Đang tải... (xem toàn văn)
Mục tiêu của bài viết nhằm nghiên cứu những tác động của lợi khuẩn Bacillus subtilis trong việc cải thiện hậu quả sốc nhiệt qua tác động làm giảm tổn thương do oxy hóa.
Nghiên cứu Y học Y Học TP Hồ Chí Minh * Phụ Bản Tập 23 * Số * 2019 BÀO TỬ BACILLUS SUBTILIS CẢI THIỆN HẬU QUẢ SỐC NHIỆT BẰNG CÁCH GIẢM TỔN THƯƠNG OXY HOÁ Dương Nguyễn Ánh Ngọc*, Nguyễn Thị Linh Giang*, Trần Dương Thảo*, Vũ Thanh Thảo*, Trần Cát Đơng* TĨM TẮT Mở đầu: Sốc nhiệt gây tổn thương màng nhầy đường ruột, làm tăng tính thấm khả khuếch tán chất độc vi sinh vào máu, dẫn đến gia tăng stress oxy hoá Các probiotic chứng minh có khả tăng cường chức thành ruột, yếu tố quan trọng định khả chịu đựng sốc nhiệt sinh vật Do đó, sử dụng probiotic giúp điều hòa hệ vi khuẩn đường ruột hướng tiếp cận giúp cải thiện sức khỏe vật chủ cách phòng ngừa tác động bất lợi stress oxy hóa gây đường ruột sốc nhiệt Mục tiêu: Mục tiêu đề tài nhằm nghiên cứu tác động lợi khuẩn Bacillus subtilis việc cải thiện hậu sốc nhiệt qua tác động làm giảm tổn thương oxy hoá Đối tượng - Phương pháp nghiên cứu: Động vật thử nghiệm chuột nhắt trắng giống Swiss albino, thể trọng 18-20 g Các lô chuột thử nghiệm cho uống bào tử Bacillus subtilis BS02, Bacillus subtilis KP3 PBS ngày Phân nửa số chuột lô sốc nhiệt 42°C, độ ẩm tương đối 55% 15 phút, nửa số chuột lại lô khảo sát điều kiện tương tự 25°C Sốc nhiệt tiến hành ba lần liên tục, với thời gian hồi phục lần ngày Trong giai đoạn sốc nhiệt, chuột tiếp tục cho uống bào tử Bacillus subtilis hay PBS Sau lần sốc nhiệt, lô thu nhận gan não để phân tích dấu chống oxy hoá (hàm lượng MDA, SOD, GSH-Px hoạt tính catalase) Chuột theo dõi cân nặng hàng ngày ghi nhận suốt trình thí nghiệm Kết quả: Kết cho thấy bào tử Bacillus subtilis BS02 cải thiện đáng kể hoạt tính SOD não hoạt tính catalase gan, khơng tác động đến hàm lượng MDA hoạt tính GSH-Px Trong đó, bào tử Bacillus subtilis KP3 làm giảm đáng kể hàm lượng MDA não, tăng hoạt tính SOD, GSH-Px, hoạt tính catalase gan hoạt tính SOD não Do đó, bào tử Bacillus subtilis KP3 cho thấy hiệu rõ rệt việc phòng ngừa hậu sốc nhiệt cách hạn chế tổn thương oxy hoá Kết luận: Chủng Bacillus subtilis KP3 có khả phòng ngừa sốc nhiệt liên quan đến tổn thương oxy hoá chuột nhắt Swiss albino Từ khoá: Sốc nhiệt, tổn thương oxy hoá, Bacillus subtilis, bào tử ABSTRACT BACILLUS SUBTILIS SPORES IMPROVE OUTCOMES OF HEAT STROKE BY REDUCING OXYDATIVE DAMAGE Duong Nguyen Anh Ngoc, Nguyen Thi Linh Giang, Tran Duong Thao, Vu Thanh Thao, Tran Cat Dong * Ho Chi Minh City Journal of Medicine * Supplement of Vol 23 - No 2- 2019: 40 – 46 Background: Heat stroke can damage the gastrointestinal mucosa, which leads to increase intestinal permeability and diffusion of toxic bacterial components into blood, hence induces oxydative stress Beneficial probiotic bacteria have shown that it can enhance gastrointestinal barrier functions which determine the ability of the organism to tolerate heat stroke Thus, using probiotic to modulate the intestinal * Khoa Dược, Đại học Y Dược Thành phố Hồ Chí Minh Tác giả liên lạc: