O.V. Bukharin, N.B. Perunova, E.V. Ivanova. Bifidoflora pri assotsiativnom simbioze cheloveka. Ekaterinburg, UrO RAN, 2014

Abstract

Full Text

Бифидобактериям принадлежит ведущая роль в формировании и функционировании микробиоценоза толстого кишечника человека, поддержании неспецифической резистентности организма, улучшении процессов всасывания и гидролиза жиров, белкового и минерального обмена, синтезе биологически активных веществ, в том числе, витаминов. Обладая широким спектром антагонистической активности, бифидобактерии являются основным звеном барьера, защищающего ЖКТ от проникновения различных патогенов и чрезмерного роста и размножения условно патогенных микроорганизмов. Это позволяет рассматривать бифидобактерии как доминанта, имеющего значение при формировании и функционировании как микросимбиоценоза, так и другого вектора доминант- хозяин с позиции ассоциативного симбиоза. Вместе с тем, как в отечественной, так и в зарубежной литературе, к сожалению, отсутствуют работы, обобщающие материалы о разнообразных функциях бифидофлоры при рассмотрении инфекции в качестве модельной системы ассоциативного симбиоза человека, при котором бифидобактерии, являясь доминантным звеном микросимбиоценоза, обеспечивают баланс между представителями микробного мира и хозяином. Рассматривая бифидофлору кишечника как ключевое звено в микробиоте, наряду с общей характеристикой бифидобактерий, включающей геносистематику, морфофизиологию и экологию микроорганизмов, авторы включили некоторые механизмы интегративных взаимодействий бифидофлоры с организмом хозяина, позволяющие оценить бифидобактерии в качестве микробного регулятора в поддержании гомеостаза (здоровья) хозяина. Рецензируемая монография посвящена решению именно этой задачи, где представлен материал как собственных исследований по данной проблеме, так и данных современной литературы. Монография состоит из введения, четырех глав и заключения. Во введении кратко освещены последние достижения в области микробной экологии, микробиологии и генетики, с учетом которых обозначены наиболее актуальные проблемы роли бифидофлоры кишечника человека в качестве ключевого элемента в защите организма человека при различных воздействиях внешней среды и, в частности, при инфекции. В главе 1 представлены материалы, содержащие общую характеристику бифидофлоры, включая генотипирование, морфологию и физиологию микроорганизмов, а также уделено внимание вопросу экологии рассматриваемых микроорганизмов. Отмечено значение пангенома бифидобактерий, где вспомогательный геном определяет штаммоспецифичность бифидофлоры и реализацию адаптивных возможностей доминантной микробиоты. Представлены оригинальные данные идентификации и изучения физиологических характеристик бифидобактерий с использованием масс-спектрометрического анализа белков (MALDI) на уровне вида и штамма. Отмечена штаммовая специфичность бифидобактерий к стрессу различной природы, рассмотрен процесс биопленкообразования бифидобактерий и регуляторные механизмы, реализующие QS и биокоммуникативные взаимодействия бактерий в биопленке. Описаны факторы, обусловливающие стабильность микробиоценоза кишечника и видовой состав бифидофлоры человека. Симбиотическим подходом, в главе 2 проанализированы данные об участии бифидобактерий в метаболических процессах хозяина, взаимодействии микроорганизмов с системой врожденного иммунитета организма и персистентного потенциала бифидофлоры в ассоциативном симбиозе человека. Подтверждается наличие штаммоспецифичности бифидобактерий при анализе их метаболитов (спектра карбоновых кислот), также как и белкового профиля, способных дополнить недостающие звенья метаболизма хозяина и реализовать свой доминантный потенциал. Рассмотрены механизмы взаимодействия бифидобактерий с системой врожденного и адаптивного иммунитета на основе сложившихся симбиотических связей, где бифидобактерии - основной регулятор гомеостаза кишечника человека. Показано, что поддержание баланса или формирование дисбаланса иммунитета связано с бифидобактериями - их иммунорегуляторным эффектом и секрецией факторов персистенции, определяющими длительное выживание и доминирование этой микрофлоры в организме хозяина. При этом подчеркивается, что для бифидобактерий персистенция - один из механизмов адаптации в условиях биотопа нормобиоты. В главе 3 содержатся материалы по взаимодействию бифидобактерий с ассоциативным звеном микросимбионтов в условиях ассоциативного симбиоза человека, в частности, по динамике репродуктивной функции ассоциантов и их персистентного потенциала. Наряду с экспериментальным материалом по изучению влияния экзометаболитов бифидобактерий на рост/размножение и персистентный потенциал микросимбионтов кишечного биотопа приведены данные по типам межмикробных отношений доминантной и ассоциативной микрофлоры кишечника человека. Рассмотрена роль сигнальных молекул в межмикробном общении (QS) в векторе доминант-ассоциант. В главе 4 рассмотрены возможные перспективы исследования бифидобактерий как с позиции фундаментальной физиологии, так и прикладной медицины. Отражены фундаментальная роль бифидофлоры в качестве регулятора гомеостаза (здоровья) хозяина и ее способность к распознаванию свой-чужой в условиях микросимбиоценоза, позволяющая доминантам осуществлять первичный отбор микросимбионтов, опережая компоненты системы иммунитета и решая вопрос «конфликта интересов» между микробиотой и хозяином для формирования единой гомеостатической среды. В свете полученных данных расширяется прикладной аспект исследования бифидобактерий. Представленные новые данные о свойствах бифидобактерий позволяют использовать их в качестве критериев для отбора новых пробиотиков, необходимых для создания эффективных симбиотиков (синбиотиков) и получения новых лечебных препаратов, в которых кишечная микробиота представляет собой удачную «терапевтическую мишень» для лечения и профилактики различных заболеваний. В заключении суммированы наиболее важные результаты и намечены направления дальнейшего исследования. Авторы обоснованно приходят к выводу, что бактерии рода Bifidobacterium, благодаря их фундаментальной роли в первичной дискриминации микросимбионтов (свой-чужой), в регуляции физиологических функций и гомеостаза хозяина, являются ключевым звеном во взаимодействиях микробиоты и хозяина при ассоциативном симбиозе человека. Следует также отметить, что рецензируемая монография представляет бесспорный интерес для микробиологов, физиологов, экологов, биологов, специалистов клинического профиля и может быть полезна для преподавателей, аспирантов и студентов указанных направлений. Ее издание будет способствовать решению комплекса вопросов, связанных с разработкой эффективных пробиотиков, созданию новых симбиотиков (синбиотиков) и лечебных биопрепаратов нового поколения, где бифидобактерии и их метаболиты можно использовать для коррекции хронических пер-систирующих инфекций и соматической патологии.