CC BY
99
Бугеро Н.В.
Государственная полярная академия, г. Санкт-Петербург E-mail - [email protected]
БИОЛОГИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ПРОСТЕЙШИХ BLASTOCYSTIS HOMINIS, ВЫДЕЛЕННЫХ У ЖИТЕЛЕЙ ТОПОДЕМОВ г. САНКТ-ПЕТЕРБУРГА
С РАЗЛИЧНОЙ ЭКОЛОГИЕЙ
Исследована микрофлора кишечника людей, проживающих в разных климато-экологичес-ких районах города Санкт-Петербурга. Обнаружены высокие показатели обсемененности простейшими Blastocystis hominis лиц проживающих в изучаемом регионе. Определение наличия персистентных свойств у выделенных штаммов простейших B. hominis выявило широкое распространение антилизоцимной активности бластоцист и зависимость выраженности ее показателей от источника выделения.
Ключевые слова: микрофлора кишечника людей, Санкт-Петербург, биологические свойства простейших.
Введение
Качество окружающей среды в значительной мере определяет уровень здоровья населения. Это относится к широкому спектру факторов среды как естественного, так и техногенного происхождения и связано прежде всего с большим объемом поступления в окружающую среду промышленных, сельскохозяйственных, бытовых и прочих отходов. Как показывают эпидемиологические исследования, даже при невысоких уровнях этих воздействий в организме человека могут развиваться выраженные негативные изменения (А.А.Воробьев с соавт., 2004). Здоровые люди с отработанными адаптационными механизмами приспосабливаются к меняющейся обстановке, гораздо сложнее это осуществляется организмом при той или иной патологии (Баранов А.А. с соавт., 2006).
В настоящее время широкое распространение получила «новая» протозойная инвазия -бластоцистоз, обусловленная паразитированием преимущественно в толстой кишке простейших Віа8Іосу8ІЇ8 ЬошІпІ8 (КеІпЙаіег ЕЕ еі аі., 1988; Чайка Н.А., 1992).На протяжении последних лет ведется изучение биологии паразита, патогенез этого заболевания. Находясь в кишечнике, бластоцисты участвуют в формировании микробиоценоза данного биотопа.
В последние годы выявлены высокие показатели обсемененности В. ЬошіпІ8 у лиц различных групп населения. При этом способность простейших к заселению той или иной экологической ниши зависит от наличия у простейших определенных биологических свойств (ан-тибиотикоустойчивость, синтез токсинов, продукция бактериоцинов, ферментов защиты и
агрессии). В этом плане несомненный интерес представляют и факторы персистенции, позволяющие микроорганизму длительное время сохранять жизнеспособность в организме человека (Бондаренко В.М. с соавт., 2003). Влияние факторов внешней среды модифицирует не только защитные силы макроорганизма, но и изменяет свойства микроорганизма. Однако, если в настоящее время достаточно хорошо изучено воздействие внешней среды на организм хозяина, то динамика персистентных характеристик микроорганизмов под воздействием антропогенных факторов окружающей среды остается неизвестной (Бухарин О.В. с соавт., 2006).
Целью настоящего исследования явилось: комплексная оценка аутофлоры кишечника при бластоцистозе у лиц, проживающих в экологически неблагополучном Северо-Западном регионе, а также изучение у простейших Віа8Іоеу8ІІ8 ЬошіпІ8 секретируемого фактора «антилизоцимной активности» (АЛА), участвующего в инактивации защитных механизмов макроорганизма.
Материалы и методы
Выявление бластоцист производили в ходе микробиологического анализа испражнений практически здоровых людей. Обследовали 462 человек, проживающих в различных по антропогенной нагрузке районах г. Санкт-Петербурга. Неравнозначность экологических показателей городской среды дала основание выделить три экологических зоны, обусловленные не только их естественными условиями, но и уровнем техногенного загрязнения, главными источниками которого в южных топодемах (Ки-
ровский, Московский районы) являются металлургические предприятия, заводы тяжелого машиностроения и железобетонных изделий, судостроительный завод «Северная верфь», в западных районах (Василеостровский, Приморский районы) находятся завод светопрозрачных конструкций, предприятия химической промышленности, пивоваренная компания «Балтика», в северных частях города (Курортный район) расположен инструментальный завод им. С.П. Воскова.
