CC BY
28
otics significantly changes the "microbial landscape" of the gastrointestinal tract, often causing clinically significant consequences (pain syndrome, diarrhea). Under the term "intestinal dysbiosis" understand the qualitative and quantitative changes characteristic of the human microflora, which entails a pronounced clinical response of the macroorganism or is a consequence of any pathological processes in the body. The aim of the research was to investigate the human intestinal microflora during dysbiotic disorders and to identify the ability of isolated microorganisms to biofilm formation. The object of the study was the violation of human intestinal microbioceno-sis and the ability of isolated strains to biofilm formation. The research was done on the basis of the Laboratory of Microbiology and Immunology of the State Research Institute of Gastroenterology of the National Academy of Medical Sciences of Ukraine in the city of Dnipro. Investigated strains were isolated from the material (feces) from person with suspected dysbiosis. A total of 44 samples of material were investigated. There were isolated 28 (64%) isolates of Staphylococcus aureus; 7 (16%) isolates of Esherichia coli; 5 (11%) isolates of Klebsiella spp.; 4 (9%) isolates of Proteus spp. The largest number of strains is grafted to S. aureus, therefore, for further investigation, 28 clinical isolates were used. The ability of strains of S. aureus to biofilm formation was investigated. The 86% of all isolates of staphylococci were film-forming, 14% were planktonic forms. At the next stage, a study was carried out to determine the sensitivity of isolated S. aureus isolates to antibiotic drugs by the disc-diffusion method. According to the results of the study, the sensitivity of isolated S. aureus strains they were susceptibile to vancomycin - 92.85%, cefuroxime - 78.57%, rifampicin - 71.4%, azithromycin - 28.57% and tetracycline -0%. Given the belief that only bacteriological studies with suspicion of dysbiosis may not be sufficient, additional markers should be sought, including among the biological properties of microorganisms that may be associated with an increased risk of dysbiosis. First of all, it is a question of studying the adhesive properties and the ability of microorganisms to biofilm formation, which may be associated with an increase in their pathogenetic properties.
Keywords: dysbiosis, conditionally pathogenic microorganisms, biofilm, sensitivity to antibiotics.
Рецензент - проф. Лобань Г. А.
Стаття надшшла 11.11.2017 року
DOI 10.29254/2077-4214-2017-4-3-141-272-276 УДК: 579.61
*Руденко А. Ю., Голодок Л. П., В/'нш'ков А. I.
Б1ОЛОГ1ЧН1 ОСОБЛИВОСТ1 СТАФ1ЛОКОК1В, ВИД1ЛЕНИХ З ДИХАЛЬНИХ ШЛЯХ1В ЛЮДИНИ
*Днтровський нацюнальний ушверситет iMeHi Олеся Гончара (м. Днтро) Днтровська ктшчна лшарня на залiзничному транспорт ф^я «Центру Охорони Здоров'я» ПАТ «Укр. Залiзниця» (м. Днтро)
rudenchixa24@ukr.net
Роботу виконано у межах держбюджетно! теми № 1-294-15 «Структурно-функцюналыы властивост природних мiкробiоценозiв та мехаызми бюлопчно! дм мiкробних препара^в», що виконуеться на кафе-дрi мiкробiологiI, вiрусологiI та бютехнологп Дыпров-ського нацюналыного уыверситету iм. Олеся Гончара.
Вступ. Запалын захворювання дихалыних шляхiв вщносятыся до найбтыш розповсюджених захворю-ваны, в середныому на них страждае не менше 75% людей. Верхн дихалын шляхи е найважлившими вхщними воротами для патогенних мiкроорганiзмiв, що викликаюты Ыфекци верхых та нижых вщщтв рес-траторного тракту.
1нфекцп верхых дихалыних - широко по-
ширенк До них вщносяты: рингг, фаринггг, гайморит, трахе1т, синусити та багато Ыших. Ц захворювання носяты сезонний характер, найчастше вони виника-юты восени, взимку та навесы [6].
