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, №8, 2017

Back to issue

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

Categories: Endocrinology

Sections: Specialist manual

print version


Summary

Актуальність. Мікробіом приепітеліальної біоплівки товстої кишки при безпосередньому контакті з організмом взаємодіє з імунною та іншими системами, що підкреслює актуальність його вивчення при різних захворюваннях. Мета дослідження — встановлення таксономічного складу, популяційного рівня, аналітичних мікроекологічних показників і ступеня порушень мікроекології приепітеліальної біоплівки товстої кишки білих щурів із тиреотоксикозом. Матеріали та методи. Проведені експерименти на 25 статевозрілих самцях білих щурів масою 220–240 г, з яких 15 тварин віднесено до контрольної групи (інтактні тварини), 10 щурів належали до основної групи. Моделювали експериментальний тиреотоксикоз шляхом внутрішньошлункового введення L-тироксину 14 днів. У стерильних умовах проводили лапаротомію, брали відрізок (до 3 см) товстої кишки з її вмістом. Відмиту частину кишки гомогенізували з стерильним 0,9% розчином хлориду натрію. Готували серію десятикратних розведень з концентрацією вихідної суміші від 10–2 до 10–7. З кожної пробірки 0,01 мл висівали на тверді оптимальні живильні середовища з наступним виділенням та ідентифікацією мікробів за морфологічними, тинкторіальними, культуральними та біохімічними властивостями. Результати. У частини тварин елімінують біфідобактерії та лактобактерії, а також бактероїди та ешерихії. Встановлено виражений дефіцит не тільки біфідобактерій — на 48,50 % і лактобактерій — на 94,59 %, а й бактероїдів — на 44,85 %. Визначення кількісного домінування кожного таксона показало, що домінуюча роль біфідобактерій у мікробіоценозі знижується на 82,76 %, лактобактерій — у 2,20 раза, а також знижується роль у мікробіоценозі приепітеліальної біоплівки товстої кишки білих щурів з експериментальним тиреотоксикозом бактероїдів — на 43,04 %, кишкової палички — на 7,18 %, але суттєво зростає роль умовно-патогенних ентеробактерій і стафілококів, які контамінували й колонізували слизову оболонку товстої кишки. Висновки. Експериментальний тиреотоксикоз супроводжується частковою елімінацією з біотопу приепітеліальної біоплівки товстої кишки біфідобактерій та лактобактерій, а також бактероїдів. Відбувається елімінація із слизової оболонки товстої кишки в усіх експериментальних тварин пептострептококів, клостридій та ентерококів, а також колонізація біотопу умовно-патогенними ентеробактеріями (протеями, клебсієлами) і стафілококами.

Актуальность. Микробиом приэпителиальной биопленки толстого кишечника при непосредственном контакте с организмом взаимодействует с иммунной и другими системами, что подчеркивает актуальность его изучения при различных заболеваниях. Цель исследования — установление таксономического состава, популяционного уровня, аналитических микроэкологических показателей и степени нарушений микроэкологии приэпителиальной биопленки толстого кишечника белых крыс с тиреотоксикозом. Материалы и методы. Проведены эксперименты на 25 половозрелых самцах белых крыс массой 220–240 г, из которых 15 животных отнесены к контрольной группе (интактные животные), а 10 крыс принадлежали к основной группе. Моделировали экспериментальный тиреотоксикоз путем внутрижелудочного введения L-тироксина в течение 14 дней. В стерильных условиях проводили лапаротомию, брали отрезок (до 3 см) толстой кишки с ее содержимым. Отмытую часть кишки гомогенизировали со стерильным 0,9% раствором хлорида натрия. Готовили серию десятикратных разведений с концентрацией исходной смеси от 10–2 до 10–7. Из каждой пробирки высевали 0,01 мл на твердые оптимальные питательные среды с последующим выделением и идентификацией микробов по морфологическим, тинкториальным, культуральным и биохимическим свойствам. Результаты. У части животных элиминируют бифидобактерии и лактобактерии, а также бактероиды и эшерихии. Установлен выраженный дефицит не только бифидобактерий — на 48,50 % и лактобактерий — на 94,59 %, но и бактероидов — на 44,85 %. Определение количественного доминирования каждого таксона показало, что доминирующая роль бифидобактерий в микробиоценозе снижается на 82,76 %, лактобактерий — в 2,20 раза, а также снижается роль в микробиоценозе приэпителиальной биопленки толстого кишечника белых крыс с экспериментальным тиреотоксикозом бактероидов — на 43,04 %, кишечной палочки — на 7,18 %, но существенно возрастает роль условно-патогенных энтеробактерий и стафилококков, которые контаминировали и колонизировали слизистую оболочку толстого кишечника. Выводы. Экспериментальный тиреотоксикоз сопровождается частичной элиминацией из биотопа приэпителиальной биопленки толстого кишечника бифидобактерий и лактобактерий, а также бактероидов. Наступает элиминация из слизистой оболочки толстой кишки у всех экспериментальных животных пептострептококков, клостридий и энтерококков, а также колонизация биотопа условно-патогенными энтеробактериями (протеями, клебсиеллами) и стафилококками.

