Пробиотик Bifidobacterium infantis 35624 проявляет антиноцицептивное действие в отношении внутренних органов у крыс
Д. П. МАККЕРМАН (D. P. MCKERNAN)*, П. ФИТЦДЖЕРАЛЬД (P. FITZGERALD)*, Т. Г. ДИНАН (T. G. DINAN)*,† И ДЖ. Ф. КРАЙАН (J. F. CRYAN)*, ‡, §

*Лаборатория нейрогастроэнтерологии, Фармабиотический центр питания, Университетский колледж г. Корк, Корк, Ирландия
†Отделение психиатрии, Университетский колледж г. Корк, Корк, Ирландия
‡Отделение психиатрии, Университетский колледж г. Корк, Корк, Ирландия
§ Школа фармацевтики, Университетский колледж г. Корк, Корк, Ирландия

Резюме
Основные сведения. Синдром раздраженного кишечника характеризуется периодическими болями в животе и изменением ритма опорожнения кишечника, при этом у большого числа пациентов также наблюдается сопутствующая тревожность. Все увеличивающееся число клинических и доклинических свидетельств говорит о том, что пробиотики могут восстановить измененное взаимодействие головного мозга и кишечника при СРК. В данном исследовании авторы изучили эффективность повторного лечения тремя различными пробиотиками в целях уменьшения висцеральной боли у пород крыс с нормальной висцеральной чувствительностью (Sprague-Dawley [SD]) и с висцеральной гиперчувствительностью (Wistar-Kyoto [WKY]). Методы. После 14 дней введения через желудочный зонд Lactobacillus salivarius UCC118, Bifidobacterium infantis 35624 или Bifidobacterium breve UCC2003 крысы обеих пород ‒ SD и WKY ‒ были подвергнуты новой стрессовой ситуации: их выпустили на арену в условиях открытого поля и их поведение регистрировали. Впоследствии действие пробиотиков на висцеральные ноцицептивные реакции были проанализированы на основании регистрации болевого поведения при колоректальном вздутии (КРВ). Основные результаты. Было выявлено, что имеются отличия в поведении в условиях «открытого поля» между породами животных, но ни один из пробиотиков не вызвал изменение поведения внутри каждой из пород. Интересно отметить, что именно пробиотик B. infantis 35624, а не другие исследуемые виды, существенно снизил поведение при висцеральной боли, вызванной КРВ, в обеих породах крыс. Пробиотик значительно увеличил пороговое давление первого болевого поведения, а также сократил общее число болевых поведений при КРВ. Заключение и выводы. Эти данные подтверждают, что такие пробиотики, как B. infantis 35624, являются эффективными для снижения висцеральной боли и могут быть эффективными для лечения определенных симптомов СРК.

Ключевые слова: нервная регуляция пищеварительной системы, СРК, пробиотик, стресс, висцеральная гиперчувствительность.

ВВЕДЕНИЕ
Синдром раздраженного кишечника (СРК) ‒ функциональное расстройство желудочно-кишечного тракта, характеризующееся рецидивирующей болью в животе или дискомфортом не менее 3 дней в месяц-1 в течение последних 3 месяцев. Оно связано с облегчением симптомов при дефекации, и его наступление связано с изменением частоты и формы/внешнего вида стула.1 Синдром раздраженного кишечника является одним из наиболее распространенных расстройств, наблюдаемых гастроэнтерологами, и по оценкам его распространенность составляет 10‒15 % во всем мире.2 Считают, что хронический стресс и тревожность, иммунная активация, микробиота кишечника и висцеральная гиперчувствительность являются основными факторами, способствующими развитию некоторых симптомов СРК.3 Хронический стресс, как известно, активирует гипоталамо-гипофизарно-адренокортикальную систему, что приводит к секреции кортикотропин-высвобождающего гормона, адренокортикотропного гормона и кортизола.4 Кроме того, сообщалось, что у пациентов с СРК отмечается нарушение регуляции гипоталамо-гипофизарно-адренокортикальной системы.5 Микробиота, как известно, играют важную роль в поддержании гомеостаза кишечника от метаболической активности, секреции витаминов, иммунной стимуляции, генерирования сигналов сытости до сигнализации о боли.6‒8 Нарушение функционирования этих организмов может привести к изменениям в гомеостазе кишечника и, таким образом, привести к заболеванию.9 Следует отметить, что, согласно имеющимся данным, у пациентов с СРК наблюдаются изменения в количестве и видах микробиот кишечника по сравнению со здоровыми контролями и что эти изменения зависели от классификации подгруппы пациентов СРК.10 Вполне вероятно, что такие нарушения в микробиоте могут иметь последствия для обезболивания и приводить к снижению порога висцеральной боли, наблюдаемой у пациентов с СРК. Было доказано, что комменсальные бактерии играют важную роль в развитии воспалительной гиперноцицепции.11 Кроме этого, виды пробиотиков обладают антиноцицептивным действием в экспериментальной модели колоректального вздутия (КРВ) у мышей и крыс.12 Это позволяет предположить, что таргетирование микробиоты может быть подходящим вариантом для разработки новых методов лечения СРК. В частности, мы предлагаем гипотезу о том, что пробиотики могут быть эффективной терапией для ослабления висцеральной боли. Пробиотики определяют как живые организмы, которые