CC BY
411
79.Townsend, S. et al. Virulence studies of Enterobacter sakazakii isolates associated with a neonatal intensive unit outbreak /S. Townsend, E. Hurrell, S. Forsythe //BMC Microbiology, 2008.-№8.-P.64-72.
80.Weymer, A. et al. Chloride secretory mechanism induced by prostaglandin El in a colonic epithelial cell line. / A. Weymer, P. Huott, W. Liu /// J. Clin. Invest. -1985. - Vol.76. - P.1828-1836.*81*
81.Wilson M., Reddi K., Henderson B. Cutokine-inducing components of periodontopathogenic bacteria /M. Wilson, K. Reddi, B. Henderson //J. Periodontal. Res. -1996.-Vol.31. -P.393-407.*181*
82.Xanthoulea S., Pasparakis M., Kousteni S. et.al. Tumor Necrosis Factor (TNF) Receptor Shedding Controls Thresholds of Innate Immune Activation That Balance Opposing TNF Functions in Infectious and Inflammatory Diseases.// JEM.- 2004. - Vol. 200, №3. - P. 367-376.
83.Yang S.K., Eckmann, L., Panja A., M.F. cells /Differential and regulated expression of C-X-C, C-C and C-chemokines by human colon epithelial Kagnoff// Gastroenterology. - 1997. - Vol. 113. - P. 1214-1223.
УДК 576.851.49
© З.Г. Габидуллин, А.А. Ахтариева, М.М. Туйгунов, Р.С. Суфияров, В.Г. Туйгунова, Р.Р. Суфияров, Ю.З. Габидуллин, В.М. Изикаев, Г. А. Идиатуллина, 2009
З.Г. Габидуллин, А.А. Ахтариева, М.М. Туйгунов, Р.С. Суфияров,
В.Г. Туйгунова, Р.Р. Суфияров, Ю.З. Габидуллин, В.М. Изикаев, Г.А. Идиатуллина ФАКТОРЫ ПАТОГЕННОСТИ БАКТЕРИЙ СЕМЕЙСТВА ENTEROBACTERIA-CEAE, ОБЕСПЕЧИВАЮЩИЕ ВЫЖИВАНИЕ В ОРГАНИЗМЕ ХОЗЯИНА
ГОУ ВПО «Башкирский государственный медицинский университет Росздрава» г. Уфа
В статье обобщены литературные данные о факторах патогенности бактерий семейства Еп1егоЬас1епасеае, которые обеспечивают выживание возбудителя на начальном этапе развития инфекционного процесса.
Ключевые слова: Еп1егоЬас1епасеае, факторы патогенности, энтеротоксины, адгезия, фимбрий, гемолизины, токсины.
Z. G. Gabidullin, A,A. Akhtarieva, M.M. Tuygunov, R.S. Sufiarov,
V.G. Tuygunova, R.R. Sufiarov, U.Z. Gabidullin, V.M. Izicaev, G. A. Idiatullina THE FACTOR’S PATHOGENESIS OF BACTERIA FAMILY ENTEROBACTERIA-CEAE ARE PROVIDING IN AN ORGANISM OF THE OWNER
The article sums up the literature date concerring the factors of bacteria of Enterobacteriaceae family, which provides surviving of stimulator at the beginning of intlammation process.
Key words: Enterobacteriaceae, pathogeneses factor, enterotoxius, adhesixs, hemolysins, toxius.
Под патогенностью принято понимать способность микроорганизмов вызывать заболевание, которое определяется совокупным действием различных свойств или факторов патогенности, обуславливающих развитие в организме патологических изменений.
Как известно, факторы патогенности (ФП) микроорганизмов подразделяются на 4 группы [1,10], каждая из которых ответственна за проявление конкретных свойств микроорганизма в инфекционном процессе.
Первая группа ФП определяет взаимодействие бактерий с эпителием соответствующих экологических ниш и колонизацию зоны первичного инфицирования. Процесс начинается с адгезии, основанной на избирательном взаимодействии бактерий с рецепторами эпителиоцитов с последующим размножением (колонизацией) бактерий на поверх-
ности слизистой. У большинства грамотрица-тельных бактерий адгезины собраны в поверхностные пили (pili, фимбрии) и завитки (curli) или ассоциированы с нефимбриальны-ми адгезинами: полисахаридами капсул, ли-пополисахаридами наружной клеточной стен-ки[41], липотейхоевыми кислотами или поверхностными белками [9,25,36,10].
Фимбрии у бактерий коррелирует с их способностью к адгезии и выявляется in vitro с помощью реакции гемагглютинации с эритроцитами человека и животных [11].
Известно, что молекула фимбрий состоит из нескольких участков, среди которых доминирует FimA, также присутствуют FimG и Fim H. Последние являются ответственными за связывание Д-маннозы, что определяет Д-маннозочувствительную и Д-
манозорезистентную реакции гемагглютина-
B7
ции [11]. В исследовании Габидуллина З.Г. было показано, что штаммы E.cloacae, выделенных при инфекциях дыхательных путей и заболеваниях мочевыделительной системы, экспрессируют ворсинки I типа [14,46].
