Email this article Use of natural mineral water to correct experimental dysbiosis in laboratory animals
- Authors: Gorovitz E.S.1, Neschislyaev V.A.2, Karipova M.О.1, Afanasevskaya E.V.1, Ivanov A.М.3, Kolesova A.R.3
-
Affiliations:
- Ye.A. Vagner Perm State Medical University
- Perm State Pharmaceutical Academy
- "Klyuchi" Resort
- Issue: Vol 43, No 3 (2026)
- Pages: 152-159
- Section: Biology and experimental medicine
- Submitted: 08.04.2026
- Published: 10.07.2026
- URL: https://permmedjournal.ru/PMJ/article/view/705689
- DOI: https://doi.org/10.17816/pmj433152-159
- ID: 705689
Cite item
Full Text
Abstract
Objective. To study the effect of mineral water of Klyuchi Resort therapeutic and table mineral water on the intestinal microbiome of white mice with experimental dysbiosis. We have previously demonstrated the bacteriotropic effect of this mineral water on the obligate intestinal microbiota in vitro. The present study investigated the effect of this mineral water on the correction of experimental dysbiosis in laboratory animals.
Materials and methods. Experiments were performed on 42 outbred male white mice. Dysbiosis was induced by oral administration of a gentamicin solution for 8 days. The test group of animals received mineral water, while the control group received boiled tap water. The qualitative and quantitative composition of the animals' intestinal microbiota was assessed dynamically using a classical bacteriological method. Reference points were baseline values before antibiotic administration, after the antibiotic course, and on the 14th and 28th days of mineral water intake.
Results. Dysbiosis was characterized primarily by a significant decrease in the titers of Lactobacillus and Bifidobacterium species and the appearance of Klebsiella and Proteus in high concentrations. After two weeks of mineral water administration, the test group showed a tendency toward normalization of the intestinal microbiota composition. These positive changes increased over time. After 28 days, lactobacilli count in the test group of animals returned to initial values. Klebsiella spp. and Proteus spp. were not detected.
Conclusions. Mineral water of Klyuchi Resort contributed to the normalization of the qualitative and quantitative composition of the intestinal microbiota in laboratory animals with experimental dysbiosis.
Full Text
Введение
Лечебно-столовые питьевые минеральные воды (МВ) широко и успешно используются для лечения различных заболеваний желудочно-кишечного тракта [1; 2]. Не является исключением и лечебно-столовая минеральная вода, произведенная на Курорте «Ключи»1, которая в соответствии с ГОСТ Р 54316-2020 рекомендована для лечения ряда патологических состояний пищеварительной и эндокринной систем, расстройств питания и нарушений обмена веществ. Это маломинерализованная сульфатная магниево-кальциевая слабощелочная вода, по своему химическому составу относится к МВ XIII группы.
Эффективность применения той или иной лечебно-столовой питьевой МВ, очевидно, зависит не только от ее химического состава, но и особенностей взаимодействия с облигатной микробиотой кишечного биотопа. Одним из возможных механизмов положительного эффекта питьевых МВ служит их бактериотропное действие на микробиом кишечника.
Ранее нами in vitro было показано, что МВ, произведенная на Курорте «Ключи», по отношению к некоторым представителям индигенной микробиоты кишечника обладает своеобразным пребиотическим эффектом. Она стимулировала накопление биомассы и функциональную активность (кислотообразование и потребление глюкозы) пробиотических производственных штаммов бифидо- и лактобактерий, а также усиливала хемилюминесценцию генно-инженерного штамма Escherichia сoli lum+ [3].
В настоящем исследовании представлены материалы по анализу особенностей влияния МВ, произведенной на Курорте «Ключи», на основных резидентных представителей микробиоты кишечника лабораторных животных на фоне экспериментального дисбиоза.
Цель исследования – изучить влияние лечебно-столовой минеральной воды, произведенной на Курорте «Ключи», на состояние микробиома кишечника белых мышей на фоне экспериментального дисбиоза.
