Оценка влияния экзополисахаридов молочнокислых бактерий рода Lactobacillus на фагоцитарную активность макрофагов белых мышей
Автор: Правдивцева М.И., Горельникова Е.А., Абросимова О.В., Карпунина Л.В.
Журнал: Известия Самарского научного центра Российской академии наук @izvestiya-ssc
Рубрика: Проблемы прикладной экологии
Статья в выпуске: 5-1 т.13, 2011 года.
Бесплатный доступ
Показано влияние экзополисахаридов молочнокислых бактерий - лаксаранов 1596, 1936, Z, выделенных из культур Lactobacillus delbrueckii subsp. delbrueckii B-1596, L. delbrueckii B-1936 и L. delbrueckii ssp. bulgaricus, на фагоцитарную активность альвеолярных и перитонеальных макрофагов мышей. Установлено, что наибольшее стимулирующее воздействие на перитонеальные и альвеолярные макрофаги оказывает лаксаран Z.
Экзополисахариды молочнокислых бактерий, альвеолярные и перитонеальные макрофаги, индекс активации киллинга, индекс завершенности фагоцитоза
Короткий адрес: https://sciup.org/148205756
IDR: 148205756
Текст научной статьи Оценка влияния экзополисахаридов молочнокислых бактерий рода Lactobacillus на фагоцитарную активность макрофагов белых мышей
разных стадиях фагоцитоза оценивали через 30 минут, 1 и 6 часов инкубации. Фагоцитарный индекс (ФИ), индекс завершённости фагоцитоза (ИЗФ) и индекс активации киллинга (ИАК) определяли по [2]. Статистическую обработку результатов проводили методами вариационной статистики с применением t-критерия Стьюдента [1].
РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ
В процессе исследований было показано, что у контрольной группы мышей, которым не вводили внутрибрюшинно ЭПС бактерий активность АМФ в процессе фагоцитоза S. aureus 209-Р через 30 минут, 1 час и 6 часов составила 8, 19 и 24% соответственно. Значения ИЗФ (-0,26) свидетельствовали о не завершённости фагоцитарного процесса (табл.1). Наибольшая активность ПМФ контрольной группы мышей была отмечена через 1 час фагоцитоза бактерий и составляла 25%, а к 6 часам количество активных ПМФ снижалось до 9%, при этом ИЗФ был равен 0,64, что позволило говорить о частичном переваривании микробных клеток (табл. 1).
В опытной группе животных, которым вводили лаксаран 1596, было обнаружено изменение активности макрофагов. Через 1 и 3 суток эксперимента активность АМФ была максимальной через 1 час фагоцитоза in vitro бактерий и составила 72 и 81% соответственно, что было достоверно выше контроля (табл. 1). Значения ИАК составили 0,85 и 0,52 соответственно, что было выше, чем в контроле. Данные ИЗФ свидетельствовали о частичном переваривании микробных клеток. На 5 и 7 сутки эксперимента максимальная активность АМФ отмечена на начальных этапах фагоцитоза (через 30 минут), а значения ИАК (-0,11 и – 0,09) были ниже контрольных показателей, что свидетельствовало о снижении фагоцитарной активности на завершающих этапах фагоцитоза.
Активность ПМФ в опытной группе животных на 1 сутки эксперимента через 30 минут, 1 час и 6 часов процесса фагоцитоза S. aureus 209-Р составляла 43%, 47% и 46%, что достоверно выше кон- трольных значений. На 3 сутки после введения лак-сарана 1596 наибольшая активность ПМФ отмечена через 6 часов процесса фагоцитоза S. aureus 209Р. На 5 сутки эксперимента активность ПМФ у белых мышей была на всех этапах процесса фагоцитоза достоверно выше контрольных значений. Максимальная активность зафиксирована через 1
час процесса фагоцитоза. Наибольшая активность ПМФ отмечена на 7 сутки через 30 минут от начала фагоцитоза бактериальных клеток, процесс фагоцитоза был не завершен (табл. 1). Скорость фагоцитоза во все сроки исследования была ниже, чем у контрольных макрофагов, ИАК имел отрицательные значения.