Вторая группа ФП обеспечивает устойчивость микробов к факторам защиты макроорганизма и способность к размножению in vivo. В целях сохранения возбудителя, находящегося в организме, от бактерицидных факторов сыворотки или фагоцитов микробная клетка располагает средствами дистанционного действия, которые представляют многочисленную группу секретируемых бактериальных субстанций, направленных на инактивацию механизмов иммунитета организма. У патогенных энтеробактерий это поверхностные О, К и Vi - антигены, белки наружной мембраны, липополисахариды, IgA - протеа-
за, антилизоцимный фактор [2,7].
Способность бактерий специфически инактивировать лизоцим хозяина встречается у большого количества видов микроорганизмов, преимущественно у грамотрицательных бактерий, в 88-100% случаев. Так, антилизо-цимная активность выявлена у протеев, мор-ганелл, цитробактер [7,11,20].
Экспериментальным путем на животных, культуре ткани и методом популяционного анализа О. В. Бухарин доказал, что анти-лизоцимный признак можно рассматривать как маркер персистенции бактерий, способных к внутриклеточному паразитированию
[6].
По мнению В. М. Бондаренко с соавторами [5], конъюгативная плазмида ответственна за экспрессию антилизоцимного признака у бактерий. Исследования показали, что ген АЛА является конъюгативной плазмидой с молекулярной массой 55-60 мД, и передача его от Kl. рпеишошае в штаммы E.coli, Shigella, Yersinia, Salminella, ЕПегоЬайег, Proteus и другие виды энтеробактерий сообщает штаммам устойчивость к перевариванию в макрофагах [4].
К секретирующим началам, обеспечивающим персистирование микробной клетки, следует отнести и антиинтерфероновый признак, характеризующий способность бактерий инактивирвать бактерицидный компонент препарата лейкоцитарного интерферона человека.
Антиинтерфероновая активность бактерий выявлена у большой группы патогенных и условно-патогенных грамотрицательных и грмположительных мкроорганизмов (Shigella, Yersinia, Salminella, Еnterobacter, Proteus,
Morganella, Serratia, Staphylococcus, Bordetella). Частота выявления этого признака бактерий находится в тесной зависимости от источника выделения микроорганизма и мало коррелирует с его видовой принадлежностью.
Кроме интерферона бактериальной деградации подвергается и комплемент, который среди прочих факторов естественной резистентности организма усиливает силу и яркость проявления защитных свойств хозяина в отношении патогена. О способности бактерий семейства Enterobacteriaceae разрушать комплемент известно из работ [11].
Как фактор персистенции рассматривается рибо- и дезоксирибонуклеазная активность патогенов. По мнению Г.Н. Нестеровой [16], бактериальная ДНК-аза, расщепляя связи в цепи нуклеиновых кислот клеток эукариот, вызывает деструктивные изменения их ядер, в том числе и ядер лейкоцитов, что в определенной степени оказывает влияние на защитные силы организма.
Изучение ДНК-азной активности бактерий семейства Enterobacteriaceae показало, что бактерии, выделенные из испражнений больных с дисбактериозом, обладали высоким уровнем указанного фактора и его уровень был выше в сравнении со штаммами, выделенными от здоровых лиц. При этом прослеживалась прямая зависимость между уровнем экспрессии данного фактора и вирулентностью штамма [21].
Авторы, изучавшие ДНК-азную и РНК-азную активность у бактерий Enterobacteria-ceae, выявили, что вегетирующие в толстой кишке здоровых людей они обладают в 0,5% случаев только ДНК-азной активностью, а штаммы, изолированные от лиц с дисбактериозом, проявляют ДНК-азную и РНК-азную активность в 33,3% и 72,2% случаев соответственно.
К третьей группе ФП относят бактериальные модулины, индуцирующие синтез ци-токинов и медиаторы воспаления, способствующие иммунопатологии [8,35].
В качестве иммуномодулинов могут выступать липополисахарид, липид А - ассоциированный белок, другие поверхностные белки, пили, порины, токсины и ферменты. Их непосредственный эффект реализуется в ходе связывания возбудителя с кишечным эпителием: при непосредственном контакте (адгезии) эпителиоциты вырабатывают про-восполительные цитокины, а ликополисаха-рид (ЛПС) дозозависимо индуцирует экспрессию цитокинов и молекул адгезии на эпите-лиоцитах и фибробластах собственной пла-
стинки тонкого кишечника [1]. Указанные молекулы и цитокины активируют нейтрофи-лы, макрофаги, эозинофилы, стимулируют выход лейкоцитов из сосудов и инфильтрацию ими кишечной стенки, что в итоге способствует развитию воспалительной реакции.
