Автор: Подопригора Г.И.Статей: 1ГнотобиологияГНОТОБИОЛОГИЯАвторы: Г.И. ПодопригораГНОТОБИОЛОГИЯ (от греч. γνωτός - известный и биология), гнотобиотика, область эксперим. исследований на животных - гнотобиотах, свободных от всех известных микроорганизмов (безмикробные животные), или животных, ассоциированных с определёнными видами микроорганизмов (гнотобиотофоры). В естеств. условиях в природе животные с момента рождения вступают с окружающими микроорганизмами в разл. симбиотич. связи - от взаимовыгодных (мутуализм) до более или менее вредных для одного из членов сообщества (паразитизм). Одновременно на кожных и слизистых поверхностях, особенно в желудочно-кишечном тракте хозяина, формируются микробиоценозы, составляющие аутофлору (микрофлору) макроорганизма. Состав её многообразен, а суммарное количество микроорганизмов у человека, напр., может достигать 10 14, что на порядок выше числа соматич. клеток. Идея эксперим. проверки возможности жизни без микробов принадлежит Л. Пастеру (1885), а первые безмикробные животные (морские свинки) были получены в Берлинском ун-те Дж. Наттоллом и Г. Тирфельдером спустя 10 лет. В развитии таких исследований выдающуюся роль сыграл И.И. Мечников, положивший начало учению о нормальной микрофлоре, а также его многочисл. последователи. В 1930-40- х гг. создаются первые центры безмикробных исследований в США (Дж. Рейниерс, Ф. Трекслер), Швеции (Й. Глимштедт, Б. Густафсон) и Японии (С. Мацумура, М. Миякава). В 1950-60-х гг. гнотобиологич. исследования развиваются и в ряде др. стран (в России с сер. 1960-х гг. и в 1970-е гг. создана методич. база гнотобиологич. исследований на разл. видах лабораторных животных - морских свинках, цыплятах, кроликах, линейных мышах, крысах, миниатюрных свиньях и др.). В 1981 основана Междунар. ассоциация по гнотобиологии, проводящая регулярные (1 раз в 3 года) симпозиумы. Совр. гнотобиотехнология, благодаря безмикробному изолятору, обеспечивает контролируемый безмикробный статус или управляемое гнотобиотич. состояние животного. Технология основана на получении исходно безмикробного животного из естеств. стерильной среды (напр., плода из беременной матки у млекопитающих) или из существующей проверенной колонии безмикробных животных с последующим содержанием и разведением в предварительно простерилизованном и микробиологически контролируемом гнотобиологич. изоляторе. Последний обеспечивает противомикробный барьер для гнотобиотов за счёт механич. непроницаемости, а также бактерицидной обработки вводимых через спец. шлюзы объектов (вода, пищевые продукты, инструменты и др.) и очистки поступающего воздуха от микробных загрязнений с помощью высокоэффективных фильтров (ультратонкое стекловолокно, т. н. НЕРА-фильтры). Для целей краткосрочной изоляции применяются также аппараты с ламинарными потоками очищенного от микробных загрязнений воздуха. Манипуляции с гнотобиотами осуществляются с помощью вмонтированных в стенку камеры перчаток или герметичных скафандров (полускафандров). Особое значение имеет составление полноценных диет с учётом необходимости компенсации дефицита отд. ингредиентов пищи для гнотобиотов, возникающего в отсутствии микрофлоры, играющей существенную роль в биосинтезе витаминов, ферментов и др. биологически активных веществ. Кроме того, сам процесс стерилизации диет (термическое воздействие, облучение или др.) способен оказывать определённый деструктивный эффект на отд. пищевые компоненты. По этим соображениям эффективным оказывается обеззараживание водорастворимых компонентов диет путём фильтрования через миллипоровые фильтры, задерживающие все частицы, включая живые и убитые микробные клетки. Такой способ стерилизации применяется и при обработке химически определённых диет, включающих смесь аминокислот, используемых для получения т. н. безантигенных животных. В лабораторной практике и животноводстве получила распространение категория т. н. SPF-животных (англ. Specific pathogen free), свободных от специфич. патогенов. Гнотобиоты на основе инбредных лабораторных животных значительно повышают стандартность биообъекта и воспроизводимость результатов медико-биологич. экспериментов, что особенно важно для биотехнологии, при испытании новых лекарственных препаратов, в токсикологии и др. Гнотобиологич. модели представляют уникальные возможности для анализа изучения взаимоотношений в системе «хозяин-микроорганизм», используются в физиологии, иммунологии, патологии, онкологии, микроэкологии и др. областях медико-биологич. исследований. С их помощью дополнительно раскрывается роль микроорганизмов в питании и обмене веществ, биосинтезе витаминов, ферментов, биологически активных веществ, иммуногенезе, развитии патологич. процессов и старении организма. Гнотобиоты перспективны для изучения и коррекции дисбаланса в аутофлоре, иммунологич., биоэнергетич. и др. дефектов, лежащих в основе мн. заболеваний, а также оптимизации микрофлоры и выделяемых ею «биологически активных» соединений с помощью препаратов непатогенных микроорганизмов (т. н. пробиотиков) и др. Эти модели позволяют дифференцировать болезнетворную и защитную роль микробного фактора в патологич. процессах. Методы гнотобиологич. противомикробной изоляции находят применение в медицине при лечении тяжёлых иммунодефицитных состояний, обширных ожогов, ран, онкологич. заболеваний, лучевой болезни, особо опасных инфекций при трансплантации органов и тканей и др. Литература Лит.: Luckey T. D. Germfree life and gnotobiology. N. Y., 1963; Coates M. E. The germ-free animal in research. L.; N. Y., 1968; Чахава О.В. Гнотобиология. М., 1972; Pleasants J. Gnotobiotics // Handbook of laboratory animal science. Cleveland, 1974; Исаков Ю. Ф., Степанов Э. А., Подопригора Г.И. Гнотобиология в хирургии. М., 1982; Wostmann B. S. Germfree and gnotobiotic animal models: background and applications. Boca Raton, 1996; Подопригора Г.И. Медицинская гнотобиология. М., 2003. |
 |