Таблица 1. Влияние лаксарана 1596 на альвеолярные и перитонеальные макрофаги в процессе фагоцитоза S. aureus 209-Р
Время иммуногенеза |
Макрофаги |
с S. aureus 209- P |
||
30 минут |
1ч |
6ч |
||
контроль (без ЭПС) |
АМФ |
8,00±0,15 |
19,00±1,22 |
24,13±2,13 |
ПМФ |
6,00±0,18 |
25,13±2,00 |
9,51±1,00 |
|
1 сутки |
АМФ |
63,11±4,21* |
72,12±5,21* |
29,23±2,21 |
ПМФ |
43,23±4,11* |
47,51±3,53* |
46,31±3,0* |
|
3 сутки |
АМФ |
72,31±5,13* |
81,13±6,0* |
60,24±5,0* |
ПМФ |
13,32±1,02* |
8,00±0,43* |
35,41±3,1* |
|
5 сутки |
АМФ |
43,25±4,31* |
27,60±2,21 |
37,32±3,41 |
ПМФ |
52,11±4,15* |
78,13±5,22* |
46,22±4,2* |
|
7 сутки |
АМФ |
46,22±4,21* |
20,11±2,21 |
27,41±2,31 |
ПМФ |
43,13±4,11* |
13,23±1,23 |
5,31±0,53* |
Примечание: * - достоверные различия по сравнению с контролем при p<0,05.
Таблица 2. Влияние лаксарана 1936 на перитонеальные и альвеолярные макрофаги в процессе фагоцитоза S. aureus 209-Р
Время иммуногенеза |
Макрофаги |
с S. aureus 209- P |
||
30 минут |
1ч |
6ч |
||
контроль (без ЭПС) |
АМФ |
8,00±0,15 |
19,00±1,22 |
24,13±2,13 |
ПМФ |
6,00±0,18 |
25,13±2,00 |
9,51±1,00 |
|
1 сутки |
АМФ |
24,21±2,51* |
28,32±3,52 |
40,32±4,51* |
ПМФ |
48,32±3,54* |
32,41±4,00* |
34,41±4,00* |
|
3 сутки |
АМФ |
72,14±5,00* |
58,42±3,21* |
37,26±1,01* |
ПМФ |
50,31±4,52* |
32,34±2,13* |
30,41±2,00* |
|
5 сутки |
АМФ |
39,14±2,00* |
10,11±1,00 |
7,21±0,41* |
ПМФ |
11,22±1,51 |
42,61±3,21* |
6,00±0,34 |
|
7 сутки |
АМФ |
25,31±2,52* |
12,43±0,14 |
18,12±1,25 |
ПМФ |
11,24±1,04 |
28,91±2,41 |
15,21±1,22 |
Примечание: * - достоверные различия по сравнению с контролем при p<0,05.
Таблица 3. Влияние лаксарана Z на альвеолярные и перитонеальные макрофаги в процесса фагоцитоза S. aureus 209-Р
Срок иммуногенеза |
Макрофаги |
Фагоцитарный индекс, (М±m) в % |
||
с S. aureus 209- P |
||||
30 минут |
1ч |
6ч |
||
контроль (без ЭПС) |
АМФ |
8,00±0,15 |
19,00±1,22 |
24,13±2,13 |
ПМФ |
6,00±0,18 |
25,13±2,00 |
9,51±1,00 |
|
1 сутки |
АМФ |
47,12±4,11* |
19,31±2,44 |
13,15±2,36 |
ПМФ |
41,21±4,21* |
15,42±1,26 |
17,23±2,34 |
|
3 сутки |
АМФ |
41,33±4,13* |
18,14±1,30 |
12,41±2,00 |
ПМФ |
81,34±6,21* |
62,41±5,01* |
30,22±2,13* |
|
5 сутки |
АМФ |
80,43±6,14* |
31,46±2,31 |
19,16±2,41 |
ПМФ |
70,21±5,21* |
42,31±3,00 |
41,32±3,42* |
|
7 сутки |
АМФ |
22,43±2,11* |
10,42±0,14 |
5,21±0,21* |
ПМФ |
31,47±3,25* |
28,34±2,17 |
18,44±1,18* |
Примечание: * - достоверные различия по сравнению с контролем при p<0,05.
При изучении активности макрофагов, выделенных от животных, которым вводили лаксаран 1936 в концентрации 0,006 г/мл, показано, что на 1 сутки эксперимента к 6 часам фагоцитоза активность АМФ была равна 40%, что в 1,6 раз выше контрольных значений, процесс фагоцитоза был не завершён (табл. 2). На 3, 5 и 7 сутки наибольшая активность АМФ наблюдалась через 30 минут фагоцитоза S. aureus 209-Р. ИЗФ на 3 и 5 сутки иммуногенеза после введения животным лаксарана 1936
был равен 0,3, что позволило говорить о частичном переваривании микробных клеток. На 7 сутки ИЗФ имел отрицательные значения и процесс фагоцитоза был незавершённым. ИАК для АМФ у мышей, которым вводили лаксаран 1936, на 1 и 7 сутки имел отрицательные значения -0,16 и -0,24, соответственно. Скорость фагоцитоза S. aureus 209-Р была ниже контрольных значений, в отличие от 3 и 5 суток эксперимента, когда ИАК был выше контроля и равен 0,62 и 0,56, соответственно. Актив- ность ПМФ у мышей на 1 и 3 сутки достигла максимума через 30 минут процесса фагоцитоза S. aureus 209-Р, процесс фагоцитоза был не завершенным (-0,06 и 0,06). На 5 и 7 сутки через 1 час содержание ПМФ составляло 42% и 28%, соответственно и наблюдалось частичное переваривание микробных клеток также как и в контроле. ИЗФ был равен 0,85 и 0,46. ИАК имел отрицательные значения на 1, 3 и 7 сутки. На 5 сутки скорость фагоцитоза была выше, чем в контроле в 1,3 раза (ИАК равен 0,21).