Слизова оболонка гортаы, трахе!, бронхiв i вЫх нижчих вщщтв збертаетыся стерилыною завдяки
активност !х епiтелiю, макрофагiв, а також продукцiI секреторного iмуноглобулiну А [5].
Дослщження бiологiчних властивостей коково! мiкрофлори дихалыних шляхiв людини виявили, що стафтококи являютыся найчастiшими представника-ми. Через свою поширенiсты i легкiсты передачi вони часто викликаюты бактерiалынi захворювання верхнiх дихалыних шляхiв.
Боротыба iз стафiлококовими хворобами усклад-нена у зв'язку з широким розповсюдженням стафто-кока серед населення i в оточуючому людину серед-овищi. Епiдемiологiчно небезпечними е особливо ^ носií, у яких постмно i тривалий час виявляетыся один i той же фаготип стафтокока [3].
Стафiлокок вiдноситыся до доситы невибагливих мiкроорганiзмiв, легко пристосовуетыся до умов зо-внiшныого середовища, вщносно швидко набувае стiйкостi до антибютиюв та iнших лiкувалыних препа-ра^в, зберiгаючи при цыому сво! вiрулентнi власти-востi [1,4].
Здатнють до утворення плiвок штамами патоген-них та умовно-патогенних мiкроорганiзмiв лежить у основi збiльшення антибютикорезистентностк До того ж у складi плiвки бактерií набувають бiльшоí стм-костi до умов довкiлля [8,9].
Мета дослщження - вид1лення I вивчення б1олог1чних особливостей стафIлококiв при запаль-них 1нфекц1ях дихальних шлях1в людини та íх здатнiсть до бiоплiвкоутворення.
Для досягнення цIeí мети вир1шувались так1 задач1:
- видтити та iдентифiкувати стафiлококи, отрима-ш в1д пац1ент1в з 1нфекц1ями дихальних шлях1в.
- визначити етiологiчну роль стафтокоюв при н фекцiйних захворюваннях верхнiх i нижнiх дихальних шляхiв.
- визначити чутливiсть вид1лених умовно - пато-генних стаф1локок1в до антибактерiальних препарат1в.
- досл1дити здатнють до б1опл1вкоутворення видтених ¡золя"пв стафтокоюв.
Об'ект i методи дослiдження. В екс-перементальноиу дослiдженнi був проведений аналiз бiологiчних особливостей стафтокоюв, видiлених з верхнiх та нижшх дихальних шляхiв людини.
Для мiкробiологiчного аналiзу нами було отримано мiкробiологiчний матерiал вiд 50 осiб рiзного вiку i статi iз захворюваннями дихальних шляхiв. Посiв бiологiчного мате-рiалу проводився на середовища Кров'яний агар, Чистовича та Сабуро. Чашки помщали до термостату при 37°С на 24 год. Колони, схожi на стафтококов^ мiкроскопували та щентифкували. Стафiлококи розкладають ряд вуглеводiв з утворенням кислоти: глюкозу, лактозу, машт, сахарозу, мальтозу, утворюють на живиль-ному субстратi сiрководень, вщновлюють нiтрати в нiтрити, розрiджують желатин.
До токсичних субстанцм вiдносяться видтеш стафiлококами ферменти агресií: плазмокоагулаза, що викликае згортання плазми кровi; палуронидаза, що розщеплюе гiалуронову кислоту, яка входить до складу основно)' речовини сполучно)' тканини; фiбри-нолiзин, що розчиняе фiбрин; фосфатаза. Крiм того, встановлено, що патогены властивост стафтокоюв пов'язанi зi здатнiстю íх продукувати дезоксирибону-клеазу (ДНК-азу), лец1тов1-теллазу, лтазу, лiзоцим.
