CC BY
56
7. Development, morphology and histochemistry of the early synovial tissue in human fetuses / H. Andersen // J Acta Anat. - 1964. - Vol. 58, № 1-2. - P. 90-115.
8. Vasculature of the normal and arthritic synovial joint / L. Haywood, D.A. Walsh // J Histol Histo-pathol. - 2001. - Vol. 16, № 1. - P. 277-284.
УДК 579.842.22.083.017:615.28./33.015.26]-076.4
© З.Г. Габидуллин, В.М. Тимербулатов, Ю.З. Габидуллин, Н.Н. Гибазов, Р.С. Суфияров,
М.М. Алсынбаев, Р.Р. Суфияров, А.А. Ахтариева, Г.А. Идиатуллина, В.М. Изикаев, Р.Ф. Насырова, 2010
З.Г. Габидуллин, В.М. Тимербулатов, Ю.З. Габидуллин,
Н.Н. Гибазов, Р.С. Суфияров, М.М. Алсынбаев, Р.Р. Суфияров,
А.А. Ахтариева, Г.А. Идиатуллина, В.М. Изикаев, Р.Ф. Насырова МОРФОЛОГИЧЕСКИЕ, УЛЬТРАСТРУКТУРНЫЕ И БИОЛОГИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ ДИССОЦИАТИВНЫХ ФОРМ ПРОТЕЯ ГОУ ВПО «Башкирский государственный медицинский университет Росздрава», г. Уфа
Результаты исследования показали, что протей в природе существует в виде трех диссоциативных форм: роящаяся (Н-), нестабильно и стабильно не роящиеся (О-) формы, которые отличаются по морфологическим, культуральным свойствам и ультраструктуре. Роение, или подвижность протея зависит не только от наличия жгутиков но и от других структурных элементов и свойств бактериальной клетки. При этом стабильно не роящаяся (О-) форма чаще, чем роящаяся (Н-) и нестабильно не роящаяся (О-) формы проявляет чувствительность к широко применяемым в практике антибиотикам (стрептомицину, левомецитину, тетрациклину, мономицину, пенициллину, эритромицину, ампициллину, неомицину и карбомици-лину). Протей нестабильно нероящийся (О-) формы чаще обладал вирулентностью и ЛТ-энтеротоксигенностью, чем роящаяся (Н-) и стабильно не роящаяся (О-) формы.
Ключевые слова: протей, антибиотики, роящаяся (Н-) и нероящаяся (О-) формы, вирулентность, ЛТ-
энтеротоксигенность, легочная модель, отек лап мышей, электронная микроскопия.
Z.G. Gabidullin, V.M. Timerbulatov, Y.Z. Gabidullin, N.N. Gibazov,
R.S. Sufiyarov, M.M. Alsynbaev, R.R. Sufiyarov, A.A. Akhtarieva,
G.A. Idiatullina, V.M. Izikaev, R.F. Nasyrova MORPHOLOGICAL, ULTRASTRUCTURAL AND BIOLOGICAL PECULIARITIES OF DISSOCIATIVE FORMS OF PROTEUS
The results of our research showed that Proteus has three dissociative forms in nature: swarming (H-), unsteady and steady nonswarming (O-) forms, which are different from each other in morphological, cultural properties and ultrastructure. Swarming, or mobility, of Proteus depends not only on the presence of flagella but also on other structural elements and properties of a bacterial cell.
Furthermore, steady non-swarming forms are more often sensitive to the antibiotics which are widely used in practice (streptomycin, levomecitin, tetracycline, monomycin, penicillin, erythromycin, ampicillin, neomycin and carbomycin) than swarming (H-) and unsteady non-swarming (O-) forms. Unsteady non-swarming (O-) forms of Proteus had virulence and LT-enterotoxigenicity more often than swarming (H-) and steady non-swarming (O-) forms.
Key words: Proteus, antibiotics, swarming (H-) and non-swarming (O-) forms, virulence, LT-enterotoxigenicity, a pulmonary model, oedemd of mouse's pads, electronic microscopy.
Способность протея изменять свои морфологические, культуральные и биологические свойства проявляется различно [5].
Протей часто встречается в природе в виде роящейся, или подвижной (Н-) формы, который дает стелящийся рост на поверхности твердой питательной среды [6].
В последние годы некоторые исследователи показали, что помимо роящихся (подвижных) форм встречаются так называемые нероящиеся (неподвижные) формы, в частности нестабильно и стабильно не роящиеся (О-) формы [5].
