ГНОТОБИОЛОГИЯ В СОВРЕМЕННЫХ МЕДИКО-БИОЛОГИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЯХ

An overview of the present status and prospects of gnotobiology along with a role of normal microflora studied using laboratory animals with controlled microflora (gnotobiotes) is presented. The principal elements of gnotobiotechnology as well as possibilities of its using in both experimental and clinical investigations are analyzed. A multifaceted role of normal microflora in the host physiology and pathology prejudge the increasing importance of gnotiological models in various fields of biology and medicine, such as the development of new generations probiotics. An assessment and characteristics of selected microbial strains, host-microbe interactions etc. An organization of further complex gnotobiotic research is of prospective value. В обзоре освещено современное состояние и перспективы гнотобиологии и исследований роли нормальной микрофлоры на основе экспериментов с лабораторными животными с контролируемой микрофлорой (гнотобиотами). Рассмотрены основные элементы гнотобиологической технологии и возможности ее использования в экспериментальных и клинических исследованиях. Показана многогранная роль нормальной микрофлоры в физиологических реакциях и при патологии макроорганизма, предопределяющая значение гнотобиологических моделей в различных областях медицины и биологии, в частности, при разработке и изучении пробиотиков нового поколения, при оценке и характеристике выделенных штаммов и при изучении их взаимодействия с другими представителями микробиоты. Перспективна организация комплексных гнотобиологических исследований.

Бактериальная транслокация из кишечника: микробиологические, иммунологические и патофизиологические аспекты

Bacterial translocation (BT) is both pathology and physiology phenomenon. In healthy newborns it accompanies the process of establishing the autochthonous intestinal microbiota and the host microbiome. In immunodeficiency it can be an aethio-pathogenetic link and a manifestation of infection or septic complications. The host colonization resistance to exogenous microbic colonizers is provided by gastrointestinal microbiota in concert with complex constitutional and adaptive defense mechanisms. BT may be result of barrier dysfunction and self-purification mechanisms involving the host myeloid cell phagocytic system and opsonins. Dynamic cell humoral response to microbial molecular patterns that occurs on the mucous membranes initiates receptor signaling pathways and cascade of reactions. Their vector and results are largely determined by cross-reactivity between microbiome and the host genome. Enterocyte barriers interacting with microbiota play leading role in providing adaptive, homeostatic and stress host reactivity. Microcirculatory ischemic tissue alterations and inflammatory reactions increase the intestinal barrier permeability and BT. These processes a well as mechanisms for apoptotic cells and bacteria clearance are justified to be of prospective research interest. The inflammatory and related diseases caused by alteration and dysfunction of the intestinal barrier are reasonably considered as diseases of single origin. Maternal microbiota affects the formation of the innate immune system and the microbiota of the newborn, including intestinal commensal translocation during lactation. Deeper understanding of intestinal barrier mechanisms needs complex microbiological, immunological, pathophysiological, etc. investigations using adequate biomodels, including gnotobiotic animals.Бактериальная транслокация (БТ) из кишечника представляет патологическое и физиологическое явление. БТ наблюдается в процессе установления аутохтонной кишечной микробиоты и микробиома хозяина при взаимодействии с комменсалами, сопровождая естественный иммуногенез, и при патологии (например, иммунодефицитах), представляя этиопатогенетическое звено инфекционного процесса и септических осложнений. Эволюционно выработанные механизмы взаимодействия хозяина и микробиоты, взаимно противоположной направленности, обусловлены инвазионными свойствами микроорганизмов и противостоящими им защитно-барьерными механизмами хозяина. Колонизационная резистентность хозяина, контактирующего с экзогенной микробиотой, обеспечивается комплексом конституциональных и адаптивных механизмов с ведущим участием комменсальной микробиоты. БT в результате дисфунции барьеров контролируется механизмами самоочищения с вовлечением миелоидной клеточной фагоцитарной системы и опсонинов. Возникающая на слизистых оболочках динамично развивающаяся клеточно-гуморальная реакция на молекулярные микробные паттерны инициирует рецепторно-сигнальные и каскадные реакции, вектор и результат которых определяются перекрестным взаимодействием генома и микробиома хозяина. Рассмотрена ультраструктура энтероцитарных барьеров, взаимодействующих с микробиотой (симбионты и патобионты), в обеспечении адаптационно-гомеостатической реактивности хозяина. Обоснованы исследования микроциркуляторного звена в патогенезе ишемических тканевых повреждений и воспаления, повышающих проницаемость кишечного барьера и БТ, а также механизмов очищения от бактерий и апоптотических клеток. Воспалительные и другие заболевания, напрямую связанные с барьерными нарушениями кишечника, обоснованно считаются болезнями кишечного барьера. Материнская микробиота влияет на формирование врожденного иммунитета и микробиоты новорожденного, в том числе путем БТ кишечных комменсалов с грудным молоком. Перспективны комплексные микробиологические, иммунологические, патофизиологические и другие исследования с использованием адекватных биомоделей, включая гнотобиотов

MODERN TRENDS IN PERFECTION OF DIETOTHERAPY IN CHILDREN WITH VIRAL DIARRHEA

Authors studied peculiarities of specific composition of bifidus bacteria in infants (n = 32) with viral diarrhea and effectiveness of prebiotic product Immunofortis (formula ?Nutrilon Comfort?) in treatment of prebiotic disorders. Analysis of copro filtrate in acute period of viral diarrhea showed decrease of bifidus bacteria concentration and change of specific composition of intestinal micro flora. Bifidum bacteria B. catenulatum and B. adolescentis were detected in intestinal micro flora though it is not common in children. Dietotherapy with prebiotic formula resulted in restoration of age-specific parameters of specific composition of bacteria (B. bifidum, B. longum) and increase of secretory IgA concentration in coprofiltrate. Authors made a conclusion that Immunofortis has immunobiological effect in children with acute diarrhea.Key words: children, viral diarrhea, bifidus bacteria, nutrition, Immunofortis.(Voprosy sovremennoi pediatrii — Current Pediatrics. – 2010;9(3):107-112

