ssmuБюллетень сибирской медициныBulletin of Siberian Medicine1682-03631819-3684Siberian State Medical University, the Ministry of Healthcare of the Russian Federation10.20538/1682-0363-2024-2-28-36ssmu-5659Research ArticleОРИГИНАЛЬНЫЕ СТАТЬИORIGINAL PAPERSВлияние про- и метабиотической формы штамма Lactobacillus delbrueckii D5 на устойчивость миокарда к ишемии-реперфузии в условиях системного воспалительного ответа у крысEffect of pro- and metabiotic Lactobacillus delbrueckii D5 strain on myocardial resistance to ischemia – reperfusion injury in the rat model of systemic inflammatory responsehttps://orcid.org/0000-0003-3096-9747БорщевЮ. Ю.BorshchevYu. Yu.

Борщев Юрий Юрьевич – канд. биол. наук, зав. научно-исследовательским отделом токсикологии; науч. сотрудник, лаборатория химиопрофилактики рака и онкофармакологии 

197341, г. Санкт-Петербург, ул. Аккуратова, 2;197758, г. Санкт-Петербург, пос. Песочный, ул. Ленинградская, 68

2, Akkuratova Str., St. Petersburg, 197341;68, Leningradskaya Str., Pesochny Village, St. Petersburg, 197758

niscon@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0001-6382-5286МинасянС. М.MinaseanS. M.

Минасян Саркис Минасович – канд. мед. наук, ст. науч. сотрудник 

197341, г. Санкт-Петербург, ул. Аккуратова, 2;197022, г. Санкт-Петербург, ул. Льва Толстого, 6/8

2, Akkuratova Str., St. Petersburg, 197341;6/8, Lva Tolstogo Str., St. Petersburg, 197022

sarkis@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0003-4069-0678СемёноваН. Ю.SemenovaN. Yu.

Семёнова Наталья Юрьевна – канд. мед. наук, ст. науч. сотрудник 

197341, г. Санкт-Петербург, ул. Аккуратова, 2

2, Akkuratova Str., St. Petersburg, 197341

natyciel87@gmail.comhttps://orcid.org/0000-0001-6637-3633БуровенкоИ. Ю.BurovenkoI. Yu.

Буровенко Инесса Юрьевна – мл. науч. сотрудник, НИО токсикологии 

197341, г. Санкт-Петербург, ул. Аккуратова, 2

2, Akkuratova Str., St. Petersburg, 197341

burovenko.inessa@gmail.comБорщеваО. В.BorshchevaO. V.

Борщева Ольга Викторовна – науч. сотрудник, НИО токсикологии 

197341, г. Санкт-Петербург, ул. Аккуратова, 2

2, Akkuratova Str., St. Petersburg, 197341

violga27@mail.ruГриценкоЭ. Ю.GritsenkoE. Yu.

Гриценко Элла Юрьевна – соискатель, кафедра физиологии 

3300, г. Тирасполь, ул. 25 Октября, 128

128, October 25 Str., Tiraspol, 3300

gritenco.ella@gmail.comhttps://orcid.org/0000-0002-6306-7021ШептицкийВ. А.SheptitskyV. A.

Шептицкий Владимир Александрович – д-р биол. наук, профессор зав. кафедрой 

3300, г. Тирасполь, ул. 25 Октября, 128

128, October 25 Str., Tiraspol, 3300

septitchi@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0003-2312-5589СуворовА. Н.SuvorovA. N.

Суворов Александр Николаевич – д-р мед. наук, член-корр. РАН, зав. отделом молекулярной микробиологии, ИЭМ; зав. кафедрой фундаментальной медицины и медицинских технологий 

197376, г. Санкт-Петербург, ул. Академика Павлова, 12;199034, г. Санкт-Петербург, Университетская наб., 13б

12, Academika Pavlova Str., St. Petersburg, 197376;13b, Universitetskaya Emb., St. Petersburg 199034

alexander_suvorov1@hotmail.comhttps://orcid.org/0000-0001-5129-9944ГалагудзаМ. М.GalagudzaM. M.