Наиболее часто встречающимися и изученными являются роящиеся (подвижные)
(Н-) формы, тогда как этиологическая роль нероящихся (неподвижных) форм в инфекци-
онной патологии человека остается недостаточно выясненной.
Исходя из вышеизложенного целью наших исследований явилось сравнительное изучение некоторых морфологических, ульт-раструктурных особенностей и биологических свойств роящихся (Н-) и нестабильно, и стабильно не роящихся (О-) форм протея.
Материал и методы
В качестве исследуемого материала использовали штаммы Pr. vulgaris №29, 2731 и Pr. mirabilis 290, 34, 35 и их изогенные стабильно нероящиеся формы 2941, 2731-41, 290-41, 34-41-35-41, которые были получены по разработанной нами методике (А.с. № 1495370 от 1989г. З.Г. Габидуллин, В.М. Бондаренко, И.Б. Ишкильдин, В.М. Тимербула-
тов) [4], а также их нестабильно нероящиеся формы (рационализаторское предложение № 638 от 1990г.) 29а, 2731а, 290а,34а,35а [5]. Все стабильно не роящиеся формы протеев не ре-вертировали к роящемуся фенотипу при работе с культурами в течение 20 лет. Изучение антибиотикограммы изучаемых культур проводили с помощью бумажных дисков с инструкцией МЗ СССР от 1984г., а также питательных сред с определенной концентрацией антибиотиков.
Для получения нестабильно не роящихся (О-) форм колоний использовали 4% мясо-пептонный агар собственной модификации [5]. Изучение ЛТ-энтеротоксигенности проводили на модели «отек лап» мышей [2]. Вирулентность Н- и О-форм протея изучали путем интраназального заражения мышей-самцов весом 18-20г. (Войно-Ясенецкая М.К., 1957) [3]. Электронную микроскопию проводили на базе НПО «Иммунопрепарат» с помощью просвечивающей электронной микроскопии JEM-100, JEM-CX Hitachi S-405A с ускоряющим напряжением 15,80 кВ. Съемку проводили при инструментальном увеличении в пределах 15-60 тысяч раз. Для фотографирования объектов применяли фотопластины для ядерных исследований типа «МК» и «МР» [1]. Для статистической обработки полученных результатов были использованы пакеты прикладных программ Excel XP фирмы Microsoft comporation и Statistica 6,0 Stat soft Inc (США) в MS Windows.
Результаты и обсуждение
При исследовании негативно окрашенных препаратов установлено, что штаммы Pr.vulgaris и Pr.mirabilis, способные к роению и не стабильно не роящиеся мутанты в среднем имели одинаковое количество жгутиков, хотя просматривалась определенная тенденция уменьшения их количества у нестабильно не роящихся форм протея. Среднее число жгутиков у роящихся форм колебалось в пределах от 8 до 60-70 и более (рис. 1), а у нестабильно не роящихся форм от 5 до 30-50 све-жевырастающие и развитые жгутики на контуре бактериальной клетки (рис. 2).
Рис. 1. Бактериальные клетки роящейся формы протея под электронным микроскопом. Перитрихиально расположенные жгутики (ШМ-100 в ув. 20000х).
Рис. 2. Бактериальные клетки в нестабильно не роящейся (О-) форме имеют свежевырастающие жгутики (ШМ-100 в ув. 20000х).
Как показали опыты, дикие стабильно не роящиеся мутанты, выделенные от больных урологическими инфекциями, а также полученные в опытах клоны (2731-41, 290-41, 2-41, 34-41,35-41) в отличие от роящихся и нестабильно не роящихся не имели или имели не более 2-4 жгутиков определяемых в негативно окрашенных препаратах (рис. 3).
Рис. 3. Стабильно не роящаеся (О-) форма. Клон 2731-41. Бактериальные клетки не имеют жгутиков (ШМ-100 в ув. 20000х).
В дальнейшем после фиксации препаратов бактериальной суспензией 3% раствора глютарового альдегида и дофиксирования 1% раствором четырехокиси осмия, и после полимеризации препарата микротомировали раствором по Рейнольду, 3% раствором ура-
нилацитата просматривали при помощи просвечивающего электронного микроскопа. При этом клетки роящихся и нестабильно не роящихся форм по размеру оказались относительно однородными, имели овоидно-вытянутую форму, в цитоплазме ультратон-ких срезов клеток просматривалась четкая зернистость, особенно у нестабильно не роящихся форм, клетки имели относительно ровные клеточные стенки и между клеточной стенкой и цитоплазматической мембраной было четко выраженное пространство, и в промежутках между клетками выявляли срезы густой сети жгутиков (рис.4).