Первую группу составили 135 (29,22%) обследованных, проживающих в южных районах города, вторую -151 (32,69%) человек (западный район), третью группу - 176 (38,10%) жителей северного топодема города. Состояние микробиоценоза кишечника у обследуемых лиц оценивали в соответствии с общепринятыми рекомендациями.
Для культивирования бластоцист использовали среду Suresh (1993). «Антилизоцимную» активность определяли по методу О.В. Бухарина с соавт. (1994). Обработку данных производили при помощи пакета прикладных программ для Microsoft Excel.
Результаты исследования
Проведенные исследования показали, что из 462 обследуемых лиц бластоцисты были выявлены у 327 (70,78%) жителей г. Санкт-Петербурга. При изучении возрастной структуры обследуемых установлено, что более 50% инвазиро-ванных были лица старше 50 лет, 28% жители 35-45 лет, 15% лица 25-35 лет, 4,5% дети 7-14 лет.
Исследование пораженности бластоцистами жителей в зависимости от места проживания позволило установить ее неравнозначность в различных климато-экологических районах города (рис. 1).
Максимальные цифры инвазированности зарегистрированы в экологически неблагополучном Кировском районе, в котором значение показателя составило 47,92±0,2% населения. Следующим по интенсивности зараженности бластоцистами является Василеостровский район (32,08±0,4%), а минимальные величины изучаемого показателя были отмечены в Курортном районе (13,33±0,2%).
Изучение морфологических свойств выделенных бластоцист выявило наличие двух основных форм - вакуолярной и гранулярной, а
также цист этих простейших. В препаратах преобладали вакуолярные бластоцисты размером 6-15 мкм (65%). Крупные бластоцисты (диаметром более 15 мкм) были обнаружены у 63,4% обследованных. Характерной особенностью данной формы являлось наличие центральной вакуоли и 1-5 ядер в цитоплазме. Гранулярные формы бластоцист встречались у 36 людей (34,9%). Клетки имели сферическую форму и содержали большое число гранул, их размеры варьировали от 5 до 10 мкм - 72,6% случаев и 10-20 мкм - 27, 4% случаев.
При изучении микрофлоры толстой кишки у лиц обследуемых групп обнаружено изменение ее состава. Доминирующее положение в биоценозе кишечника лиц, инвазированных бластоцистами, занимали анаэробные микроорганизмы, качественный и количественный состав которых был разнообразен (табл. 1).
Дальнейшая интерпретация полученных результатов показала, что присутствие в микрофлоре кишечника простейших В. Ьош1ш8 в подавляющем большинстве наблюдений сопровождается нарушением микробиоценоза кишечника, что характеризуется уменьшением представителей нормальной флоры (бифидобактерий, лактобактерий, бактероидов) и увеличением условно-патогенных микроорганизмов (энтерококков, клебсиелл, стафилококков). Согласно классификации дисбиозов кишечника, предложенной И.Б. Куваевой и К.С. Ладодо (1991), дисбактериоз I степени (Д I) выявлен у 67 (20,49%) лиц, инвазированных бластоцистами, Д11 - у 174 человек (53,21%), в 23,54% (77) случаев был диагностирован дисбактериоз III степени. Нарушения микроэкологии IV степени тяжести, характеризующейся полной разба-лансированностью в составе микрофлоры,
Рисунок 1. Показатели инвазированности простейшими В. квшініз жителей различных районов г. Санкт-Петербурга
были установлены у 2,75% (9) инвазированных бластоцистами.
Далее была изучена кишечная эндофлора лиц, инвазированных бластоцистами, проживающих в разных по техногенной нагрузке районах города. Первую группу составил 101 человек, проживающий в Кировском районе города, вторую - 109 лиц, являющихся жителями Василеостровского района, и третью группу - 117 обследованных, проживающих в Курортном районе г. Санкт-Петербурга (табл.2).
