CC BY
25
УДК 576.851.252:616-053.2:614.87
ИЗМЕНЕНИЕ ПЕРСИСТЕНТНЫХ СВОЙСТВ &АиЯЕШ И СОСТОЯНИЕ РЕЗИСТЕНТНОСТИ СЛИЗИСТЫХ ОБОЛОЧЕК ВЕРХНИХ ДЫХАТЕЛЬНЫХ ПУТЕЙ У БАКТЕРИОНОСИТЕЛЕЙ, ПОДВЕРЖЕННЫХ РАЗНОЙ АНТРОПОГЕННОЙ НАГРУЗКЕ
© 2011 г. С.С. Бакшеева
Красноярский государственный медицинский университет, Krasnoyarsk State Medical University,
ул. Партизана Железняка, 1, г. Красноярск, 660022, Partizan Zheleznyak St., 1, Krasnoyarsk, 660022,
[email protected] [email protected]
Обследовано 385 детей, проживающих в районах с разной антропогенной нагрузкой г. Красноярска. Обнаружено снижение активности лизо-цима и уменьшение концентрации sIg А у обследуемых детей, проживающих в экологически неблагополучном районе, что способствует увеличению бактерионосительства S.aureus. Стафилококки, колонизирующие передний отдел носа детей, проживающих в экологически неблагополучном районе, обладали более выраженными факторами персистенции на фоне снижения резистентности слизистых оболочек.
Ключевые слова: лизоцим, sIg А, S.aureus, персистенция, бактерионосительство, антропогенная нагрузка.
The study involved 385 children living in the city of Krasnoyarsk in areas with different anthropogenic load. The levels of lysozyme in the mixed saliva and the content of sIgA in lavages from the mucosa of the nasal cavity, and bacteriological tests performed on the carriage of Staphylococcus aureus and studied the persistent characteristics of the isolated cultures S.aureus. It was found decreasing in lysozyme activity and the decrease in sIgA in the surveyed children living in ecologically unfavorable area, which contributes to an increase in bacteria S.aureus. Staphylococci colonizing the anterior nasal children living in hot spots, had a more prominent factors in the persistence of the reduction of local immunity of the mucous membranes.
Keywords: lysozyme, sIgA, S.aureus, persistence, bacteriocarrier, anthropogenic load.
Проблема стафилококкового бактерионосительства сохраняет свою актуальность, поскольку бактерионосители являются источниками эпидемиологической опасности. Независимо от этиологии, инфекционный процесс начинается с колонизации слизистой оболочки в месте входных ворот. Дальнейшее течение инфекционного процесса определяется свойствами патогена и уровнем защищенности от него организма хозяина [1, 2].
В патогенезе резидентного стафилококкового бактерионосительства важную роль играет снижение резистентности слизистых оболочек верхних дыхательных путей, в частности, нарушение синтеза sIgA и концентрации лизоцима. Среди факторов, определяющих колонизационную резистентность слизистой оболочки верхних дыхательных путей, ведущая роль принадлежит секреторному иммуноглобулину А и лизоциму [3]. На сегодняшний день имеются многочисленные факты, подтверждающие способность микроорганизмов инактивировать или связывать многие компоненты антимикробной защиты слизистых оболочек макроорганизма [4]. Выявлено, что стафилококки способны продуцировать протеиназы с широкой субстратной специфичностью, расщепляя в тестах in vitro такие белки, как коллаген, лизоцим, иммуноглобулины всех классов и другие [5], что нарушает локальные процессы иммунорегуляции и влияет на течение и исход инфекционного процесса. До настоящего времени остается открытым вопрос об использовании свойств микроорганизмов, способствующих уклонению от защитных факторов макроорганизма и обеспечивающих колонизацию, в качестве маркеров патогенности у клинических изолятов, а также критериев эпидемиологической опасности [6].
До конца не выяснена роль антилизоцимной, антиин-терфероновой и антикомплементарной активностей S. aureus и резистентности слизистых оболочек в формировании бактерионосительства у детей, проживающих в экологически неравнозначных условиях.
Цель работы - определить факторы персистенции стафилококков и состояние резистентности слизистых оболочек верхних дыхательных путей у детей - резидентных бактерионосителей, проживающих в районах с разной антропогенной нагрузкой.
Материалы и методы
Проведено обследование 385 детей, проживающих в районах с разной антропогенной нагрузкой г. Красноярска. Все дети в возрасте 7-11 лет были разделены на 2 группы и проживали в исследуемых районах города с момента рождения.
В первую группу вошли дети, проживающие в экологически чистом районе (n = 202) вдали от промышленных предприятий (ИЗА <0,6 отн. ед.). Дети второй группы (n = 183) проживали рядом с химическими предприятиями, в число приоритетных загрязнителей атмосферы которых входили полициклические ароматические углеводороды, бенз-а-пирен, фтористые соединения. Уровни разовых максимальных концентраций в жилых массивах этого района на всех пунктах наблюдения превышают санитарные нормы в 7-39 раз. В почвенном слое отмечалось значительное превышение концентрации цинка, никеля, стронция, свинца и марганца. Индекс загрязнения атмосферы (ИЗА) в этом районе составил 16,1 отн. ед., среднесуточное загрязнение пылевыми частицами не превышало ПДК (до 0,15 отн. ед.) и составило 0,123 отн. ед. [7, 8].
