CC BY
20
дискуссии el
Микроскопические особенности взаимодействия эндобактерий и Candida spp.
Мурадова С.А., Караев З.О., Курбанов А.И., Гурбанова С.Ф.
Азербайджанский медицинский университет, Баку
Muradova S.A., Qarayev Z.O., Kurbanov A.I., Qurbanova S.F
Azerbaijan Medical University, Baku
Microscopic peculiarities of interaction between endobacterias and Candida spp.
Резюме. Представлены причины возникновения участков лизиса на поверхности пленки, образуемой грибами рода Candida на среде Сабуро. Было установлено, что причиной лизиса являются эндобактерии, существующие внутри клеток Candida. Были изучены изменения, происходящие в эукариотических клетках, вызванные эндобактериями в грибах Candida, в препарате«раздавленная капля». Ключевые слова: Candida, эндобактерии, эукариотические клетки, симбиоз.
Медицинские новости. — 2017. — №11. — С. 46-49. Summary. The causes of lysis spots appearing on the mold formed by Candida fungus on the surface of the Sabouraud agar were imvestigated in this research. It was found that the lysis was caused by endobacteria. The results of the experiment aimed at researching the effect caused by the bacteria parasiting on eycariotic cells have been presented in "press drop method". Keywords: Candida, endobacteria, eucariotic cells, symbiosis. Meditsinskie novosti. - 2017. - N11. - P. 46-49.
При посеве «газоном» на питательной среде Сабуро у некоторых штаммов Candida albicans наблюдались негативные колонии - стерильные зоны лизиса. При изучении этого феномена выяснилось, что лизис клеток грибов рода C. albicans связан с бактериями, которые находятся внутри клетки и по мере размножения и выхода, подвергают клетку-хозяина значительным структурным изменениям, приводящим к гибели. Жизненный цикл этих бактерий представлен двумя стадиями: первая - активно-подвижная, вторая - состояние покоя (в виде сферобласта) подобно бделловибри-онам.
Исходя из выше изложенного, вначале эти неизвестные бактерии были представлены нами как бделловибрио-ноподобные [1-5]. Но дальнейшие наблюдения показали, что эти бактерии находятся не в периплазматическом пространстве, как бделловибрионы и подобные им организмы, а располагаются в вакуолях клеток, и не вызывают гибель своих жертв, подобно бделловибрионам [6]. Обнаружение неизвестных бактерий у многих штаммов С. albicans, да и в целом у других видов грибов рода Candida (С. kruseii, С. dubliniensis, С. tropicalis, C. guilliermondii, C. parapsilosis, C. inconspicua, C. glabrata, Stephanoascus ciferrii и т.д.), выделенных из патологических материалов пациентов, а также лабораторных штаммов С. albicans РКПГУ-401/885-653, С. glabrata
РКПГУ-1188, С. kruseii РКПГУ-526, С. tropicalis РКПГУ-531, позволило отнести их к эндобактериям. Как оказалось, эти бактерии находятся во всех (100%) штаммах и видах грибов рода Candida.
В научной литературе нет сведений о взаимоотношении эндобактерий и дрожжевых и дрожжеподобных грибов. Предположительно, отношения между этими микроорганизмами могут быть примером новой формы симбиоза. Структурные изменения, происходящие в дрожжевых клетках, ассоциированные с деятельностью эндобактерий, не могут не влиять на свойства последних (вирулентность, резистентность, антибиотико-чувствительность и т.д.).
Учитывая наблюдаемый в процессе исследования лизис клеток-хозяев, вызванный обнаружением внутри эндо-бактерий, авторы статьи представили микроскопические данные нативных препаратов, подтверждающие существование эндобактерий внутри вакуолей Candida spp., что может представлять интерес с точки зрения лечения и профилактики кандидоза.
