Влияние про- и метабиотической формы штамма Lactobacillus delbrueckii D5 на устойчивость миокарда к ишемии-реперфузии в условиях системного воспалительного ответа у крыс

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. 

1. 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.

2. 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.

3. 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.

4. 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.

5. 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.

6. 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.

7. 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.

8. 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.

9. 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.

10. 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.

11. 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.

12. 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/D1FO01164B

13. 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.

14. 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.

15. 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.

16. 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.

17. 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.

18. 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.

19. 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.