приносят пользу для здоровья хозяина при попадании в ЖКТ в достаточном количестве.13 Пробиотики, как сообщается, имеют широкий спектр воздействия, о чем свидетельствуют результаты клинических и доклинических исследований. В доклинических исследованиях было показано, что пробиотики, в основном Lactobacilli,, облегчают висцеральную боль при стрессе.12, 14‒17 В клинических исследованиях с Bifidobacterium infantis 35624 и Lactobacillus salivarius UCC4331 у пациентов, рандомизированных в группу приема B. infantis, наблюдалось еще большее снижение баллов симптома СРК и нормализованный коэффициент IL-10/IL-12.18 Эти выводы были также подтверждены в более крупном, многоцентровом исследовании.19 Висцеральная гиперчувствительность ‒ это основная характеристика СРК, при этом пациенты с СРК проявляют более низкий порог дискомфорта по сравнению со здоровыми контролями.20 Неизвестно, что вызывает исходное повышение висцеральной чувствительности, хотя известно, что она модулируется различными центрами головного мозга и нисходящими спинальными путями.21, 22 СРК часто сопутствует тревожность, и симптомы часто усугубляются во время периодов тревожности или стресса.23 Кроме того, существует прочная взаимосвязь между путями, лежащими в основе боли, стресса и тревожности.24 Крыса породы Wistar-Kyoto (WKY) ‒ это порода, выведенная селективным путем, которая обладает гиперреакцией на стресс.25, 26 В частности, у крыс WKY отмечались четкие увеличения изменений, вызванных стрессом и депрессией, по сравнению с крысами Sprague-Dawley (SD) ‒ породой, которая наиболее часто используется в качестве контрольного сравнения.27 В дополнение к депрессивному и тревожному фенотипу в этой породе отмечается повышенная чувствительность к КРВ.28‒30 Также было описано уменьшение в костной и желудочной аккомодации,28, 29 изменение морфологии31 и функций ободочной и толстой кишки32 и изменение экспрессии рецепторов врожденного иммунитета,33 что еще раз обосновывает использование данных животных в экспериментальной модели по изучению нарушения нервной регуляции пищеварительной системы, связанной с СРК. В рамках настоящего исследования мы стремились установить, могут ли три различных вида пробиотика вызвать снижение висцеральной гиперчувствительности в данной экспериментальной модели на крысах. Пробиотики, используемые в настоящем исследовании, были описаны ранее и продемонстрировали свою эффективность в лечении других заболеваний. Недавно было получено доказательство, что Lactobacillus salivarius UCC118 вырабатывает бактериоцин, который эффективен в снижении инфекции Listeria monocytogenes ‒ пищевого патогена у мышей.34 Также было установлено, что Bifidobacterium breve UCC2003 улучшает время прохождения пищи в желудке у мышей,35 в то время как B. infantis 35624 увеличивает концентрации триптофана и кинуреновой кислоты в плазме и и снижает секрецию провоспалительных цитокинов после митогенной стимуляции в исследованиях на крысах.36
МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ
Животные
Крысы пород Sprague-Dawley (n = 40) и WKY (n = 40) (200‒250 г, возраст при поступлении ~ 8 недель) использовались в данном исследовании и были приобретены в Гарлане, Великобритания. Животные получили время на то, чтобы освоиться в лаборатории, с ними был установлен ежедневный контакт в течение 1 недели перед использованием в исследованиях. Режим температуры и освещения (12 часов света и 12 часов темноты) контролировался, при этом пища и вода предоставлялись без ограничений. Животные были размещены группами по пять, при этом не менее одного животного из каждой группы лечения присутствовало в каждой клетке. Животные были умерщвлены непосредственно после экспериментов на КРВ. Им ввели легкое обезболивание (2 % изофлурана), а затем обезглавили, собрав кровь из туловища. Все работы проводились в соответствии с лицензией на проведение исследований на животных, выданной Министерством здравоохранения в г. Иреландин в соответствии с директивой ЕС 89/609/EEC и одобренной Комитетом по исследованиям на животных и этике университетского колледжа г. Корк.
Бактериальные препараты
Lactobacillus salivarius UCC118, B. infantis 35624 и Bifidobacterium breve UCC2003 были предоставлены бесплатно компанией «Алиментари Хелт Лтд» (Корк, Ирландия). Из сублимированных замороженных запасов (-80 С) бактерии были восстановлены в стерильном фосфатном буферном физиологическом растворе (PBS) таким образом, чтобы конечная концентрация составляла 5  109 КОЕ/мл. Доза была выбрана на основании предыдущих исследований.34
Протокол лечения
После ухода за животными в течение 1 недели крысам вводили исследуемые продукты в одной и то же время через желудочный зонд в количестве 1  109 КОЕ в 0,2 или 0,2 мл PBS в день на протяжении 14 дней (кол-во = 10 на группу). Животных слегка придерживали, при этом обезболивание не проводилось. На 15-й день провели исследование поведения крыс в условиях «открытого поля». На 16-й день у животных вызвали КРВ, после чего они были умерщвлены.