Культуры грибов были выделены из патологического материала, взятого из различных биотопов (пищеварительный тракт, вагинальное отделяемое, дыхательные пути, кожа и ее придатки). Штаммы, полученные от больных (25 штаммов) идентифицированы как С. albicans (16 штаммов), С. dubliniensis (6 штаммов), C. glabrata (3 штаммов). Грибы культивировали на среде Сабуро
при 37 °С, затем из культуры готовили суспензию в 0,85% NaCl, выдерживали при комнатной температуре. Препараты «раздавленная капля» готовили как непосредственно из культуры грибов, так и из суспензии. Готовые препараты наблюдали в световом бинокулярном микроскопе XSZ-N107 в течение длительного времени (больше 1 месяца) при увеличении х1000 и х1500.
При микроскопическом изучении на-тивных препаратов внутри клеток грибов обнаруживаются вакуоли разного размера и в разном количестве (1-5 вакуолей). На рис. 1 представлены изменения, происходящие в течение первых 7 дней у различных штаммов Candida spp.
При выходе эндобактерий, размножающихся внутри грибов, наблюдаются основательные изменения в морфологии клеток Candida spp. (рис. 2). Увеличение размера вакуолей, образующихся внутри клеток грибов, их слияние в одну крупную, занимающую все внутреннее пространство клетки, способствуют изменению морфологии клетки (сфери-зация, увеличение размера и т.д.), что придает клеткам визуальную пустоту.
Эндобактерии, пытающиеся покинуть клетку-хозяина, оказывают воздействие также и на мембрану клеток, что проявляется нарушением целостности клеточной оболочки, уплотнений в различных участках, впячиваний или выпячиваний (см. рис. 2).
В дальнейшем наблюдается разрушение этих клеток. В исследуемых препаратах можно обнаружить как раз-
| Дискуссии
Рисунок 1
Эндобактерии внутри вакуоли клеток Candida spp. (ув. х1500): a-и - внутриклеточные вакуоли разного размера, a-д - подвижные внутри вакуолей эндобактерии, ж-и - эндобактерии, расположенные на мембране вакуоли
Рисунок 2
Изменения, происходящие в мембране и внутри клеток грибов Candida в результате размножения эндобактерий: a-в - ув. х1500, г-д - ув. x1000
[
б
Рисунок 3
Влияние эндобактерий на клетки Candida (ув. х1000): а - разрушающиеся клетки грибов Candida spp., заполненные эндобактериями, б - уменьшение количества клеток Candida spp. при разрушении, в - многочисленные эндобактерии, единичные и разрушенные клетки грибов
••■Я*'
А с>\ L
а
в
г
д
б
Рисунок 4
Появление эндобактерий на клетке Candida и вне клетки: а - вакуоли, сформированные в клетках Candida, и эндобактерии внутри и на мембране клеток (ув. х1000), б-в - эндобактерии снаружи клеток, уменьшение количества клеток Candida (ув. х1500)
рушенные клетки грибов и их остатки, так и эндобактерии, рассеянные среди этих остатков, в виде неподвижной сферобластной формы (рис. 3).
После того как эндобактерии покидают клетки Candida, начинается вторая внеклеточная стадия их жизненного цикла. Их размеры очень малы, при-
близительно 2,18x1,36-1,84x1,45 рм. Эндобактерии активно двигаются во внеклеточной среде. Затем прикрепляются к поверхности предметного стекла, ограничиваются в движении и полностью теряют подвижность. При этом меняется их форма, они превращаются в сферо-бласты, количество которых увеличивается в последующие сутки (рис. 4). Размеры сферобластов варьируют у различных штаммов Candida в пределах 01,39-0,55 рт. Количественное увеличение внеклеточных (сферобласт-ных) форм сопровождается резким уменьшением количества клеток грибов.
Размножение эндобактерий сопровождается разрушением клеток грибов и их выходом (рис. 5). Остатки разрушенных клеток можно наблюдать некоторое время, но постепенно они исчезают и сохраняются в основном сферобласт-ные формы эндобактерий, а иногда и их подвижные формы. На рисунке 5 изображена картина микроскопического исследования нативного препарата, который наблюдали в течение долгого времени (1 месяц).