[7]. При первичном контакте синтезируются различные интерлейкины (ИЛ), в том числе ИЛ-8, ИЛ-1Р, ИЛ-6, ИЛ-12, фактор некроза опухоли - а (ФНО-а), гранулоцитарно-моноцитарный колониестимулирующий фактор и ряд хемокинов [29]. Локально синтезированные цитокины регулируют эпителиальную проницаемость и ионный транспорт. ФНО-а совместно с у - интерфероном напрямую повышает проницаемость плотных контактов, разрушая F -актин, стимулирует секрецию ионов, воздействуя на мускариновые рецепторы [42]. ИЛ - 1р и ФНО-а активируют фермент циклооксигеназу 2, вызывают образование простагландинов из арахидоновой кислоты, понижают активность Na/К-АТФ, расположенные на базолатеральной стороне поверхности эпителиальных клеток, что приводит к нарушению проницаемости плотных контактов, понижению абсорбции Na+ и повышению секреции Cl-. Локальный ФНО-а считается ключевым в патогенезе инфекционных колитов, так как стимулирует выработку эпителиоцитами и нейтрофилами антимикробных белков (дефенсинов, прекращающих размножение возбудителя в цитоплазме), ускоряя гибель инфицированных эпителиальных клеток [7].
Четвертую группу составляют токсины и токсические продукты, вызывающие патологические изменения в органах и тканях макроорганизма. По определению B.Finlay и S.Falkow токсины - это секретируемые микробные протеины, обычно ферменты, которые убивают клетки хозяина в исключительно маленьких концентрациях. [11].
Бактериальные токсины в соответствии с механизмом их действия на чувствительные клетки хозяина делятся на несколько групп [21]. Многие бактериальные экзоферменты и экзотоксины (гиалуронидазы, коллагеназы и фосфолипазы) способны повреждать экстра-целлюлярные структуры или плазматическую мембрану эукариотических клеток с помощью ферментативного гидролиза или в результате формирования пор. Эти повреждения могут вызвать не только прямой лизис клеток, но также способствовать распространению бактерий в макроорганизме.
Порообразующие токсины в соответствии со своим названием формируют трасмем-
бранные поры и нарушают селективный вход и выход ионов через плазматическую мембрану. Эта группа токсинов включает RTX-токсины (repeats in toxins) - а-токсин Clostridium perfringens, S.aureus, стрептокиназа Streptococcus pyogenes [38,43], нейраминидаза и гиалуронидаза Citrobacter spp. [5], а -гемолизин E. coli [23].
Транспорт указанных токсинов из бактериальной клетки происходит в соответствии с достаточно консервативным механизмом секреции 1-го типа.
Способность вырабатывать а-
гемолизин обнаружена чаще у бактерий E.cloacae, выделенных из испражнений новорожденных [46]. По данным Габриловича И.М. и соавторов [12], госпитальные штаммы E. cloacaе а-гемолизин продуцируют в 5,9 % случаев.
Отмечено, что при образовании пор под действием гемолизина запускаются вторичные процессы, которые обусловливают развитие патологических последствий. Эти процессы включают активацию эндонуклеаз, увеличение экзоцитоза тромбоцитов, высвобождение цитокинов и медиаторов воспаления, а также выделение эйкозаноидов.
Синтез и экспрессия гемолизина сопряжены с наличием с hly-детерминант как плаз-мидной, так и хромосомной локализации. Известно, что hly-детерминанта состоит из 4 цистронов: hlyA, hlyB (Ba), hlyC, hlyD(Bd), которые тесно взаимосвязаны между собой и отвечают за определенные механизмы экспрессии, синтеза и секреции гемолизина.
Бактериальные токсины второй группы поражают клетки-мишени в результате подавления синтеза белков. Субстратами для этих токсинов являются фактор элонгации биосинтеза и рибосомальная РНК. Так, дифтерийный токсин и экзотоксин А Pseudomonas spp. вызывают АДФ-рибозилирование фактора элонгации 2(EF2) и нарушают синтез белка [27,45].
Среди токсинов этой группы обнаруживаются: шига - токсин (Stx) Sh.dysenteriae серотипа 1, шига - подобный токсин (SLT), или веротоксин энтерогеморрагических E.coli (ЕНЕС), C.fteundii, E.cloacae, вызывающие острые кишечные инфекции с явлениями геморрагического колита, нередко осложняющегося гемолитико-уремическим синдромом
[5].
Шига - подобный токсин II типа, вырабатываемый бактериями семейства Enterobacteriaceae, оказывает цитотоксическое действие на клетки линии Vero [31].
Stx-токсины инактивируют рибосо-мальную РНК, нарушая ее взаимодействие с факторами элонгации [33]. Подавление белкового синтеза данной группой токсинов приводит в конечном итоге к гибели клетки-мишени [44].
Stx-токсины дифференцируют на две группы: Stxl и Stx2, имеющие 50-60% гомологии и отличающиеся по антигенным свойствам [313, 362, 386]. Stx-токсин S. dysenteriae серотипа 1 и Stxl-токсин Е. coli отличаются только одной аминокислотой. Различные модификации stх2-токсинов, обнаруженные у штаммов Е. coli, рассматриваются в качестве прототипа этой группы и отличаются по антигенным свойствам, степени сродства к рецепторам и способности активироваться под действием интестинальной слизи. Некоторые из перечисленных свойств обусловлены различиями в одном-двух нуклеотидах кодирующих генов.
