Оренбургский государственный университет

Оценка микроэкологического статуса организма на фоне различной нутриентной обеспеченности

Проект № 6.6811.2017/БЧ

Руководитель: доктор биологических наук профессор кафедры биотехнологии животного сырья и аквакультуры Лебедев С.В.

Цель работы: определить методом атомно-силовой микроскопии высокого разрешения характер контакта (визуализация) микроорганизмов с ксенобиотиками.

В проведенном исследовании метод АС-микроскопии позволяет раскрыть структурные клеточные и субклеточные механизмы токсичности различных химических веществ, например, наночастиц (НЧ).

В ходе проведенных нами исследований было выявлено, что НЧ Cu были более токсичны, чем использованные в работе наночастицы Fe и соль Fe(SO₄)₃. При этом все иcпользованные концентрации НЧ Cu влияли на морфологию клеток, что говорит об их антимикробной активности. При этом для НЧ Fe данная активность была присуща в концентрации до 10^-3 М. Таким образом, полученные нами данные с помощью АСМ-визуализации могут косвенно свидетельствовать о механизмах антибактериальной активности НЧ Fe и Cu у E. coli, являющейся представителем грамотрицательных бактерий.

Таким образом, можно утверждать, что повреждения наружной мембраны клеток являются критическим этапом в опосредованной НЧ антимикробной активности. Это исследование также позволило продемонстрировать, что высота клеток, длина клеток и шероховатость поверхности клеток являются качественными показателями для оценки антимикробной активности различных химических веществ.

По результатам исследований микрофлоры кишечника крыс в зависимости от нутриентной обеспеченности организма на 7-е сутки по положительному влиянию на микробиоценоз кишечника крыс использованные в эксперименте эссенциальные химические элементы расположились следующим образом: FeSO₄ (5 мг) > FeSO₄ (10 мг) = НЧ Cu (3 мг) > НЧ Fe (5 мг) = НЧ Fe (10 мг) = НЧ Fe (20 мг) = FeSO₄ (20 мг) > НЧ Cu (1,7 мг/кг корма). На 14-е сутки по положительному влиянию на микробиоценоз кишечника крыс использованные в эксперименте эссенциальные химические элементы расположились следующим образом: НЧ Cu (1,7 мг/кг корма) > FeSO₄ (20 мг) = FeSO₄ (10 мг) > НЧ Fe (5 мг) = НЧ Fe (10 мг) = НЧ Fe (20 мг) = FeSO₄ (5 мг) > НЧ Cu (3 мг). Таким образом, более обосновано введение препаратов сульфата железа в дозе 5 мг для краткосрочного обеспечения улучшения микробиоценоза кишечника и НЧ Сu в дозе 1,7 мг/кг корма для пролонгированного эффекта.