КАЧЕСТВЕННЫЙ И КОЛИЧЕСТВЕННЫЙ СОСТАВ МИКРОФЛОРЫ ТОЛСТОГО КИШЕЧНИКА КРЫС ПОД ВОЗДЕЙСТВИЕМ ВНУТРЕННЕГО И ВНЕШНЕГО ОБЛУЧЕНИЯ
Введение: Эффекты облучения остаточной радиоактивностью, образовавшейся в результате ядерных взрывов, являются предметом обсуждения и исследований последствий ядерных испытаний и атомных бомбардировок. 56MnO2 (T1/2=2,58 ч) – один из основных нейтронно-активированных бета-излучателей в течение первых часов после нейтронной активации частиц почвенной пыли, поднявшийся в момент ядерного взрыва.
Цель: Исследовать количественный и качественный состав микрофлоры толстого кишечника крыс при воздействии внутреннего и внешнего облучения.
Материалы и методы: Дизайн исследования: экспериментальный. Эксперимент проводили на 39 пятимесячных самцах крыс породы «Wistar», масса которых составляла 220 – 330 г. Крысы были разделены на 4 группы: 56MnO2, MnO2, 60Co и контроль. 3 крысы 56Mn группы было использовано для дозиметрических исследований уровней внутреннего облучения. Органы и ткани извлекали через 3 часа после начала облучения – после умерщвления животных путем внутрибрюшинного введения большой дозы кетамина.
По 3 крысы каждой группы было умерщвлено и исследовано на 3, 14 и 60 сутки после воздействия (Таблица 1). Нейтронная активация порошкообразного MnO2 проведена на ядерном реакторе ИВГ.1М (экспериментальная установка «Байкал-1», Курчатов, Казахстан). Полученный активированный порошок с 56MnO2 был распылён пневматической системой над экспериментальными животными (крысы породы Wistar). Третья группа крыс подвергалась гамма-облучению 60Co в дозе 2 Гр с мощностью 2,6 Гр/мин с использованием чешского радиотерапевтического устройства «Teragam K–2 unit» (UJP Praha, Praha-Zbraslav, Чехия). Для микробиологического исследования были взяты образцы фекалий, в которых определяли содержание основных представителей кишечной микрофлоры: бифидобактерий, лактобацилл, эшерихий, условно-патогенных энтеробактерий. Полученные результаты анализировали с использованием непараметрической статистики по Манна-Уитни (программа SPSS 20) [6]. Статистически значимыми считали различия между контрольной и опытной группами при значениях р<0,05.
Результаты: Проведенное исследование свидетельствуют о выраженном влиянии облученного 56MnO2 в сравнении с внешним 60Со облучением на состав пристеночной микрофлоры толстого кишечника. На 3-и сутки после облучения 56MnO2, количество основных представителей микрофлоры толстого кишечника бифидо- и лактобактерий уменьшается, а количество условно патогенных бактерии увеличивалось. Данные изменения были стойкими до 60 суток. Внешнее гамма-облучение от 60Co в дозе 2 Гр также изменяет микрофлору кишечника, хотя вышеуказанные изменения явились нестойкими и постепенно возвращались к контрольному уровню.
Выводы: Внутреннее, а также внешнее облучение приводят к развитию дисбиоза, который характеризуется количественным и качественным изменением кишечной микрофлоры.
Ынкар О. Кайрханова 1, httр://оrcid.оrg/0000–0001–9533–1723
Ольга А. Заворохина 1, httр://orcid.org/0000-0002-6611-9122
Айсулу Ж. Саимова 1, http://orcid.org/0000-0002-9564-732X
Дархан Е. Узбеков 1, httр://оrcid.оrg/0000–0003–4399–460X
Найля Ж. Чайжунусова 1, httр://оrcid.оrg/0000–0002–6660–7118
Валерий Ф. Степаненко 2, http://orcid.org/0000-0002-3541-0515
Толебай К. Рахыпбеков 1, httр://оrcid.оrg/0000–0002–5699–3086
Масахару Хоши 3, httр://оrcid.оrg/0000–0001–6978–0883
1 Государственный Медицинский Университет города Семей, г. Семей, Казахстан;
2 Медицинский радиологический научный центр им. А.Ф. Цыба – филиал федерального государственного бюджетного учреждения «Национальный медицинский исследовательский радиологический центр» Министерства здравоохранения Российской Федерации, г. Обнинск, Российская Федерация;
3 Университет Хиросимы, г. Хиросима, Япония.