Stx-токсины имеют типичную “АВ” структуру, то есть ферментативно активная субъединица “А” нековалентно связана с субъединицей “В”, непосредственно взаимодействующей с мишенью. Уже хорошо изучена кристаллическая структура пентамера В в Stx 1-токсине и холотоксина в Stx-токсине. Подобная АВ-структура токсина характерна для термолабильного токсина Е. coli, Proteus vulgaris [11,45], холерного токсина и токсина коклюша.
Зрелые мономерные субъединицы “А” и “В” имеют молекулярную массу около 35 и 7,5 кДа соответственно, при этом холерный токсин содержит 5 молекул субъединицы “В”. Пентамер субъединицы “В” регулирует связывание холотоксина с гликолипидными рецепторами на поверхности чувствительных эукариотических клеток. После связывания полипептид “А” расщепляется на ферментативно активную часть A1 и часть А3, соединенные дисульфидной связью. А3-часть служит связующим звеном между фрагментом A1 и пентамером В.
Субъединица “А”, обладающая ферментативной активностью, действует как N-гликозидаза, отщепляя единичный аденино-вый остаток от 28S-рибосомальной РНК. Подобная депуринизация в конечном итоге подавляет синтез белка в пораженной клетке. При этом к действию N-гликозидазы одинаково чувствительны рибосомы про- и эукариот.
Ген Stx у S. dysenteriae всегда расположен на хромосоме, тогда как гены, кодирующие Stxl и Stx2 некоторых представителей
Enterobacteriaceae, могут входить в состав бактериальной хромосомы или генетического материала лизогенных бактериофагов. Гены, определяющие А и В субъединицы Stx-токсинов (Stx A и Stx B соответственно), объединены в оперон. Оперон Stx-Stxl-токсинов (но не Stx2) содержит область, ответственную за регуляцию экспрессии Stx- и Stxl-токсинов, которая в свою очередь зависит от наличия ионов железа. На экспрессию Stx2-токсина не влияют ни наличие железа, ни другие внешние факторы. Однако кишечная слизь, напротив, усиливает активность некоторых разновидностей Stx2-токсина. Stx-токсины, которые имеют типичные последовательности на N-конце, не способны активно выделяться через стенку бактериальной клетки. Предполагается, что в данном случае токсин выходит во внешнюю среду при лизисе клетки.
Дифференцируют SLT-I и SLT-II идентичные на 55-57%, но различающиеся по антигенному строению. Они кодируются генами соответствующих профагов. Шига - токсину, продуцируемому Sh.dysenteriae, серотипа 1, полностью идентичен SLT-I . Каждый токсин состоит из А и В субъединиц. Субъединица связывает мембранный гликолипид GB3, субъединица А эндоцитозом транспортируется в клетку, в эндоплазматический ретикулум и, обладая N- гликозидазной активностью, отщепляет аденин от 28S^PHK, блокируя синтез белка. Вклад шига - токсинов в патогенез диареи опосредуется через снижение абсорбции NaCl посредством селективного повреждения абсорбирующих ворсин. Подобная АВ-структура токсина характерна для термолабильного токсина Е. coli, холерного токсина и токсина коклюша [39,40]
Психрофильные бактерии
E.agglomerans, Hafnia alvei, Serratia liquefa-ciens и другие часто встречаются в вакуум-упакованных продуктах и продуцируют сигнальные молекулы N-ацил-гомосерин-
лактона, которые способны индуцировать экспрессию ряда генов патогенности, контролирующих синтез токсинов, процессы подвижности и колонизации, опосредованные феноменом коллективного поведения бактерий или «чувством кворума» [7,28].
Бактериальные токсины, объединенные в третью группу, нарушают функции различных клеточных белков, не вызывая непосредственной клеточной гибели. Активация или модификация вторичных мессенджеров под действием токсинов могут обусловить значительные нарушения передачи сигналов, имеющих критическое значение в поддержа-
нии различных функций клеток. К этой группе токсинов относятся термолабильные (ЬТ), термостабильные ^Т) энтеротоксины и токсин СОТ типа 1 (СОТ1), среди которых детально изучены энтеротоксины эшерихий [3,
5, 18, 37].
ЬТ-энтеротоксин представляет собой белок, который инактивируется при нагревании выше 60° С в течение 30 минут [11] и является чувствительным к действию проназы, трипсина и пепсина.
ЬТ-энтеротоксин состоит из комплекса двух функционально и иммунохимически различных белков: компонент А и В. Компонент А представляет собой фермент, чаще всего АДФ - рибозил - трансфераза [1,7]. В -компонент токсина представлен либо лекти-нами, либо белками, участвующими в процессах биологического узнавания и межклеточной регуляции. Кроме того, у ЬТ-энтеротоксина известна функция участия транслокации его регуляторного компонента во внутренние структуры чувствительных клеток, а также участки экранирования компонента А, находящегося в составе общей токсической молекулы и соединенного между собой гидрофобными связями [7,32]. Они в отдельности не обладают токсической активностью при использовании их в концентрациях, сравнимых с концентрацией “целого” токсина. При этом эффект А-компонента в бес-клеточных системах идентичен эффекту, который развивается в результате действия всей молекулы токсина на чувствительные клетки [7,18]. Последние данные показывают, что поражающий спектр действия токсина прямо зависит от способности В-компонента взаимодействовать с рецепторными структурами большого количества эукариотических клеток. Это свидетельствует о том, что практически любая клетка может стать чувствительной к действию токсина [15].