Поведение в условиях «открытого поля»
Для того чтобы расследовать, могут ли эти пробиотики уменьшить беспокойное поведение, оба вида крыс были исследованы на восприимчивость к новому стрессу в условиях «открытого поля» (круговая белая арена 90 см в диаметре, 40 см в высоту, освещенностью 900 люкс) на 15-й день после 14 дней приема пробиотиков, как описано выше.37 Животные были размещены на арене в течение 10 минут. Поведение крыс и скорость регистрировались с помощью программы ETHOVISION (Нолдус, Вагенинген, Нидерланды). Регистрировали расстояние перемещения, скорость и время, проведенное во внутренней зоне арены. Регистрируемое поведение включало в себя скорость, расстояние и время, проведенное во внутренней зоне арены. Если крысы в состоянии тревоги, то они обычно неподвижны и придерживаются края арены, при этом регистрируется уменьшение общей скорости движения и отказ от перемещения в ярко освещенный центр. Колоректальное вздутие
Вздутие кишечника проводили, как описано выше.37 Кратко, каждое животное получало обезболивание изофлураном, и ему вводили латексный баллон (длиной 6 см)в толстый кишечник на расстояние 1 см от анального отверстия. За 10 минут до КРВ состояние животных нормализовали. Затем баллон раздували от 0 до 80 мм рт. ст. в течение 8 мин с использованием баростата, в течение этого времени измерялось два параметра: (i) пороговое давление (мм рт. ст.) ‒ давление, при котором наблюдалось первое болевое поведение; (ii) кумулятивное количество болевого поведения. Позы, определяемые как болевое поведение, включают вытягивание, втягивание живота и абдоминальный рефлекс отдергивания. Крыс оценивали по методу случайной выборки, а исследователь не знал о том, какие пробиотики были введены животному.
Кортикостерон методом ИФА Концентрации кортикостерона в крови измеряли набором для иммунохимической пробы на кортикостерон («Эссей Дизайнс» (Assay Designs), Энн-Арбор, Мичиган, США). Кратко, определение включало разведение образцов плазмы буфером пробы и инкубирование в поликлональном антителе к кортикостерону овцы на 96-луночном планшете. После промывок связанный антиген инкубировали п-нитрофенил фосфатным нитратом и щелочной фосфатазой. После проявления цвета реакцию останавливали тринатрий фосфатом. Лунки в планшете считывали при 405 нм и рассчитывали оптическую плотность. Концентрация каждого образца была экстраполирована по стандартной кривой. Чувствительность пробы составила 26,99 пг/мл.
Анализ данных
Данные были усреднены для каждой группы и выражались как среднее значение ± стандартная ошибка. Двухфакторный дисперсионный анализ (ANOVA) был проведен для исследования, чтобы установить, имелась ли дифференцированная реакция на прием пробиотиков между видами животных. Статистические отличия определяли при использовании заранее известных критериев Стьюдента. Все тесты были проведены при использовании ПО для статистической обработки GRAPH PAD («Граф Пэд» (Graph Pad), Сан-Диего, Калифорния, США). Статистически значимые отличия выражали следующим образом: *P < 0,05; **P < 0,01 и ***P < 0,001.
РЕЗУЛЬТАТЫ
Поведение в условиях «открытого поля»
После 2 недель пробиотического лечения оба вида крыс были подвергнуты новому стрессу в виде выведения в условиях «открытого поля» на арену. Крыс оставили на арене на 10 минут и регистрировали их поведение. Крысы породы WKY проявили существенно более низкую подвижность (P < 0,05) (рис. 1), перемещались на более короткие расстояния (данные не представлены) и проводили меньше времени на внутренней зоне арены, чем ожидалось (P < 0,05) (рис. 2). Ни один из пробиотиков не повлиял ни на один из вышеперечисленных параметров в пределах каждого вида крыс; однако наблюдалась тенденция к увеличению времени, проведенного во внутренней зоне, у крыс, которые принимали B. infantis 35624 и UCC118 (рис. 2).