Материалы и методы исследования
Проведено контролируемое рандомизированное исследование. Эксперименты выполнены на 42 самцах беспородных белых мышах, массой 25–40 г; 10 животных были выведены из опыта и составили референтную группу. Всем остальным для формирования дисбиоза в течение 8 суток вводили per os раствор гентамицина (1,5 мг на 10 г массы животных). Затем эти 32 особи были разделены на две равноценные группы – опытную, мышей поили МВ и группу сравнения (контрольную), получавших кипяченую водопроводную воду. От всех животных в реперные точки эксперимента собирали испражнения и исследовали на дисбиоз, используя традиционный бактериологический метод. Посевы осуществляли из соответствующих разведений (10-3–10-11) на специальные питательные среды, исходя из стандартного титра основных определяемых таксонов. Качественный и количественный состав микроорганизмов определяли в динамике. Первое исследование проводили до использования антибиотика, что позволило определить фоновые значения состояния микробиоты. Второе и третье – после окончания курса антибиотика через 7 и 14 дней соответственно. Результаты этих анализов служили контрольными данными по отношению к развитию дисбиоза у животных. И, наконец, четвертое и пятое исследования – спустя 2, 4 недели от начала использования МВ, что позволило оценить в сравнении с контрольными данными эффект влияния лечебно-столовой МВ на восстановление микробиоты кишечника белых мышей.
Статистический анализ полученных данных выполняли с использованием программы StatTech 4.12. Программа зарегистрирована Федеральной службой по интеллектуальной собственности, номер 5 регистрации 2020615715, дата регистрации 29.05.2020. Включена в единый реестр российских программ для электронных вычислительных машин и баз данных (запись № 14167 от 11.07.2022). Количественные показатели, выборочное распределение которых соответствовало нормальному, описывались с помощью средних арифметических величин (M) и стандартных отклонений (SD). Сравнение двух групп по количественному показателю, распределение которого в каждой из групп соответствовало нормальному, при условии равенства дисперсий выполнялось с помощью t-критерия Стьюдента. Различия считались статистически значимыми при p < 0,05.
Результаты и их обсуждение
Состояние микробиоты кишечника белых мышей в различные сроки эксперимента представлено в табл. 1.
Таблица 1. Состояние микробиоты кишечника белых мышей в различные сроки наблюдения
Микроорганизм | Этап исследования | |||
фоновые (референсные) показатели | после окончания курса гентамицина, сут | р | ||
7 | 14 | |||
Laclobacterium spp. | 9,08 ± 0,11 | 6,7 ± 0,82 | 5,84 ± 0,20 | < 0,001 |
Bifidobacterium spp. | 10,15 ± 0,19 | 8,9 ± 0,73 | 7,89 ± 0,21 | < 0,001 |
Ecsherichia spp. | 6,06 ± 0,21 | 7,3 ± 0,79 | 7,04 ± 0,18 | < 0,001 |
Ecsherichia haem+ spp. | - | - | 4,0 ± 1,55 |
|
Enterococcus spp. | 5,93 ± 0,21 | 5,9 ± 1,8 | 8,80 ± 0,17 | < 0,001 |
Klebsiella spp. | - | - | 8,1 ± 0,57 |
|
Proteus spp. | - | - | 8,2 ± 0,63 |
|
Streptococcus spp. | - | - | 4,0 ± 0,82 |
|
Candida spp. | 4,07 ± 0,27 | 4,3 ± 0,95 | 7,09 ± 0,19 | < 0,001 |
Примечание: здесь и в табл. 2 количество микроорганизмов указано в виде средних значений Lg, КОЕ/г; р – различия между фоновыми показателями и на 14-е сутки после окончания курса гентамицина.
Как свидетельствуют представленные данные, спустя неделю после окончания курса препарата титр Laclobacterium spp. уменьшился на два порядка и существенно выросло количество типичных E. coli, при этом в значительной концентрации обнаруживали Klebsiella spp. Эти негативные изменения в динамике нарастали. Так, через две недели уровень Laclobacterium spp. снизился еще на один порядок, практически до 106, уменьшилось и количество Bifidobacterium spp. до 108, а наряду с клебсиеллами появился еще один вид транзиторных условно-патогенных бактерий – Proteus spp., также в высоком титре 108, и микроорганизмы рода Streptococcus spp., Ecsherichia haem+ spp. Нарастало количество грибов рода Candida spp. (107).