Клеточными рецепторами для ЬТ-энтеротоксина служат ганглиозиды. Ганглио-зид Ош1 обладает сильным ингибирующим действием на энтеротоксин в опытах на легированной петле тонкого кишечника кролика [40]. Культура мышиных фибробластов, которая не содержит таких рецепторов, не чувствительна к действию ЬТ-энтеротоксина. Добавление к культуре клеток экзогенного ганг-лиозида Ош1, по данным некоторых исследователей видимо сопровождается включением его в мембрану и приводит к тому, что клетки становятся чувствительными к действию ЬТ-энтеротоксина [32]. Однако повышение чувствительности указанных клеток к ЬТ- энте-
ротоксину наблюдалось и после включения в мембрану других ганглиозидов, поэтому вполне вероятно, что помимо Gm1 функцию клеточных рецепторов для LT-энтеротоксина могут выполнять и другие структуры, имеющие ганглиозиды. Не исключено, что эту функцию может осуществлять и мембранный гликопротеин [39.40].
Ферментативный компонент токсина активирует аденилатциклазу, стимуляция которой сопровождается повышением в клетках внутриклеточного цАМФ [19], что приводит к нарушению функций калий - натриевого насоса с последующим выходом электролита из клетки [13,17].
Локус токсигенности (Ent) наиболее часто располагается в плазмидах [21,20] и чаще всего является конъюгативным, что доказано в опытах межвидовой конъюгативной передачи плазмид с формированием токси-генных штаммов различных видов бактерий -Klebsiella pneuminiae, Enterobacter cloacae, Citrobacter freundii, Shigells flexneri, S. zonnei, Salminella typhimurium.
В настоящее время экспериментально доказано, что токсические субстанции энте-робактеров оказывают общетоксическое действие на белых мышей [1,10].
У Enterobacter spp. и Klebsiella spp. выделены ST-подобные энтеротоксины и обнаружена продукция LT-I-подобных белков [10].
Цитотоксический некротизирующий фактор (CNF) обнаружен у Е. coli и принадлежит к группе бактериальных токсинов, модифицирующих Rho-подсемейство небольших ГТФ-связывающих белков, которые являются регуляторами актинового цитоскелета [22,31]. Известны две разновидности токсина: CNF-1 и CNF-2. Хромосомный ген cnf-1 связан с hly генами а - гемолизина, который у уропатогенных E.coli входит в состав «островов» патогенности. Ген cnf-2 локализован на Vir или F плазмидах. Хотя токсины гомологичны на 99%, в патологии человека играет роль только CNF-1. Большинство токсинов этого семейства, включающего основные кло-стридиальные цитотоксины и СЗ-экзоэнзим С. botulinum, инактивируют Rho. CNF1, CNF2 и дерматонекротический токсин Bordetella spp. являются уникальными для представителей своего семейства, так как обладают способностью активировать Rho [24,31].
CNF1 синтезируется в виде гидрофильного полипептида с молекулярной массой примерно 115 кДа, и сохраняется первое время в цитоплазме из-за отсутствия сигнальной последовательности. Недавние исследования
структуры и действия CNF1 показали, что токсин имеет два различных четко выраженных домена: связывающий и ферментативный [33]. N-концевая часть CNF1, включающая два потенциальных трансмембранных домена, содержит участок, ответственный за связывание с клеткой-мишенью. Эта часть молекулы сходна по аминокислотному составу с токсином Pasteurella multocida - мощным митоге-ном, который считают этиологическим фактором развития прогрессирующего атрофического ринита у свиней. С-концевая часть представляет собой ферментативный домен токсина. Он имеет участок длиной 100 аминокислотных остатков, гомологичный дермонекротическому токсину, который, возможно, является активным центром токсина.
Показано, что в эукариотических клетках CNF1 вызывает реорганизацию F - акти-новых структур цитоскелета и приводит к образованию многочисленных складок на мембране, провоцирует ДНК-репликацию без клеточного деления, что обуславливает образование гигантских многоядерных клеток. Столь драматические изменения в клетках, подвергшихся воздействию CNF1, являются результатом способности токсина модифицировать Rho [24,31]. Недавно установлено, что эта модификация заключается в дезаминировании остатка глутамина в позиции 63 с образованием глутаминовой кислоты. Подобное изменение аминокислоты вызывает образование доминирующего активного Rho-белка, неспособного гидролизовать ГТФ. In vivo CNF1 вызывает некроз кожи у кроликов после внутрикожной инъекции и персистирующее воспаление у мышей.
У некоторых представителей семейства Enterobacteriaceae обнаружены термостабильные (ST) энтеротоксины, ответственные за развитие диареи у людей и животных. Среди ST-энтеротоксинов различают STa (ST-I) и STb (ST-II). STa-токсины продуцируют ETEC, V.cholerae, Y.enterocolitica, C.freundii, Klebsiella spp. STb-токсины обнаруживают преимущественно у Enterotoxin E. coli, [4] выделенных от свиней, значительно реже - у выделенных от человека.
