Інформація призначена тільки для фахівців сфери охорони здоров'я, осіб,
які мають вищу або середню спеціальну медичну освіту.


Підтвердіть, що Ви є фахівцем у сфері охорони здоров'я.

International journal of endocrinology Том 13, №5, 2017

Back to issue

Taxonomic structure and population level of colon microbial contents in white rats with experimental thyrotoxicosis

Authors: Сидорчук Л.І.
Вищий державний навчальний заклад України «Буковинський державний медичний університет», м. Чернівці, Україна

Categories: Endocrinology

Sections: Specialist manual

print version


Summary

Актуальність. Продукування мікрофлорою кишечника численних біологічно активних сполук та їх метаболітів, взаємодія з імунною та іншими системами актуалізують питання вивчення її змін при різних захворюваннях, одним з яких є тиреотоксикоз. Мета дослідження: встановити ступінь порушення мікробіому вмісту порожнини товстої кишки білих щурів з експериментальним тиреотоксикозом (ЕТ). Матеріали та методи. Дослідження проведені на 25 статевозрілих самцях білих щурів (15 — контрольна група, 10 — дослідна). Моделювали ЕТ шляхом внутрішньошлункового введення L-тироксину упродовж 14 днів. У стерильних умовах проводили лапаротомію, брали відрізок (2–3 см) товстої кишки з її вмістом. До вмісту додавали стерильний 0,9% розчин хлориду натрію. Готували серію десятикратних розведень з концентрацією вихідної суміші від 10–2 до 10–11. З кожної пробірки 0,01 мл висівали на тверді живильні середовища з подальшим виділенням та ідентифікацією мікробів за морфологічними, тинкторіальними, культуральними та біохімічними властивостями. Результати. Показано, що у тварин з ЕТ головний мікробіом представлений бактеріями роду Bifidobacterium, Lactobacillus, Bacteroides, а також умовно-патогенними ентеробактеріями (Escherichia, Proteus, Klebsiella), пептококом, стафілококами й клостридіями. Це супроводжується елімінацією з біотопу бактерій родів Peptostreptococcus, Enterococcus та контамінацією К.oxytoca та стафілококами. Відзначається виражений дефіцит біфідобактерій на 42,81 %, лактобактерій — на 22,57 %, нормальних кишкових паличок — на 16,48 %. За популяційним рівнем, коефіцієнтом кількісного домінування й коефіцієнтом значущості провідне місце посідають бактероїди, роль яких підвищується на 21,72 %, а лактобактерій — знижується на 39,31 %, біфідобактерій — знижується на 51,48 % та кишкової палички — знижується на 57,49 %. При цьому підвищується роль пептокока у 3,37 раза, клостридій — у 4,53 раза, протеїв — на 72,93 %. Висновки. При ЕТ відбувається елімінація бактерій роду Bifidobacterium, Lactobacillus, Peptostreptococcus, Enterococcus і контамінація біотопу умовно-патогенними ентеробактеріями (Proteus, Klebsiella) і стафілококами. Дефіцит біфідобактерій і лактобактерій призводить до змін таксономічного складу й формування дисбактеріозу ІІ і ІІІ ступеня.

