The State of Colon Microbiocenosis and Antioxidant Properties of Rat Colonocytes in Environmental Dysbiosis and Use of Probiotic Bifidumbacterin® and Symbiotic Acipol®

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

INTRODUCTION: The microbial community of the colon is a single microecological system which quickly responds to the exposure to external and internal factors with quantitative and qualitative changes with the result of development of the condition termed dysbiosis. The changes in the composition of colon microbiocenosis can lead to a number of diseases and to the development of immunopathological and allergic conditions.

AIM: To evaluate the state of the colon microbiocenosis and antioxidant properties of rats’ colonocytes against a background environmental dysbiosis and the use of probiotic Bifidumbacterin® and symbiotic Acipol®.

MATERIALS AND METHODS: In the experiment, intoxication in rats was modeled with the fungicide Thiram® (dimethylcarbamothioylsulfanyl N,N-dimethylcarbamodithioate, 1.6 mg per animal of 200 g mass) for 28 days, which led to the development of environmental dysbiosis. The detected changes were subsequently corrected within 21 days with the probiotic Bifidumbacterin® (0.14 ml per animal of 200 g mass) and the symbiotic Acipol® (0.08 ml per animal of 200 g mass). The composition of the microflora of colon mucosa of rats was studied using a bacteriological method. The activity of antioxidant protection enzymes of colonocytes was studied by the content of superoxide dismutase and catalase. The condition of lipid peroxidation processes was assessed by the content of diene conjugates and malondialdehyde.

RESULTS: In introduction of Thiram®, reduction of the amount of obligate and opportunistic representatives of colon microbiocenosis was noted, as well as intensification of lipid peroxidation processes in the conditions of weakening of antioxidant protection in colonocytes. Application of Bifidumbacterin® and Acipol® resulted in increase in the amount of obligate bacteria and decrease in the content of opportunists of the colon microbiota with the strongest effect of Acipol® on the values of the determined parameters. When studying changes in biochemical parameters in animal colonocytes, both drugs were found to contribute to the normalization of the content of malondialdehyde in the colon tissue, besides, Acipol® led to a decrease in the concentration of diene conjugates in colonocytes.

CONCLUSION: Introduction of Thiram® in all the specified periods affected the qualitative and quantitative composition of the microbiota and biochemical parameters in the colonocytes of the animals. The use of Bifidumbacterin® and Acipol® preparations resulted in the restoration of the qualitative and quantitative composition of colonic microorganisms, and also had a positive effect on the content of lipid peroxidation products in colonocytes, but more efficient was found to be Acipol® symbiotic.

About the authors

Vladimir A. Korolev

Kursk State Medical University

Email: medecol1@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0002-4376-4284
SPIN-code: 1180-1442

Dr. Sci. (Biol.), Professor

Russian Federation, Kursk

Ol'ga A. Medvedeva

Kursk State Medical University

Email: olgafrida@rambler.ru
ORCID iD: 0000-0002-2889-155X
SPIN-code: 4394-4097

Dr. Sci. (Biol.), Professor

Russian Federation, Kursk

Vera A. Ryadnova

Kursk State Medical University

Email: veraan8@ya.ru
ORCID iD: 0000-0001-6957-7869
SPIN-code: 5629-4557
Russian Federation, Kursk

Alina V. Shevchenko

Kursk State Medical University

Author for correspondence.
Email: alina7227@mail.ru
ORCID iD: 0000-0003-2261-1577
SPIN-code: 5273-2370

MD, Cand. Sci. (Med.)

Russian Federation, Kursk

Ivan V. Korolev

Kursk State Medical University

Email: korolev.98@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0002-6335-4311
SPIN-code: 5321-6825
Russian Federation, Kursk

Egor V. Korolev

Kursk State Medical University

Email: korolev.egor.2000@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0003-3324-8689
SPIN-code: 1056-3721
Russian Federation, Kursk