Таким образом, на фоне введения гентамицина у животных констатировали достаточно выраженные дисбиотические нарушения. Следует подчеркнуть, что при этом испражнения животных приобретали слизистый характер и их количество существенно уменьшилось.
Введение в питьевой режим животных лечебно-столовой МВ, произведенной на Курорте «Ключи», способствовало нормализации качественного и количественного состава микроорганизмов. Особенно наглядно эту тенденцию прослеживали в более отдаленные сроки наблюдения (табл. 2).
Таблица 2. Анализ влияния минеральной воды на состояние микробиоты кишечника экспериментальных животных
Микроорганизм | Этап наблюдения, сут | р | Фоновые показатели | ||||
Спустя 14 суток после окончания курса гентамицина | Период употребления МВ, сут | ||||||
14 | 28 | ||||||
опыт | контроль | опыт | контроль | ||||
Laclobacterium spp. | 5,8 ± 1,03 | 6,1 ± 0,62 | 4,9 ± 0,61 | 8,08 ± 0,20 | 5,20 ± 0,23 | < 0,001 | 9,08 ± 0,11 |
Bifidobacterium spp. | 7,9 ± 0,57 | 10,06 ± 0,57 | 9,0 ± 0,57 | 10,11 ± 0,17 | 10,07 ± 0,16 | 0,577 | 10,15 ± 0,19 |
Ecsherichia spp. | 7,0 ± 0,63 | 5,12 ± 0,62 | 3,9 ± 1,24 | 6,05 ± 0,21 | 2,96 ± 0,20 | < 0,001 | 6,06 ± 0,21 |
Ecsherichia haem+ spp. | 4,0 ± 1,55 | 5,1 ± 0,68 | 5,1 ± 0,57 | 2,76 ± 0,32 | 3,09 ± 0,08 | 0,0095 | - |
Enterococcus spp. | 8,6 ± 0,67 | 7,06 ± 0,68 | 6,0 ± 0,57 | 5,94 ± 0,15 | 7,17 ± 0,21 | < 0,001 | 5,93 ± 0,21 |
Klebsiella spp. | 8,1 ± 0,57 | - | 5,13 ± 0,62 | - | - |
| - |
Proteus spp. | 8,2 ± 0,63 | - | 4,0 ± 0,52 | - | - |
| - |
Streptococcus spp. | 4,0 ± 0,82 | 4,87 ± 0,62 | 5,9 ± 1,15 | 3,16 ± 0,37 | 3,94 ± 0,21 | < 0,001 | - |
Candida spp. | 7,2 ± 0,92 | 7,0 ± 0,59 | 6,12 ± 0,88 | 5,54 ± 0,44 | 8,05 ± 0,16 | < 0,001 | 4,07 ± 0,27 |
Примечание: р – различия между показателями опытной и контрольной групп животных на 28-е сутки восстановительного периода.
Из приведенных материалов следует, что после двухнедельного приема МВ, произведенной на Курорте «Ключи», «позитивная динамика в составе и количестве исследованных видов микроорганизмов была незначительной. В опытной группе белых мышей исчезли культуры Proteus spp. и Klebsiella spp., также существенно уменьшилось количество энтерококков. В остальных случаях положительные сдвиги отсутствовали в обеих группах животных. В то же время через четыре недели терапии лечебно-столовой МВ констатировали иные закономерности. В опытной группе белых мышей уровень Laclobacterium spp. почти достиг фоновых значений (108), тогда как в контрольной он был на три порядка ниже – 105. Аналогичные закономерности регистрировали в отношении количества E. coli: 106 против 103 Lg, КОЕ/г. На этом фоне в исследуемом материале как в первой, так и во второй группах животных Klebsiella spp. и Proteus spp. отсутствовали. Что касается грибов рода Candida spp., то хотя их титр у опытной группы животных в сравнении с контрольной уменьшился более значительно, тем не менее их количество оставалось достаточно высоким (108).
Выводы
Пероральное введение раствора гентамицина белым мышам обусловило выряженные дисбиотические изменения микробиоты кишечника. Введение МВ, произведенной на Курорте «Ключи», в питьевой режим животных в течение четырех недель способствовало ее нормализации. Эти процессы были существенно выраженнее в сравнении с применением обычной кипяченой воды.