Актуальность. Продукция микрофлорой кишечника многочисленных биологически активных соединений и их метаболитов, взаимодействие с иммунной и другими системами актуализируют вопросы изучения ее изменений при различных заболеваниях, одним из которых является тиреотоксикоз. Цель исследования: установить степень нарушения микробиома содержимого полости толстого кишечника белых крыс с экспериментальным тиреотоксикозом (ЭТ). Материалы и методы. Исследования проведены на 25 половозрелых самцах белых крыс (15 — контрольная группа, 10 — исследуемая). Моделировали ЭТ путем внутрижелудочного введения L-тироксина в течение 14 дней. В стерильных условиях проводили лапаротомию, брали отрезок (2–3 см) толстой кишки с ее содержимым. К содержимому добавляли стерильный 0,9% раствор хлорида натрия. Готовили серию десятикратных разведений с концентрацией исходной смеси от 10–2 до 10–11. Из каждой пробирки 0,01 мл высевали на твердые питательные среды с последующим выделением и идентификацией микробов по морфологическим, тинкториальным, культуральным и биохимическим свойствам. Результаты. Показано, что у животных с ЭТ главный микробиом представлен бактериями рода Bifidobacterium, Lactobacillus, Bacteroides, а также условно-патогенными энтеробактериями (Escherichia, Proteus, Klebsiella), пептококком, стафилококками и клостридиями. Это сопровождается элиминацией из биотопа бактерий родов Peptostreptococcus, Enterococcus и контаминацией К.oxytoca и стафилококками. Отмечен выраженный дефицит бифидобактерий на 42,81 %, лактобактерий — на 22,57 %, нормальных кишечных палочек — на 16,48 %. По популяционному уровню, коэффициенту количественного доминирования и коэффициенту значимости ведущее место занимают бактероиды, роль которых повышается на 21,72 %, а лактобактерий — снижается на 39,31 %, бифидобактерий — снижается на 51,48 % и кишечной палочки — снижается на 57,49 %. При этом повышается роль пептококка в 3,37 раза, клостридий — в 4,53 раза, протеев — на 72,93 %. Выводы. При ЭТ происходит элиминация бактерий рода Bifidobacterium, Lactobacillus, Peptostreptococcus, Enterococcus и контаминация биотопа условно-патогенными энтеробактериями (Proteus, Klebsiella) и стафилококками. Дефицит бифидобактерий и лактобактерий приводит к изменениям таксономического состава и формированию дисбактериоза II и III степени.

Background. Production of numerous biologically active compounds and their metabolites by intestinal microflora, interaction with the immune and other systems is of great importance while studying its changes in various diseases, one of which is thyrotoxicosis. So, the purpose of this study was to determine the severity of intestine microbioma disorder in white rats with experimental thyrotoxicosis (ET). Materials and methods. Studies were carried out on 25 mature male white rats (15 — control group, 10 — research group). ET was simulated by intragastric administration of L-thyroxine for 14 days. Under sterile conditions a laparotomy was performed, a section (2–3 cm) of the large intestine with its contents was taken. Sterile 0.9% NaCl solution was added to the content. Series of ten-fold dilutions with a concentration of the initial mixture of 10–2 to 10–11 was prepared. From each test tube 0.01 ml was seeded on solid nutrient media with subsequent isolation and identification of microbes according to morphological, tinctorial, cultural and biochemical properties. Results. The results of the study demonstrated that in ET animals the main microbioma is represented by bacteria Bifidobacterium, Lactobacillus, Bacteroides, and also opportunistic enterobacteria (Escherichia, Proteus, Klebsiella), peptococcus, staphylococci and clostridia. This is accompanied by the elimination of Peptostreptococcus, Enterococcus from bacterial biotope and the contamination of K. oxytoca and staphylococci. There was a pronounced deficit of bifidobacteria by 42.81 %, lactobacillus by 22.57 %, normal intestinal bacillus by 16.48 %. By the population level, the coefficient of quantitative dominance and the significance factor, the leading place is occupied by bacteroids, role of which is increased by 21.72 %, and lactobacillus role decreases by 39.31 %, bifidobacteria decreases by 51.48 % and E. coli decreases by 57.49 %. In this case, the role of peptococcus 3.37-fold increases, clostridia by 4.53, and by 73.93 % by the number of proteus. Conclusions. Under conditions of ET, there is an elimination of Bifidobacterium, Lactobacillus, Peptostreptococcus, Enterococcus and contamination of the biotope with conditionally pathogenic enterobacteria (Proteus, Klebsiella) and staphylococci. Deficiency of bifidobacteria and lactobacilli leads to changes in taxonomic structure and formation of dysbiosis of II and III stage.