1. Бондаренко В.М., Воробьев А.А. Дисбиозы и препараты с пробиотической функцией // Микробиология. 2004. №1. С. 84–87.
2. Вистаровский институт. URL: https://ru.wikipedia.org/wiki/. (дата обращения 15.12.2014).
3. Воробьев A.A., Несвижский Ю.В., Богданова Е.А. и др. Анализ штаммовой общности пристеночных биотопов желудочно- кишечного тракта // Вестник Рос. АМН. 2004. №6. С. 15-18.
4. Воробьев А.А., Несвижский Ю.В., Буданова Е.В., Зуденков А.Е. Сравнительное изучение пристеночной микрофлоры толстой кишки в эксперименте на мышах // Микробиология. 2001. № 1. С. 62–67.
5. Газимурова Л.Д., Титова Л.П., Клюйко Н.Л. Современные методы диагностики, лечение и профилактики заболеваний: сб. инструктив. метод. док. - Минск , 2010. №11. С. 189-208.
6. Гржибовский А.М., Иванов С.В., Горбатова М.А. Сравнение количественных данных двух независимых выборок с использованием программного обеспечения STATISTICA и SPSS: параметрические и непараметрические критерии // Наука и Здравоохранение. 2016. №2. С.5-28.
7. Европейская конвенция о защите позвоночных животных, используемых для экспериментов или в иных научных целях. http://оnline.zakon.kz (дата обращения 20.12.2014)
8. Ермоленко Е.И., Донец В.Н., Дмитриева Ю.В., Ильясов Ю.Ю., Суворова М.А., Громова Л.В., Влияние пробиотических энтерококков на функциональные характеристики кишечника крыс при дисбиозе, индуцированном антибиотиками. // Вестник Санкт-Петербургского университета. Сер. 11. 2009. Вып. 1. С. 157-167.
9. Закон об утверждении Правил проведения доклинических (неклинических) исследований биологически активных веществ. Утверждены приказом Министра здравоохранения Республики Казахстан от 19 ноября 2009 года № 745. URL:http://egov.kz/ (дата обращения 29.11.2014)
10. Использование крыс в эксперименте. 07.09.2012. URL:http://handcent.ru/laboratornye-zhivotnye/416-ispolzovanie-krys-v-eksperimente-chast-1.html
11. Клемпарская Н.Н., Шальнова Г.А. Аутофлора как индикатор рационального поражения организма. М., "Медицина", 1966. 165 с.
12. Коршунов В.М., Киссина Е.В., Иконникова Т.Б и др. Влияние препаратов из лактобацилл и бифидобактерий на микрофлору кишечника мышей, облученных гамма-квантом // Микробиология 1980. №6. С. 47-54.
13. Коршунов В.М., Поташник Л.В., Ефимов Б.А. и др. Качественный состав нормальной микрофлоры кишечника у лиц различных возрастных групп // Микробиология. 2001. № 2. С. 57-61.
14. Митрохин С.Д. Дисбактериоз: современные представления. Диагностика. Возможности лечения // Антибиотики и химиотерапия. 2004. Т. 49. № 7. С. 22–33.
15. Несвижский Ю.В. Изучение изменчивости кишечного микробиоценоза человека в норме и патологии // Вестник Рос. АМН. 2003. №1. С.49-53.