Проведенное исследование подтверждает существование феномена эндобионта у грибов рода Candida. Эндосимбионты «образуются» внутри вакуолей и размножаются. Существует корреляция между образованием вакуолей и обнаружением эндобактерий. Так, в первые дни культивации внутри клеток Candida, имеющих маленькие размеры и едва видимые вакуоли, эндобактерии не видны, однако их можно наблюдать внутри более крупных вакуолей. И если в первые сутки инкубации эндобактерии можно было увидеть только внутри единичных клеток грибов, то в последующие сутки они были заметны внутри большего количества клеток. В случае обнаружения из сотни клеток грибов в 2-4-суточ-ных культурах приблизительно до 10% подвижных эндобактерий внутри вакуолей, то это количество увеличивалось в течение всего времени наблюдения (20 суток) и охватывало еще большее количество клеток (около 40%).
В первые дни количество эндобакте-рий было единичным, в последующие же дни можно было наблюдать по 2-3 клетки внутри одной вакуоли. Постепенно размножающие эндобактерии, увеличиваясь в размерах, покидают клетки, и этот процесс продолжается вплоть до
Дискуссии IMH
Рисунок 5
Размноженные эндобактерии, рассыпанные после разрушения клеток Candida spp.: a-б - уменьшение количества жизнеспособных и увеличение разрушенных и разрушающихся клеток грибов (ув. х1000), в-г - полное исчезновение клеток грибов, сферобластные формы эндобактерий (ув. х1500)
гибели клетки гриба. Крупные размеры эндобактерий позволили видеть их под световым микроскопом (х1000).
Интересно, что обнаружение эндобактерий зависит от среды обитания грибов Candida (от состояния внутренней среды макроорганизма, состава питательной среды, сроков и условий хранения и т.д.). Описанные выше процессы лучше всего наблюдались в ослабленных клетках грибов. Например, эти процессы лучше всего наблюдались в периодической культуре в конце экспоненциальной фазы. Данные процессы не наблюдались в часто обновляемых питательных средах, а также в непрерывных культурах. Образование эндобактерий также ускоряется при культивировании грибов рода Candida на неприемлемой питательной среде (мясо-пептонный агар, мясо-пептонный бульон и др.), также на среде Сабуро с добавлением антифунгальных препаратов. Росту эндобактерий не способны препятствовать даже сильно кислотные и сильно щелочные pH среды. Таким образом, пищевые потребности эндобактерий обеспечиваются за счет эукариотических клеток, а факторы, замедляющие рост клеток грибов, ускоряют размножение эндобактерий.
В естественных условиях существует облигатный симбиоз клеток грибов с бактериями или другими микроорганизмами. Часто такой симбиоз встречается у ве-зикулярно-арбускулярных микоризных грибов [7, 8]. При изучении электронно-микроскопических особенностей у ряда плесневых грибов внутри их спор были выявлены «бактериеподобные орга-неллы» [9-12]. Изучение неизвестных структур на морфологическом и на молекулярном уровнях подтвердило их принадлежность к бактериям [13].
Немецкие ботаники H. Gehrig и соавт. указывали на эндосимбиоз цианобак-терий и грибов Geoscphon puriforme, обитающих на поверхности влажных почв [14]. Было установлено наличие эндобактерий у 6 видов семейства Gigasporaceae [15]. С целью определения принадлежности эндосимбионтов грибов была выяснена последовательность рибосомальной РНК 16S, выделенных из видов Scutellospora percica, Scutellospora castanea и Gigaspora margarita. Результаты анализа позволили установить сродство эндосимбионтов с представителями рода Burkholderia. Также было показано отсутствие спорадического феномена эндобактерий внутри образцов грибов [15].
Однако в современной научной литературе нет данных, касающихся паразитирования эндобактерий внутри грибов Candida. Но некоторыми исследователями [16-18] описаны подвижные бактерии внутри грибов рода Candida. Они показали принадлежность этих бактерий к H. pylori из-за общности в последовательности нуклеотидов рРНК 16S. Тесная связь между этими микроорганизмами объясняется феноменом эволюции. Так, грибы рода Candida, встречаемые в полости рта, являются резервуаром для H. pylori, а их сохранение, персистенция в организме (в полости рта) показаны как причина реинокуляции в желудок и распространения среди людей. Также указывается, что H. pylori предохраняется от стресса и действия антибиотиков внутри вакуоли, образуемой в грибах Candida.
