CC BY
60
УДК: 579.2:579.61:616.6-07
ИЗМЕНЕНИЕ ФАКТОРОВ ПЕРСИСТЕНЦИИ ЭНТЕРОКОККОВ ПРИ СОКУЛЬТИВИРОВАНИИ С ПРОСТЕЙШИМИ БЬАЗТОСУЗТІЗ НОМШІБ
Н.В. БУГЕРО, Н.И. ПОТАТУРКИНА-НЕСТЕРОВА*
В работе приведены данные о динамике персистентных характеристик (АЛА, АГА и АЛфА) энтерококков в процессе сокультивиро-вания с простейшими бластоцистами. Обнаружение персистентных характеристик энтерококков в монокультуре и изменение их показателей при сокультивировании с простейшими бластоцистами пополняет изучаемый спектр механизмов, обеспечивающих симбиотические связи в протозойно-бактериальных ассоциациях Ключевые слова: Біавіосузгів Ьошіпіб, энтерококки, симбиотические связи, персистенция, антилизоцимная, антигистоновая, анти-лактоферриновая активности.
В последние десятилетия различными научными школами простейшие изучаются как хозяева возбудителей ряда инфекционных заболеваний [1].
Анализ литературных данных и наши собственные исследования показали, что довольно часто в микробиоценозах кишечника человека разных групп населения встречаются простейшие Віавіюсувіів Ьошіпіб, которые активно принимают участие в формировании особого паразитоценоза. Доказано, что наличие бластоцист в кишечнике в ассоциации с другими микроорганизмами могут приводить к различным формам дисбактериоза [2].
Проведенные нами исследования показали, что довольно часто у людей инвазированных бластоцистами выявляются бактерии рода Епґєгососсш (Е./авс/ііз), входящие в состав нормальной микрофлоры пищеварительного тракта человека, играя важную роль в обеспечении колонизационной резистентностью слизистых. В то же время они являются представителями группы условнопатогенных бактерий, способных вызывать аутоинфекцию.
Выявлена возможность поддержания численности ряда бактерий при взаимодействии с простейшими и регуляции в результате внутриклеточного паразитирования некоторых их свойств, в частности к устойчивости фагоцитоза [3], антилизо-цимной активности и др. Однако сведения об усилении факторов персистенции бактерий в результате взаимодействия с простейшими носят отрывочный характер.
Цель исследования - изучения роли персистентных свойств бактерий рода Епґєгососспз в ассоциации с простейшими бластоцистами.
Материалы и методы исследования. В настоящей работе использованы 90 штаммов Епґєгососспз /аєс/їіз и 118 штаммов Вїазґосузґіз котіпіз, выделенных от людей с патологией кишечника и желчевыводящих путей. Данные штаммы были определены для исследования как наиболее часто встречающиеся сочетания условно- патогенных бактерий с простейшими В. котіпіз. Используемые штаммы бактерий были идентифицированы по морфологическим, тинкториальным и биохимическим свойствам с помощью коммерческих тест-систем фирмы «ЬасЬеша» (Чехия). Выявление бластоцист производили в ходе микробиологического анализа испражнений людей. Для культивирования бластоцист использовали среду 8игевЬ. По описанным методикам изучали наличие у энтерококков факторов персистенции: анти-лизоцимной (АЛА) [4], антилактоферриновой (АЛфА) [5] и ан-тигистоновой активности (АГА) [6] в монокультуе и при со-культивировании с простейшими бластоцистами.
Достоверность выявленных различий оценивали с использованием критерия Стьюдента [7].
Результаты и их обсуждение. Анализ выраженности пер-сиситентных характеристик у штаммов Е^аєс/ііз показал, что более 80% (70) культур обладают АЛА. Среднее значение АЛ признака составило 2,3±0,02 мкг/мл. На долю штаммов с высокими значениями признака (2,7±0,05 мкг/мл) приходилось 28,5% (20) культуры, со средними и низкими значениями (2,1±0,02 мкг/м и 1,7±0,03мкг/мл), что составило 38,5% (27) и 33,0% (23) культура соответственно.
