CC BY
20
УДК: 619: 616. 9: 576. 8
Маслянко Р.П., професор, Божик Л.Я., асистент © Лье1еський нащональний утеерситет еетеринарног медицины та бютехнологт ¡мет С.З. Гжицького
ДЕЯК1 ПИТАННЯ ПЕРСИСТЕНЦП М1КРООРГАН1ЗМ1В В ШФЕКЦШШЙ ПАТОЛОГП
Обгоеорюються питання персистенцИ мжрооргашзм1е е тфекцтнт патологи. Персистенщя бактер1й розглядаеться як форма симбюзу про- I еукар1от з триеалим сттким стекнуеанням симбют1е. Обгоеорюються питання мжробног ееолюцп, яка формуеалася у постшному зткненш збудника гз захисними мехатзмами господаря. Розглянуто спектр егдомих мехашзм1е бактершного еижиеання е умоеах ¡нф1куеання оргатзму. Для обгоеорення проблеми персистенцп мжрооргашзм1е запропоноеано еключити е якост1 моделг поряд з аетономною клтиною, мжробну популяцт, як складну самооргашзуючу систему - сеоергдний «супероргашзм», який мае утеерсальну хгмгчну сигнальну регуляцт, яка еизначае щыьшсть популяцп та забезпечуе ряд фгзюлоггчних функцт. Запропоноеано розглядати колошзацтну резистенттсть господаря як загальноб1олог1чний феномен, спрямоеаний на тдтримання мжроеколог\чного гомеостазу е результатI симбютичних езаемоегдносин оргашзму та його аетохтонног мжрофлори зг сеогми ключоеими еидами захисту бютоте. Обгрунтоеано еикористання персистентних характеристик мжрооргашзм1е е якост1 мшеш е умоеах м1жкл1тинно'г езаемодгг аллохтонног та аетохтонног мжрофлори. Показана практична цтшсть такого тдходу до тфекцшног патологи людини г теарин.
Ключовi слова: мжрооргатзми, персистенщя, патоген, нормальна флора, ¡нфекцтна патолог1я
Персистенщя мiкроорганiзмiв - це форма симбюзу про- та еукарютичних кл^ин. Яю характеризуются тривалим стшким юнуванням симбютав. В умовах шфекци це положення знаходить вщображення в формуванш бактерюносшства, персистентних шфекцш, хрошзаци процесу, коли збуднику вдаеться забезпечити собi збереження (виживання) в органiзмi господаря.
Пщ термшом «симбюз» спочатку розумши як тривале юнування рiзних органiзмiв, а паразитизм на думку А. А. де Бари (1879) - найбшьш вщомою та очевидною формою симбюзу. На жаль, в рядi роб^ навт сучасних дослщниюв симбюз трактуеться як феномен, в якому обидва види одержують взаемну користь [цит. за 13]. В дшсност «симбюз» охоплюе рiзнi функцюнальш феномени, включаючи: паразитизм, нейтралiзм, коменсалiзм i мутуалiзм. Розгляд цих симбiотичних взаемовiдносин в системi «паразит-господар», якi базуються на адаптивних можливостях симбiотикiв, передбачае, що при паразитизмi лише збудник одержуе вигоду, а господарю наноситься шкода. Нейтралiзм, як вказуе сама назва, - це нейтральне спiвiснування симбютиюв. При коменсалiзмi лише
© Маслянко Р.П., Божик Л.Я., 2011
один i3 napTHepiB отримуе для себе вигоду без шкоди другому. Муту^зм -взаемовигщне спiвiснування для обох симбiотикiв [2]. Таким чином, симбюз - це юнування гетерогенних систем в рамках единого об'еднання.
В межах обговорюваних питань ми сконцентрували увагу на бюлопчних особливостях збудника, для якого персистенщя - це образ життя. Можна припускати, що паразиту вигщно здiйснювати свою персистенцiю без прямого ураження господаря, без виражених ознак хвороби, коли говорять про стан «збалансовано! патогенностЬ» Питання в тому, що цей стан вщображуе: вiдбiр пiдвищеного рiвня генетично детермшовано! стшкост в популяци господаря чи еволюцшно закрiплена норма, де «незбалансована патогеншсть» - наслiдок переходу патогенна до нового (неприродного) господаря.