Рис. 4. Ультратонкие срезы роящихся клеток под электронным микроскопом (ШМ-100 в ув. 40000х): а) - клеточная стенка относительно ровная; б) - цитоплазматическая мембрана; в) -пространство между клеточной стенкой и цитоплазматической мембраной.
Несколько иная структура была обнаружена у клеток стабильно не роящихся форм протея, клетки оказались несколько вытянутыми, цитоплазма клетки лишена четкой зернистости, клетки имели неровную клеточную стенку с хорошо выраженными изгибами, которая плотно прилегала к цитоплазматической мембране, между клеточной стенкой и цитоплазматической мембраной отсутствовало свободное пространство, отсутствовали или были единичные срезы жгутиков (рис. 5). Бактериоскопия раздавленной или висячей капель показала, что клетки роящихся и не-роящихся форм в той или иной степени обладали подвижностью.
Рис. 5. Ультратонкие срезы клеток стабильно не роящихся (О-) форм протея под электронным микроскопом (ШМ-100 в ув. 60000х): а - клеточная стенка с выраженными изгибами; б -клеточная стенка, плотно прилегающая к цитоплазматической мембране.
В следующей серии опытов методом укола в полужидкий агар столбиком сопоставили подвижность роящейся и нероящихся форм протея. Так, бактериальные клетки роящихся форм при посеве уколом в полужидкий агар среду диффундировали полностью в течение 10-12 часов, нестабильно не роящиеся формы - в течение 12-14 часов, а стабильно не роящиеся формы - только в течение 30-34 часов.
Результаты наших исследований дают основание полагать, что у протея в природе встречаются три формы диссоциации: а) исходная роящаяся, б) нестабильно не роящаяся, в) стабильно не роящаяся, которые отличаются друг от друга по морфологическим, культуральным свойствам и ультраструктуре. Не роящиеся формы протея не могут быть отнесены к так называемым неподвижным (О-) формам, роение, или подвижность протея, видимо зависит не только от наличия жгутиков, но и от других структурных элементов и свойств бактериальной клетки.
В следующей серии опытов мы изучали чувствительность роящихся и не роящихся форм протея к наиболее широко применяемым в практике антибиотикам (стрептомицин, левомицетин, тетрациклин, пенициллин,
эритромицин, ампицеллин, неомицин, карбо-мицеллин) (см. табл.).
Таблица.
Антибиотикочувствительность роящихся и не роящихся форм протея
Антибиотики 290 290а 290-41 2731 2731а 2731-41 29 29а 29-41
Стрептомицин Я Я 8+++ Я Я 8+++ Я 8+++ 8+++
Левомецитин Я 8+ 8+++ Я 8+ 8+++ Я 8+ 8+++
Тетрациклин Я Я 8+++ Я Я 8+++ Я Я 8+++
Мономицин Я 8+ 8+++ Я 8+ 8+++ 8+ 8++ 8+++
Пенициллин 8+++ 8+++ 8+++ 8+++ 8+++ 8+++ Я 8+ - 8+++
Эритромицин Я Я Я Я Я Я 8+ 8+ 8+++
Ампициллин Я Я 8+++ Я Я 8+++ 8+ Я 8+++
Неомицин Я 8+++ 8+++ Я 8+ 8+++ 8++ 8++ 8+++
Карбомицеллин 8+ 8+ 8+++ 8+ 8++ 8+++ 8++ 8++ 8+++
Примечание. Я-устойчивы; 8+ " -слабо чувствительны; 8++ - чувствительны; 8+++- высоко чувствительны.
Из таблицы видно, что при переходе зали, что среди трех диссоциированных форм
роящейся (Н-) формы в нестабильно не роя- протея высокой и средней вирулентностью
щуюся (О-) форму просматривалась слабая чаще обладали нестабильно не роящиеся и
тенденция снижения устойчивости к левоми- роящиеся формы, а стабильно не роящиеся
цитину, мономицину, ампициллину, неоми- (О-) чаще проявляли авирулентность.