KS Nguyễn Thị Linh Giang ĐT: 02838295641 – 127 DNNnguyentlgiang@ump.edu.vn 40 Email: nguyentlgiang@ump.edu.vn Chuyên Đề Dược Y Học TP Hồ Chí Minh * Phụ Bản Tập 23 * Số * 2019 Nghiên cứu Y học microbiota, might be a novel therapeutic approach to improve host health by preventing adverse effects of stress in gut that caused by heat stroke Objectives: Study the effects of using probiotic Bacillus subtilis spores to improve outcomes of heat stroke by reducing oxydative damages Method: Swiss albino mice weighing 18-20 g were treated by oral gavage with B subtilis KP3 or B subtilis BS02 spores or PBS twice a day for days Half of the mice of each group were exposed to heat stroke at 42°C, relative humidity 55% for 15 min, while the remaining mice were placed at identical conditions but at 25°C Heat stroke induction was performed three times consecutively with days recovery interval while continuing giving oral doses of B subtilis spores or PBS After each heat shock, mice of each group were sacrificed; livers and brains were obtained to analyze oxydative stress biomarkers (MDA level, SOD, catalase and GSH-Px activity) Weight of mice were monitored daily and be recorded during experiments time Results: Evidences supported that B subtilis BS02 significantly improved SOD activity in brain as well as catalase activity in liver; MDA level and GSH-Px activity are not affected after treatment Meanwhile, B subtilis KP3 showed that it significantly reduced MDA level in brain, increased SOD, GSHPx and catalase activities in liver and SOD activity in brain Therefore, B subtilis KP3 showed markedly ability in preventing the heat stroke consequences by means of reducing oxydative damage Conclusion: Bacillus subtilis KP3 strain can prevents heat stroke-related oxydative damages in Swiss albino mice Key words: Heat stroke, Oxydative damage, Bacillus subtilis, Spore lại lợi ích sức khỏe cho vật chủ(15) Kết MỞĐẦU nghiên cứu cho thấy đáp ứng hàng Sốc nhiệt dạng tăng thân nhiệt, rào bảo vệ ruột bệnh lý khác có biểu nhiệt độ thể cao bất thường thể yếu tố định liệu pháp kèm theo triệu chứng sinh lý bao gồm probiotic(3) Nghiên cứu chuột cống thay đổi chức hệ thần Brown Norway Zaresie cs., chuột bị sốc kinh Theo nghiên cứu gần đây, tăng thân nước, cho uống probiotic nhiệt làm tăng tính thấm gây tổn thương Lactobacillus rhamnosus Lactobacillus helveticus biểu mô đường ruột in vivo in sẽ tăng cường chức hàng rào bảo vệ ruột, vitro, phá huỷ màng biểu mô nhiệt ngăn chặn vi khuẩn đường ruột bám lên góp phần làm rối loạn chức hàng rào nhung mao tế bào biểu mô, giảm bảo vệ ruột việc chịu đựng sốc biến chứng gây bất thường ruột(17) nhiệt(7) Sự rối loạn chức hàng rào Moore cs tiến hành nghiên cứu đối làm gia tăng stress oxy hóa, dẫn tượng chuột Spraque-Dawley, chuột rối loạn suy giảm chức đa uống B subtilis BSB3 cho hiệu quan (1,14) Một số nghiên cứu chứng minh phòng ngừa biến chứng liên quan đến sốc phương pháp điều trị hóa nhiệt chuyển vị vi khuẩn, tổn chất L-arginin, melatonin làm thương mô học ruột, ảnh hưởng giảm tổn thương oxy hóa, làm giảm cytokin, mức