Анализ микроэкологических нарушений кишечника в зависимости от места проживания людей показал, что наиболее глубокими дисби-отическими изменениями кишечника страдают жители Кировского района города (табл. 2), у
которых выявлен дисбиоз кишечника четвертой степени, характеризующийся глубоким разба-лансированием кишечного микробиоценоза с изменением количественных соотношений основных групп микроорганизмов (бифидо-, лактобактерий) (рис. 2).
Средние показатели дисбиоза прослеживаются у лиц, проживающих в западном районе (Василеостровский район) города, низкие значения дисбиотических нарушений зарегистрированы в северном (Курортный район) то-подеме города (табл. 2). Самым распространенным вариантом биоценоза кишечника обследуемых групп был дисбактериоз II степени, встречавшийся на юге в 43,22% (75 человек), на западе - 32,61% (60 лиц) и на севере -17,12% случаев (39 обследованных).
Таблица 1. Качественный и количественный состав биоценоза кишечника обследованных
Группа Инвазированные бластоцистами Здо ровые
Микроорганизмы абс. % КОЕ/г абс. % КОЕ/г
Lactobacillus 256 78,28 7,0 □ 0,2 127 94,07 8,7 □ 0,2
Bifidobacterium 234 71,56 6,4 □ 0,1 118 87,40 8,8 □ 0,2
Escherichia 283 86,54 6,8 □ 0,4 132 97,78 7,4 □ 0,1
Bacteroides 327 100 8,5 □ 0,1 133 98,51 9,8 □ 0,3
Enterococcus 156 47,70 7,6 □ 0,2 23 17,03 4,7 □ 0,4
Proteus 78 23,85 6,0 □ 0,7 18 13,33 3,8 □ 0,2
Klebsiella 69 21,10 6,8 □ 0,2 37 27,40 4,2 □ 0,4
Enterobacter 45 13,76 3,9 □ 0,4 8 5,92 3,7 □ 0,1
Staphylococcus 87 26,60 6,2 □ 0,3 43 31,85 4,3 □ 0,2
Candida 112 34,25 6,4 □ 0,2 52 38,51 3,7 □ 0,1
Clostridium 67 20,48 6,1 □ 0,6 26 19,26 6,7 □ 0,8
Всего 327 135
Р □ 0,05 □ 0,05
Таблица 2. Качественный и количественный состав микрофлоры кишечника лиц, инвазированных бластоцистами, в зависимости от топодема проживания
Топодем Юг Запад Север
Микроорганизмы % lg M±m % lg M±m % lg M±m
Lactobacillus 48,03 6,6+0,2 78,85 6,8+0,2 86,36 6,8+0,2
Bifidobacterium 61,18 6,7 □ 0,3 87,82 6,3 □ 0,3 88,96 6,5 □ 0,3
Escherichia 81,58 8,7 □ 0,2 92,31 8,7 □ 0,3 73,38 8,2 □ 0,2
Bacteroides 92,11 8,5 □ 0,1 94,87 8,5 □ 0,1 94,81 8,5 □ 0,1
Enterococcus 64,47 7,3 □ 0,2 46,79 6,4 □ 0,2 42,86 6,1 □ 0,2
Proteus 50,00 6,4 □ 0,7 46,15 5,2 □ 0,1 35,06 5,8 □ 0,3
Klebsiella 58,55 7,2 □ 0,2 43,59 6,3 □ 0,2 14,94 5,8 □ 0,2
Enterobacter 36,84 3,9 □ 0,4 8,33 3,3 □ 0,1 11,04 3,9 □ 0,2
Staphylococcus 73,68 6,8 □ 0,3 48,72 5,8 □ 0,1 30,52 5,3 □ 0,1
Candida 60,52 6,0 □ 0,2 34,62 5,7 □ 0,3 35,71 4,8 □ 0,2
Clostridium 22,37 6,2 □ 0,1 23,08 6,0 □ 0,1 8,44 5,5 □ 0,3
Всего 101 109 117
Р □ 0,05 □ 0,05
Для изучения персистирующих свойств, направленных на деградацию механизмов резистентности хозяина, проводили выявление антилизоцимной активности (АЛА) у 327 штаммов простейших В. Ьош1ш8, выделенных у людей, проживающих в разных по техногенной нагрузке районах г. Санкт-Петербурга.
