ЛИЗОЦИМНАЯ АКТИВНОСТЬ СЛИЗИ РЫБ

LYSOZYME ACTIVITY OF FISH MUCUS

Vakharsolta Gezotov

2nd year master's student of the Faculty of Biology and Chemistry FSBEI HE «Chechen State University»,

Russia, Grozny

Aina M. Dokhtukaeva

Ph.D., Associate Professor of the Department of Cell Biology, Morphology and Microbiology FSBEI HE «Chechen State University»

Russia, Grozny

Yakhita S. Usaeva

Ph.D. Associate Professor of the Department of Cell Biology, Morphology and Microbiology FSBEI HE «Chechen State University»

Russia, Grozny

АННОТАЦИЯ

Бактерицидное действие слизи, вырабатываемой кожными покровами рыб, защищает их организм от проникновения и развития патогенных бактерий, однако сила этого воздействия может быть различна и зависит от биологии рыбы. Исследование влияния слизи разных видов рыб на тестовый микроорганизм Escherichia coli может помочь больше узнать о различиях иммунных возможностей гидробионтов, что в свою очередь может иметь широкое практическое значение.

ABSTRACT

The bactericidal effect of the mucus produced by the skin of fish protects their body from the penetration and development of pathogenic bacteria, but the strength of this effect can be different and depends on the biology of the fish. Investigation of the effect of mucus of different fish species on the test microorganism Escherichia coli can help to learn more about the differences in the immune capabilities of aquatic organisms, which, in turn, may be of wide practical importance.

Ключевые слова: слизь, рыба, бактерии, воздействие, лизоцим, кишечная палочка, организм, воздействие, кожа, микроорганизм.

Keywords: mucus, fish, bacteria, impact, lysozyme, Escherichia coli, organism, impact, skin, microorganism.

Жители России привыкли видеть рыбу на столе как готовый продукт, однако в последнее время возникла гипотеза о том, что этот продукт может быть еще и лечебным. Рыбная слизь защищает ее от вредного воздействия внешней среды. Вполне вероятно, что слизь рыбы станет вакциной от кишечной палочки и рака, но для этого стоит провести больше наблюдений и долгосрочных исследований.

Исследователи рассматривают эту область как главного кандидата для открытия новых природных антибактериальных источников. Эти бактерии способны бороться с такими сильными заболеваниями и инфекциями, как MRSA (устойчивый к метициллину Staphylococcus aureus), кишечная палочка и рак толстой кишки. MRSA — это тип стафилококковых бактерий, которые живут на коже и обычно безвредны. Однако эти устойчивые к антибиотикам бактерии могут заразить организм через открытые порезы и раны. Тесный контакт и совместное оборудование увеличивают риск, например, в больнице, школе или в спортзале. По оценкам экспертов, 5% пациентов больницы переносят MRSA на коже [1, 6].

Кишечная палочка является аллохтонным организмом для водоемов, однако, попадая в водную среду, она может некоторое время выживать и даже размножаться в новой для нее нише. Кишечные палочки могут контаминировать поверхность рыбы [8]. Для своего обитания в водной среде и в том числе для защиты от неблагоприятного воздействия бактерий кожные железы рыбы вырабатывают большое количество слизи.

Состав слизи очень сложен и включает в себя многочисленные антибактериальные факторы, выделяемые клетками кожи рыб, такие как иммуноглобулины, агглютинины, лектины, лизины и лизоцимы. Эти факторы играют очень важную роль в различении патогенных и комменсальных микроорганизмов и в защите рыб от вторжения патогенных микроорганизмов [10]. Кроме того, слизь кожи представляет собой важный портал проникновения патогенных микроорганизмов, поскольку она стимулирует развитие биопленок и представляет благоприятную микросреду для бактерий, основных возбудителей болезней для рыб. Лучшее знание взаимодействия между рыбой и окружающей средой может вдохновить другие новые перспективы для изучения, а также для использования свойств слизи для различных целей. слизь кожи представляет собой важный портал проникновения патогенных микроорганизмов, поскольку она стимулирует развитие биопленок и представляет собой благоприятную микросреду для бактерий, основных возбудителей болезней для рыб [12].

Важнейшим компонентом слизи и иммунным фактором является лизоцим [3].

Лизоцим – широко распространенный фермент, гидролизующий клеточную стенку бактерий, имеет множество применений в медицинской и промышленной областях. Лизоцим привлекает огромное внимание как антимикробный агент из-за его способности лизировать бактериальные клетки. Он содержится в самых разных жидкостях организма и в клетках врожденной иммунной системы. Лизоцим может действовать как мурамидаза или как катионный антимикробный пептид. Лизоцим имеет много применений в медицинский и промышленности [3, 7, 8].

Нами проведено изучение бактерицидной способности слизи свежевыловленной рыбы (толстолобик и красноперка, пресноводные рыбы семейства карповых) из рыбоводческого хозяйства [2, 4, 9].