Болевое поведение после КРВ
Двухфакторный дисперсионный анализ показал статистически значимое влияние обоих видов (F168 = 18,01, P < 0,001) и принимаемых пробиотиков (F3,68 = 2,77, P < 0,05), однако не было взаимодействия между обоими факторами на пороге болевой реакции, что свидетельствует, что пробиотики не зависели от повышенной стрессовой реакции или гиперчувствительности как таковой. Интересно отметить, что не было выявлено влияния любого из параметров на совокупное болевое поведение при анализе аналогичным образом. Парные сравнения заранее известных значений показали, что крысы породы SD, которые получали либо B. infantis 35624, либо B. breve UCC2003, проявили статистически значимое увеличение порогового давления по сравнению с крысами, принимавшими плацебо (P < 0,05) (рис. 3a). В группе WKY крысы, получавшие B. infantis 35624, проявили статистически значимое увеличение порогового давления по сравнению с крысами, получавшими только плацебо, при этом статистически значимого увеличения по сравнению с другими пробиотиками выявлено не было (P < 0,05) (рис. 3b). Крысы породы Wistar-Kyoto имели статистически значимое более низкое пороговое давление по сравнению с крысами породы SD (P = 0,0058), что согласуется с данными предыдущих исследований.38
Рисунок 1. Скорость в условиях «открытого поля» после 14-дневного приема пробиотиков. На гистограмме показана скорость в условиях «открытого поля» крыс пород Sprague-Dawley (SD) и Wistar-Kyoto (WKY), которые получали либо указанные пробиотики, либо PBS. Крысы породы Sprague-Dawley указаны белым цветом, а крысы WKY ‒ черным. (* Отличия между породами по каждому виду пробиотика, P < 0,05.)
Рисунок 2 Время нахождения во внутренней зоне «открытого поля» после 14-дневного приема пробиотиков. На гистограмме показано время нахождения во внутренней зоне «открытого поля» крыс пород Sprague-Dawley (SD) и Wistar-Kyoto (WKY), которые получали либо указанные пробиотики, либо PBS. Крысы породы Sprague-Dawley указаны белым цветом, а крысы WKY ‒ черным.
Рисунок 3. Пороговое значение боли во время колоректального вздутия (КРВ) у крыс Sprague-Dawley (SD) и Wistar-Kyoto (WKY) после 14-дневного приема пробиотиков. (A) На гистограмме показаны пороговые давления во время КРВ крыс пород Sprague-Dawley (SD), которые получали указанные пробиотики. (B) На гистограмме показано совокупное пороговое давление во время КРВ крыс пород Sprague-Dawley (SD), которые получали указанные пробиотики. (* Отличия между приемом пробиотиков и PBS, P < 0,05.)
Рисунок 4. Совокупное число случаев болевого поведения во время колоректального вздутия (КРВ) крыс породы Sprague-Dawley (SD) и Wistar-Kyoto (WKY) после 14-дневного приема пробиотиков. (A) На гистограмме показано общее число случаев болевого поведения во время КРВ крыс породы SD, которые получали указанные пробиотики. (B) На гистограмме показано общее число случаев болевого поведения во время КРВ крыс породы WKY, которые получали указанные пробиотики. (* Отличия между приемом пробиотиков и PBS, P < 0,05.) (C) На графике показано совокупное болевое поведение при каждом давлении вздутия для крыс SD. (* Отличия между приемом 35624 и PBS, P < 0,05.) (D) На графике показано совокупное болевое поведение при каждом давлении вздутия для крыс Wistar-Kyoto. (* Отличия между приемом 35624 и PBS, P < 0,05, **P < 0,01.)
Снижение числа случаев болевого поведения для крыс SD, получавших B. infantis 35624, почти достигло статистической значимости (P = 0,059) (рис. 4a), а на графике совокупного болевого поведения показана статистическая значимость (P < 0,05) между группой B. infantis 35624 и группой, принимавшей PBS, при указанных давлениях вздутия (рис. 4c). Крысы WKY, получавшие Bifidobacterium infantis 35624, также продемонстрировали статистически значимое снижение общего числа случаев болевого поведения (P < 0,05) (рис. 4b), а на графике совокупного болевого поведения показана статическая значимость (P < 0,05) между группой B. infantis 35624 и группой, принимавшей PBS, при указанных давлениях вздутия (рис. 4d). С функциональной точки зрения эти результаты показывают, что этот определенный пробиотик индуцирует антиноцицептивное действие и повышает порог, при котором происходит первый случай проявления болевого поведения в обеих породах: с нормальной чувствительностью к висцеральной боли и гиперчувствительностью к висцеральной боли.

Уровни кортикостерона в плазме
Однофакторный ДИСПЕРСИОННЫЙ АНАЛИЗ показал, что между группами в обеих породах не имеется статистически значимой разницы (P = 0,428). У крыс SD, несмотря на тенденцию к снижению во всех трех группах (рис. 5a), сравнение полученных результатов показало, что оно не достигает статистической значимости (P > 0,05). Аналогичным образом уровни кортикостерона в плазме у породы крыс WKY не проявили различий на уровне статистической значимости после одностороннего ДИСПЕРСИОННОГО АНАЛИЗА (P = 0,6273).
Несмотря на то, что прием B. infantis 35624 снижает этот показатель, снижение не достигает уровня статистической значимости на основании анализа полученных данных (рис. 5b).