Background. The microbiome of the pre-epithelial biofilm of the large intestine in direct contact with the body also interacts with the immune and other systems that emphasizes the urgency of its study in various diseases. The purpose of the study was to determine the taxonomic composition, population level, analytical microecological indicators and the degree of microecological disorders of the pre-epithelial biofilm of the large intestine in albino rats with thyrotoxicosis. Materials and methods. Experiments were carried out on 25 mature male albino rats weighing 220–240 g, of which 15 animals were included to the control group (intact animals), and 10 rats — to the main group. The experimental thyrotoxicosis was simulated by intragastric administration of L-thyroxine for 14 days. Under sterile conditions, a laparotomy was performed, a segment (up to 3 cm) of the large intestine with its contents was taken. The washed portion of the intestine was homogenized with a sterile 0.9% NaCl solution. A series of ten-fold dilutions with 10–2 to 10–7 concentrations of the initial mixture were prepared. From each tube, 0.01 ml were seeded on solid optimal nutrient media with subsequent isolation and identification of microbes according to morphological, tinctorial, cultural and biochemical properties. Results. In some animals, bifidobacteria and lactobacilli, as well as bacteroides and escherichia, are eliminated. A significant deficiency of not only bifidobacteria by 48.50 % and lactobacillus by 94.59 %, but also of bacteroides by 44.85 % was established. Determination of the quantitative dominance of each taxon showed that the dominant role of bifidobacteria in the microbiocenosis is reduced by 82.76 %, lactobacillus — by 2.20 times, and the role of bacteroides in the microbiocenosis of the epithelial biofilm of the large intestine of albino rats with the experimental thyrotoxicosis — by 43.04 %, E.coli — by 7.18 %, but the role of opportunistic enterobacteria and staphylococci, which contaminated and colonized the mucosa of the large intestine, increased substantially. Conclusions. Experimental thyrotoxicosis is accompanied by a partial elimination from the biotope of the pre-epithelial biofilm of the large intestine of bifidobacteria and lactobacilli, as well as bacteroides. There comes elimination from the colic mucous membrane in all experimental animals of peptostreptococcus, clostridia and enterococci, as well as colonization of the biotope with opportunistic enterobacteria (proteus, klebsiella) and staphylococci.


Keywords

тиреотоксикоз; мікрофлора; товста кишка; приепітеліальна біоплівка

тиреотоксикоз; микрофлора; толстый кишечник; приэпителиальная биопленка

thyrotoxicosis; microflora; large intestine; pre-epiepithelial biofilm


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


Bibliography

1. De Weirdt R. Micromanagement in the gut: microenvironmental factors govern colon mucosal biofilm structure and functionality / R. De Weirdt, T. Van de Wiele // NPJ Biofilms and Microbiomes. — 2015. — Vol. 1. — P. 15026. doi: 10.1038/npjbiofilms.2015.26.
2. The human gut microbiome: current knowledge, challenges, and future directions / M. Dave, P.D. Higgins, S. Middha, K.P. Rioux // Translational Research: The Journal of Laboratory and Clinical Medicine. — 2012. — Vol. 160(4). — P. 246-257. doi: 10.1016/j.trsl.2012.05.003.
3. Sirisinha S. The potential impact of gut microbiota on your health: Current status and future challenges / S. Sirisinha // Asian Pacific Journal of Allergy and Immunology. — 2016. — Vol. 34. — P. 249-264. doi: 10.12932/AP0803.
4. The human gut microbiome as source of innovation for health: Which physiological and therapeutic outcomes could we expect? / J. Doré, M.C. Multon, J. M. Béhier et al. // Thérapie. — 2017. — Vol. 72(1). — P. 21-38. doi: 10.1016/j.therap.2016.
5. Mori K. Does the gut microbiota trigger Hashimoto’s thyroiditis? / K. Mori, Y. Nakagawa, H. Ozaki // Discovery Medicine. — 2012. — Vol. 14(78). — P. 321-326. doi: 10.4049/jimmunol.1502465.
6. Min Y.W. The Role of Microbiota on the Gut Immuno–logy / Y.W. Min, P.L. Rhee // Clinical Therapeutics. — 2015. — Vol. 37(5). — P. 968-975. doi: 10.1016/j.clinthera.2015.03.009.
7. Hooper L.V. Interactions between the microbiota and the immune system / L.V. Hooper, D.R. Littman, A.J. Macpherson // Science. — 2012. — Vol. 336(6086). — P. 1268-1273. doi: 10.1126/science.1223490. 
8. Interactions of Intestinal Bacteria with Components of the Intestinal Mucus / J.F. Sicard, G. Le Bihan, P. Vogeleer et al. // Frontier in cellular and infectious microbiology. — 2017. — Vol. 7. — P. 387. doi: 10.3389/fcimb.2017.00387.
9. Hooper L.V. Immune adaptations that maintain homeostasis with the intestinal microbiota / L.V. Hooper, A.J. Macpherson // Nature Reviews Immunology. — 2010. — Vol. 10(3). — P. 159-169. doi: 10.1038/nri2710.
10. Rakoff-Nahoum S. The evolution of cooperation within the gut microbiota / S. Rakoff-Nahoum, K.R. Foster, L.E. Comstock // Nature. — 2016. — Vol. 533(7602). — P. 255-259. doi: 10.1038/nature17626.
11. Hooper L.V. Interactions between the microbiota and the immune system / L.V. Hooper, D.R. Littman, A.J. Macpherson // Science. — 2012. — Vol. 336(6086). — P. 1268-1273. doi: 10.1126/science.1223490.
12. Wu H.J. The role of gut microbiota in immune homeostasis and autoimmunity / H.J. Wu, E. Wu // Gut Microbes. — 2012. — Vol. 3(1). — P. 4-14. doi: 10.4161/gmic.19320.
13. The interplay between the gut microbiota and the immune system / M.B. Geuking, Y. Köller, S. Rupp, K.D. McCoy // Gut Microbes. — 2014. — Vol. 5(3). — P. 411-418. doi: 10.4161/gmic.29330.
14. Virili C. Does microbiota composition affect thyroid homeostasis? / C. Virili, M. Centanni // Endocrine. — 2015. — Vol. 49(3). — P. 583-587. doi: 10.1007/s12020-014-0509-2.
15. 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.
16. 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.

Back to issue