Визначили чутливiсть видтених стафiлококiв до антибiотикiв диско-дифу-змним методом та вивчали здатнiсть стафтокоюв утво-рювати бiоплiвки методом культивування бактерiаль-них клiтин у 96 - луночних пластикових планшетах [4].
Результати дослн дження та "Гх обговорен-ня. Нами було дослщжено мiкробiологiчний матерiал верхнiх та нижнiх дихальних шляхiв 50 осiб, якi знаходи-лися на стацюнарному лку-
ванш в Дшпровсьюй клiнiчнiй лiкарнi на залiзнично-му TpaHcnopTi фiлiя «Центру Охорони Здоров'я» ПАТ «Укр. Залiзниця».
Проведена мiжвидова диференцiацiя стафтоко-KiB. За Ii результатами Bei штами S. aureus коагулю-ють плазму кров^ жодний 3i штамiв S. epidermidis та S. saprophyticus не дали позитивних результа^в у цьому тестк S. epidermidis виявляли гемолiтичну та лтазну активностi, а лецитиназну активнють спосте-рiгали у 80% штамiв. Лiпазу та лецитиназу виявлено як серед iзолятiв золотистих та сапроф^них стафто-кокiв. Серед штамiв S. аureus 75% проявили обидва типи активность Позитивну реакцю на ферментацю манiту мали штами S. аureus та S. saprophyticus.
За результатами обстеження був проведений вщсотковий аналiз видтених видiв стафiлококiв (рис. 1).
12%
■ S. aureus
34% 54% □ S. epidermitis
■ S. saprophiticus
Рис. 1. Вщсоткове спiввiдношення рiзних видiв стафiлококiв видiлених з дихальних шляхiв людини.
При дослiдженнi мiкробiологiчного матерiалу вiд пацieнтiв, у яких дiагностували захворювання дихальних шляхiв, встановлено що бiльшiсть видiлених стафтокоюв вiдносяться до S. аureus, що складае -54%, 34% - S. еpidermidis, 12% - S. saprophiticus.
В ходi дослщження нами був проведений аналiз вщсоткового стввщношення хворих з захворюваннями верхшх та нижнiх дихальних шляхiв.
Вщ осiб з запальними захворюваннями дихальних шляхiв 80% хворих мають Ыфекцп верхнiх дихальних шляхiв, а 20% з захворюваннями нижшх дихальних шляхiв.
Умовш позачення (вiковi категорп):
1 - 20-30 роюв; 4 - 50-60 роюв;
2 - 30-40 роюв; 5 - 60-70 роюв;
3 - 40-50 рокiв; 6 - 70-80 роюв.
Рис. 2. Частота виявлення стафшокоюв видiлених з дихальних шляхiв пацieнтiв
pi3Horo в^у та статi.
Рис. 3. Чутливiсть видiлених штамiв S. aureus до антибiотикiв.
120% | 100% P 80% 3 60% g 40% g 20% 5 0%
I lljl ■ ■ I ■ ■
> т
nP ED4-
«#
^ JSP" $
v^ s^ N^ ^
¿f A* ^ # # # # #
s s s / s / s s /
Рис. 4. Чутливiсть видiлених штамiв S. epiderrmidis до антибютимв.
Рис. 5. Чутливють S. saprophiticus до антибiотикiв.
В ходi дослiдження ми роздтили Bcix хворих по BiKy та CTaTi (рис. 2).
Встановлено, що чоловiки найчастiше хворiють запальними захворюваннями дихальних шляхiв у вiцi 20-30 роюв. Це пов'язано з тяжкими умовами пращ з якими зустрiчаються молодi люди пiсля закiнчення By3iB. Найменш часто чоловiки хворiють у вц 40-50 та 70-80 роюв.
Жiнки найчастiше хворiють у вщ 40-50 рокiв. Це може бути пов'язано з вковим зниженням iмунiтету,
хронiзацieю iнфекцiI. Найменш часто хворать жiнки у вiцi 70-80 роюв.