Рисунок 5. Концентрации кортикостерона в плазме крови у крыс Sprague-Dawley (SD) и Wistar-Kyoto (WKY) после 14-дневного приема пробиотиков. (A) На гистограмме показаны концентрации кортикостерона в плазме крови крыс породы SD, которые получали указанные пробиотики. (B) На гистограмме показаны концентрации кортикостерона в плазме крови крыс породы WKY, которые получали указанные пробиотики.
ОБСУЖДЕНИЕ
Синдром раздраженного кишечника ‒ это функциональное расстройство желудочно-кишечного тракта. Точный механизм развития заболевания остается выясненным, но измененное висцеральное восприятие (висцеральная гиперчувствительность) и нарушение моторики кишечника являются важными факторами развития симптомов.39, 40 В последнее время внимание было сосредоточено на пробиотических микроорганизмах как потенциальной новой терапии СРК.41 Было доказано, что пробиотики являются эффективными для улучшения барьерной функции кишечника у животных с моделью хронического стресса (например, после хронического избегания воды у крыс42), а также в сокращении вторжения микроорганизмов вида Salmonella после потери барьера Пробиотики, используемые в настоящем исследовании, были описаны ранее и продемонстрировали свою эффективность в лечении ряда симптомов, связанных с инфекционными заболеваниями или иными расстройствами ЖКТ. Недавно было получено доказательство, что Lactobacillus salivarius UCC118 вырабатывает бактериоцин, который эффективен в снижении инфекции Listeria monocytogenes ‒ пищевого патогена у мышей.34 Также было установлено, что Bifidobacterium breve UCC2003 улучшает время прохождения пищи в желудке у мышей.35 B. infantis 35624 является эффективным для снижения поствоспалительной висцеральной гиперчувствительности.44 С другой стороны, B. infantis 35624 оказывает антидепрессантное действие у крыс, которые ранее не получали лечение. Это лечение не повлияло на поведение в тесте на принудительное плавание ‒ условиях, используемых для оценки антидепрессантной активности.45 Однако прием пробиотиков привел к увеличению в плазме концентрации триптофана и кинуреновой кислоты и уменьшению секреции провоспалительных цитокинов после стимуляции митогеном.36 Таким образом, мы демонстрируем, что B. infantis 35624 эффективен при увеличении болевого порога у крыс и уменьшении числа болевых поведений после КРВ как в нормочувствительной, так и в гиперчувствительной породе крыс. Считается, что тревожность играет определенную роль в СРК с симптомами, которые часто обостряются в периоды тревожности.23 Крысы породы WKY очень тревожные и проявляют висцеральную гиперчувствительность, а потому отлично подходят для оценки анксиолитического потенциала новых способов лечения симптоматики СРК. Пробиотики, использованные в исследовании, несмотря на некоторую эффективность в снижении висцеральной гиперчувствительности (особенно B. infantis 35624), не были эффективными в снижении поведенческой тревожности в условиях «открытого поля». Это позволило бы предположить, что антиноцицептивный механизм действия пробиотиков не включает (или не связан с) воздействие на тревожное поведение, несмотря на широко принятую концепцию, что стресс и тревога способствуют восприятию висцеральной боли.3, 23 Это также подтверждается ограниченной эффективностью транквилизирующих препаратов при СРК и висцеральной боли.46 В качестве возможного механизма действия пробиотиков была высказана гипоталамо-гипофизарно-надпочечниковая система,7, 15, следовательно, цель исследования состояла в том, может ли любой из пробиотиков изменить уровень кортикостерона, вызванный стрессом. Хотя следует отметить, что B. infantis 35624 ослабил реакцию кортикостерона в обеих породах крыс без достижения уровня статистической значимости. Наши данные подтверждают пользу использования породы крыс WKY в качестве модели висцеральной чувствительности. Интересно отметить, что полученные данные о болевом поведении несколько отличаются от описанных ранее в нашей лаборатории.38, 47 Явные различия в методологии могут объяснить такие количественные расхождения между исследованиями на основании контрольных данных.