Рецептором связывания ST-
энтеротоксина является GC-C рецептор, по химической природе который представляет гликопротеин [34,36,43], расположенный на щеточной кайме энтероцитов [30] и активиру-
ет гуанилатциклазу клеток эпителия тонкого кишечника [1]. Накопление ц-ГМФ в плазматической мембране [19] сопровождается нарушением секреции ионов хлора и электролитов, что ведет к выпоту жидкости в просвет кишечника и хорошо выявляется на биологических моделях на изолированной петле тонкой кишки кролика и на мышах-сосунках. Следует отметить, что ST-энтеротоксин действует быстрее и менее продолжительно, чем LT-энтеротоксин, обуславливая быстро проходящую диарею [39].
Гены, кодирующие STa (estA) у ЕТЕС, входят в состав мобильного генетического элемента. Они обнаружены во множестве репликонов [11]. STa транслируется в виде молекулы-прекурсора, состоящей из 72 остатков аминокислот, которая после двукратного расщепления в процессе “созревания” выделяется во внешнюю среду.
Зрелые ST-токсины - небольшие пептиды, содержащие от 19 до 53 аминокислотных остатков. STh и STp содержат 19 и 18 аминокислотных остатков, соответственно. Токсины, относящиеся к семейству STa, имеют на С-конце последовательность протяженностью 13 аминокислотных остатков, определяющих токсичность и термостабильность токсина. Шесть остатков цистеина, связанных между собой тремя дисульфидными “мостиками”, в составе данного домена обусловливают токсичность этой молекулы.
Некоторые патовары условнопатогенных энтеробактерии могут обладать несколькими факторами патогенности, что, возможно, является “инструментом” для поломки защитных механизмов хозяина и дает им возможность размножаться в различных эпитопах хозяина.
Из представленного обзора литературы следует, что бактерии семейства
Enterobacteriaceae обладают множеством факторов патогенности, среди которых ведущую роль играют адгезивная активность, факторы персистенции и продукция энтеротоксинов, являющихся инструментом ломки защитных механизмов организма особенно на начальном этапе развития инфекционного процесса, приводящего в последующем к бурному размножению возбудителя в различных этиото-пах хозяина.
Сведения об авторах статьи З.Г. Габидуллин д.м.н. профессор зав. кафедрой микробиологии БГМУ, 450000, г. Уфа, ул. Ленина 3, ГОУ ВПО «БГМУ Росздрава», тел. 273-57-50
A.А. Ахтариева к.м.н. доцент кафедры микробиологии БГМУ, 450000, г. Уфа, ул. Ленина 3, ГОУ ВПО «БГМУ Росздрава», тел. 250-01-66 e-mail: [email protected]
М.М. Туйгунов д.м.н. профессор кафедры микробиологии БГМУ, 450000, г. Уфа, ул. Ленина 3, ГОУ ВПО «БГМУ Росзд-рава», тел. 250-58-62
Р.С. Суфияров гл. врач Калтасинского р-на
B.Г. Туйгунова аспирант кафедры микробиологии БГМУ, 450000, г. Уфа, ул. Ленина 3, ГОУ ВПО «БГМУ Росздрава» e-mail: t vera 74(5).mail.ru.
P.P. Суфияров студент микробиологии БГМУ, 450000, г. Уфа, ул. Ленина 3, ГОУ ВПО «БГМУ Росздрава»
Ю.З. Габидуллин докторант микробиологии БГМУ, 450000, г. Уфа, ул. Ленина 3, ГОУ ВПО «БГМУ Росздрава»
В.М. Изикаев Аспирант кафедрымикробиологии БГМУ, 450000, г. Уфа, ул. Ленина 3, ГОУ ВПО «БГМУ Росздрава»
Г.А. Идиатуллина аспирант микробиологии БГМУ, 450000, г. Уфа, ул. Ленина 3, ГОУ ВПО «БГМУ Росздрава»
ЛИТЕРАТУРА
1. Баркус, М.М. Энтеротоксигенность бактерий рода Klebsiella и Enterobakter, определяемые иммунологическими методами / М.М. Баркус, В.М. Бондаренко, Ф.С. Флуер // Лаб. дело. -1986.
- №9. - С.556-558.
2. Бондаренко, В.М. Характеристика плазмиды Klebsiella pneumonia, несущей маркеры лекарственной устойчивости и антилизоцимной активности / В.М. Бондаренко, А.Л. Яблочков, Ю.М. Романова, В.Г. Петровская // Микробиология - 1988. - №3. - С.28-32.
3. Бондаренко, В.М. Гемолизины энтеробактерий и их связь с вирулентностью возбудителя. / В.М. Бондаренко, А.В.Голубева // Ж.микробиол. - 1988. - №11. - С. 102-109.
4. Бондаренко, В.М. Секретируемые факторы патогенности энтеробактерий./ В.М. Бондаренко, А.Р. Мавзютов, E.Golocheva // Микробиология. - 2001. - №1. - С.84-90.
5. Бондаренко В.М. Факторы патогенности бактерий и их роль в развитии инфекционного процесса. // Микробиология.-1999.-№5.-С.34-39.