Для дослiдження антибiотикочутливостi видiлених штамiв стафiлококiв було використано такi антибюти-ки: амiкацин, цефотаксим, цефтрiаксон, офлоксоцин, тетрациклин, цефтазидим, меропенем, ванкомiцин, лЫкомщин, гентамiцин.
У ходi дослiдження було встановлено, що iзоляти S. aureus найбтыш чутливi до цефтрiаксону, цефотак-симу, ванкомiцину - 93%, амкацину та лiнкомiцину
Рис. 6. Вщсоток спiввiдношення здатност до плiвкоутворення рiзних видiв стафiлококiв.
- 96%. Менш чутливими видтеы штами були до ме-ропенему - 82%, цефтазидиму - 73%, гентамщину -63%, офлоксацину - 63% та тетрациклину - 59% (рис. 3).
Видтеы штами S. epidermidis показали високу чутливiсть до цефтрiаксону, цефотаксиму, амкаци-ну - 94%, ванкомщину та цефтазидиму - 88%. Менш чутливими видтеы штами були до меропенему та гентамщину - 59%, лЫкомщину та тетрациклину -53%, офлоксацину - 71% (рис. 4).
Видтеы штами S. saprophiticus були малочутли-вими до антибютиюв, так як в основному вони були в асощацп з грибами Candida albicans, а саме - 50% стафтокоюв. Тому ми отримали таю низьк показни-ки антибютикочутливости ванкомщин - 50%, цефтр^ аксон, цефотаксим, амiкацин, тетрациклiн - 33%. S. saprophiticus показав резистентнють до цефтазидиму та лшкомщину (рис. 5).
Таким чином, в результат проведено! роботи встановлено, що найбтьш ефективними антибютич-ними препаратами вщносно умовно - патогенних i патогенних штамiв стафiлококiв е цефтрiаксон, цефотаксим, амикацин та ванкомщин, тому !х можна рекомендувати у клiнiчнiй практицi для лiкування н фекцiйних захворювань верхнiх та нижых дихальних шляхiв, викликаних стафiлококами. Ефективнють цих препаратiв може бути пщтвердженна й iншими авторами [6].
На наступному етапi нами було дослщжено здатнiсть до бютвкоут-ворення антибютикорезистентних стафiлококiв. Показано, наявнiсть плiвкоутворення у 20 штамiв з 50 до-слiджуваних.
Серед всiх видтених штамiв ста-фiлококiв найбiльше плiвкоутворення було у коагулазопозитивних стафто-коюв, коагулазонегативнi теж проявляли здатнють до бiоплiвкоутворення, але в меншому обсязi (рис. 6).
З рисунка 6 видно, що найбтьша здатнють до бiоплiвкоутворення проявлялась у S. aureus - 65%. Резуль-тати наших дослщжень спiвпадають з дослщженнями iнших авторiв. А саме в дослщах Воронково! О.С. та ствав-торiв встановлено, що 61,5% S. aureus здатн до плiв-коутворення [2]. Серед коагулазонегативних стаф^ лококiв S. epiderrmidis - 10%, S. saprophyticus - 25% утворюють бiоплiвки.
Висновки. За результатами дослщження серед видiлених iзолятiв стафiлококiв найчастше зустрiча-ються S. aureus, що складае - 54%.
Найбiльш ефективними антибютичними препаратами вiдносно умовно - патогенних i патогенних шта-мiв стафiлококiв е цефтрiаксон, цефотаксим, амикацин та ванкомщин, тому !х можна рекомендувати у клмычнм практицi для лiкування iнфекцiйних захворювань верхых та нижнiх дихальних шляхiв, викиканих стафiлококами.
Виявлено 20 штамiв антибiотикорезистентних стафiлококiв здатних до бiоплiвкоутворення, з яких 65% вщносяться до Staphilococcus aureus.