Исследования носят приоритетный характер. В доступной литературе отсутствуют сведения об использовании МВ, произведенной на Курорте «Ключи», для коррекции экспериментального дисбиоза у лабораторных животных. Ее целесообразно рекомендовать в составе комбинированной терапии для лечения дисбиоза кишечника. При этом МВ, произведенная на Курорте «Ключи», будет наиболее эффективна на фоне использования пробиотических препаратов или одновременно с ними.
1 Исследование не преследовало рекламные цели, носило исключительно научный характер.
About the authors
E. S. Gorovitz
Ye.A. Vagner Perm State Medical University
Email: lizavika@mail.ru
ORCID iD: 0000-0003-4320-8672
DSc in Medicine, Professor
Russian Federation, PermV. A. Neschislyaev
Perm State Pharmaceutical Academy
Email: lizavika@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-8163-0674
DSc in Medicine, Professor
Russian Federation, PermM. О. Karipova
Ye.A. Vagner Perm State Medical University
Email: lizavika@mail.ru
ORCID iD: 0009-0001-7544-3194
Senior Lecturer
Russian Federation, PermE. V. Afanasevskaya
Ye.A. Vagner Perm State Medical University
Author for correspondence.
Email: lizavika@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-3498-6459
PhD in Medicine, Associate Professor
Russian Federation, PermA. М. Ivanov
"Klyuchi" Resort
Email: lizavika@mail.ru
ORCID iD: 0009-0004-7352-8778
General Director
Russian Federation, Klyuchi Village, Perm RegionA. R. Kolesova
"Klyuchi" Resort
Email: lizavika@mail.ru
ORCID iD: 0009-0005-5484-2304
Deputy General Director for Medical Affairs
Russian Federation, Klyuchi Village, Perm RegionReferences
- Мубаракшина О.А., Дронова Ю.М., Чернов С.Ю. Роль питьевой лечебной минеральной воды в поддержании функций пищеварительной системы. Терапия. 2024; 4 (76): 165–172. doi: 10.18565/therapy.2024.4.165-172 / Mubarakshina O.A., Dronova Yu.M., Chernov S.Yu. The role of drinking medicinal mineral water in maintaining the functions of the digestive system. Therapy 2024; 4 (76): 165–172. doi: 10.18565/therapy.2024.4.165-172 (in Russian).
- Yahiro T., Hara T., Matsumoto T., Ikebe E., Fife-Koshinomi N., Xu Z., Hiratsuka T., Iha H., Inomata M. Long-term potable effects of alkalescent mineral water on intestinal microbiota shift and physical conditioning. Evidence-Based Complementary and Alternative Medicine 2019; 2710587. doi: 10.1155/2019/2710587
- Горовиц Э.С., Несчисляев В.А., Афанасьевская Е.В., Чистохина Л.П., Орлова Е.В., Сорокина Ю.В., Иванов А.М., Колесова А.Р. Изучение влияния минеральной воды «Ключи» на представителей индигенной микробиоты кишечника. Пермский медицинский журнал 2025; 42 (2): 146–153. doi: 10.17816/pmj422146-153 / Gorovitz E.S., Neschislyaev V.A., Afanasevskaya E.V., Chistokhina L.P., Orlova E.V., Sorokina Yu.V., Ivanov A.M., Kolesova A.R. Study of the influence of "Klyuchi" mineral water on the representatives of the indigenous intestinal microbiota. Perm Medical Journal 2025; 42 (2): 146–153. doi: 10.17816/pmj422146-153 (in Russian).
- Королев Ю.Н., Никулина Л.А., Михайлик Л.В. Развитие адаптивных реакций при применении питьевой минеральной воды и электромагнитного излучения на фоне действия высококалорийной диеты на модели экспериментального метаболического синдрома. Вопросы курортологии, физиотерапии и лечебной физической культуры 2024; 101 (1): 42–47. doi: 10.17116/kurort202410101142 / Korolev Yu.N., Nikulina L.A., Mikhailik L.V. Development of adaptive reactions when applying drinking mineral water and electromagnetic radiation against the background of a high-calorie diet on the model of experimental metabolic syndrome. Problems of Balneology, Physiotherapy and Exercise Therapy 2024; 101 (1): 42–47. doi: 10.17116/kurort202410101142 (in Russian).