При введении животным лаксарана Z максимальное число активных АМФ во все сроки исследований наблюдалось через 30 минут фагоцитоза S. aureus 209-Р, к 6 часам фагоцитоза S. aureus 209-Р количество активных АМФ снижалось, что говорило о частичном переваривании микробных клеток. Было отмечено, что активность ПМФ у белых мышей этой группы была максимальной через 30 минут фагоцитоза S. aureus 209-Р во все сроки исследований (табл. 3). ИЗФ на 1 сутки эксперимента имел отрицательные значения, фагоцитоз был не завершён. На 3, 5 и 7 сутки наблюдали частичное переваривание микробных клеток. По оценке активации киллинга показано, что скорость фагоцитоза АМФ была выше, чем ПМФ.
Таким образом, как показали экспериментальные данные, лаксараны 1596, 1936 и Z оказывают влияние на активность макрофагов при фагоцитозе S. aureus 209-P. Как видно из полученных результатов наибольшее воздействие на макрофаги оказывал лаксаран Z. Он приводил к увеличению числа активных макрофагов, как альвеолярных, так и перитонеальных, способствовал увеличению переваривания микробных клеток и повышению индекса активации киллинга. Ранее было показано [4], что лаксаран Z оказывает влияние на продукцию провосполительных цитокинов (ИЛ-1α, ФНО-α) в сыворотке крови мышей при стафилококковой ин- фекции. Вполне возможно предположить, что лак-саран Z влияет на активность макрофагов через стимуляцию продукции цитокинов и тем самым приводит к увеличению поглотительной функции макрофагов.
Список литературы Оценка влияния экзополисахаридов молочнокислых бактерий рода Lactobacillus на фагоцитарную активность макрофагов белых мышей
- Зайцев Т.Н. Математический анализ биологических данных. М.: Наука, 1991. 268 с.
- Кондратьева И.А., Самуилова В.Д. Практикум по иммунологии. М.: МГУ, 2001. 173 с.
- Полукаров Е.В., Карпунина Л.В., Жемеричкин Д.А. Выделение экзополисахаридов Lactobacillus delbrueckii subsp ssp. bulgaricus при различных условиях культивирования//Вест. Сарат. гос. агр. ун-та. 2009. № 4. С. 20-23.
- Полукаров Е.В. Экзополисахариды молочнокислых бактерий и их функциональная значимость в организме животных: Автореф. дисс. … канд. биол. наук. Саратов, 2009. 22 с.
- Chabot S., Yu H., Leseleuc L. et. al. Exopolysaccharide from Lactobacillus rhamnosus RW-9595M stimulate TNF, IL-6 and IL-12 in human and mouse cultured inmunocompetent cells, and IFN-g in mouse splenocytes//Lait. 2001. № 81. Р. 683 -697.
- Kitazawa H., Roberts R., Dabour N. et al. Induction of IFNgamma and IL-1-production in macrophages stimulates with phosphopolysaccharide produced by Lactococcus lactis ssp. cremoris//Int. J. Food Microbiol. 1996. № 31. Р. 99-106.
- Makino S., Ikegami S., Kano H. Immunomodulatory Effects of Polysaccharides Produced by Lactobacillus delbrueckii ssp. bulgaricus OLL1073R-1//J. Dairy Sci. 2006. № 89. Р. 2873-2881.
- Nishimura-Uemura J., Kleerebezem E., Sralowska B. Functional alteration of murine macrophages stimulated with extracellular polysaccharides from Lactobacillus delbrueckii ssp. bulgaricus OLL1073R-1//Food Microbiology. 2003. № 20. Р. 267-273.
- Vinderola G., Perdigona A., Duarlec J. Effects of the oral administration of the exopolysaccharide produced by Lactobacillus kefiranofaciens on the gut mucosal immunity//Cytokine. 2006. № 36. Р. 254-260.