6. Бухарин, О.В. Антилизоцимный тест как маркер персистенции микроорганизмов. // Теори-тическая и прикладная иммунология: Тез. докл.1 Всесоюзной конференции - М., 1982. - С.58-64.
7. Бухарин О.В. Механизмы выживания бактерий. / Бухарин О.В. Гинцбург А.Л., Романова Ю.М. и др. // М.: Медицина, 2005. - 367с.
8. Валышев, А.В. Факторы персистенции энтеробактерий фекальной флоры при дисбактериозе кишечника. / А.В. Валышев, В.Г. Гильмутдинова. С.В. Фомичева, Габрилович. // Микробиология. -1996. - №3. - С.96-98
9. Вартанян Ю.П. Отек лап белых мышей-тест для оценки активности энтеротоксинов/Ю.П. Вартанян, М.К. Северцева, О.И. Введенская,Е.С.Станиславский //Бюлл.эксп. биол. и медицины.
- 1978. - №2. - С. 150-152.
10.Вертиев, Ю.В. Токсин опосредования обусловленность инфекционных заболеваний. / Ю.В. Вертиев, И.М. Габрилович. // Микробиология. - 1987. - №3. С. 86-93.
11. Габидуллин, З.Г. Характеристика свойств, определяющих персистенцию моно- и ассоциированных культур условно-патогенных энтеробактерий / З.Г. Габидуллин, Ю.З. Габидуллин, А.А. Ахтариева // Микробиол. - 2006.-№4.-С. 62-64.
12. Габрилович, И.М. Гетерогенность антилизоцимной активности в популяциях условнопатогенных энтеробактерий / И.М. Габрилович, В.Б. Бозиев, М.И. Габрилович // Микробиология. - 1997. - №4. - С. 32-33.
13. Егорова, Т.Н. Роль бактериальных токсинов в патогензе гемолитико-уремического синдрома, вызванного энтерогемолитическими эшерихиями / Т.Н. Егорова, В.М. Бондаренко,Д.В. Зверев // Ж.Микробиология. - 2001. - №1. - С. 82-89.
14.Зеленин, А.В. Взаимодействие аминопроизводных акридина с клеткой. // М.: Наука, 1971. 231 с.
15. Козлов В.А.Гемостатическая пролиферация лимфоцитов в аспекте иммунопатогенеза различных заболеваний // Иммунология. - 2006. - №6. - С. 378-382.
16. Нестерова, И.В. Пептидная регуляция продукции интерлейкина - 8 нейтрофильными грану-лоцитами в эксперименте in vivo / И.В. Нестерова, Е.Ю. Синельникова, И.Н.Швыдченко // Иммунология. - 2006. - №5. - С.275-278.
17.Плехова, Н.Г. Бактерицидная активность фагоцитов // Микробиология - 2006. - №6. - С.89-96.
18.Рябиченко, Е.В. Роль кишечной бактериальной аутофлоры и ее эндотоксина в патологии человека / Е.В. Рябиченко, В.М. Бондаренко // Ж.Микробиология. - 2007. - №3. - С. 103-111.
19.Сварваль, А.В. Липополисахарид иерсиний и его биологическая активность /А.В. Сварваль, Г.Я. Ценева, О.А. Шендерович // Микробиология. - 2006. - №3. - С. 100-104.
20.Туйгунов, М.М. Механизмы расшифровки иммуносупрессивной активности термолабильного энтеротоксина бактерий рода Citrobakter / М.М. Туйгунов // Астма, аллергия и клиническая иммунология. - 2003. - №11. - С.8-14.
21.Туйгунов, М.М. Молекулярные механизмы взаимоотношений организма и патогенных энтеробактерий / М.М. Туйгунов, З.Г. Габидуллин, А.В. Зурочка и др. // Микробиология. - 2003. -№4. - С. 23-27.
22.Aktories K. / Aktories K. Rho protheins: targets for bacterial toxins//Trends Microbiol.-1997.-Vol.
5.- P. 282-288.
23.Ban E. et al. /Cr G motifs induce Langerhans cell migration in vivo./E. Ban,L/ Dupre, E.Hermann//Inf. Immunol.-2000.-Vol. 12.- P. 737-745.
24.Blum G.,Ott M.,Lichewski A. et al /Excision of large DNA regions termtd pahigenicity islfnd from tRNA-specific loci in the chromosomt of an Escherichia coli wild - tipe pathogen//Infect. Immun.-1994.- Vol. 62.- P. 606-614.
25.Burdette J.H/ Enterobacter sakasakii brain abscess in the neonate: the importance of nuroradiologic imaging/ J.N.Burdette, C.Santos //Pediatr. Radiol.-2000. -Vol. 30.- P. 33-34.
26.Chen Y.,Zychlinsky A. Apoptosis indued by bacterial pathogens//Microb.Pathogen.-1994. -Vol.
17.- P. 203-212.
27.Cleary J. et al Enteropathogenic Escherichia coli (EPEC) adhesion to intestinial epithelial cells: role of bundleforming pili (BFP), EspA filaments and intimin./J. Cleary// Microb.-2000. -Vol. 150.- P. 527-538.