Це питання стосовно персистентних шфекцш активно обговорюеться останшм часом [16]. Чому безсимптомний господар при туберкульознш шфекци може залишатися здоровим протягом всього життя, але в певнiй пропозици - не бшьше 10% випадкiв? [15] Як патогенна кишкова паличка, що е типовим представником нормально! флори товстого кишечника, може с провокувати персистентну шфекцш сечостатевого тракту у хворин на цукровий дiабет? [17]
1снуе точка зору, що людина, яка ранiше iнфiкувалася збудником Helicobacter pulori, мала лише безсимптомну реакцш, тодi як сьогоднi, коли вжова структура популяци господаря збiльшилася, а разом з цим стресових навантажень, виникли новi зв'язки гелiкобактерiальноl шфекци з карциномою шлунка [16]. Оргашзм господаря вмiе адаптуватися до вiрулентностi збудника. Особливо наглядно це проявляеться при опортушстичних iнфекцiях. Як приклад, здатшсть Pseudomonas aeruginosa викликати захворювання у ослаблених людей i тварин старшого вшу [15].
Наведенi приклади свiдчать про вiдсутнiсть чiткого розумшня мшробно! еволюци, яка формувалася у постшному зiткненню бактерiй з захисними мехашзмами господаря. Що стосуеться самих механiзмiв бактершно! персистенци при шфекцшнш патологи, то спроби 1'х класифжаци, хоча б у першому наближенш, буде здiйснена [2]. Здатнiсть збудника протистояти захисним механiзмам господаря лежить в основi властивостi патогена утриматися в новш для себе еколопчнш нiшi тривалий час.
Встановлено, що наявшсть унiкального бiополiмера бактерiй -пептидоглжана - чужорiдного для макрооргашзму, служить iмунологiчною мiшенню для господаря i дае йому основу для активаци клiтинних i гуморальних факторiв захисту. Звiдси можна припускати, що мехашзм виживання бактерiальних патогенiв при шфекци - це мехашзм 1'х персистенци, який включае екранування кл^инно! оболонки бактерiй, продукцiю декретованих факторiв, якi iнактивують захиснi сили господаря та антигенну (молекулярну) мiмiкрiю.
Набiр механiзмiв виживання бактерiй при шфекщях останнiм часом поширився за рахунок здатностi мiкробних патогенiв регулювати процеси апоптозу. Якщо в умовах шфекцшно! патологи апоптоз звичайно виконуе функцш захисту макроорганiзму, де загибель шфжованих клiтин з наступною 1'х елiмiнацiею з органiзму запобiгае розповсюдження шфекци, то виявляеться обл^атш внутрiшньоклiтиннi паразити (хламщи, рикетси та iн.) в умовах
шфшованого оргашзму «вщмшяють» кл^инну загибель тдтримуючи життя кл^ин господаря i тим самим сприяють виживанню та персистенци збудника.
У виршенш проблеми персистенци бактерiй продуктивним може виявитися популяцiйний пiдхiд. Здатшсть мiкроорганiзмiв зберiгати високий популяцiйний рiвень за рахунок свого швидкого розмноження, очевидно, одне з найважливiших надбань патогенiв. Якi це адаптивнi надбання в стратеги виживання бактерiй? В якш мiрi вони можуть залежати вiд навколишнього середовища мiкробiв i в чому ïx унiверсальний характер?
Для вщповвд на цi питання слщ виходити з того, що мжробну клiтину, яка знаходиться в зовшшньому середовищi, потрiбно розглядати не як автономну бактерiю, а як мжробну популяцiю, як багатоклiтинний оргашзм, тобто сукупшсть генетично детермiнованиx кл^ин рiзного штаму, локалiзованиx в просторi та часi i утворюючих складну саморегулюючу систему, яка проходить ряд стадш (лаг-фаза, фаза росту, стащонарна, вiдмирання та утворення окремих репродуктивних форм), тобто весь цикл онтогенетичного розвитку. Ця мiкробна культура розвиваеться як едина система клiтин, володшчи рядом властивостей i особливостей, яю е вiдсутнi у окремих кл^ин [14]. Тому репродуктивнi форми кл^ин е функцiею розвитку всiеï культури в цiлому, а не «приватною справою» тих вегетативних кл^ин, з яких вони утворюються [9].
