности некоторые сапрофитные бактерии, обитающие на продуктах питания, могут выделять вещества не только усиливающие рост и размножение симбионтов, изменяющие экспрессию их биологических свойств, но так же и индуцирующие реверсию штаммов Listeria monocytogenes в культивируемое состояние.

Восстановительным культивированием (по Мукомоловой) с метаболитами ранее полученных культур сапрофитов переводили не культивируемый штамм Listeria monocytogenes NCTC 4b в культивируемое состояние и проверяли изменение морфологических, биологических и вирулентных свойств.

В результате только один штамм №7 (холодовой!!!) индуцировал реверсию не культивируемого штамма. Достоверность результата подтверждена генетически.

Важно отметить, что колонии листерий приобрели нехарактерную (по сравнению с контролем) морфологию. Они стали значительно крупнее в диаметре (до 0,5-0,8 мкм), имели ровный край, выпуклый центр, слизистую консистенцию, кремовато-белую окраску. Отсутствовал специфический запах, характерный для листерий, что косвенно свидетельствовало об изменении продуктов метаболизма.

Анализ измененных свойств листерий показал утрату способности ферментировать L(+) рамнозу, D(+) ксилозу, маннозу, манит в течение 7 суток, отсутствие подвижности при 22˚С, замедленную способность индуцировать лецитиназу как в присутствии угля, так и без него (на 4-е сутки), значительное снижение вирулентности (LD50 - 6,8х107). Однако в отличие от исходного штамма наблюдалось ярко выраженное увеличение зоны гемолиза (почти a-гемолиз), что свидетельствует об усилении гемолитической активности восстановленного штамма.

Для восстановления первоначальных свойств листерий провели пассирование в триптиказо-соевом бульоне с дальнейшим высевом на чашки с агаром КД для листерий. После 3 пассажа наблюдали постепенное изменение морфологии колоний и появление способности разлагать рамнозу и маннозу. Полное восстановление свойств, характерных для исходного штамма Listeria monocytogenes NCTC 4b наблюдали после 5 пассажа на питательных средах.

Проводится идентификация выделенных штаммов сапрофитных микроорганизмов.

Заключение

Таким образом, на уровне тест – микроорганизмов мы нашли вещество, способное стимулировать рост и переход бактерий Listeria monocytogenes в культивируемое состояние. Следующим этапом исследований должно быть получение данного фактора стимуляции роста, которое можно будет использовать в диагностике, посредством добавления его в среды накопления для листерий. Дальнейшая разработка диагностических систем с использованием данного фактора роста позволит ускорить этап выделения и идентификации бактерий Listeria monocytogenes, в том числе и на продуктах питания, что с успехом можно применять в санитарно – медицинской практике и на производстве.

Глава 2. БИФИДОСОДЕРЖАЩИЕ ПРОДУКТЫ ФУНКЦИОНАЛЬНОГО ПИТАНИЯ

1.  Функциональное питание и продукты функционального питания

В последние десятилетия ввиду роста числа хронических заболеваний и установления их причинной связи с несбалансированным питанием, к пищевым продуктам стали относиться как к эффективному средству поддержания физического и психического здоровья и снижения риска возникновения ряда заболеваний. Одним из пионеров, предложивших продукты питания и отдельных их компоненты в качестве фармацевтических препаратов, являлся дважды лауреат Нобелевской премии Лайнус Полинг, обосновавший в 60-80 гг. прошлого века теорию и практику «Ортомолекулярной медицины», согласно которой физическая болезнь и психическое заболевание могут быть излечены не с помощью лекарственных средств, а путем тщательного отбора и применения оптимальных количеств определенных макро - и микронутриентов (например, витамины) или веществ эндогенного происхождения (например, инсулин). В нашей стране в эти же годы активным пропагандистом фармакологических эффектов пищевых продуктов являлся директор Института питания академик . Авторитетное мнение Л. Полинга, других ведущих исследователей, нутрициологов и клиницистов стимулировало во всем мире поиск и идентификацию тех пищевых продуктов и специфических нутриентов, которые оказывают благоприятные эффекты на организм человека.

В современном терминологическом плане концепция «Функционального питания» как самостоятельного научно-прикладного направления в области здорового питания сложилась в начале 90-х годов. С современных позиций под термином «функциональные пищевые продукты» понимают такие продукты питания, которые предназначены для систематического употребления в составе пищевых рационов всеми возрастными группами здорового населения с целью снижения риска развития заболеваний, связанных с питанием, сохранения и улучшения здоровья за счет наличия в их составе физиологически функциональных пищевых ингредиентов [ГОСТ 52349-2005].

Согласно «Научной концепции Функционального питания в Европе» (Scientific Concepts of Functional Food in Europe), разработанной в 1995-1998гг [20; 29], продукты питания лишь в том случае могут быть отнесены к функциональным, если имеется возможность продемонстрировать их позитивный эффект на ту или иную ключевую функцию (функции) человека (помимо традиционных питательных эффектов) и получить веские объективные доказательства, подтверждающие эти взаимоотношения. Рекомендуется по возможности идентифицировать конкретные маркеры этих функций, чувствительные к модулирующему эффекту пищевых функциональных ингредиентов, если позитивные эффекты на эти функции проявляются при употреблении пищи (или ее действующего начала) в количествах, которые безопасны для организма.

2.  Пробиотики, пребиотики, синбиотики

Мы останавливаем внимание на функциональных пищевых продуктах, в состав которых входят про - и пребиотики.

С современных позиций микрофлору человека рассматривают как совокупность множества микробиоценозов, занимающих многочисленные экологические ниши на коже и слизистых всех открытых внешней среде полостей макроорганизма, Наиболее сложный по составу микробиоценоз в толстом кишечнике.

Условия жизни чело­века в современном городе, сопровождаемые воздействием целого ряда негативных факторов (неблагоприятная экология, антибиотики, стрессы и пр.) породили «син­дром мегаполиса», который проявля­ется в нарушении обмена веществ, ос­лаблении иммунитета, нарушении микробной экологии пищеварительного тракта. Одна из его составляю­щих - снижение уровня бифидо - и лактофлоры и возрастание условно-патоген­ных микроорганизмов у человека, т. е. дисбактериоз (дисбиоз).

Важнейшей составляющей лечебного комплекса дисбактериозов являются пробиотики - живые культуры микроорганизмов, относящихся к нормальным обитателям различных экологических ниш макроорганизма. Они свободны от побочного действия химических соединений. Их использование является наиболее физиологичным по регулирующему влиянию на микрофлору. 

В настоящее время все больше вни­мания уделяется разработкам пробио­тиков, в состав которых входят не­сколько микроорганизмов, принадле­жащих к различным родам и видам. При этом, прежде всего учитывают вза­имодействия микробов в естественной среде обитания, и в первую очередь, симбиоз бифидобактерий с лактобациллами, так как именно они домини­руют в микробиоценозе желудочно-ки­шечного тракта. Так, бифидобактерии создают условия для метаболической деятельности лактобацилл, а лактоба­циллы способствуют размножению би­фидобактерий. Последние колонизиру­ют в основном в толстом кишечнике, а лактобактерии - и в остальных отделах пищеварительного тракта.