Галагудза Михаил Михайлович – д-р мед. наук, член-корр. РАН, директор ИЭМ; профессор кафедры патофизиологии 

197341, г. Санкт-Петербург, ул. Аккуратова, 2;197022, г. Санкт-Петербург, ул. Льва Толстого, 6/8

Almazov National Medical Research Center;Pavlov First Saint Petersburg State Medical University

galagudza@almazovcentre.ruНациональный медицинский исследовательский центр (НМИЦ) им. В.А. Алмазова; Национальный медицинский исследовательский центр (НМИЦ) онкологии им. Н.Н. ПетроваРоссияAlmazov National Medical Research Center; N.N. Petrov National Medical Research Center (NMRC) of OncologyRussian FederationНациональный медицинский исследовательский центр (НМИЦ) им. В.А. Алмазова; Первый Санкт-Петербургский государственный медицинский университет (ПСПбГМУ) им. акад. И.П. ПавловаРоссияAlmazov National Medical Research Center; Pavlov First Saint Petersburg State Medical UniversityRussian FederationНациональный медицинский исследовательский центр (НМИЦ) им. В.А. АлмазоваРоссияAlmazov National Medical Research CenterRussian FederationПриднестровский государственный университет им. Т.Г. ШевченкоМолдоваShevchenko Transnistria State UniversityMoldova, Republic ofИнститут экспериментальной медицины (ИЭМ); Санкт-Петербургский государственный университет (СПбГУ)РоссияInstitute of Experimental Medicine; St. Petersburg UniversityRussian Federation2024080720242322836Copyright © Борщев Ю.Ю., Минасян С.М., Семёнова Н.Ю., Буровенко И.Ю., Борщева О.В., Гриценко Э.Ю., Шептицкий В.А., Суворов А.Н., Галагудза М.М., 20242024Борщев Ю.Ю., Минасян С.М., Семёнова Н.Ю., Буровенко И.Ю., Борщева О.В., Гриценко Э.Ю., Шептицкий В.А., Суворов А.Н., Галагудза М.М.Borshchev Y.Y., Minasean S.M., Semenova N.Y., Burovenko I.Y., Borshcheva O.V., Gritsenko E.Y., Sheptitsky V.A., Suvorov A.N., Galagudza M.M.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://bulletin.ssmu.ru/jour/article/view/5659

Цель. Изучение эффекта лиофилизированного штамма L. delbrueckii D5, а также его инактивированной формы при внутрижелудочном введении на устойчивость миокарда к ишемическому-реперфузионному повреждению (ИРП), маркеры воспаления и проницаемость эпителиального барьера кишки. Материалы и методы. Эксперименты выполнены на самцах крыс стока Вистар с улучшенным конвенциональным статусом на модели синдрома системного воспалительного ответа (ССВО). Ишемически-реперфузионное повреждение миокарда воспроизводили на изолированном сердце, перфузируемом по Лангендорфу. Результаты. Отмечено значимое повышение уровня фактора некроза опухоли альфа, интерлейкина (ИЛ) 1β, ИЛ-6 и лактоферрина при ССВО. Введение как инактивированного, так и лиофилизированного штамма L. delbrueckii D5 приводило к нормализации указанных изменений. Также отмечена нормализация повышенного при ССВО уровня липополисахарида в крови при введении как инактивированного, так и лиофилизированного штамма L. delbrueckii D5. Однако инактивированный штамм не оказывал влияния на размер инфаркта миокарда, который был увеличен при ССВО по сравнению с контролем, тогда как при введении лиофилизированной формы имелось значимое снижение размера инфаркта. Заключение. Инактивированная культура Lactobacillus delbrueckii D5 обладает выраженным противовоспалительным свойством, но не влияет на устойчивость миокарда к ИРП, в отличие от лиофилизированного штамма, что требует дальнейших исследований. 

Aim. To study the effect of lyophilized L. delbrueckii D5, as well as its inactivated culture, during intragastric administration on myocardial resistance to ischemia – reperfusion injury (IRI), markers of inflammation, and intestinal epithelial permeability. Materials and methods. The experiments were performed on male Wistar rats with a model of systemic inflammatory response syndrome (SIRS). Myocardial IRI was reproduced on an isolated Langendorff heart. Results. A significant increase in the levels of tumor necrosis factor (TNF)α, interleukin (IL)-1β, IL-6, and lactoferrin in SIRS was revealed. The introduction of both inactivated and lyophilized culture of L. delbrueckii D5 resulted in normalization of these changes. Normalization of the increased blood level of lipopolysaccharide in SIRS was also noted with the introduction of both inactivated and lyophilized L. delbrueckii D5. However, the inactivated culture had no effect on the myocardial infarct size, which was increased in the SIRS group compared to the controls, whereas the introduction of the lyophilized strain led to a significant decrease in this parameter. Conclusion. The inactivated culture of Lactobacillus delbrueckii D5 has a pronounced anti-inflammatory effect, but does not impact myocardial resistance to IRI, unlike the lyophilized strain, which requires further research.

