Микробиота кишечника крыс при воздействии биотехнологических микроорганизмов различного таксономического положения

Введение. Профилактика здоровья работающих на предприятиях биотехнологической промышленности базируется на соблюдении гигиенических нормативов, разработка которых включает также изучение влияния биотехнологических штаммов микроорганизмов на микробиоценоз кишечника крыс в эксперименте. 

Материалы и методы. Проведён анализ характера и степени выраженности изменений микробиоты кишечника крыс при воздействии 52 биотехнологических штаммов микроорганизмов, принадлежащих к различным таксономическим группам: грамположительные и грамотрицательные бактерии, актиномицеты, дрожжеподобные и плесневые грибы. Эксперименты выполнялись на белых беспородных крысах при ингаляционном воздействии суспензии микроорганизмов в минимально эффективных концентрациях 10³–10⁸ КОЕ/м³ в течение 1 мес. Бактериологическое исследование осуществляли путём посева фекалий после приготовления серии десятикратных разведений на набор питательных сред для последующего культивирования. После инкубации производили подсчёт колоний выросших микроорганизмов и идентификацию до рода. Количество микроорганизмов выражали в виде десятичного логарифма колониеобразующих единиц (lg КОЕ/г фекалий). Статистическую обработку результатов исследования проводили в программах Statistica 6.0 (StatSoft, USA) и Microsoft Office Excel 2007. Результаты были статистически достоверными при p < 0,05.

Результаты. Наиболее заметные изменения в составе кишечной микробиоты были отмечены при ингаляционном воздействии дрожжеподобных грибов рода Candida на уровне 10³−10⁴ КОЕ/м³, при воздействии плесневых грибов (Aspergillus awamori, Penicillium funiculosum и Tolypocladium cylindrosporum) на уровне 2 • 10⁴ КОЕ/м³ и грамотрицательных палочек родов Pseudomonas и Alcaligenes при ингаляционном заражении в концентрации 5 • 10⁵ КОЕ/м³. Выявлено снижение содержания кишечных палочек, увеличение представителей грамположительной микрофлоры (стафилококки, энтерококки), для отдельных родов показано существенное снижение содержания лактобацилл. Родококки (Rh. corallinus, Rh. erythropolis, Rh. jianlingiae) не вызывали подобные нарушения даже при их высокой концентрации (10⁶–10⁷ КОЕ/м3) во вдыхаемом воздухе. 

Заключение. Полученные данные на модели животных использованы для обоснования ПДК биотехнологических штаммов микроорганизмов в воздухе рабочей зоны и атмосферном воздухе населённых мест, согласно существующим методическим указаниям.

1. Шендеров Б.А. Нормальная микрофлора и ее роль в поддержании здоровья человека. Российский журнал гастроэнтерологии, гепатологии, колопроктологии. 1998; (1): 61-5.

2. Бондаренко В.М., Лиходед В.Г. Распознавание комменсальной микрофлоры образ-распознающими рецепторами в физиологии и патологии человека. Журнал микробиологии, эпидемиологии и иммунобиологии. 2012; 89(3): 82-9.

3. Шендеров Б.А., Юдин С.М., Загайнова А.В., Шевырева М.П. Аkkermansia muciniphila - новый универсальный пробиотик на основе живых комменсальных бактерий кишечника человека: действительность или легенда? Журнал микробиологии, эпидемиологии и иммунобиологии. 2019; 96(4): 105-15. https://doi.org/10.36233/0372-9311-2019-4-105-115

4. Бухарин О.В., Иванова Е.В., Перунова Н.Б., Никифоров И.А. Функциональные группы бифидобактерий кишечной микробиоты в ассоциативном симбиозе человека. Журнал микробиологии, эпидемиологии и иммунобиологии. 2018; 95(1): 3-9.

5. Грачева Н.М., Партин О.С., Щербаков И.Т. Дисбактериоз кишечника у взрослых. Инфекционные болезни. 2003; 1(1): 34-8.

6. Алешукина А.В. Патогенез дисбактериоза кишечника. Журнал микробиологии, эпидемиологии и иммунобиологии. 2012; 89(3): 74-8.

7. Осипова И.Н., Ваганова О.А., Саканян Е.И. Актуальные вопросы стандартизации в РФ биотехнологических лекарственных препаратов на основе моноклональных антител. Биотехнология. 2017; 33(1): 80-90. https://doi.org/10.21519/0234-2758-2017-33-1-80-90

8. Каминская Л.П., Кондратова Т.П., Поберезкина Д.Я. Влияние кормовых антибиотиков на рабочих, занятых в их производстве. В кн.: Тезисы докладов Всесоюзной конференции «Биологический фактор - производственная и окружающая среда - здоровье человека». М.; 1987: 61-3.