В каждой группе оценивали содержание лизоцима в смешанной слюне и содержание секреторного иммуноглобулина (sIgA) в смывах со слизистой полости носа, а также проводили бактериологическое исследование на носительство золотистого стафилококка и изучали персистентные характеристики выделенных культур S. aureus.
Количественное определение sIgA в смывах со слизистой передних отделов полости носа проводили с помощью набора «IgA секреторный-ИФА-БЕСТ», ЗАО «Вектор-Бест» (Новосибирск) на комплекте оборудования для ИФА (Bio-Rad, США-Франция). Активность лизоцима определяли в смешанной слюне (%), которая забиралась в одно и то же время суток - в утренние часы, натощак, без стимуляции слюнных желез, методом сплевывания в стерильную пробирку. Активность лизоцима смешанной слюны определяли фотонефелометрическим методом.
Выделение и идентификацию стафилококков проводили общепринятыми методами [9]. При определении видовой принадлежности штаммов использовали микротесты фирмы «Lachema» (Чехия»).
При обследовании школьников на стафилококковый биоценоз исследуемый материал (клетки эпителия слизистой носа) засевали на чашки с желточно-солевым агаром. После инкубировали при 37 оС в течение 24-48 ч производили количественную и качественную оценку выросших колоний, расчет показателя микробной обсемененности (ПМО).
Число микробных клеток 103 и более на тампон является показателем высокой обсемененности и свидетельствует о бактерионосительстве, представляющим эпидемическую опасность.
Тип стафилококкового бактерионосительства определяли по антилизоцимной активности (АЛА) штамма. При наличии у золотистых стафилококков АЛА-признака бактерионосителей относили к резидентным [10].
Для изучения персистентных характеристик наряду с общепринятыми биологическими свойствами у выделенных штаммов стафилококков определяли антилизо-цимную активность (АЛА), антиинтерфироновую (АИА) и антикомплементарную (АКА) активности.
Определение наличия и выраженности антилизо-цимной активности (АЛА), антиинтерфероновой и антикомплементарной активностей стафилококков проводили по методам О.В. Бухарина с соавт. [1].
Статистическую обработку результатов проводили с помощью пакета прикладных Statistica 6.0. Поскольку по критерию Шапиро-Уилкса распределение носило нормальный характер, для описания качественных учетных признаков применяли среднее арифметическое и стандартную ошибку среднего (M±m). Основываясь на равенстве дисперсий, значимость различий определяли по критерию t-Стьюдента. Для качественных признаков рассчитывалась процентная доля, стандартная ошибка доли (P±m) или 95%-й доверительный интервал (Р [95 % ДИ]), значимость отличий определялась по критерию х 2. Критический уровень значимости (р) при проверке статистических гипотез в данном исследовании принимался равным 0,05.
Результаты и обсуждения
Защитные факторы слизистых оболочек зависят от концентрации лизоцима, который лизирует клеточную стенку некоторых микроорганизмов, в первую очередь грамположительных. Кроме того, лизоцим стимулирует фагоцитарную активность лейкоцитов и участвует в регенерации биологических тканей. В нашем исследовании обнаружено снижение активности лизоцима в смешенной слюне у детей, проживающих в экологически неблагополучном район (группа 2), по сравнению с детьми из экологически благополучного района (табл. 1).
Таблица 1
Концентрация лизоцима и «^А у детей, проживающих в районах с разной антропогенной нагрузкой
Показатель Группа p
1 (n=202) 2(n=183)
Лизоцим, % Р [95% ДИ] 6,02 [5,98;6,06] 4,80 [4,76;4,84] <0,001 <0,001
sIgA ,г/л (M±m) 3,01±0,02 1,60±0,02 <0,001
Одним из важных факторов антибактериальной защиты является sIgA, который препятствует адгезии бактерий к поверхности клеток слизистых оболочек. Исследование концентрации sIgA в смывах из носовой полости выявило значительное снижение его уровня у детей из экологически неблагополучного района (табл. 1), что, возможно, связано с местной иммуносупрессией за счет воздействия неблагоприятных факторов окружающей среды.
Снижение уровня sIgA и лизоцима приводит к снижению резистентности слизистых оболочек верхних дыхательных путей и способствует колонизации патогенными микроорганизмами данных биотопов -развитию носительства золотистого стафилококка. Установлено, что распространенность стафилококкового бактерионосительства в популяции детей г. Красноярска достаточно высока. С максимальной частотой S. aureus выделяли со слизистых оболочек переднего отдела носа у детей 2-й группы, проживающих в экологически неблагополучном районе города - 56,8 %, в а экологически благополучном районе (1-я группа) количество бактерионосителей золотистого стафилококка было значительно ниже - 37,6 % обследуемых детей (табл. 2).