28.De HaanL. et al Role of GMI binding in the mucosal immunogeticity and adjuvant activity of the Escherichia coli heat- labilt enterotoxin and its B subunit./L.De Haan et al // Immunol.-1998.-Vol. 94. №3.- P. 424-430.
29.De Smedt T. et al. / Effect of interleukin-10 on dendretic cell naturation and function.// Eur.J. Im-munol.-1997.-Vol. 27. №3.- P. 1229-1235.
30.Denis V. et al./ Interleukin-2 and granulocytemacrophage colony-stimulating factor stimulate growth of a virulent strains Escherichia coli//Infect. Immun.-1991.- Vol. 59.- P. 1853-6.
31.DeRycke J. et al./Evidence for two types of cytotoxic necrotizing factor in human and animal clinical isolates of Escherichia coli // J. Clin. Microb.-1990. -Vol. 28.- P. 694-9.
32.Girardeau J. P. et al./Extended Virulence Genotype of pathogenic Escherichia coli isolates Carring the afa -8 Operon:Evidens of Sivilarits between isolates from Humans and Animals with Extraintestinal infectons./ J. P. Girardeau et al.// J. Clin. Microb.-2003. -Vol. 41.- №1.- P. 218-226.
33.Godaly G., et al./ Role of epithelial interleukin-8 and neutrophil IL-8 receptor A in Escherichia co-li-induced transepithelial neutrophil migration / Godaly G., et al. //Infect. Immun.-1997.- Vol.659.-P. 3451--6.
34.Hanter C.J. et al./Lactobacillus bulgaricus prevents intestinal epithelial cell injury caused by Cro-nobacter (Enterobacter) sakasakii-indused nitric oxide both in vitro and in the newborn rat model of ntcrotizing enterocolitis. / C.J. Hanter et al. //Infect. Immun.-2008.[Epub. Ahead of print].
35.Hedlund V. et al./Role of the ceramide signaling pathway in cytokine responses to p fimbriated Escherichia coli //j. Exp. Med.-1996.- Vol.183.- P. 1037-44/.
36. Hedlund V. et al./Sphingomielin, glycosphingolipids and ceramide signaling in cells exposed to P fimbriated Escherichia coli./M.Hedlund,A.Nilsson,R.D.Duan, C.Svanborg// Mol.Microbiol.- 1998.-vol.29.-P.1297-1306.*32*
37.Henderson B.,Wilson M./ Henderson B. Bacterial induction of citocines:beyond LPS//Cytokine.-1996.-Vol.8.-P.269-82.*180*
38.Herold S., Karch H.,Schmidt H.Shiga toxin-encoding bacteriophages—genomes in motion.//Int J.Med.Microbiol.-2004,2-3 (294).-P.115-121.2
39.Hilbi H.,Chen Y.,Thirumalai K.,Zychlinsaky/The interleukin 1B-converting enzyme, caspase 1, is activated during Shigella flexneri-induced apoptosis in human monocyte-derived macrophages // Infest. Immum. -1997. - Vol.65. - P.5165-70.*165*
40.Horrstman A.L. et al. Enterotoxigenes Enterichia coli secrets active heat-labile enterotoxin via outer membrane vesicles./ A.L.Horrsman,M.J.Kuen.// J.Biol.Chem.-2000.-Vol.2750, №17.- P. 1248912496.109
41.Jones, C.H.et al. /Film H adhesion of type I pili is assembleb into a fibrillar tip structure in the Enterobacteriaceae./ C.H. Jones,J.S. et al./Proc.Natl.Akad. Sci.USA.-1995.- Vol.92.- P. 2081-2085.
42.Rim E.I. et al. Enterobacter sakasakii-invasion in human intestinal Caco-2 cells requires the host cell cytoskeleton and is enhaydsed by disruption of tight Junction.//Infection Immuniny/-2008.-Vol.76, №2.- - P. 562-570.
43. Laney D.W. et al. Novel sites for exspression of an Escherichia coli heatstable enterotoxin receptor in the developing rat./D.W. Laney et al.// Am. J. Physiol. -1992. - Vol.263. - P.821-834.
44.Liy J. et al. Ingibiton of neutrophil apoptosis by verotoxin 2 derivid from Escherichia coli 0157:H7/ J. Liy et al. //Infect. Immun. -1999. - Vol.67. - P.6203-6205.
45.Lockman H.,Kaper J.B./ Lockman H. Nukleonide sequence analisis of the A2 and B subunits of the Vibrio cholera tnterotoxin//J/ Biol.Chem.-1983.- Vol.258.- P. 13722-6.
46.Malaviya R.,Ross E.A.,Jakschik B.A. et al./ Mast cell degranulation induced by type 1 fimbriated Escherichia coli in mice//J. Clin. Invest.-1994.- Vol.93.- P. 1645-53.
47.Mammeri H. et al. Coexistence of SHV-4 and TEM-24-producing Enterobacter aerogenes strains before a large outbreak of TEM-24- producing strains in a French hospital///J. Clin. Microbiol.-2001.-Vol.39.- P. 2184-2190.25.