CLINICAL SIGNIFICANCE OF PARIETAL MICROFLORA IN CHILDREN WITH NON-SPECIFIC ULCERATIVE COLITIS

One of the key factors driving the development of non-specific ulcerative colitis (NSUC) is the intestinal microflora. The dominant composition of the parietal microflora was studied (Clostridium coccoides, Clostridium leptum, Bacteroides fragilis, Bifidobacterium, Lactobacillus, Prevotella, и Atopobium) in children with non-specific ulcerative colitis (NSUC) using the polymerase chain reaction method in real time. It was shown that it was characteristic of children with NSUC to have increased bacterial density of C. coccoides and Lactobacillus, combined with somewhat reduced Bifidobacterium, B. fragilis and Prevotella. Population levels of individual parietal microflora components (Bacteroides fragilis, Lactobacillus, Clostridium leptum, Clostridium coccoides, Prevotella, Bifidobacterium) vary depending on prevalence, severity and intensity of pathological process in the case of NSUC. Key words: inflammatory intestinal diseases, non-specific ulcerative colitis, parietal intestinal microflora, polymerase chain reaction, children. (Pediatric Pharmacology. – 2010; 7(5):71-76

FEATURES OF MICROFLORA FORMATION IN YOUNG CHILDREN AND ITS CORRECTION WITH PROBIOTICS

The article covers the problem of current importance concerning the child bowel biocenosis species composition in different age periods of a child life. Numerous studies indicate that the species composition of the intestinal microflora is being formed during a long time. It is different in children depending on their age and is characterized by the high levels of not only the anaerobic microflora, but also allochthonous bacteria. It is known that the maturation of the immune system occurs during the newborn contacts with the bacterial and food agents, including bacteria of the normal intestinal flora, have immunomodulatory properties. Considering literature data and results of their own research, the authors provide recommendations for the optimizing use of probiotic preparations.Key words: intestinal microflora, probiotic strains, children

FEATURES OF MICROFLORA FORMATION IN YOUNG CHILDREN AND ITS CORRECTION WITH PROBIOTICS

The article covers the problem of current importance concerning the child bowel biocenosis species composition in different age periods of a child life. Numerous studies indicate that the species composition of the intestinal microflora is being formed during a long time. It is different in children depending on their age and is characterized by the high levels of not only the anaerobic microflora, but also allochthonous bacteria. It is known that the maturation of the immune system occurs during the newborn contacts with the bacterial and food agents, including bacteria of the normal intestinal flora, have immunomodulatory properties. Considering literature data and results of their own research, the authors provide recommendations for the optimizing use of probiotic preparations.Key words: intestinal microflora, probiotic strains, children

КЛИНИЧЕСКОЕ ЗНАЧЕНИЕ ПРИСТЕНОЧНОЙ МИКРОФЛОРЫ У ДЕТЕЙ С НЕСПЕЦИФИЧЕСКИМ ЯЗВЕННЫМ КОЛИТОМ

One of the key factors driving the development of non-specific ulcerative colitis (NSUC) is the intestinal microflora. The dominant composition of the parietal microflora was studied (Clostridium coccoides, Clostridium leptum, Bacteroides fragilis, Bifidobacterium, Lactobacillus, Prevotella, и Atopobium) in children with non-specific ulcerative colitis (NSUC) using the polymerase chain reaction method in real time. It was shown that it was characteristic of children with NSUC to have increased bacterial density of C. coccoides and Lactobacillus, combined with somewhat reduced Bifidobacterium, B. fragilis and Prevotella. Population levels of individual parietal microflora components (Bacteroides fragilis, Lactobacillus, Clostridium leptum, Clostridium coccoides, Prevotella, Bifidobacterium) vary depending on prevalence, severity and intensity of pathological process in the case of NSUC. Key words: inflammatory intestinal diseases, non-specific ulcerative colitis, parietal intestinal microflora, polymerase chain reaction, children. (Pediatric Pharmacology. – 2010; 7(5):71-76)Одним из ключевых факторов, определяющих течение неспецифического язвенного колита (НЯК), является микрофлора кишечника. Был исследован доминирующий состав пристеночной микрофлоры (Clostridium coccoides, Clostridium leptum, Bacteroides fragilis, Bifidobacterium, Lactobacillus, Prevotella, и Atopobium) у детей с неспецифическим язвенным колитом (НЯК) методом полимеразной цепной реакции в режиме реального времени. Показано, что для детей с НЯК характерно повышение бактериальной плотности C. coccoides и Lactobacillus при некотором снижении Bifidobacterium, B. fragilis и Prevotella. Популяционные уровни отдельных представителей пристеночной микрофлоры (B. fragilis, Lactobacillus, C. leptum, C. coccoides, Prevotella, Bifidobacterium) отличаются в зависимости от распространенности, тяжести и активности патологического процесса при НЯК. Ключевые слова: воспалительные заболевания кишечника, неспецифический язвенный колит, пристеночная микрофлора кишечника, полимеразная цепная реакция, дети. (Педиатрическая фармакология. – 2010; 7(5): 71-76