Таблица 2
Распространенность бактерионосительства S. aureus у детей, проживающих в районах с разной антропогенной нагрузкой
Группа Критерий х2
Показатель 1(n= 202) 2(n=183)
Абс. % Абс. %
Количество бак-
терионосителей S. aureus, % 76 37,6 104 56,8 1,2<0,01
Рассматривая влияние носительства стафилококка на организм ребенка, следует отметить, что ряд исследователей считают его одним из ведущих факторов риска развития заболеваний инфекционной этиологии [6]. Стафилококки обладают способностью к деградации иммуноглобулинов различных классов, истощают систему комплемента, приводят к нарушениям функционирования и кооперации иммунного ответа, в частности, основных регуляторных субпопуляций Т-лимфоцитов, подавляют активность факторов неспецифической резистентности - лизоцима, способствуют развитию гиперчувствительности замедленного типа, нарушают процессы фагоцитоза и
др. [11, 12].
Проведенный корреляционный анализ показал обратную связь средней силы (0,40 и 0,36 соответственно, p<0,05) между sIg А, лизоцимом и резидентным носительством золотистого стафилококка.
При исследовании факторов персистенции, выделенных со слизистой оболочки переднего отдела носа у детей S. аureus, было изучено 180 культур стафилококка.
При анализе персистентных характеристик штаммов S. aureus установлено, что показатели антилизо-цимной активности (АЛА) стафилококков, выделенные от детей 1 -й исследуемой группы, проживающих в экологически благополучном районе, были минимальные (1,18±0,57 мкг/мл) и значительно отличались от таковых во 2-й группе (2,8 мкг/мл) (p<0,05). Культуры стафилококка, выделенные со слизистой носа детей первой группы, обладали низкой антиинтерфе-роновой активностью (63,2 %), а во втором районе 70,2 % культур имели средние значение АИА. Сред-непопуляционная антикомплементарная активность изученных культур стафилококка была низкой и не превышала 10 усл. ед., составляя в первом исследуемом районе 5,5±1,79, во втором - 8,03±3,01 усл. ед.
Анализ частоты встречаемости комбинации всех трех исследуемых факторов персистенции у стафилококков, выделенных со слизистой носа детей, показал, что все культуры имели данные признаки, но у S.aureus, вегетирующих слизистые детей 1 -й группы высокие значение АЛА, АИА, АКА не регистрировались. У более чем 15 % исследуемых культур, выделенных во 2-й группе, встречалась комбинация всех изученных факторов персистенции с высокими значениями.
Поступила в редакцию_
Таким образом, установлено, что под воздействием неблагоприятных факторов окружающей среды наблюдается снижение резистентности слизистых оболочек верхних дыхательных путей у детей. Стафилококки у детей, проживающих в экологически неблагополучном районе крупного промышленного города, обладали более выраженными факторами пер-систенции на фоне снижения местного иммунитета слизистых оболочек.
Литература
1. Бухарин О.В. Персистенция патогенных бактерий. М.,
1999. С. 48-56.
2. Фенотипическая характеристика стафилококков и мест-
ный иммунитет при бактерионосительстве / О.Л. Кар-ташова [и др.] // Журн. микробиол. 2009. № 4. С. 99102.
3. Targeting of secretor IgA to Peyers patch dentritis and T
cells after transport by intestinal M cells / J. Rey [et al.] // Immunology. 2004. Vol. 172, № 5. Р. 3026-3033.
4. Molecular and biotechnological aspects of microbial pro-
teases / M.B. Rao [et al.] // Microbiol. Mol. Biol. Rev. 1998. Vol. 62. Р. 597-635.
5. Cleavage of human immunoglobulins by serine ptoteinase
from Staphylococcus aureus / L. Prokesova [et al.] // Immunol. Let. 1992. Vol. 31. P. 259-265.
6. Кутепов Е.Н. Проблемы диагностики донозологических
и преморбидных состояний в связи с воздействием факторов окружающей среды // Гигиена и санитария. 1993. № 1. С. 6-9.
7. Иванова О.Ю. Конституциональные типы и система
внешнего дыхания детей в условиях крупного промышленного города: дис. ... канд. мед. наук. Красноярск, 2004. 152 с.
8. Михайлова Л.А. Матыскин А.В. Особенности внешнего
дыхания у детей промышленного города // Сибирское медицинское обозрение. 2009. № 2. С. 54-59.
9. Справочник по микробиологическим и вирусологиче-
ским методам исследования / под ред. М.О. Биргера. М., 1982. С. 125-129.
10. Метод определения антилизоцимной активности микро-
организмов / О.В. Бухарин [и др.] // Журн. микробиол. 1984. № 2. С. 27-29.
11. Бухарин О.В., Усвяцов Б.Я. Бактерионосительство. Ека-
теринбург, 1996. С. 13-21.
12. Захарченко М.П., Гриневич В.Б., Добрынин В.М. Про-
блемы диагностики дисбиоза под влиянием факторов окружающей среды // Гигиена и санитария. 2003. № 6. С. 74-76.
21 декабря 2010 г.