В более раннем исследовании выращенные в собственной лаборатории крысы SD были использованы как контроль для животных, отлученных от матери,37 тогда как крысы SD, приобретенные у поставщика, были использованы в другом исследовании.38 Такие отличия поставщиков также отразились в виде различий в биохимических и нейрохимических уровнях в нервной регуляции пищеварительной системы (Шинейд Гибни (Sinead Gibney), Дервла Омэлли (Dervla O'Malley), Хавьер Браво (Javier Bravo), Тимоти Динан (Timothy Dinan) и Джон Крайан (Timothy Dinan), неопубликованные данные). Разница в общем числе болевых поведений между этой статьей и докладом Гибни (Gibney) и др.47 может быть вызвана тем, что в последней статье не использовался протокол постепенного растяжения, как подробно описано здесь, а использовалось постоянное давление из-за того, что они были сосредоточены на использовании КРВ в качестве стрессогенного фактора самого по себе. Пробиотики могут также влиять на объем и податливость толстой и ободочной кишки, а это может влиять на восприятие боли. Хотя было бы интересно измерить податливость толстой кишки у этих животных, чтобы сравнить эффекты породы и лечения. Не было возможности получить достоверные данные по этому параметру для данного исследования по техническим причинам. Точный механизм действия пробиотиков, используемый в текущих исследованиях, не определен на молекулярном уровне. Другие исследования показали, что пробиотики могут действовать различными способами, ослабляя висцеральную боль, в различных моделях стресс-индуцированной висцеральной гиперчувствительности. В частности, пробиотики, в основном из семейства Lactobacilli, уменьшают уровни кортикостерона и проницаемости толстой кишки у крыс, отлученных от матери, при стрессе в раннем возрасте,15 снижают висцеральную гиперчувствительность у мышей, принимавших антибиотики, у которых происходит потеря синантропных бактерий,17 предотвращают ноцицептивные реакции на КРВ у крыс SD,16 подавляют висцеральную гиперчувствительность, вызванную стрессом частичного ограничения.14, 48 Недавно было показано, что Lactobacillus acidophilus уменьшает висцеральную гиперчувствительность у крыс, вызывая экспрессию каннабиноида (CB2) и опиоидного рецептора (MOR1) в эпителии толстой кишки.12 Кроме того, в ряде недавних исследований было показано, что Lactobacilli влияют на возбудимость кишечных нейронов и нервов, иннервирующих кишечник. Также было показано, что эти пробиотики оказывают воздействие на перистальтику толстого кишечника.49‒51 Пробиотическая стимуляция ex vivo препарата толстой кишки может пролить дополнительный свет на этот предполагаемый механизм с этими конкретными пробиотическими штаммами. Требуется проведение дальнейших исследований, чтобы установить, способствуют ли данные действия антиноцицептивным свойствам пробиотиков, использованных в настоящем исследовании. Рассматриваемые в совокупности, наши данные показывают, что пробиотики оказывают антиноцицептивное действие на внутренние органы, при этом B. infantis 35624 является наиболее эффективным пробиотиком из трех исследованных.
БЛАГОДАРНОСТЬ
Настоящее исследование стало возможным благодаря гранту Центра (Центр алиментарной фармабиотики) из Научного фонда Ирландии. Центр также получает финансирование из компании «ГлаксоСмитКляйн» (GlaxoSmithKline). Мы бы хотели поблагодарить «Алиментари Хелт Лтд» (Корк) за предоставление пробиотиков. Мы бы также хотели выразить свою признательность за техническую поддержку Селин Бонджиованни (Celine Bongiovanni) и доктору Жерару Кларк (Gerard Clarke), а также поблагодарить за бесценные советы и обсуждение докторов Сиобхейна Омагони (Siobhain O'Mahony) и Шиннед Гибни (Sinead Gibney).
Авторские права на журнал «Нейрогастроэнтерология и моторика» принадлежат издательству Уайли-Блэквелл (Wiley-Blackwell). Для копирования, отправки по электронной почте на различные сайты или размещения на веб-ресурсе требуется четкое письменное разрешение владельца авторских прав. При этом пользователи могут печатать, загружать или отправлять статьи по электронной почте для индивидуального использования.
ИСПОЛЬЗОВАННАЯ ЛИТЕРАТУРА
1 Mayer EA, Bradesi S, Chang L, Spiegel BM, Bueller JA, Naliboff BD. Functional GI disorders: from animal models to drug development. Gut 2008, 57: 384‒404.
2 Drossman DA, Camilleri M, Mayer EA, Whitehead WE. AGA technical review on irritable bowel syndrome. Gastroen-terology 2002, 123: 2108‒31.
3 Arebi N, Gurmany S, Bullas D, Hobson A, Stagg A, Kamm M. Review article: the psychoneuroimmunology of irritable bowel syndrome ‒ an exploration of interactions between psychological, neurological and immunological observations. Aliment Pharmacol Ther 2008, 28: 830‒40.
4 Belmaker RH, Agam G. Major depressive disorder. N Engl J Med 2008, 358: 55‒68.
5 Dinan TG, Quigley EM, Ahmed SM et al. Hypothalamic-pituitary-gut axis dysregula-tion in irritable bowel syndrome: plasma cytokines as a potential biomarker? Gastroenterology 2006, 130: 304‒11.
6 Shanahan F, Kiely B. The gut microbiota and disease ‒ an inner repository for drug discovery. Drug Discov Today Ther Strat 2007, 4: 195‒200.
7 Forsythe P, Sudo N, Dinan T, Taylor VH, Bienenstock J. Mood and gut feelings. Brain Behav Immun 2010, 24: 9‒16.
8 Rhee SH, Pothoulakis C, Mayer EA. Principles and clinical implications of the brain-gut-enteric microbiota axis. Nat Rev Gastroenterol Hepatol 2009, 6: 306‒14.
9 Parkes GC, Brostoff J, Whelan K, Sanderson JD. Gastrointestinal microbiota in irritable bowel syndrome: their role in its pathogenesis and treatment. Am J Gastroenterol 2008, 103: 1557‒67.