цину, тогда как при переходе роящейся в ста- Аналогичные закономерности наблюда-
бильно не роящуюся (О-) форму наблюдали ли при изучении ЛТ-энтеротоксигенности в
статистически достоверное снижение устой- опытах «отек лап мышей».
чивости к левомицитину, стрептомицину, тет- Таким образом, результаты наших ис-
рациклину, пенициллину, эритромицину, ам- следований дают нам основание полагать, что
пициллину, неомицину, карбенициллину, мо- диссоциация является внешним проявлением
номицину. изменения морфологических, культуральных
Известно, что интраназальное зараже- и ультраструктурных свойств бактерий рода
ние мышей может быть использовано при Proteus, чувствительности к антибиотикам, а
изучении вирулентности микроорганизмов. также вирулентности и ЛТ-
Исходя из этого мы использовали данный тест энтеротоксигенности, что, возможно, является
для определения вирулентности роящихся (Н- причиной многообразия клинических форм
), нестабильно и стабильно не роящихся (О-) протейной инфекции.
форм протеев. Результаты исследования пока-
Сведения об авторах статьи:
З.Г. Габидуллин - д.м.н., профессор, зав. кафедрой микробиологии, вирусологии и иммунологии БГМУ, тел. 273-57-50, ул. З.Валиди 47.
В.М. Тимербулатов - д.м.н. профессор, член-корр. РАМН, академик АН РБ, ректор БГМУ, тел. 272-41-73. ул. Ленина 3.
Ю.З. Габидуллин - к.м.н. соискатель кафедры микробиологии, вирусологии и иммунологии БГМУ, тел. 272-83-88, ул. З.Валиди 47.
Н.Н. Гибазов - аспирант кафедры микробиологии, вирусологии и иммунологии БГМУ, тел. 272-83-88. ул. З.Валеди 47.
Р.С. Суфияров - к.м.н., соискатель кафедры микробиологии, вирусологии и иммунологии БГМУ, гл. врач Калтасинского района.
М.М. Алсынбаев - д.м.н. профессор кафедры микробиологии, вирусологии и иммунологии БГМУ.
Генеральный директор ФГУН «Иммунопрепарат», тел. 293-12-55.
Р.Р. Суфияров - студент 4-го курса БГМУ.
A.А. Ахтариева - к.м.н., доцент кафедры микробиологии, вирусологии и иммунологии БГМУ, тел. 272-83-88, microkam@.mail.ru, ул. З.Валиди 47.
Г.А. Идиатуллина - аспирант кафедры микробиологии, вирусологии и иммунологии БГМУ, тел. 272-83-88.
B.М. Изикаев - аспирант кафедры микробиологии, вирусологии и иммунологии БГМУ, тел. 272-83-88, ул. З.Валиди 47.
Р.Ф. Насырова - ассистент кафедры микробиологии, вирусологии и иммунологии БГМУ,
тел. 272-83-88. regi-n@mail.ru, ул. З.Валиди 47.
ЛИТЕРАТУРА
1. Бирюзова, В.И. Электронно- микроскопические методы исследования биологических объектов / В.И.Бирюзова, В.Л.Боровякин, В.П.Гилев [и др.] // М.: Изд. АН СССР - 1963.
2. Вартанян, Ю.П. Отек лап мышей - тест для оценки активности энтеротоксинов / Ю.П.Вартанян, М.К.Северцева, О.И.Введенская, Е.С.Станиславский // Бюллетень экспериментальной биологии и медицины. - 1978.-№2.- С 150-152.
3. Войно-Ясенецкая, М.К. Опыт изучения дизентерийных инфекций у лабораторных животных Ж. Микробиология. - 1957. - №4. - С.65-69.
4. Способ получения культуры протея в О-форме. А. с. № 1495370, 1989 / З.Г.Габидуллин, В.М.Бондаренко, И.Б.Ишкильдин, Р.Б.Ишмурзин, В.М.Тимербулатов.
5. Габидуллин, З.Г. Биологическая характеристика штаммов бактерий рода Proteus, выделенных при инфекционных процессах различной локализации Автореф. ... д-ра мед. наук. - диссертации Саратов, 1990.
6. Габидуллин, З.Г. Факторы патогенности бактерий семейства Enterobacteriaceae, обеспечивающие выживание в организме хозяина. / З.Г.Габидуллин, А.А.Ахтариева, М.М.Туйгунов, Р.С.Суфияров // Медицинский вестник Башкортостана. -2009. -Т.4, №5. - С. 86-94.