16. Николаева И.В., Шейбак В.М., Лелевич С.В., Кравчук Р.И. Структура микробиоценоза кишечника крыс, получавших ацетаминофен // Вестник ВГМУ. 2014. Том 13. №1. С.56-62.
17. Правила разведения лабораторных крыс в виварии в соответствии со Статусом Научного исследовательского центра. Карагандинский государственный университет им. Букетова, Республика Казахстан. Караганда, 2013. 23 с
18. Рахыпбеков Т.К., Хоши М., Степаненко В.Ф., и др. Радиационно-биологический эксперимент на комплексе исследовательских реакторов «Байкал-1» // Человек. Энергия. Атом. 2015. №2(24). С. 43-45.
19. Степаненко В.Ф., Рахыпбеков Т.К., Каприн А.Д. и др., Облучение эксперименталь-ных животных активированной нейтронами радиоактивной пылью: разработка и реализация метода – первые результаты международного многоцентрового исследова-ния // Радиация и риск. 2016. Т. 25. № 4. С.112-125
20. Урсова Н.И. Микробиоценоз открытых биологических систем организма в процессе адаптации к окружающей среде // Русский медицинский журнал 2004. Т. 12, №16. С. 957-959.
21. Хоулта Дж. с соавт. Определитель бактерий Берджи // под ред. - изд. в 2х томах. - М: Мир, 1997. - 800с.
22. Шендеров Б.А. Микрофлора пищеварительного тракта - важнейший фактор поддержания микроэкологического гомеостаза хозяина // Клиническое питание. 2005. №2. С.2-5.
23. Andreyev J. Gastrointestinal complications of pelvic radiotherapy: are they of any importance? // Gut. 2005 Aug; 54(8): 1051–1054.
24. Directive 2010/63/EU of the European Parliament and the Council of the Office on the protection of animals used for scientific purposes of 22 September 2010 // Offic. J. of the Europ. Union. 2010. L276. P. 33-79. 15.
25. Kent T.H., Osborne J.W., Wende C.M. Intestinal flora in whole-body and intestinal X-irradiated rats. Radiat Res 1968; 35(3):635–51.
26. Kim Y.S., Kim J., Park S.J. Highthroughput 16S rRNA gene sequencing reveals alterations of mouse intestinal microbiota after radiotherapy. Anaerobe. 2015; 33: 17-60.
27. Lam V., Moulder J.E., Salzman N.H. et al. Intestinal microbiota as novel biomarkers of prior radiation exposure. Radiat Res. 2012;177:573–583.
28. Orlov M., Stepanenko V.F., Belukha I.G., Ohtaki M., Hoshi M. Calculation of contact beta-particle exposure of biological tissue from the residual radionuclides in Hiroshima // Health Phys. 2014. V. 107, Suppl. 1. P. 44.
29. Stepanenko V., Rakhypbekov T., Otani K., et al. Internal exposure to neutron-activated 56Mn dioxide powder in Wistar rats – Part 1: Dosimetry // Radiation and Environmental Biophysics, March 2017, Volume 56, Issue 1, pp 47–54.
30. Tanaka K., Endo S., Imanaka T., Shizuma K., Hasai H., Hoshi M. Skin dose from neutron-activated soil for early entrants following the A-bomb detonation in Hiroshima: contribution from beta and gamma rays // Radiat. Environ. Biophys. 2008. V. 47, N 3. P. 323-330. 10.
31. Vincent J.G., Veomett R.C., Riley R.F. Relation of the indigenous flora of the small intestine of the rat to post-irradiation bacteremia. J Bacteriol 1955; 69(1): 38–44.
32. Weitz R. Reconstruction of beta-particle and gamma-ray doses from neutron activated soil at Hiroshima and Nagasaki // Health Phys. 2014. V. 107, Suppl. 1. P. 43. 12.
33. Xu J., Gordon J.I. Honor the symbionts // Proc. Nat. Acad. Scienses. 2003. Vol.100, №18. - P.10452-10459.