9. Квятковская И.Я. Показатели количественного состава микрофлоры кишечника - один из критериев гигиенического нормирования препаратов биологического происхождения. Гигиена труда и профзаболевания. 1984; (5): 37-8.

10. Квятковская И.Я. Влияние микробных препаратов, применяемых в сельском хозяйстве, на микрофлору кишечника. Гигиена и санитария. 1981; 70(6): 82-3.

11. Поберезкина Д.Я., Петриченко Л.Н., Бублий Г.Ф. Влияние условий производства кормогризина и биовита на состояние микрофлоры работающих. В кн.: Тезисы докладов Всесоюзной конференции «Биологический фактор - производственная и окружающая среда - здоровье человека». М.; 1987: 77-8.

12. Масягутова Л.М., Бакиров А.Б. Иммунологические показатели у работников различных животноводческих производств. Гигиена и санитария. 2019; 98(9): 972-7. https://doi.org/10.18821/0016-9900-2019-98-9-972-977

13. Масягутова Л.М., Бадамшина Г.Г., Бакиров А.Б. Оценка микробиологического риска для работников агропромышленного комплекса. Медицина труда и экология человека. 2015; (1): 34-9.

14. Мельниченко П.И., Большаков А.М., Мелешко В.Д., Остапович И.К., Ходыкина Т.М. Экология и профилактическая медицина: проблемы взаимодействия. Гигиена и санитария. 2019; 98(4): 353-8. https://doi.org/10.18821/0016-9900-2019-98-4-353-358

15. Быков А.С., Зверев В.В., ред. Атлас по медицинской микробиологии, вирусологии и иммунологии. М.: МИА; 2018.

16. Сергеюк Н.П., Супрун И.П., Буянов В.В. Санитарно-эпидемиологическое нормирование промышленных микроорганизмов. Черноголовка; 2003.

17. Воробьев А.А., Быков А.С., Бойченко М.Н., Несвижский Ю.В., Пашков Е.П., Миронов А.Ю. и соавт. Исследования по микроэкологии человека на кафедре микробиологии с вирусологией и иммунологией. Вестник Российской академии медицинских наук. 2001; (1): 27-30.

18. Kirkwood B.R., Sterne J.A.C. Essential Medical Statistics. Oxford: Blackwell Publishing; 2003

19. Шеина Н.И., Буданова Е.В. Оценка микроэкологического дисбаланса кишечника животных при воздействии промышленных микроорганизмов в токсиколого-гигиенических исследованиях. Токсикологический вестник. 2005; (5): 23-7.

20. Лобзин Ю.В., Макарова В.Г., Корвякова Е.Р., Захаренко С.М. Дисбактериоз кишечника (клиника, диагностика, лечение). Руководство для врачей. СПб.: Фолиант; 2003.

21. Шеина Н.И., Скрябина Э.Г., Буданова Е.В. Bacillus subtilis 65, штамм-продуцент нейтральной протеиназы и амилазы. Токсикологический вестник. 2004; (1): 39-41.

22. Шеина Н.И., Скрябина Э.Г., Буданова Е.В. Bacillus subtilis 72, штамм-продуцент щелочной протеазы. Токсикологический вестник. 2004; (1): 41-2.

23. Завгородняя Е.Ф. Дисбактериоз кишечника (обзор). Дальневосточный журнал инфекционной патологии. 2010; (16): 131-41.

24. Ракитянская Т.П., Антипова А.Ф., Варфоломеева В.Н., Тюнева Н.И., Антонова В.С., Манушина Т.И. Обнаружение факультативной микрофлоры при исследованиях на кишечный дисбактериоз. Инфекция и иммунитет. 2016; 6(3): 102.

25. Sheina N.I., Budanova E.V., Mjalina L.I., Pivovarov Yu.P., Sazonova L.P. Biosafety assessment of microbial strains used in biotechnology according to their taxonomy. Int. J. Biomed. 2017; 7(1): 51-6. https://doi.org/10.21103/Article7(1)_OA6

26. Sheina N.I., Budanova E.V., Mjalina L.I., Pivovarov Yu.P., Korolik V.V., Sazonova L.P., et al. A quantitative assessment of the morphofunctional activity of the population of mast cells exposed to biotechnological strains of microorganisms. Int. J. Biomed. 2018; 8(2): 150-4. https://doi.org/10.21103/Article8(2)_OA9