- Савельев Р.В., Козлова С.В., Скупневский С.В. Изучение антибактериального действия минеральных вод «Ариана», «Кармадон» и «ТИБ-1» на Staphylococcus aureus (краткое сообщение). Вестник новых медицинских технологий 2023; 17 (4): 85–88. doi: 10.24412/2075-4094-2023-4-2-2 / Saveliev R.V., Kozlova S.V., Skupnevsky S.V. Study of the antibacterial effect of mineral waters «Ariana», «Karmadon» and «TIB-1» on Staphylococcus aureus. Bulletin of New Medical Technologies 2023; 4: 85–87. doi: 10.24412/2075-4094-2023-4-2-2 (in Russian).
- Филимонов Р.М., Фесюн А.Д., Филимонова Т.Р., Борисевич О.О. Роль микроэлементов питьевых минеральных вод в метаболических процессах желудочно-кишечного тракта. Экспериментальная и клиническая гастроэнтерология 2022; 8: 179–189. doi: 10.31146/1682-8658-ecg-204-8-179-189 / Filimonov R.M., Fesyun A.D., Filimonova T.R., Borisevich O.O. Role of microelements in drinking mineral waters in metabolic processes of the gastrointestinal tract. Experimental and Clinical Gastroenterology 2022; 8: 179–189. doi: 10.31146/1682-8658-ecg-204-8-179-189 (in Russian).
- Степанов М.С., Карпунина Н.С., Годовалов А.П., Ипатова Н.В. Особенности состава микробиоты толстой кишки пациентов с инфарктом миокарда 1-го типа с подъемом сегмента ST. Инфекция и иммунитет 2025; 15 (4): 775–780. doi: 10.15789/2220-7619-STG-17832 / Stepanov M.S., Karpunina N.S., Godovalov A.P., Ipatova N.V. The gut microbiota features of patients with type 1 myocardial infarction with ST segment elevation. Russian Journal of Infection and Immunity 2025; 15 (4): 775–780. doi: 10.15789/2220-7619-STG-17832 (in Russian).
- Драпкина О.М., Кабурова А.Н. Состав и метаболиты кишечной микробиоты как новые детерминанты развития сердечно-сосудистой патологии. Рациональная фармакотерапия в кардиологии 2020; 16 (2): 277–285. doi: 10.20996/1819-6446-2020-04-02 / Drapkina O.M., Kaburova A.N. Gut Microbiota Composition and Metabolites as the new Determinants of Cardiovascular Pathology Development. Rational Pharmacotherapy in Cardiology 2020; 16 (2): 277–285. doi: 10.20996/1819-6446-2020-04-02 (in Russian).
- Харитонова Л.А., Григорьев К.И. Современное состояние проблемы микробиоты кишечника c точки зрения педиатров. Экспериментальная и клиническая гастроэнтерология 2024; 6 (226): 176–187. doi: 10.31146/1682-8658-ecg-226-6-176-187 / Kharitonova L.A., Grigoriev K.I. The current state of the problem of intestinal microbiota from the point of view of pediatricians. Experimental and Clinical Gastroenterology 2024; 6 (226): 176–187 doi: 10.31146/1682-8658-ecg-226-6-176-187 (in Russian).
- Чичерин И.Ю., Дармов И.В., Погорельский И.П., Лундовских И.А. Микрофлора кишечника белых мышей и морских свинок при экспериментальном антибиотико-ассоциированном дисбактериозе и возможность ее коррекции пребиотиком стимбифид. Журнал инфектологии 2012; 4 (1): 75–80. doi: 10.22625/2072-6732-2012-4-1-75-80 / Chicherin I.Yu., Darmov I.V., Pogorelsky I.P., Lundovskikh I.A. Intestinal microflora of white mice and guinea pigs in experimental antibiotic-associated dysbacteriosis and the possibility of its correction with prebiotic stimbifid. Journal Infectology 2012; 4 (1): 75–80. doi: 10.22625/2072-6732-2012-4-1-75-80 (in Russian).
Supplementary files