Причина такого взаимодействия бактерий и грибов не столь ясна, а имеющихся данных очень мало и они противоречивы. Так, в научных исследованиях использование в качестве источника
питания вакуолей грибов эндобактерия-ми [19], их выживание в неблагоприятных условиях [17], рассматривается как первый шаг в процессе возникновения растительного мира в результате эволюции [14].
Как было указано выше, существует зависимость между образованием вакуолей и обнаружением эндобактерий. Однако происходящая деградация эу-кариотической клетки обусловливается формированием вакуоли и указывается на существенность этой вакуолезависи-мой деградации в процессе аутофагии [20]. Указывается также, что образуемая внутри C. albicans вакуоль играет решающую роль в формировании стрессоустой-чивости, в поляризованном увеличении гифов, вирулентности и патогенности, которые имеют место быть в переделах организма хозяина, где размножается условно-патогенные грибы [21-24].
Таким образом, проведенные наблюдения доказывают существование эндобактерий у дрожжевых и дрож-жеподобных грибов, что при нехватке питательного вещества заканчивается для грибов гибелью вследствие происходящих в них изменений.
Л И Т Е Р А Т У Р А
1. Мурадова С.А., Курбанов А.И. // Проблемы медицинской микологии. - 2009. - Т.11, №2. - С.99.
2. Muradova S, Gurbanov A. // The 3rd Eurasia congress of infectious diseases. - Baku, 2009. - Р.188.
3. Muradova S.A., Garaev Z.O., Gurbanov A.!. // European Intern. J. Science and Technology. - 2015. -Vol.4, №4. - P.65-70.
4. Мурадова С.А., Караев З.О., Курбанов А.И., Гурбанова С.Ф. // Материалы 3-го международного микологического форума. - М., 2015. - С.77-79.
5. Muradova S.A. // The reports of ANAS. - 2015. -Vol.LXXI, N1. - P.112-115.
6. Определитель бактерий Берджи. - М., 1997. -Т.1. - С.43-44.
ЦД Дискуссии
7. Kobayashi DY, Crouch J.A. // Ann. Rev Phyto-pathol. - 2009. - Vol.47. - P.63-82.
8. Frey-Klett P., Buriinson P., Deveau A, et al. // Mi-crab. Mol. Biol. Rew. - 2011. - Vol.75, N4. - P.583-609.
9. Bonfante P., BalestriniR, Mendgen K. // New. Phy-tol. - 1994. - Vol.128. - P.93-101.
10. MacDonaldR.M., ChandlerM.R. // New Phytol. -1981. - Vol.89. - P.241-246.
11. Mosse B. // Arch. Microbiol. - 1970. - Vol.74. -P.146-159.
12. Margulis L, FesterR, ScanneriniS, Bonfante P. MIT Press. - Cambridge. - 1991. - P.273-287.
13. Bianciotto V, Bandi C, Minerdi D, et al. // Appl. Environ. Microbiol. - 1996. - Vol.62. - P.3005-3010.
14. GehrigH.,Schussler A, Kluge M. // J. Mol. Evol. -1996. - Vol.43, N1. - P.71-81.
15. Bianciotto V., Lumini E, Lanfranco L, et al. // Appl. Environ. Microbiol. - 2000. - Vol.66, N10. -P.4503-4509.
16. Salmanian A.H., Siavoshi F, AkbariF AfshariA, Malekzadeh R. // J. Oral Pathol. Med. - 2008. -Vol.37, N6. - P.324-328.