10 Kassinen A, Krogius-Kurikka L, Makivuokko H et al. The fecal microbiota of irritable bowel syndrome patients differs significantly from that of healthy subjects. Gastroenterology 2007, 133: 241‒33.
11 Amaral FA, Sachs D, Costa VV et al. Commensal microbiota is fundamental for the development of inflammatory pain. Proc Natl Acad Sci USA 2008, 105: 2193‒7.
12 Rousseaux C, Thuru X, Gelot A et al. Lactobacillus acidophilus modulates intestinal pain and induces opioid and cannabinoid receptors. Nat Med 2007, 13: 35‒7.
13 Quigley EM, Flourie B. Probiotics and irritable bowel syndrome: a rationale for their use and an assessment of the evidence to date. Neurogastroenterol Motil 2007, 19: 166‒72.клинической практике. Лечащий врач. 2013: 2.
14
Ait-Belgnaoui A, Han W, Lamine F et al. Lactobacillus farciminis treatment suppresses stress induced visceral hypersensitivity: a possible action through interaction with epithelial cell cytoskele-ton contraction. Gut 2006, 55: 1090‒4.
15 Gareau MG, Jury J, MacQueen G, Sherman PM, Perdue MH. Probiotic treatment of rat pups normalises corticosterone release and ameliorates colonic dysfunction induced by maternal separation. Gut 2007, 56: 1522‒8.
16 Kamiya T, Wang L, Forsythe P et al. Inhibitory effects of Lactobacillus reuteri on visceral pain induced by colorectal distension in Sprague-Dawley rats. Gut 2006, 55: 191‒6.
17 Verdu EF, Bercik P, Verma-Gandhu M et al. Specific probiotic therapy attenuates antibiotic induced visceral hypersensitivity in mice. Gut 2006, 55: 182‒90.
18 O'Mahony L, McCarthy J, Kelly P et al. Lactobacillus and bifidobacterium in irritable bowel syndrome: symptom responses and relationship to cytokine profiles. Gastroenterology 2005, 128: 541‒51.
19 Whorwell PJ, Altringer L, Morel J et al. Efficacy of an encapsulated probiotic Bifidobacterium infantis 35624 in women with irritable bowel syndrome. Am J Gastroenterol 2006, 101: 1581‒90ю
20 Mertz H, Naliboff B, Munakata J, Niazi N, Mayer EA. Altered rectal perception is a biological marker of patients with irritable bowel syndrome. Gastroenterology 1995, 109: 40‒52.
21 Knowles CH, Aziz Q. Basic and clinical aspects of gastrointestinal pain. Pain 2009, 141: 191‒209.
22 Gosselin RD, O'Connor RM, Tramullas M, Julio-Pieper M, Dinan TG, Cryan JF. Riluzole normalizes early-life stress-induced visceral hypersensitivity in rats: role of spinal glutamate reuptake mechanisms. Gastroenterology. doi: 10.1053/j. gastro.2010.03.003.
23 Myers B, Greenwood-Van Meerveld B. Role of anxiety in the pathophysiology of irritable bowel syndrome: importance of the amygdala. Front Enter Neurosci 2009, 1: 1‒10.
24 Butler RK, Finn DP. Stress-induced analgesia. Prog Neurobiol 2009, 88: 184‒202.
25 Pare WP, Redei E. Depressive behavior and stress ulcer in Wistar Kyoto rats. J Physiol Paris 1993, 87: 229‒38.
26 Lahmame A, del Arco C, Pazos A, Yritia M, Armario A. Are Wistar-Kyoto rats a genetic animal model of depression resistant to antidepressants? Eur J Pharmacol 1997, 337: 115‒23.
27 Malkesman O, Weller A. Two different putative genetic animal models of childhood depression ‒ a review. Prog Neurobiol 2009, 88: 153‒69.
28 Nielsen MA, Bayati A, Mattsson H. Wistar-Kyoto rats have impaired gastric accommodation compared to Sprague Dawley rats due to increased gastric vagal cholinergic tone. Scand J Gastroenterol 2006, 41: 773‒81.
29 Martinez V, Ryttinger M, Kjerling M, Astin-Nielsen M. Characterisation of colonic accommodation in Wistar-Kyoto rats with impaired gastric accommodation. Naunyn Schmiede- bergs Arch Pharmacol 2007, 376: 205‒16.
30 Gibney SM, Gosselin RD, Dinan TG, Cryan JF. Colorectal distension-induced prefrontal cortex activation in the Wistar-Kyoto rat: implications for irritable bowel syndrome. Neuroscience 2010, 165: 675‒83.
31 O'Malley D, Julio-Pieper M, Gibney SM, Dinan TG, Cryan JF. Distinct alterations in colonic morphology and physiology in two rat models of enhanced stress-induced anxiety and depression-like behaviour. Stress (Amsterdam, Netherlands) 2010, 13: 114‒22.