lipopolysaccharid huyết thanh, hậu sốc nhiệt(2,6) tiêu huỷ hồng cầu so sánh với Probiotic định nghĩa vi sinh vật lô chứng(10) Vi khuẩn Bacillus biết đến sống sử dụng với lượng đủ sẽ mang Chuyên Đề Dược 41 Nghiên cứu Y học Y Học TP Hồ Chí Minh * Phụ Bản Tập 23 * Số * 2019 với khả bảo vệ tế bào biểu mô ruột chống lại chấn thương trì cân đường ruột Bào tử vi khuẩn Bacillus chịu nhiệt độ khắc nhiệt, khô hạn, phơi nhiễm với hóa chất độc hại tia cực tím, chúng sống sót pH thấp dày muối mật ruột non(8,11) Nghiên cứu nhằm xác định hiệu số chủng Bacillus chứng minh có đặc tính probiotic việc làm giảm tổn thương oxy hố gây sốc nhiệt mơ hình chuột VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNGPHÁP Đối tượng thí nghiệm tượng chuột Swiss albino sau: nhiệt độ sốc nhiệt 42°C, độ ẩm tương đối 55%, thời gian sốc nhiệt 15 phút Nửa số chuột lô gây sốc nhiệt, nửa số chuột lại khơng sốc nhiệt Sốc nhiệt thực ba lần liên tiếp buồng Environmental Chamber Serie S (Binder), thời gian phục hồi lần ngày, lúc chuột cho uống bào tử Bacillus subtilis Phosphate Buffered Saline (PBS) Bốn giờ sau gây sốc nhiệt, chuột giải phẫu thu nhận não gan để đánh giá dấu oxy hóa Chuột theo dõi cân nặng hàng ngày ghi nhận suốt trình thí nghiệm Đối tượng thử nghiệm Bào tử chủng probiotic Bacillus subtilis BS02 chủng Bacillus subtilis KP3 sản xuất chất chống oxy hóa thu nhận làm sau nuôi cấy môi trường Difco Sporulation Medium 37°C 48 giờ theo phương pháp Nicholson cs(12) Dịch bào tử thu nhận pha loãng PBS để đạt nồng độ cần thử nghiệm Thử nghiệm dấu oxy hoá Động vật thí nghiệm phương pháp Li cs ; hoạt tính Chuột chủng Swiss albino, giới tính đực cái, thể trọng 18-25 gam, cung cấp viện Vắc xin Sinh phẩm Y tế Chuột nuôi ổn định tuần trước tiến hành thử nghiệm gluthathion peroxydase (GSH-Px) đo Bố trí thí nghiệm Chuột chia ngẫu nhiên thành ba lô, lô 36 con: lô chứng (PBS) cho uống 0,2 ml PBS ngày; lô bổ sung probiotic: lô cho uống 0,2 ml bào tử BS02 KP3 nồng độ 107 bào tử/ml, lần/ngày cách giờ ngày trước gây sốc nhiệt Sốc nhiệt thực theo mơ hình Moore cs (10) có thay đổi điều kiện sốc nhiệt phù hợp với đối 42 Nồng độ protein mẫu mô xác định phương pháp Bradford Các thử nghiệm xác định dấu oxy hoá: hàm lượng malondialdehyd (MDA) xác định phương pháp TBAR (các chất phản ứng với axit thiobarbituric) theo Ohkawa dismutase cs(13); (SOD) hoạt tính thực superoxyd theo (9) xác định phương Flohe cs(4); hoạt tính catalase (CAT) thử nghiệm theo phương pháp Goth cs(5) Xử lý số liệu Tất số liệu nghiên cứu thể dạng số trung bình ± SD, phân tích phần mềm thống kê SPSS Statistics version 22.0 Sự khác biệt lô so sánh phép kiểm định Anova hàm Post Hoc-test, với giá trị p thể qua giá trị Sig, giá trị p < 0,05 cho khác có ý nghĩa thống kê Chuyên Đề Dược Y Học TP Hồ Chí Minh * Phụ Bản Tập 23 * Số * 2019 Nghiên cứu Y học KẾT QUẢ Sự thay đổi cân nặng chuột Bảng 1: Theo dõi cân nặng chuột giai đoạn truớc sốc nhiệt Lô (n=18) PBS BS02 KP3 Ngày 23,832,26 24,643,46 25,633,27 Cân nặng chuột (g) Ngày Ngày 24,452,33 26,093,39 27,063,62 Ngày 25,373,24 26,603,30 28,213,62 25,973,29 26,843,20 