17. SiavoshiF, Saniee P. // World J. Gastroenterol. -2014. - Vol.10, N18. - P.5263-5273.
18. Saniee P., Siavoshi F Nikbakht B.G., et al. // Archives of Iranian Medicine. - 2013. - Vol.12. -P.705-710.
19. Bianciotto V., Genre A, Jargeat P., et al. // Appl. Environ. Micribiol. - 2004. - Vol.70. - P.3600-3608.
20. Palmer G.E., Kelly M.N, Sturtevant J.E. // Microbiology. - 2007. - Vol.153, N1. - Р.51-58.
21. Johnston D.A., Eberle K.E., Sturtevant J.E., Palmer G.E. // Infect. Immun. - 2009. - Vol.77. -Р.2343-2355.
22. Palmer G.E, Cashmore A, Sturtevant J.E. // Eu-kariot Cell. - 2003. - Vol.2. - Р.411-421.
23. Palmer G.E, Kelly M.N, Sturtevant J.E. // Eu-kariot Cell. - 2005. - Vol.4. - Р.1677-1686.
24. Palmer G.E. // Commun. Integr. Biol. - 2011. -Vol.4, N2. - Р.240-242.
Поступила 11.07.2017 г. Статья размещена на сайте www.mednovosti.by (Архив МН) и может быть скопирована в формате Word.
ИННОВАЦИОННАЯ МЕДИЦИНСКАЯ РЕАБИЛИТАЦИЯ. ФИЗИОТЕРАПИЯ. БАЛЬНЕОЛОГИЯ. ЛФК
Более 200 человек приняло участие в V научно-практической конференции «Инновационная медицинская реабилитация. Физиотерапия. Бальнеология. ЛФК», которая состоялась 29 сентября 2017 года в санатории «Криница». Подобный форум стал уже традиционным в регионах России, в Минске - впервые.
Конференция прошла при поддержке Межрегиональной общественной организации «Научное общество физической и реабилитационной медицины» (Российская Федерация), при участии Республиканского центра по оздоровлению и санаторно-курортному лечению населения и Ассоциации прикладной эстетики и СПА (Республика Беларусь), а также при информационной поддержке научно-практического журнала «Медицинские новости».
Выступающие представили серию докладов и мастер-классов, посвященных правовым вопросам реабилитационной медицины, традиционным и инновационным методам бальнеоароматерапии, практическому применению ударно-волновой терапии и модернизации сервисной системы санаторно-курортной отрасли.
Секцию докладов открыл 1еннадий Николаевич Понома-ренко - генеральный директор Федерального научного центра реабилитации инвалидов им. Г.А. Альбрехта, заслуженный деятель науки Российской Федерации. Его выступления были посвящены аспектам доказательной медицины, принципам лечебного применения физических факторов и инновациям в реабилитационной медицине.
Главный внештатный специалист по физиотерапии Министерства здравоохранения Республики Беларусь, заведующая кафедрой физиотерапии и курортологии Белорусской медицинской академии последипломного образования Анна Викторовна Волотовская представила доклад на тему практического применения ударно-волновой терапии.
Инновации в гидробальнеоароматерапии рассмотрела Ирина Викторовна Черкашина - заведующая отделением медицинской реабилитации Научно-исследовательского института детских инфекций (Санкт-Петербург).
Тему загрузки путевками оздоровительных центров и модернизации сервисной системы санаториев затронул Михаил Исидорович Кочиашвили - эксперт санаторно-курортной отрасли, доцент кафедры эстетической медицины Российского
университета Дружбы народов, директор Национальной ассоциации предприятий индустрии красоты.
Директор компании «Санаториум» Дмитрий Естенков рассказал об эффективности перехода на новую систему автоматизации деятельности учреждений санаторно-курортной отрасли.
Повышение экономической эффективности за счет внедрения современных технологий бальнеоароматерапии раскрыл в своем докладе руководитель направления Spitzner в России Сергей 1радников.
Комплексный подход к реабилитации двигательных нарушений осветил в докладе Андрей Львович Бурмистров -врач-невролог, мануальный терапевт, кинезотерапевт, преподаватель методики «Экзарта» в Российской академии медико-социальной реабилитации (Москва). После завершения секции докладов прошел мастер-класс по применению аппарата «Экзарта» при лечении проблем поясничного отдела позвоночника, а также по тепловому обертыванию с применением фанго-парафина ТМ Spitzner.
Конференция «Инновационная медицинская реабилитация. Физиотерапия. Бальнеология. ЛФК» прошла успешно, собрав представителей санаторно-курортной отрасли Республики Беларусь. В следующем году планируется расширить тематику докладов, направленных на повышение экономической эффективности и сервиса санаториев. Ждем вас на наших конференциях.