Из 90 исследуемых культур Е./аєс/Ііз 87 (97%) обладали ан-тилактоферриновой активностью. Выраженность АЛфА в популяциях Е./аєс/Ііз колебалась в пределах 54-121 нг/мл (табл.).
Максимальные значения антилактоферриновой активности (87-121±0,05 нг/мл) проявляли 36,7% штаммов Е./аєс/Ііз. Средни-
ми значениями изучаемого признака, равной 71-86±0,03 нг/мл, обладало 48,3% штаммов энтерококков. Минимальные показатели АЛфА (54-70±0,01 нг/мл) отмечены у 15% исследуемых культур.
Таблица
Частота встречаемости и выраженность АЛфА штаммов Е./аес/Н.8
Показатели АЛфА (нг/мл) Обследуемые лица
Количество штаммов, обладающих АЛфА % штаммов, обладающих АЛфА
54-70 13 15,0
71-86 55 48,3
87-121 19 36,7
Всего штаммов 87 100
При анализе АГ А энтерококков установлено, что этот признак проявлялся не у всех штаммов исследуемых культур Е./аве/Из и был обнаружен лишь в 30% случаев (26 штаммов). Большая часть культур Е./аве/1з имела средние и низкие значения изучаемого признака, их величина составила 2,84,0±0,05 мкг/мл - 15 культур (57,7%) и 1,7-2,8±0,05 мкг/мл -11 культур (42,3%) соответственно.
В качестве воздействующих культур были выбраны штаммы простейших Б.Иот1тз, выделенные из фекалий больных с заболеваниями кишечника и желчевыводящих путей. Чистые культуры бластоцист проявляли антилизоцимную активность в пределах 2-5 мкг/мл, антилактоферриновую от 62-302 нг/мл и антигистоновую активность от 4,3 до 7,1 мкг/мл.
Сокультивирвание простейших и бактерий энтерококков проводили в течение 36 часов, затем анализировали изменение персистентных свойств микроорганизмов.
При сокультивировании с простейшими бластоцистами ан-тилизоцимная активность Е./аве/1з составила в среднем 2,7+0,02 мкг/мл (р<0,01) (до сокультивирования показатель был равен 2,3±0,02 мкг/мл). В 75,7% наблюдалось повышение свойства в среднем в 2,8 раза, снижение способности в 1,8 раза к инактивации лизоцима проявилось у 18,3 (6,71%) штаммов энтерококков от исходного уровня (р<0,05), без явных изменений оставались 6% исследуемых культур энтерококков.
Динамика изменения АЛфА показала следующие результаты. У штаммов Е./аве/1з до начала эксперимента АЛфА проявлялась на уровне 56-121 нг/мл. В популяции этих бактерий, выделенных из сокультивировавшихся с ними простейших В.ЬошЫв, регистрировались штаммы с уровнем АЛфА 63±0,02 нг/мл - 87±0,02 нг/мл (10%) культур, 87±0,02 нг/мл - 111±0,05 нг/мл (20%) культур, 111±0,05 нг/мл - 134±0,07 нг/мл (50%) штаммов и индифферентный эффект имели 20,0% Е./аве/1з . Как показывают данные эксперимента повышение свойства происходило более, чем у 80% культур. В результате сокультивирования Е./аве/1з с бластоцистами штаммы бактерий повышали свою активность, в то время как снижение значений изучаемого признака не происходило.
Антигистоновая активность Е./аве/Из при сокультиви-ровании с бластоцистами повышалась, в среднем, до 4,5±0,05 мкг/мл (до сокультивирования показатель был равен 3,2±0,02 мкг/мл) (р>0,05). Повышение АГА отмечалось у 17 культур (65,3%) из 26, обладающих АГА до сокультивирова-ния с бластоцистами от исходного значения, снижение признака - у 7 штаммов (27,0%) (р<0,05) и 2 штамма (7,7%) культуры проявляли индифферентный характер в отношении АГА.