32 Hyland NP, Gibney SM, Gosselin RD, Dinan TG, Cryan JF. Assessment of colonic secretory function and faecal output in viscerally hypersensitive Wistar-Kyoto rats. Gastroenterology 2008, 134: A552‒3.
33 McKernan DP, Nolan A, Brint EK et al. Toll-like receptor mRNA expression is selectively increased in the colonic mucosa of two animal models relevant to irritable bowel syndrome. PLoS ONE 2009, 4: e8226.
34 Corr SC, Li Y, Riedel CU, O'Toole PW, Hill C, Gahan CG. Bacteriocin production as a mechanism for the antiinfective activity of Lactobacillus salivarius UCC118. Proc Natl Acad Sci USA 2007, 104: 7617‒21.
35 Sheehan VM, Sleator RD, Hill C, Fitzgerald GF. Improving gastric transit, gastrointestinal persistence and therapeutic efficacy of the probiotic strain Bifidobacterium breve UCC2003. Microbiology 2007, 153: 3563‒71.
36 Desbonnet L, Garrett L, Clarke G, Bienenstock J, Dinan TG. The probiotic Bifidobacteria infantis: an assessment of potential antidepressant properties in the rat. J Psychiatr Res 2008, 43: 164‒74.
37 O'Mahony SM, Marchesi JR, Scully P et al. Early life stress alters behavior, immunity, and microbiota in rats: implications for irritable bowel syndrome and psychiatric illnesses. Biol Psychiatry 2009, 65: 263‒7.
38 O' Mahony SM, Bulmer DC, Coelho AM et al. 5-HT2B Receptors modulate visceral hypersensitivity in a stress-sensitive animal model of brain-gut axis dysfunction. Neurogastroenterol Motil 2010, 22: 573‒8.
39 Quigley EM. Current concepts of the irritable bowel syndrome. Scand J Gastroenterol 2003, 237: 1‒8.
40 Mayer EA, Collins SM. Evolving pathophysiologic models of functional gastrointestinal disorders. Gastroenterology 2002, 122: 2032‒48.
41 Quigley EM. What is the evidence for the use of probiotics in functional disorders? Curr Gastroenterol Rep 2008, 10: 379‒84.
42 Zareie M, Johnson-Henry K, Jury J et al. Probiotics prevent bacterial translocation and improve intestinal barrier function in rats following chronic psychological stress. Gut 2006, 55: 1553‒60.
43 Madsen K, Cornish A, Soper P et al. Probiotic bacteria enhance murine and human intestinal epithelial barrier function. Gastroenterology 2001, 121: 580‒91.
44 Greenwood-Van Meerveld B, Johnson AC, Kajs T et al. Probiotic bacteria normalize post-inflammatory visceral hyperalgesia in rats. Gastroenterology 2002, 122: A476.
45 Cryan JF, Valentino RJ, Lucki I. Assessing substrates underlying the behavioral effects of antidepressants using the modified rat forced swimming test. Neurosci Biobehav Rev 2005, 29: 547‒69.
46 Leventer SM, Raudibaugh K, Frissora CL et al. Clinical trial: dextofisopam in the treatment of patients with diarrhoea-predominant or alternating irritable bowel syndrome. Aliment Pharmacol Ther 2008, 27: 197‒206.
47 Gibney SM, Gosselin RD, Dinan TG, Cryan JF. Colorectal distension-induced prefrontal cortex activation in the Wistar Kyoto rat: implications for irritable bowel syndrome (IBS). Neuroscience 2010, 165: 675‒83.
48 Ait-Belgnaoui A, Eutamene H, Houdeau E, Bueno L, Fioramonti J, Theodorou V. Lactobacillus farciminis treatment attenuates stress-induced overexpression of Fos protein in spinal and supraspinal sites after colorectal distension in rats. Neurogastroenterol Motil 2009, 21: 567‒73, e18‒9.
49 Kunze WA, Mao YK, Wang B et al. Lactobacillus reuteri enhances excitability of colonic AH neurons by inhibiting calcium-dependent potassium channel opening. J Cell Mol Med 2009, 13: 2261‒70.
50 Ma X, Mao YK, Wang B, Huizinga JD, Bienenstock J, Kunze W. Lactobacillus reuteri ingestion prevents hyperexcitability of colonic DRG neurons induced by noxious stimuli. Am J Physiol 2009, 296: G868‒75.
51 Wang B, Mao YK, Diorio C et al. Lactobacillus reuteri ingestion and IK(Ca) channel blockade have similar effects on rat colon motility and myenteric neurones. Neurogastroenterol Motil 2010, 22: 98‒107, e33.
ИНФОРМАЦИЯ ДЛЯ СПЕЦИАЛИСТОВ ЗДРАВООХРАНЕНИЯ.
БАД. НЕ ЯВЛЯЕТСЯ ЛЕКАРСТВЕННЫМ СРЕДСТВОМ
ООО «БИОКОДЕКС», 107045, г. Москва, Последний пер. д.11, стр.1.
Телефон: +7 (495) 783-26-80 E-mail: phv@biocodex-corp.ru