References

  1. Nuruzova ZA, Baimatov RA, Jumamurodov ST. Effects of various factors on micro-organism biomembrane. Innova. 2019;(2):24–30. (In Russ). doi: 10.21626/XXXX-XXXX-2019-2-24-30
  2. Clarke G, Stilling RM, Kennedy PJ, et al. Minireview: Gut Microbiota: The Neglected Endocrine Organ. Mol Endocrinol. 2014;28(8):1221–38. doi: 10.1210/me.2014-1108
  3. Godovalov AP, Antonyan AA, Gorbunova EA. Peculiarities of microflora of the colonic biotope colonized by S. aureus and C. albicans. Experimental and Clinical Gastroenterology. 2018;(5):61–5. (In Russ).
  4. Macfarlane GT, Macfarlane S. Bacteria, colonic fermentatton, and gastrointestinal health. J AOAC Int. 2012;95(1):50–60. doi: 10.5740/jaoacint.sge_macfarlane
  5. Maksimova VP, Usalka OG, Patsyurkevich AA, et al. Vliyaniye fungitsida Tirama na signal’nyye puti, vovlechennyye v kantserogenez. Krymskiy Zhurnal Eksperimental’noy i Klinicheskoy Meditsiny. 2020;10(3):100. (In Russ).
  6. Korolev VA, Medvedeva OA, Ryadnova VA, et al. Analysis of thiram derivatives use in plant complex of the Kursk region. RUDN Journal of Ecology and Life Safety. 2020;28(2):103–11. (In Russ). doi: 10.22363/2313-2310-2020-28-2-103-111
  7. Jandrić–Balen M, Bozikov V, Bistrović D, et al. Antioxidant enzymes activity in patients with peripheral vascular disease, with and without presence of diabetes mellitus. Coll Antropol. 2003;27(2):735–43.
  8. Korolev VA, Sedykh AV, Azarova YuE, et al. Status of the glutathione antioxidant defense in fungicide intoxication and correction with vitamin A and milk thistle. Research Results in Biomedicine. 2022;8(2):207–20. (In Russ). doi: 10.18413/2658-6533-2022-8-2-0-6
  9. Plotnikova EYu, Zakharova YuV. Immunomodulatory effects of probiotics. Medical Council. 2020;(15):135–44. (In Russ). doi: 10.21518/2079-701Х-2020-15-135-144
  10. Weiss GA, Hennet T. Mechanisms and consequences of intestinal dysbiosis. Cell Mol Life Sci. 2017;74(16):2959–77. doi: 10.1007/s00018-017-2509-х
  11. Khabriyev RU, editor. Rukovodstvo po eksperimental’nomu (doklinicheskomu) izucheniyu novykh farmakologicheskikh veshchestv. 2nd ed. Moscow: Meditsina; 2005. (In Russ).
  12. Efimov BA, Kafarskaia LI, Korshunov VM. Modern methods for the evaluation of qualitative and quantitative changes in the characteristics of intestinal and vaginal microflora. Zhurnal Microbiologii, Epidemiologii i Immunobiologii. 2002;(4):72–8. (In Russ).
  13. Vorob’ev AA, Nesvizhskiĭ IuV, Bogdanova EA, et al. Study of the parietal microflora in the rat intestine. Zhurnal Microbiologii, Epidemiologii i Immunobiologii. 2005;(3):61–5. (In Russ).
  14. Nesvizhskiĭ IuV, Bogdanova EA, Zverev VV, et al. Microbiocenosis of parietal mucin in gastrointestinal tract of rats with induced disbiosis. Zhurnal Microbiologii, Epidemiologii i Immunobiologii. 2007;(3):57–60. (In Russ).
  15. Rebrova OYu. Statisticheskiy analiz meditsinskikh dannykh. Primeneniye paketa prikladnykh programm STATISTICA. Moscow: MediaSfera; 2002. (In Russ).
  16. Macfarlane S. Microbial biofilm communities in the gastrointestinal tract. J Clin Gastroenterol. 2008;42(3, Pt 1):142–3. doi: 10.97/MCG.0b013e31816207df
  17. Khavkin AI, Komarova ON. Products of metabolism of the intestinal microflora: can we use the selective correction? Current Pediatrics. 2015;14(2):212–8. (In Russ). doi: 10.15690/vsp.v14i2.1289
  18. Rakitskii VN, Chkhvirkiya EG, Epishina TM. Evaluation of the activity of antioxidant enzymes during chronic oral administration of a technical product derived from triazoles in the rats. Health Care of the Russian Federation. 2021;65(1):45–9. (In Russ). doi: 10.47470/0044-197X-2021-65-1-45-49
  19. Liu K, Li Y, Iqbal M, et al. Thiram exposure in environment: A critical review on cytotoxicity. Chemosphere. 2022;295:133928. doi: 10.1016/j.chemosphere.2022.133928
  20. Vorvul AO, Bobyntsev II, Medvedeva OA. On mechanisms of increased intestinal wall permeability under stress. Humans and Their Health. 2022;25(2):43–63. (In Russ). doi: 10.21626/vestnik/2022-2/05

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML

Copyright (c) 2023 Eco-Vector


 


Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».