миокардишемическое-реперфузионное повреждениеразмер инфарктаLactobacillus delbrueckii D5синдром системного воспалительного ответалейкоцитыцитокиныпробиотикиmyocardiumischemia – reperfusion injuryinfarct sizeLactobacillus delbrueckii D5systemic inflammatory response syndromeleukocytescytokinesprobioticsИсследование выполнено за счет гранта Российского научного фонда, проект № 23-15-00139, https://rscf.ru/project/23-15-00139.The study was supported by the Russian Science Foundation grant, project No. 23-15-00139, https://rscf.ru/project/23-15-00139.ReferencesZhang Y., Wang Y., Ke B., Du J. TMAO: how gut microbiota contributes to heart failure. Transl. Res. 2021;228:109–125. DOI: 10.1016/j.trsl.2020.08.007.Zhang Y., Wang Y., Ke B., Du J. TMAO: how gut microbiota contributes to heart failure. Transl. Res. 2021;228:109–125. DOI: 10.1016/j.trsl.2020.08.007.Борщев Ю.Ю., Буровенко И.Ю., Карасева А.Б., Минасян С.М., Борщев В.Ю., Семенова Н.Ю. и др. Моделирование синдрома системной воспалительной реакции химической индукцией травмы толстого кишечника у крыс. Медицинская иммунология. 2020;22(1):87–98. DOI: 10.15789/1563-0625-MOS-1839.Борщев Ю.Ю., Буровенко И.Ю., Карасева А.Б., Минасян С.М., Борщев В.Ю., Семенова Н.Ю. и др. Моделирование синдрома системной воспалительной реакции химической индукцией травмы толстого кишечника у крыс. Медицинская иммунология. 2020;22(1):87–98. DOI: 10.15789/1563-0625-MOS-1839.Borshchev Y.Y., Burovenko I.Y., Karaseva A.B., Minasian S.M., Protsak E.S., Borshchev V.Y. et al. Probiotic therapy with Lactobacillus acidophilus and Bifidobacterium animalis subsp. lactis results in infarct size limitation in rats with obesity and chemically induced colitis. Microorganisms. 2022;10(11):2293. DOI: 10.3390/microorganisms10112293.Borshchev Y.Y., Burovenko I.Y., Karaseva A.B., Minasian S.M., Protsak E.S., Borshchev V.Y. et al. Probiotic therapy with Lactobacillus acidophilus and Bifidobacterium animalis subsp. lactis results in infarct size limitation in rats with obesity and chemically induced colitis. Microorganisms. 2022;10(11):2293. DOI: 10.3390/microorganisms10112293.Карасёва А.Б., Буровенко И.Ю., Цапиева А.Н., Борщев Ю.Ю., Суворов А.Н., Галагудза М.М. Изменения состава кишечной микробиоты при моделировании системного воспалительного ответа у крыс разного возраста. Университетский терапевтический вестник. 2022;4(2):42–51. DOI: 10.56871/4633.2022.37.29.005.Карасёва А.Б., Буровенко И.Ю., Цапиева А.Н., Борщев Ю.Ю., Суворов А.Н., Галагудза М.М. Изменения состава кишечной микробиоты при моделировании системного воспалительного ответа у крыс разного возраста. Университетский терапевтический вестник. 2022;4(2):42–51. DOI: 10.56871/4633.2022.37.29.005.Олескин А.В., Шендеров Б.А. Пробиотики, психобиотики и метабиотики: проблемы и перспективы. Физическая и реабилитационная медицина, медицинская реабилитация. 2020;2(3):233–243. DOI: 10.36425/rehab25811.Олескин А.В., Шендеров Б.А. Пробиотики, психобиотики и метабиотики: проблемы и перспективы. Физическая и реабилитационная медицина, медицинская реабилитация. 2020;2(3):233–243. DOI: 10.36425/rehab25811.Минасян С.М., Бадриханова Л.Р., Галагудза М.М., Курапеев Д.И. Сравнительное исследование защитного эффекта гипотермии, ишемического прекондиционирования и модифицированных кардиоплегических растворов при ишемии-реперфузии изолированного сердца крысы. Регионарное кровообращение и микроциркуляция. 2008;2(26):72–78.