Из 327 изученных штаммов бластоцист 178 (54,43%) обладали АЛА. Уровень АЛА у В. Ьош1ш8, выделенных из фекалий людей, проживающих в разных экологических районах города, варьировал. Для анализа персистентных характеристик бластоцист были выделены 3 группы простейших: первая включала штаммы с низким уровнем АЛА - до 2 мкг/мл включительно, вторая со средним уровнем - 3-4 мкг/мл и третья с высоким уровнем - 5 мкг/мл и более. Доля штаммов с низкими показателями АЛА составила 35,7% (63 штамма), со средним уровнем - 40,3% (72 штамма) и 24% (43 штамма) с высоким уровнем АЛА.
Дальнейшие исследования показали, что уровень АЛА штаммов простейших варьировал в зависимости от района проживания людей. В связи с этим исследуемые штаммы В. Ьош1ш8 были разделены на 3 группы. В 1-ю группу входили бластоцисты, выделенные из фекалий людей, проживающих в южном районе города, - 145 штаммов, вторую группу (западный район) - 103 штамма и третью группу (северный топодем города) - 79 штаммов бластоцист. Распространенность антилизоцимной активности В. Ьош1ш8 в изучаемых группах представлена в таблице 3.
4
Ж;
□ ш
Кировский район Василеостровский район Курортный район 1п НЬрмофлора 2п Дисбактериоз I 3п Дисбактериоз II 4 □ Дисбактериоз III 5п Дисбактериоз IV
Рисунок 2. Выраженность нарушений в микроэкологии кишечника инвазированных Е.Ноттз, живущих в разных районах г. Санкт-Петербурга,%
Анализ проведенных исследований показал, что максимальное количество штаммов бластоцист - 145 (57,93%) - было выявлено из фекалий жителей экологически неблагополучного Кировского района. В этом же топодеме города выделенные штаммы В.Ьош1ш8 обладали наибольшей антилизоцимной активностью. Анализ изучения показателей АЛА в указанных группах обследуемых лиц представлен в таблице 4.
Из таблицы видно, что антилизоцимная активность бластоцист, выделенных у жителей северного и западного районов города (Василеостровский, Курортный район соответственно), имела низкие (до 2 мкг/мл) и средние (3-4 мкг/мл) значения, тогда как высокие показатели (5 мкг/мл и более) полностью отсутствовали. Высокие значения АЛА (5 мкг/мл и более) наблюдались только у простейших, обнаруженных у жителей южного топодема города (Кировский район), ее показатели составили 34,52% (29 штаммов).
Таблица 3. Распространенность антилизоцимной активности у В. Ьошіпіз
30
20
10
3
5
Группы Район проживания Общее кол-во штаммов Кол-во штаммов с АЛА %
1 Курортный район 79 53 67,09
2 Василеостровский район 103 41 39,81
3 Кировский район 145 84 57,93
Таблица 4. Уровень антилизоцимной активности В. Ьошіпіз у людей, проживающих в районах г. Санкт-Петербурга с различной экологией
Значения АЛА (мкг/мл) Группы обследованных
Северный район Западный район Южный район
Кол-во штаммов с АЛА % Кол-во штаммов с АЛА % Кол-во штаммов с АЛА %
до 2 мкг/мл 41 77,36 25 60,98 18 21,43
3-4 мкг/мл 12 22,64 16 39,02 37 44,05
5 мкг/мл и более 29 34,52
микробиоценозе кишечника человека. Носи-тельство паразита приводит к нарушениям как в анаэробном, так и в аэробном компоненте микрофлоры.
4. Антилизоцимная активность обнаружена у 178 (54,43%) изученных штаммов бластоцист, что свидетельствует о выраженной способности В. hominis к персистенции. Установлено, что показатели антилизоцимной активности бластоцист выше у людей, проживающих в экологически неблагополучном Кировском районе города.