При розглядi питань персистенцiï мiкроорганiзмiв в шфекцшнш патологи не можна обшти питання колонiзацiйноï резистентностi господаря, яка тдтримуеться iндигенною мiкрофлорою. Якщо врахувати, що спiльнiсть органiзму людини чи тварини i бактерш е «життево важливим функцiональним полем» [13], то стае зрозумшим, що колонiзацiйну резистентшсть господаря слiд розглядати як загально бiологiчний феномен, спрямований на тдтримання мiкроекологiчного гомеостазу в результатi симбютичних взаемодiй органiзму та його автоxтонноï мiкрофлори.
Особливо слiд пiдкреслити, насюльки велика роль власного мiкробного фактора оргашзму у захист господаря вщ аллохтонно1' мiкрофлори за рахунок мiжмiкробниx взаемодiй. Одержанi конкретнi докази бюлопчнох' регуляци персистентного потенцiалу бактерiйниx патогешв за допомогою «ключових» представникiв нормальное' флори в рiзниx бiотопаx.
Використання персистентних характеристик збудника в якост мшеш в умовах мiж мшробних взаемодiй i iндигенною мiкрофлорою господаря виявилось перспективним для ощнки формування бiоценозiв i розшифрування дисбiологiчниx сташв. На пiдставi цього пiдxоду розроблено методи визначення рiзниx факторiв персистенци мiкроорганiзмiв людини, спрямованих на блокування ефекторних систем захисту органiзму [2-4, 10, 11].
Вивчення персистентного потенщалу iндигенноï та транзиторноï мiкрофлори господаря при дисбютичних станах дозволило виявити особливост розповсюдження та вираженостi цих бiологiчниx характеристик у мiкроорганiзмiв рiзниx фiлогенетичниx груп. Виявлено високi значення персистентних характеристик умовно патогенних бактерш, яю характеризують ïx участь у виникненш та пiдтримцi дисбактерiозiв, що дозволило розробити скриншговий спосiб дiагностики дисбiозiв [4].
Встановлена роль факторiв персистентност мiкроорганiзмiв у виникненш дисбютичних сташв репродуктивного тракту. Виявлено наявшсть мiкро екологiчних порушень зi збшьшенням вираженостi антилiзоцимно! та анти комплементарно! активност мiкрофлори репродуктивного тракту жшок з запальними процесами внутрiшнiх статевих оргашв [8].
Враховуючи, що внутршньоматкове втручання е факторами, що сприяють розвитку та поглибленню мiкроекологiчних порушень, було виявлено зв'язок дисбютичних сташв з виникненням запальних ускладнень в матщ жiнок i розроблена математична модель, яка дозволяе прогнозування запальних ускладнень при внутршньоматковому втручанню [9].
Визначено мехашзми колошзацшно! резистентностi бiотопiв господаря, основаш на мiжбактерiальних взаемодiях. Встановлено пригшчення бiологiчних властивостей аллохтонних мiкроорганiзмiв, вщповщальних за !х колонiзацiю та виживання i бiотопах внаслiдок дп автохтонних бактерш. Вивчення iнгiбуючого впливу вапнальних лактобацил на фактори персистенцп бактерш-симбюив дозволило виявити нову властивiсть мiкроорганiзмiв - !х здатнiсть пригнiчувати бактерiальну каталазу [3]. Виявлений ефект шпбщи активностi бактершно! каталази метаболiтами нормально! мжрофлори господаря ощнюеться в якост одного з механiзмiв регуляцi! мiжмiкробних взаемовiдносин, якi визначають формування i / або стабiлiзацiю мiкробiоценозiв.
При вивченш впливу рiзних засобiв етiологiчно! та патогенетично! терапi! дисбiозiв на бюлопчш властивостi мiкрофлори вiдмiчено модифжуючу дiю пребiотикiв, пробiотикiв, вiтамiнiв, iмуномлдуляторiв i фiтопрепаратiв на фактори вiрулентностi та персистенцi! патогенетичних i умовно патогенних бактерiй. Виявлено регулюючу дш препаратiв статевих стеро!дних гормонiв на ростовi та персистентнi характеристики мiкроорганiзмiв дозволило розробити спосiб лiкування вагшального дисбiозу естриолвмiсними препаратами [4].