Минасян С.М., Бадриханова Л.Р., Галагудза М.М., Курапеев Д.И. Сравнительное исследование защитного эффекта гипотермии, ишемического прекондиционирования и модифицированных кардиоплегических растворов при ишемии-реперфузии изолированного сердца крысы. Регионарное кровообращение и микроциркуляция. 2008;2(26):72–78.Di Vincenzo F., Del Gaudio A., Petito V., Lopetuso L.R., Scaldaferri F. Gut microbiota, intestinal permeability, and systemic inflammation: a narrative review. Intern. Emerg. Med. 2024;19(2):275–293. DOI: 10.1007/s11739-023-03374-w.Di Vincenzo F., Del Gaudio A., Petito V., Lopetuso L.R., Scaldaferri F. Gut microbiota, intestinal permeability, and systemic inflammation: a narrative review. Intern. Emerg. Med. 2024;19(2):275–293. DOI: 10.1007/s11739-023-03374-w.Ghosh S., Ahmad R., Zeyaullah M., Khare S.K. Microbial nano-factories: synthesis and biomedical applications. Front. Chem. 2021;9:626834. DOI: 10.3389/fchem.2021.626834.Ghosh S., Ahmad R., Zeyaullah M., Khare S.K. Microbial nano-factories: synthesis and biomedical applications. Front. Chem. 2021;9:626834. DOI: 10.3389/fchem.2021.626834.Peng L., Li Z.R., Green R.S., Holzman I.R., Lin J. Butyrate enhances the intestinal barrier by facilitating tight junction assembly via activation of AMP-activated protein kinase in Caco-2 cell monolayers. J. Nutr. 2009;139(9):161901625. DOI: 10.3945/jn.109.104638.Peng L., Li Z.R., Green R.S., Holzman I.R., Lin J. Butyrate enhances the intestinal barrier by facilitating tight junction assembly via activation of AMP-activated protein kinase in Caco-2 cell monolayers. J. Nutr. 2009;139(9):161901625. DOI: 10.3945/jn.109.104638.Cario E., Gerken G., Podolsky D.K. Toll-like receptor 2 enhances ZO-1-associated intestinal epithelial barrier integrity via protein kinase C. Gastroenterology. 2004;127(1):224–238. DOI: 10.1053/j.gastro.2004.04.015.Cario E., Gerken G., Podolsky D.K. Toll-like receptor 2 enhances ZO-1-associated intestinal epithelial barrier integrity via protein kinase C. Gastroenterology. 2004;127(1):224–238. DOI: 10.1053/j.gastro.2004.04.015.Yi H., Wang L., Xiong Y., Wang Z., Qiu Y., Wen X. et al. Lactobacillus reuteri LR1 improved expression of genes of tight junction proteins via the MLCK pathway in IPEC1 cells during infection with enterotoxigenic Escherichia coli K88. Mediators Inflamm. 2018;2018:6434910. DOI: 10.1155/2018/6434910.Yi H., Wang L., Xiong Y., Wang Z., Qiu Y., Wen X. et al. Lactobacillus reuteri LR1 improved expression of genes of tight junction proteins via the MLCK pathway in IPEC1 cells during infection with enterotoxigenic Escherichia coli K88. Mediators Inflamm. 2018;2018:6434910. DOI: 10.1155/2018/6434910.Zhao L., Xie Q., Etareri Evivie S., Liu D., Dong J., Ping L. et al. Bifidobacterium dentium N8 with potential probiotic characteristics prevents LPS-induced intestinal barrier injury by alleviating the inflammatory response and regulating the tight junction in Caco-2 cell monolayers. Food Funct. 2021;12(16):7171–7184. DOI: 10.1039/D1FO01164BZhao L., Xie Q., Etareri Evivie S., Liu D., Dong J., Ping L. et al. Bifidobacterium dentium N8 with potential probiotic characteristics prevents LPS-induced intestinal barrier injury by alleviating the inflammatory response and regulating the tight junction in Caco-2 cell monolayers. Food Funct. 