--------------------------- 10.09.2009
Список использованной литературы:
1. Воробьев А.А., Несвижский Ю.В., Липницкий Е.М. и др. Исследование пристеночной микрофлоры кишечника человека. Журн.микробиол. 2004, №1. - С. 60-63.
2. Баранов А.А., Белова С.В. и др. Дисбактериоз и дисбиоз кишечника / Баранов А.А. // Педиатрия. - 2006. - №9. - С. 73-77.
3. Чайка Н.А. Бластоцистоз и СПИД /Н.А.Чайка // Медицинская паразитология. - 1992. - №4. - С.48-51.
4. Бондаренко В.М., Грачева Н.М., Мацулевич Т.В. Дисбактериозы кишечника у взрослых. М.:, КМК - 2003 г., 224 с.
5. Куваева И.Б., Ладодо К.С. Микроэкологические и иммунные нарушения у детей. - М.: - 1991. - 135 с.
6. Экология микроорганизмов человека. Под редакцией Бухарина О.В. Екатеринбург.: Уральский центр академического обслуживания - 2006. - 479 с.
7. Бухарин О.В. Биомедицинские аспекты персистенции бактерий / О.В.Бухарин // Журн.микробиол. - 1994. Приложение. С. 4-13.
8. Reinthaler F.F. et al. Вlastocystis.hominis - intestinal parasit or commensal // Щеп.Ме(1^'0ЛешЛг. - 1988. - V15. - P. 545-552.
Выводы
1. Выявлены высокие показатели инвази-рованности простейшими B. hominis жителей г. Санкт-Петербурга.
2. В топодемах города с экологическим неблагополучием (Кировский район) зараженность населения бластоцистами выше, чем в районах с относительно благополучной экологической ситуацией (Василеостровский, Курортный районы).
3. Обнаружено, что бластоцистная инвазия сопровождается структурной перестройкой в
Сведения об авторе:
Бугеро Нина Владимировна, старший преподаватель кафедры геоэкологии Государственной полярной академии (г. Санкт-Петербург), кандидат биологических наук 192007, г. Санкт-Петербург, ул. Воронежская, д. 79, тел.: (812) 7869248, 89219572084,
E-mail - [email protected]
Bugero N.V .
BIOLOGICAL PROPERTIES OF THE PROTOZOA BLASTOCYSTIS HOMINIS, ISOLATED FROM RESIDENTS OF ST. PETERSBURG TOPODEMES WITH DIFFERENT ECOLOGY We study the intestinal microflora of people living in different climatic and ecological areas of the city of St. Petersburg. We found high levels of the protozoa Blastocystis hominis in persons living in the studied region. Detection of persistent properties in isolated strains of the protozoa B. hominis revealed widespread blastocysts antilysozymic activity and the dependence of its performance from the isolation source.
Key words: human intestinal microflora, St. Petersburg, biological properties of protozoa
Bibliography:
1.Vorobyev A.A., Nesvizhsky YV., Lipnitsky E.M. et al. Study of parietal intestine microflora of humans. Microbiol. Journal 2004, №1. - P.60-63.
2.Baranov A.A., Belova S.V. et al. Disbacteriosis and disbiosis of intestine / Baranov A.A. // Pediatrics. - 2006. - №9. -P.73-77.
3. Chaika N.A. Blastocystis and AIDS /N.A.Chaika // Medical parasitology. - 1992. - №4. - P.48-51.
4.Bondarenko V.M., Gracheva N.M., Matsulevich T.V. Disbacterioses of intestine in adults. M.:, KMK - 2003 , 224 p.
5.Kuvaeva I.B., Ladodo K.S. Microecological and immune disorders in children. - M.: - 1991. - 135 p.
6.Ecology of human microorganisms. Edited by Bukharin O.V.Yekaterinburg.: Ural Center of Academic Services - 2006. -479 p.
7. Bukharin O.V. Biomedical aspects bacteria persistence / O.V. Bukharin // Microbiol. Journal - 1994.Appendix. C.4-13.
8.Reinthaler F.F. et al. Blastocystis.hominis - intestinal parasit or commensal // Wien.Med.Wochenschr. - 1988. - V15. -P. 545-552.