Практична щншсть цих даних полягае в розробщ методiв дiагностики та прогнозування перебiгу хвороб мiкробно! етiологi!, корекцп дисбiотичних синдромiв, а також способiв оцiнки ефективностi iснуючо! терапi! та обгрунтування схем рацiонального використання юнуючих препаратiв [8, 10, 12, 13].
Л1тература
1. Андрейчин М.А. Клiнiко-патогенетичне обгрунтування ентеросорбщно! терапi! iнфекцiйних хвороб / М.А. Андрейчин, В.Г. Иколаев, Я I. Йосак, О.Ю. Бiдованець // 1нфекцшш хвороби. - 2010. - № 4(62). - С. 63-69.
2. Бухарин О.В. Персистенция патогенних бактерий / О.В. Бухарин // М. -Медицина. - 1999.
3. Бухарин О.В. Способ виявления у бактерш ингибиторов каталазы микроорганизмов / О.В. Бухарин // Патент на изобретение. - № 2180353, Бюл. 28.10.10. - 2000
4. Бухарин О.В. Способ коррекции урогенитального дисбиоза / О.В. Бухарин, М.Д. Кузьмин // Патент на изобретение № 2161971, Бюл. 2.20.01.2001.
5. Дидковский Н.А. Принципы иммунокоррегирующей терапии при инфекционно-воспалительных заболиваниях / Н.А. Дидковський, И.К. Малашенкова // Аллергология и иммунология. - 2006. - С. 3-15.
6. Зайков С.В. Применение иммуномодуляторов при заболеваниях органов дыхания / С.В. Зайков // Рацион. фармакология. - 2008. - № 1. - С. 1-6.
7. Загангирова Н.А. Механизмы выживания бактерий / Н.А. Загангирова // М. - Медицина. - 2005. - С. 287-298.
8. Иванов Ю.Б. Способ дифференциации микрофлоры генитального тракта человека / Ю.Б. Иванов, С.В. Черкасов // Патент на изобретение № 2260054, Бюл 25.10.09.2005.
9. Иерусалимский Н.Д. Физиология развития чистых культур / Н.Д. Иерусалимский // Дис. д-ра биол. наук. - М. 1952.
10. Медицинская микробиология, вирусология и иммунология / Под. ред. акад. А. А. Воробьева. - М.: МиА, 2006. - С. 424-428.
11. Методы общей бактериологии / Под ред. Ф. Гергардта и др. - М. - Мир. - 1983. - С. 513-515.
12. Микробиологическая тератя / Руш К., Руш Ф.- М. Арбения. - 2003.
13. Колесников М.М. Новые теоретические подходы в эпидемиологии инфекционных болезней и в познании природы патогенности / М.М. Колесников, В.И. Скричевская // Схщноевропейський журнал громад. здоров'я. - 2010. - № 1(9). - С. 157-168.
14. Эль-Региетн Г.И. Механизмы Выживания бактерш / Г.И. Эль-Региетн // М. Медицина, 2005. - С. 759-762.
15. Deretic V. Persistent bacterial infections / V. Deretic // Washington ASM press. - 2000. - P. 305-326.
16. Natano J.P. Persistent bacterial infections / J.P. Natano, M.J. Blasser // // Washington ASM press. - 2000. - P. 2-10.
17. Trucksis M. Persistent bacterial infections / W. Trucksis // Washington ASM press. - 2000. - P. 327-338.
Summary
SOME QUESTION OF PATHOGEN PERSISTENCE IN PATHOLOGY
Question of microorganism's persistence in infections pathology are discussed in the work. Persistence of bacteria as the form of prokaryotic and eukaryotic cells symbiosis unlimitedly long coexistence is considered. Questions of the microbial evolution formed in constant collision of the effective agent with macroorganism defensemechanisms are discussed. The spectrum of known mechanisms bacterial survival in conditions of an infected organism is considered. For discussion the problem of microbial persistence it is offered to include as model alongside with an independendent cell,a microbial population as complex self-organizing system - the original "superorganism" having universal chemical regulation, the determining density of a population and equations of some physiological functions. It is offered to consider the host colonization resistance as a phenomenon of general biology directed on maintenance of a microecological homeostasis as a result of symbiotic interactions of an organism and it biotope protection. The use of persistence characteristies of microorganisms is allochthonous and autochthonous microflorae. Practical value such approach in infectious pathology is shown.
Рецензент - д.б.н., проф. Куртяк Б.М.