Выводы. Таким образом, обнаруженная нами в процессе сокультивирования с простейшими бластоцистами динамика персистентных характеристик (АЛА, АГА и АЛфА) бактерий энтерококков говорит о механизме взаимодействия в системе типа эукариот - прокариот, позволяющих энтерококкам сохраняться и накапливаться в протозойно-бактериальных ассоциациях. С этой точки зрения наличие антилизоцимной, антилактофер-риновой и антигистоновой активности у бактерий-ассоциантов простейших обеспечивает им защиту от лизоцима, белков - лак-тоферрина и гистонов эукариот, способствует реализации меж-микробных взаимодействий. Обнаружение персистентных характеристик энтерококков в монокультуре и изменение их показателей при сокультивировании с простейшими бластоцистами пополняет изучаемый спектр механизмов, обеспечивающих симбиотические связи в протозойно-бактериальных ассоциациях.
Литература
* ГОУ ВПО «Ульяновский государственный университет» 432970, г. Ульяновск, ул. Льва Толстого, 42, E-mail: [email protected]
1. Коренберг, Э.И. Успехи современной биологии /
Э.И. Коренберг.- 2005.- №2.- С. 131
2. Красноперова, Ю.Ю. Изменение состава микрофлоры кишечника при дисбиозе, вызванном инвазией простейшими Blastocystis hominis / Ю.Ю. Красноперова, Н.С. Глебова, А.М. Лазарев, А.В. Курзин // Материалы I конференции молодых ученых медико-биологической секции и поволжской ассоциации государственных университетов.- Ульяновск.- 2007.- C. 51-52.
3. Пушкарева, В.И. Паразитизм простейших как стратегия существования патогенных бактерий в почвах и водоемах / В.И. Пушкарева // Успехи современной биологии.- 2006.- №4.- С. 323-332.
4. Бухарин, О.В. Персистенция патогенных бактерий / О.В. Бухарин.- М.: Медицина, 1999.
5. Новый метод определения антилактоферриновой активности микроорганизмов // Журн. Микробиол.- 2003.- №4.-С. 64-67.
6. Вестник ОГУ / Н.В. Немцева [и др.].- 2005.- 5 (43): 3540.
7. Лакин, Г. Ф. Биометрия (учебное пособие для биологических специальностей университетов) / Г.Ф. Лакин.- М., высшая школа.- 1990.
CHANGE OF FACTORS FOR THE PERSISTENCE OF ENTEROCOCCI UPON THE COCULTURE WITH THE SIMPLEST BLASTOCYSTIS HOMINIS
N.V. BUGERO, N.I. POTATURKINA-NESTEROVA Ulyanovsk State University
The paper presents the data on the dynamics of persistent characteristics of (ala, aga and alpha) enterococci in the process of co-cultivating with simplest blastocysts. the detection of persistent characteristics of enterococci in a monoculture and their indices' change at co-cultivating with simplest blastocysts replenish the studied range of mechanisms which provide symbiotic connections in protozoal and bacterial associations.
Key words: blastocystis hominis, enterococci, symbiotic connections, persistence, anti-lysozyme, anti-histone, anti-lactoferrin activeness.
УДК 389.001
СРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ И УСОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ МЕТОДОВ ПАРАЛЛЕЛЬНОЙ РЕКОНСТРУКЦИИ ИЗОБРАЖЕНИЙ МАГНИТНО-РЕЗОНАНСНОЙ ТОМОГРАФИИ
П.С. СЕРЕГИН*
Статья рассматривает современные методы параллельной реконструкции изображений магнитно-резонансной томографии. Результаты сравнительного анализа методов параллельной реконструкции изображений получены на базе моделирования и экспериментальных исследований. Отдельное внимание уделяется усовершенствованию методов SENSE и SPACE-RIP. Статья полезна специалистам, работающим с магнитно-резонансной томографией, так как в ней изложено влияние различных режимов реконструкции изображений на основные качественные параметры магнитно-резонансной томографии. Ключевые слова: магнитно-резонансная томография, параллельная реконструкция изображений магнитно-резонансной томографии, артефакты магнитно-резонансной томографии.
Магнитно-резонансная томография (МРТ) является современным и быстроразвивающимся методом медицинской визуализации. Многие характеристики МРТ систем сильно взаимосвязаны между собой. К примеру, если требуется получить высокое разрешение - необходимо увеличить число шагов фазового кодирования, что приводит к увеличению времени сканирования. Вместе с тем, при параллельной реконструкции изображений МРТ, время сканирования можно уменьшить путем увеличения фактора акселерации R. Однако, с увеличение фактора акселерации, существенно возрастает фактор геометрических искажений, который затрудняет оценку МРТ изображения.