29,33,83 Độ tăng cân (g) 2,681,35 2,611,46 3,671,3a a: Khác biệt có ý nghĩa thống kê so với lô PBS, p < 0,05 Cân nặng lơ chuột thí nghiệm theo dõi qua giai đoạn: giai đoạn trước sốc nhiệt giai đoạn sốc nhiệt lặp lại xấu đến tăng trọng chuột Khi so sánh Khối lượng chuột lô tăng uống bào tử vi khuẩn lớn có ý nghĩa suốt q trình thử nghiệm (Bảng 1) Ở giai so với lô uống PBS Điều chứng tỏ, bào tử đoạn trước sốc nhiệt, chuột uống bào tử KP3 có tác dụng việc làm giảm sụt cân tăng cân nhiều có ý nghĩa so với lơ PBS Ở chuột uống bào tử BS02 khơng nhận thấy có khác biệt Như vậy, việc uống chủng vi khuẩn thử nghiệm BS02, KP3 không gây ảnh lô chuột sốc nhiệt với nhau, ba lần sốc nhiệt, độ tăng cân chuột lô chuột bị sốc nhiệt Sự thay đổi dấu oxy hóa Hàm lượng MDA Hàm lượng MDA dấu sinh học cho hưởng xấu đến tăng cân chuột q trình peroxyd hóa lipid màng Trong mẫu Bảng 2: Theo dõi độ tăng cân chuột giai đoạn sốc nhiệt lặp lại gan não chuột không gây sốc nhiệt, Lô thí nghiệm Độ tăng cân (g) Truớc sốc Truớc sốc nhiệt nhiệt lần lần (n=12) (n=6) Không sốc nhiệt Sốc nhiệt Không sốc nhiệt BS02 Sốc nhiệt Không sốc nhiệt KP3 Sốc nhiệt PBS 1,310,22 0,890,17ac 1,350,16 1,250,18bc 1,551,54 1,310,09bc 1,240,26 0,880,14ac 1,320,08 1,330,20b 1,600,10 1,350,10bc a: Khác biệt có ý nghĩa thống kê so với chuột uống PBS không sốc nhiệt, p < 0,05; hàm lượng MDA khác biệt khơng có ý nghĩa thống kê tất lô Hàm lượng MDA gan não chuột sau sốc nhiệt cao có ý nghĩa thống kê so với chuột không sốc nhiệt hầu hết lô, ngoại trừ mẫu não chuột lô uống bào tử B subtilis KP3 (Hình 1) Ở lơ chuột uống PBS, hàm lượng MDA gan, não chuột sốc nhiệt tăng so với chuột không sốc nhiệt, tăng dần lần sốc b: Khác biệt có ý nghĩa thống kê so với chuột uống PBS sốc nhiệt, p < 0,05; nhiệt Ở chuột uống BS02 KP3, hàm lượng c: Khác biệt có ý nghĩa thống kê so với chuột không sốc nhiệt lô, p < 0,05 khác biệt khơng có ý nghĩa so với Trong giai đoạn sốc nhiệt lặp lại, nhìn chung độ tăng cân lô chuột sốc nhiệt giảm có ý nghĩa so với lơ khơng sốc nhiệt (Bảng 2) Như vậy, sốc nhiệt gây ảnh hưởng Chuyên Đề Dược MDA chuột sốc nhiệt lần sốc nhiệt 2, sốc nhiệt lần 1, riêng hàm lượng MDA não chuột uống KP3 sốc nhiệt giảm mức khác biệt khơng có ý nghĩa so với chuột không sốc nhiệt qua lần sốc nhiệt lặp lại 43 Nghiên cứu Y học Y Học TP Hồ Chí Minh * Phụ Bản Tập 23 * Số * 2019 I Soá c n hnhiệt ie ä t la lần n Sốc I I I Sớc Số c nhiệt n h ie ä t lần la n 3 ab a a a a a a a a I II III I PBS II III I II B S02 I Soá c n h nhiệt ie ä t la nlần Sốc Sốc lần I I I Soá c nnhiệt h ie ä t la n 33 Khơng K h ô n g sớc số c nhiệt n h ie ä t Sớc I I Số c nnhiệt h ie ä t l alần n 22 Sớc Số cnhiệt n h ie ä t nmol/mg ot e in m g p r protein n m ol/ oNão N aõ M D AMDA M D A G a n n m ol/ m g p r ot e in MDA Gan nmol/mg protein Khơng K h ô n gsớc số cnhiệt n h ie ä t III Sốc I I Soá c n hnhiệt ie ä t l alần n Sớc Số c nhiệt n h ie ä t 15 ab ab ab 10 a a a a bc bc I II K P3 III I II PBS III I II B S02 III K P3 Hình 1: Hàm lượng MDA gan não chuột a: Khác biệt có ý nghĩa thống kê so với chuột không gây sốc nhiệt lô, p