Перспективи подальших дослiджень. Отри-манi експериментальнi дослiдження представляють практичний iнтерес, оскiльки отриман данi можуть бути використанi для подальшого аналiзу патогенно! та умовно - патогенно! мiкрофлори дихальних шляхiв та розробки засобiв для !х лiкування. Отже, вивчення монiторингу розповсюдження бiоплiвкоутворюючих штамiв мiкроорганiзмiв та терапи iнфекцiй, викликаних ними, е одним з важливих питань сучасних меди-цини та бюлогп.
Л^ература
1. Avdeeva L.V. Antibiotikoresistentnist problemnuh vudiv mikroorganizmiv / L.V. Avdeeva, V.G. Voicehovski, O.V. Pruhodko // Aktualnie problemy medicine i biologii. - 2007. - № 2. - S. 48-68.
2. Voronkova O.S. Fagotip i chutlivist do antibiotikiv plivkotvirnih shtamiv Staphylococcus aureus, vidilenih iz lihalnih shlahiv / O.S. Voronkova, O.A. Sirokvsha, Т.М. Shevchenko, A.I. Vinnikov // Visnik Dnipropetrovskogo universitetu. Biologia, medicina. -2014. - № 5 (2). - S. 90-93.
3. Deryabin D.G. Stafilokoki: ekologia i patogennost / D.G. Deryabin. - Ekatirenburg, 2000. - 240 s.
4. Gel F. Vid antibiotikogrami do receptu / F Gel, М. Shomara, М. Ueber. - К.: Logos, 2007. - S. 87-89.
5. Infekcionnie bolezni i epidemiologia / V.I. Pokrovski, S.G. Pak, N.I. Briko, К. Danilkin. - M. GEOTAR - Media, 2007. - 816 s.
6. Nazarchuk O.A. Chutlivist klinichnih shtamiv Staphylococcus aureus do antibacterialnih preparative / O.A. Nazarchuk, G.G. Nazarchuk, D.V. Paliy, V.V. Suhlyak // Ukrainian medical journal. - 2012. - № 3 (89). - V/VI.
7. Sidashenko O.I. Bioplivka yak osobliva forma organizacii bakteriy ta ii rol v infekciynih procesah / O.I. Sidashenko, O.S. Voronkova, O.A. Sirokvasha, A.I. Vinnikov // Visnik problem biologii i medicine. - 2013. - Vyp. 3, Том 2 (103). S. 36-41.
8. Chaignon P. Susceptibility of Staphylococcal biofilms to enzymatic treatments depends on their chemical composition / P. Chai-gnon, I. Sadovskaya, Ch. Ragunah // Appl. Microbiol. Biotechnol. - 2010. - № 75 (1). - Р. 125-132.
9. Hoibiya N. Antibiotic resistance of bacterial biofilms / N. Hoibiya // Int. of Antimic agents. - 2010. - № 35. - Р. 322-332.
БЮЛОПЧН1 ОСОБЛИВОСТ1 СТАФ1ЛОКОК1В, ВИД1ЛЕНИХ З ДИХАЛЬНИХ ШЛЯХ1В ЛЮДИНИ
Руденко А. Ю., Голодок Л. П., Вшшков А. I.
Резюме. Видiлено, iдентифiковано та проведено аналiз патогенно та умовно патогенних стафтокоюв верхых та нижых дихальних шляхiв людей у 50 оЫб рiзноI статi та вку вiд 20 до 80 роюв. Етiологiчним агентом при запальних захворюваннях дихальних шляхiв е S. aureus. Одержанi в ходi роботи результати показу-ють рiзну вiкову схильнiсть чоловiкiв i жЫок до захворювань викликаних стафiлококами. Висока чутливють дослiджуваних штамiв до ряду антибютиюв, а саме цефтрiаксон, цефотаксим, амикацин та ванкомщин та доотджена здатнiсть стафiлококiв до плiвкоутворення. Отриман експериментальнi дослiдження пред-ставляють практичний iнтерес, оскiльки отриманi данi можуть бути використанi для подальшого аналiзу патогенно! та умовно - патогенно! мiкрофлори дихальних шляхiв та розробки засобiв для !х лiкування.