Приведем несколько практических примеров, где наиболее остро прослеживается необходимость в точном определении параметров сканирования. Например, при МРТ исследовании печени довольно часто возникает сложность в дифференцирова-
нии гемангиомы и очагового поражения. При исследовании глубоких структур мозга с целью выявления рассеянного склероза важен достаточный уровень контраст/шум и пространственного разрешения. Однако, при длительном сканировании, возникает движение области сканирования (вследствие движений пациента или его внутренних органов) - что усугубляет ситуацию и требует уменьшения времени сканирования.
Таким образом, в медицинской клинической практике, выбор параметров сканирования и алгоритма реконструкции являются компромиссными и обуславливаются максимальной диагностической полнотой при минимальном времени сканирования. Поиск оптимальных параметров реконструкций является сложной задачей. Их оценка и исследование необходимы для улучшения качественных характеристик МРТ.
Бесспорно, качество МРТ изображений складывается из работы разных систем. Важно отметить тенденцию коммерческих МРТ сканеров: чем новее аппарат, тем более качественные снимки они способны получать. Это достигается улучшением в работе ряда систем: улучшение однородности поля и градиентных систем, уменьшения искажений в радиопередатчике и приемном тракте т.д. Поэтому качественные параметры МРТ сканеров определяются не только величиной постоянного магнитного поля и параметрами градиентных систем, но и типом антенных систем, а так же алгоритмами построения изображений. Таким образом, принципы построения и работы систем реконструкции МРТ сканеров являются актуальной задачей.
Существенным достижением обработки сигналов МРТ стало появление параллельных систем реконструкции. Параллельная реконструкция изображений является неотъемлемым атрибутом современных МРТ систем. По сравнению с классическими методами реконструкции (например, полным или частичным преобразованием Фурье) методы параллельной реконструкции позволяют извлекать дополнительную фазовую информацию. Это дает возможность сократить время исследования. В целом, к достоинствам параллельных методов реконструкции МРТ изображений следует отнести: сокращение времени сканирования, повышение коэффициента сигнал-шум изображений (этот фактор обусловлен не самими алгоритмами параллельной реконструкции, а многоканальными антенными системами), сокращение артефактов (искажений изображений) различного рода. Но вместе с тем присущ ряд недостатков: появление артефактов при высоком уровне акселерации, ухудшение коэффициента сигнал/шум изображения и т.д. Кроме того, данные недостатки усугубляются тем фактом, что их проявление носит сложный характер и зависит от ряда факторов.
Качество МРТ изображений принято оценивать следующими параметрами[3]: пространственное разрешение, коэффициент сигнал/шум (SNR), коэффициент контраст/шума, уровень артефактов (искажения изображения, AP). Более подробно расчет данных параметров описан в [1].
Экспериментально были получены следующие данные:
Таблица 1
Экспериментальные данные (T2 релаксация)
Параметры Бремя, сек. SNR AP
1. Базовое сканирование 114 23,31156
2. Сканирование с усреднением N=2 205 23,00114 0,0074
3. Сканирование с уменьшенным числом фазового кодирования Ыфаз=50%, NFOVфаз=50% 33 9,79662 0,1341
4. Сканирование на основе реконструкции методом дробного преобразования Фурье pFT=4/8 80 23,32699 0,0237
5. GRAPPA алгоритм, R=2, ACS=54 64 22,86709 0,0300
6. MSENSE алгоритм, R=2, ACS=54 64 23,99354 0,0284
7. GRAPPA алгоритм, R=2, ACS=100 69 22,61349 0,0281
8. GRAPPA алгоритм, R=2, ACS=210 73 22,67724 0,0279
Примечание: данные, представленные в таблице, были получены с МРТ сканера Siemens Harmony 1T при следующих параметрах: матрица изображения: 320х320, TR=4490, TE=148, FOV=300x300,
T2 сагитальная проекция, iPAT spine антенная система.
* Тульский государственный университет, 300012, г. Тула, Пр.-т Ленина, д. 92, [email protected]