Keywords

мікробіом; товста кишка; тиреотоксикоз

микробиом; толстый кишечник; тиреотоксикоз

microbiome; large intestine; thyrotoxicosis


For the full article you need to subscribe to the magazine.


Bibliography

1. Biedermann L. The intestinal microbiota: its role in health and disease / L. Biedermann, G. Rogler // European Journal of Pediatrics. — 2015. — Vol. 174(2). — P. 151-167. doi: 10.1007/s00431-014-2476-2
2. Intestinal microbiota in health and disease: role of bifidobacteria in gut homeostasis / [R. Tojo, A. Suárez, M.G. Clemente et al.] // World Journal of Gastroenterology. — 2014. — Vol. 20(41). — P. 15163-15176. doi: 10.3748/wjg.v20.i41.15163
3. van Baarlen P. Regulation of intestinal homeostasis and immunity with probiotic lactobacilli / P. van Baarlen, J.M. Wells, M. Kleerebezem // Trends in Immunology. — 2013. — Vol. 179(3). — P. 363-377. doi: 10.1111/cei.12474
4. Goulet O. Potential role of the intestinal microbiota in programming health and disease / O. Goulet // Nutrition Reviews. — 2015. — Vol. 73 (Suppl. 1). — P. 32-40. doi: 10.1093/nutrit/nuv039
5. Iqbal S. Progress in Our Understanding of the Gut Microbiome: Implications for the Clinician / S. Iqbal, E.M. Quigley // Current Gastroenterology Reports. — 2016. — Vol. 18(9). — P. 49. doi: 10.1007/s11894-016-0524-y
6. Lynch S.V. The Human Intestinal Microbiome in Health and Disease / S.V. Lynch, O. Pedersen // The New England Journal of Medicine. — 2016. — Vol. 375(24). — P. 2369-2379. doi: 10.1056/NEJMra1600266
7. Kim D. Gut microbiota in autoimmunity: potential for clinical applications / D. Kim, S.A. Yoo, W.U. Kim // Archives of Pharmacal Research. — 2016. — Vol. 39(11). — P. 1565-1576. doi: 10.1007/s12272-016-0796-7
8. Ho J.T. Systemic effects of gut microbiota and its relationship with disease and modulation [Електронний ресурс] / J.T. Ho, G.C. Chan, J.C. Li // BMC Immunology. — 2015. — Режим доступу: https://bmcimmunol.biomedcentral.com/articles/10.1186/s12865-015-0083-2. doi: 10.1186/s12865-015-0083-2
9. Covelli D. The thyroid, the eyes and the gut: a possible connection / D. Covelli, M. Ludgate // Journal of Endocrinological Investigation. — 2017. — Vol. 40(6). — P. 567-576. doi: 10.1007/s40618-016-0594-6
10. The microbiota and autoimmunity: Their role in thyroid autoimmune diseases / [H.L. Köhling, S.F. Plummer, J.R. Marchesi et al.] // Clinical Immunology. — 2017. — Vol. 183. — P. 63-74. doi: 10.1016/j.clim.2017.07.001
11. Kunc M. Microbiome impact on metabolism and function of sex, thyroid, growth and parathyroid hormones / M. Kunc, A. Gabrych, J.M. Witkowski // Acta Biochimica Polonica. — 2016. — Vol. 63(2). — P. 189-201. doi: 10.18388/abp.2015_1093
12. Virili C. “With a little help from my friends” — The role of microbiota in thyroid hormone metabolism and enterohepatic recycling [Електронний ресурс] / C. Virili, M. Centanni // Molecular and Cellular Endocrinology. — 2017. — Режим доступу: http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0303720717300758. doi: 10.1016/j.mce.2017.01.053
13. Microbial endocrinology: the interplay between the microbiota and the endocrine system / H. Neuman, J.W. Debelius, R. Knight, O. Koren // FEMS Microbiology Reviews. — 2015. — Vol. 39(4). — P. 509-521. doi: 10.1093/femsre/fuu010
14. Evans J.M. The gut microbiome: the role of a virtual organ in the endocrinology of the host / J.M. Evans, L.S. Morris, J.R. Marchesi // The Journal of Endocrinology. — 2013. — Vol. 218(3). — P. 37-47. doi: 10.1530/JOE-13-0131
15. Dysmicrobism, inflammatory bowel disease and thyroiditis: analysis of the literature / [G. Tomasello, P. Tralongo, F. Amo–roso et al.] // Journal of Biological Regulators and Homeostatic Agents. — 2015. — Vol. 29(2). — P. 265-272.
16. Сидорчук Л.І. Колонізаційна резистентність слизової оболонки дистального відділу тонкої кишки у експериментованих білих щурів / Л.І. Сидорчук // Буковинський медичний вісник. — 2011. — № 1(57). — C. 150-154. 
17. Gut microbe analysis between hyperthyroid and healthy individuals / [L. Zhou, X. Li, A. Ahmed et al.] // Current Microbiology. — 2014. — Vol. 69(5). — P. 675-680. doi: 10.1007/s00284-014-0640-6
18. Мазур О.О. Якісний і кількісний склад мікробіоти вмісту порожнини товстої кишки в пацієнтів із цукровим діабетом 1-го типу, хворих на хронічний гнійний гайморит / О.О. Мазур, Н.В. Пашковська, С.А. Левицька, О.Г. Плаксивий, І.В. Калуцький, К.І. Яковець, О.Д. Сапунков // Міжнародний ендокринологічний журнал. — 2015. — № 2(66). — С. 37-42.
19. Hansen C.H. Cutting Edge: Commensal Microbiota Has Disparate Effects on Manifestations of Polyglandular Autoimmune Inflammation / C.H. Hansen, L.A. Yurkovetskiy, A.V. Chervonsky // Journal of Immunolology. — 2016. — Vol. 197(3). — P. 701-705. doi: 10.4049/jimmunol.1502465