Для исследований вначале приготовили чистую культуру Escherichia coli на основе музейного штамма. Культуру рассеивали на чашки Петри и инкубировали за сутки до начала исследований на среде Эндо при температуре 37 ^оС 24 часа.

Далее делали мазки бактериальной культуры Escherichia coli на предметном стекле с предварительно нанесенной каплей рыбной слизи, петлей растирали мазок и рассматривали в микроскоп, фиксируя активность подвижности бактерий и время ее замедления. При нанесении мазка на стекло включали секундомер. Одновременно просматривали от 5 до 8 мазков, затем подсчитывали среднее арифметическое.

В эксперименте, проведенном в работе, было показано, что на чашках Петри с питательным агаром при добавлении слизи рыб рост тест-культуры Escherichia coli происходит, однако, на тех чашках, куда была добавлена слизь рыб, очевидно было снижение активности бактериального роста, ограничение распространение культуры по чашке, что доказывает значительное воздействие слизи на рост бактерий.

Рост бактерий был гораздо равномернее и интенсивнее в контрольном варианте в сравнении с чашками, в которые была добавлена слизь. Кроме того, было отчетливо видно, что рост бактерий на чашке со слизью толстолобика осуществлялся менее равномерно и интенсивно, чем в чашках со слизью красноперки.

Таким образом, в эксперименте нашей работы было показано, что слизь рыб пресноводного водоема имеет значительный бактерицидный эффект на тестовую культуру Escherichia coli и показано, что бактерицидный эффект слизи разных видов рыб различен [20], что может отразиться на устойчивости данных видов рыб к инфекциям и патологическим процессам, вызываемым условно-патогенной микрофлорой.

То есть процесс защиты у разных видов рыб может происходить неравномерно. Одни вырабатывают более мощные антагонистические свойства, другие – менее активны в этом отношении.

Применение полученных нами результатов может пригодиться в совершенствовании технологий переработки рыбных продуктов, определении возбудителей болезней рыб, профилактики их распространения в рыбоводных хозяйствах.

Список литературы:

1. Анганова Е. В., Савилов Е. Д., Ушкарева О. А. и др. Способность патогенных и условнопатогенных энтеробактерий к формированию биопленок // Бюллетень ВСНЦ СО РАМН. – 2014. – № 5(99). – С. 34–37.
2. Богданова О.Ю. Общая микробиология: учебное пособие – Мурманск: Изд-во МГТУ, 2015. – 362 с.
3. Брюханов А.Л. Молекулярная микробиология/ А.Л. Брюханов, К.В. Рыбак, П.И. Нетрусов. – М.: Изд-во МГУ, 2012.
4. Воробьев А.А. Медицинская и санитарная микробиология / А.А. Воробьев, Ю.С. Кривошеин, В.П. Широбоков. – М.: Академия, 2017. – 17 c.
5. Завьялова Е. А. Эпизоотическая ситуация по болезням рыб: методы исследования, тенденции, перспективы / Е. А. Завьялова, А. Е. Дрошнев, К. Ю. Булина и др. // Проблемы ветеринарной санитарии, гигиены и экологии. – 2018. – № 1(25). – С. 136-142.
6. Кайсаров И.Д. Escherichia coli как модельный объект в биологии и экспериментальной медицине / И.Д. Кайсаров, А.С. Борейко, В.А. Николаев [и др.] // Материалы X Международной студенческой научной конференции «Студенческий научный форум». – 2018. – http://scienceforum.ru/2018/article/2018002136/
7. Киташова А.А. Реакции врожденного и приобретенного иммунитета у рыб в естественных и экспериментальных условиях: дисс. канд. биол.  наук /А.А. Киташова. – М., 2002.
8. Комкова О. П. Антилизоцимная активность Escherichia coli, выделенной на разных этапах естественной циркуляции вида / О. П.Комкова, А. М. Образцова, Н. А. Сидорова // Ученые записки Петрозаводского государственного университета. – 2016. – № 2 (155). – С. 110-113
9. Определитель бактерий Берджи. //В 2 т.: Пер. с англ. / Под ред. Дж. Хоулта, Н. Крига, П. Смита и др. - М.: Мир, 1997.
10. Сахарова Т. Г. Водная микробиология: учебное пособие для студентов высших учебных заведений / Т. Г.Сахарова, О.В. Сахарова О.В. – Владивосток: Издательство Дальрыбвтуз, 2011. – 258 с.
11. Nash J.A. The Peptidoglycan-Degrading Property of Lysozyme Is Not Required for Bactericidal Activity In Vivo/ J.A. Nash, T.N.S. Ballard, T.E. Weaver [et all //J Immunol. – 2006. –  177 (1). – Р. 519-526; DOI: https://doi.org/10.4049/jimmunol.177.1.519.
12. Rakers S. Antimicrobial Peptides (AMPs) from Fish Epidermis: Perspectives for Investigative Dermatology /S. Rakers, L. Niklasson, D. Steinhagen [et al] // Article in Journal of Investigative Dermatology. – 2013; DOI: 10.1038/jid.2012.503.