2021;12(16):7171–7184. DOI: 10.1039/D1FO01164BHsieh C.Y., Osaka T., Moriyama E., Date Y., Kikuchi J., Tsuneda S. Strengthening of the intestinal epithelial tight junction by Bifidobacterium bifidum. Physiol. Rep. 2015;3(3):e12327. DOI: 10.14814/phy2.12327.Hsieh C.Y., Osaka T., Moriyama E., Date Y., Kikuchi J., Tsuneda S. Strengthening of the intestinal epithelial tight junction by Bifidobacterium bifidum. Physiol. Rep. 2015;3(3):e12327. DOI: 10.14814/phy2.12327.Zhao X., Zhou J., Liang W., Sheng Q., Lu L., Chen T. et al. Probiotics mixture reinforces barrier function to ameliorate necrotizing enterocolitis by regulating PXR-JNK pathway. Cell Biosci. 2021;11(1):20. DOI: 10.1186/s13578-021-00530-7.Zhao X., Zhou J., Liang W., Sheng Q., Lu L., Chen T. et al. Probiotics mixture reinforces barrier function to ameliorate necrotizing enterocolitis by regulating PXR-JNK pathway. Cell Biosci. 2021;11(1):20. DOI: 10.1186/s13578-021-00530-7.Blackwood B.P., Yuan C.Y., Wood D.R., Nicolas J.D., Grothaus J.S., Hunter C.J. Probiotic Lactobacillus species strengthen intestinal barrier function and tight junction integrity in experimental necrotizing enterocolitis. J. Probiotics Health. 2017;5(1):159. DOI: 10.4172/2329-8901.1000159.Blackwood B.P., Yuan C.Y., Wood D.R., Nicolas J.D., Grothaus J.S., Hunter C.J. Probiotic Lactobacillus species strengthen intestinal barrier function and tight junction integrity in experimental necrotizing enterocolitis. J. Probiotics Health. 2017;5(1):159. DOI: 10.4172/2329-8901.1000159.Francavilla R., Miniello V., Magistà A.M., De Canio A., Bucci N., Gagliardi F. et al. A randomized controlled trial of Lactobacillus GG in children with functional abdominal pain. Pediatrics. 2010;126(6):e1445–1452. DOI: 10.1542/peds.2010-0467.Francavilla R., Miniello V., Magistà A.M., De Canio A., Bucci N., Gagliardi F. et al. A randomized controlled trial of Lactobacillus GG in children with functional abdominal pain. Pediatrics. 2010;126(6):e1445–1452. DOI: 10.1542/peds.2010-0467.Mujagic Z., de Vos P., Boekschoten M.V., Govers C., Pieters H.H., de Wit N.J. et al. The effects of Lactobacillus plantarum on small intestinal barrier function and mucosal gene transcription; a randomized double-blind placebo controlled trial. Sci. Rep. 2017;7:40128. DOI: 10.1038/srep40128.Mujagic Z., de Vos P., Boekschoten M.V., Govers C., Pieters H.H., de Wit N.J. et al. The effects of Lactobacillus plantarum on small intestinal barrier function and mucosal gene transcription; a randomized double-blind placebo controlled trial. Sci. Rep. 2017;7:40128. DOI: 10.1038/srep40128.Zheng Y., Zhang Z., Tang P., Wu Y., Zhang A., Li D. et al. Probiotics fortify intestinal barrier function: a systematic review and meta-analysis of randomized trials. Front. Immunol. 2023;14:1143548. DOI: 10.3389/fimmu.2023.1143548.Zheng Y., Zhang Z., Tang P., Wu Y., Zhang A., Li D. et al. Probiotics fortify intestinal barrier function: a systematic review and meta-analysis of randomized trials. Front. Immunol. 2023;14:1143548. DOI: 10.3389/fimmu.2023.1143548.Cheng F.S., Pan D., Chang B., Jiang M., Sang L.X. Probiotic mixture VSL#3: An overview of basic and clinical studies in chronic diseases. World J. Clin. Cases. 2020;8(8):1361–1384. DOI: 10.12998/wjcc.v8.i8.1361.Cheng F.S., Pan D., Chang B., Jiang M., Sang L.X. Probiotic mixture VSL#3: An overview of basic and clinical studies in chronic diseases. World J. Clin. Cases. 2020;8(8):1361–1384. DOI: 10.12998/wjcc.v8.i8.1361.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.