Similar articles

Microbiome of the pre-epithelial biofilm of the colon of albino rats with experimental thyrotoxicosis
Authors: Сидорчук Л.І.
Вищий державний навчальний заклад України «Буковинський державний медичний університет», м. Чернівці, Україна

International journal of endocrinology Том 13, №8, 2017
Date: 2018.02.01
Categories: Endocrinology
Sections: Specialist manual
Colonization resistance of the mucosa of the large intestine of albino rats with experimental hypothyroidism
Authors: Сидорчук Л.І., Сидорчук А.С.
ВДНЗ України «Буковинський державний медичний університет», м. Чернівці, Україна

International journal of endocrinology Том 14, №6, 2018
Date: 2018.11.20
Categories: Endocrinology
Sections: Specialist manual
The State of Microbiota of the Large Intestine in Patients with Type 1 Diabetes Mellitus Depending on the Age and Duration of the Disease
Authors: Мазур О.О., Плаксивий О.Г., Пашковська Н.В., Білоока І.О. - Вищий державний навчальний заклад України «Буковинський державний медичний університет», м. Чернівці, Україна
International journal of endocrinology 3 (75) 2016
Date: 2016.07.07
Categories: Endocrinology
Sections: Clinical researches
State of the Large Intestine Microbiota in Patients with Type 1 Diabetes Mellitus Depending on the Severity of Clinical Course
Authors: Мазур О.О., Плаксивий О.Г., Пашковська Н.В., Білоока І.О. - Вищий державний навчальний заклад «Буковинський державний медичний університет», м. Чернівці, Україна
International journal of endocrinology 5 (77) 2016
Date: 2016.10.19
Categories: Endocrinology
Sections: Clinical researches

Back to issue