Ключов1 слова: умовно - патогенна мiкрофлора, антибiотики, бiоплiвка.
БИОЛОГИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ СТАФИЛОКОКОВ, ВЫДЕЛЕНЫХ ИЗ ДЫХАТЕЛЬНЫХ ПУТЕЙ ЧЕЛОВЕКА
Руденко А. Ю., Голодок Л. П., Винников А. И.
Резюме. Выделены, идентифицированы и проведен анализ патогенной и условно патогенных стафилококков верхних и нижних дыхательных путей людей у 50 человек разного пола и возраста от 20 до 80 лет. Этиологическим агентом при воспалительных заболеваниях дыхательных путей является S. aureus. Полученные в ходе работы результаты показывают разную возрастную склонность мужчин и женщин к заболеваниям вызванных стафилококками. Высокая чувствительность исследуемых штамов к ряду антибиотиков, а именно цефтриаксон, цефотаксим, амикацин и ванкомицин и исследована способность стафилококков к пленкообразованию. Полученные экспериментальные исследования представляют практический интерес, поскольку полученные данные могут быть использованы для дальнейшего анализа патогенной и условно -патогенной микрофлоры дыхательных путей и разработки средств для их лечения.
Ключевые слова: условно - патогенная микрофлора, антибиотики, биопленка.
BIOLOGICAL CHARACTERISTICS OF STAFILOCOCALS RESULTING FROM HUMAN RESOURCES
Rudenko A. Y., Holodok L. P., Vinnikov A. I.
Abstract. Infections of the upper respiratory tract - are widespread. These include: rhinitis, pharyngitis, sinusitis, tracheitis, sinusitis and many others. These diseases are seasonal in nature, most often they occur in the fall, winter and spring. The mucous membrane of the larynx, trachea, bronchi and all lower divisions remains sterile due to the activity of their epithelium, macrophages, and also the production of secretory immunoglobulin A. Studies of the biological properties of the coccal microflora of the respiratory tract of human have found that staphylococci are the most frequent representatives. Because of their prevalence and ease of transmission, they often cause bacterial diseases of the upper respiratory tract. The fight against staphylococcal disease is complicated due to the widespread spread of staphylococci among the population and the environment in the environment. The study identified, identified and analyzed the pathogenic and opportunistic staphylococci of the upper and lower respiratory tract of people in 50 people of different sex and age from 20 to 80 years. From persons with inflammatory diseases of the respiratory tract, 80% of the patients have upper respiratory tract infections, and 20% with diseases of the lower respiratory tract. Interspecific differentiation of staphylococci has been performed. The etiologic agent for inflammatory diseases of the respiratory tract is S. aureus. The results obtained during the work show a different age inclination of men and women to diseases caused by staphylococci. Men are more likely to suffer from inflammatory diseases of the respiratory tract at the age of 20-30 years, and women are more often ill at the age of 40-50 years. The high sensitivity of the isolated strains to a number of antibiotics, namely ceftriaxone, cefotaxime, amikacin and vancomycin, was revealed, and the ability of staphylococci to film formation was investigated. Among all strains isolated from staphylococci, the largest formation was S. aureus, namely 65%. S. epiderrmidis, S. saprophyticus also showed the ability to biofilm formation, but to a lesser extent. The ability to form films by strains of pathogenic and opportunistic microorganisms underlies the increase in antibiotic resistance. In addition, the composition of the film bacteria become more resistant to environmental conditions. The experimental studies received are of practical interest since the data obtained can be used for further analysis of the pathogenic and opportunistic microflora of the respiratory tract and the development of means for their treatment.
Keywords: conditionally pathogenic microflora, antibiotics, biofilm.
Рецензент - проф. Лобань Г. А.
Стаття надшшла 10.11.2017 року
