CC BY
56
УДК 615.9:616.211+579.2
H.H. Несмеянова
НАРУШЕНИЯ ЭНДОЭКОЛОГИИ СЛИЗИСТЫХ ВЕРХНИХ ДЫХАТЕЛЬНЫХ ПУТЕЙ КАК ПОКАЗАТЕЛЬ ДОНОЗОЛОГИЧЕСКИХ ИЗМЕНЕНИЙ ПРИ ВОЗДЕЙСТВИИ КОМПЛЕКСА ТОКСИЧЕСКИХ ВЕЩЕСТВ
АФ НИИ медицины труда и экологии человека ГУ НЦ МЭ ВСНЦ СО РАМН (Ангарск)
Проведено эндоэкологическое изучение ассоциаций микроорганизмов, выделенных с верхних дыхательных путей у пожарных. Представлена количественная и. качественная, оценка микробиоцено-
зов, изучены цитоморфологические показатели слизистых верхних дыхательных путей, определены. концентрации. SIgA в слюне пожарных. Выявлено снижение неспецифической противоинфекци-онной резистентности, организма в результате воздействия, на организм, пожарных неблагоприятных производственных факторов.
Ключевые слова: микробиоценозы, слизистые оболочки верхних дыхательных путей, неинвазивные методы
ENDOECOLOGY DISTURBANCES OF THE UPPER AIR WAY MUCOSA AS AN INDEX OF PRE-NOSOLOGICAL CHANGES IN EXPOSURE TO A COMPLEX OF TOXICAL SUBSTANCES
N.N. Nesmeyanova
Research Institute of Industrial Medicine and Human Ecology, Branch of Centre of Medical Ecology,
Eastern-Siberian Scientific Centre of RAMS, Angarsk
An endoecological study of microorganism, associations released from the upper air ways has been performed in the fire fighters. A quantitative and qualitative microbiocenose assessment is represented, in this paper. The citomorphological indices of the upper air way mucosa have been studied, the SIgA concentrations have been determined, in the fire fighters' saliva. The decrease in non-specific antiinfectious organism, resistance has been revealed, as a result of the fire fighters' organism, exposure to some unfavourable production, factors. Key words: microbiocenoses, the upper air ways mucosa, non-invasive methods
Нормальная микрофлора рассматривается с современных позиций как качественное и количественное соотношение популяций микробов отдельных органов и систем, поддерживающих биохимическое, метаболическое и иммунное равновесие организма хозяина, необходимое для сохранения здоровья человека. Бактерии нормофлоры являются одной из основных составляющих устойчивости организма к неблагоприятным факторам окружающей среды.
При превышении некоторой пороговой величины отрицательно воздействующих на организм токсических факторов микробиоценозы выходят из состояния равновесия, что вызывает микроэко-логические и иммунные нарушения [2]. Внешне это проявляется чрезмерным размножением аутофлоры, элиминацией индигенной микрофлоры, доминированием в микробиоценозе условнопатогенных микробов, а также колонизацией слизистых нетипичными для конкретного биотопа микроорганизмами. При этом важную информацию, характеризующую экологию микробиоценозов, дает эндоэкологический подход, позволяющий иметь четкие количественные критерии оценки микробиоценозов [4, 10, 11]. Одним из основных аспектов уменьшения риска неблагоприятных последствий воздействия профессиональных факторов на организм работающих являются вопросы разработки критериев донозологической диагностики, среди которых наиболее приоритетными являются показатели неинвазивных методов исследования в силу безопасности применения, психологического комфорта для обследуемого, а также их большой информативности.
В научной литературе представлены многочисленные убедительные факты изменения состояния симбиотической микрофлоры при воздействии на организм человека неблагоприятных факторов внешней среды [3, 6, 8]. Однако исследований по изучению характера микробных сообществ организма пожарных в доступной нам литературе мы не встретили. Между тем, на орга-
низм пожарных во время выполнения боевой задачи воздействует комплекс неблагоприятных факторов, включающих химический, температурный и стрессирующий. Причем, действие их проявляется как прямо, так и опосредованно через влияние на микробные системы.
Принципиальной основой использованного в настоящей работе методического подхода явилось изучение состояния слизистых оболочек верхних дыхательных путей у пожарных (на внутриклеточном, клеточном, тканевом уровнях) с помощью комплекса неинвазивных методов. Цель настоящего исследования заключалась в комплексной оценке эндоэкологического состояния слизистых верхних дыхательных путей.
МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ
В условиях амбулаторного медосмотра обследовали 112 практически здоровых пожарных, которые были разделены на 3 группы по стажу: I группа — стаж работы с 1 года до 5 лет; II группа — с 5 лет до 10; III группа — 10 лет и выше. В качестве группы сравнения обследовали 36 человек — сотрудников военизированной газоспасательной службы (ВГСЧ). Группа сравнения отличалась отсутствием основного изучаемого фактора риска — пожара. По другим параметрам — режиму работы, половому, возрастному и стажевому составу сравниваемые группы сопоставимы.
Микробиологическое исследование включало определение качественного и количественного состава микрофлоры зева, носа и проводилось общепринятыми методами [9]. Для оценки биоценозов зева и носовой полости у пожарных мы воспользовались показателем постоянства С [1]. При С > 50 % изучаемые бактерии считали постоянными, при С = 25 — 50 % — добавочными, при С < 25 % — случайными участниками микробиоценоза. Взаимодействие между членами микробиоценозов, т.е. сила межмикробных связей выражалась при помощи коэффициента сходства Жаккарда [1]. Характер взаимоотношений видов
в парных сочетаниях в рамках конкретного микробиоценоза устанавливали, рассматривая отношение Р к С [5].
При этом считали: если Р > С, оба вида исключают друг друга, если Р = С, то они могут распределяться случайно, если Р < С, то оба вида склонны к совместному обитанию.
Цитологический статус слизистых оболочек полости рта и носа изучали методом мазков-отпечатков. В цитограммах определяли количество нейтрофилов, состояние, количество эпителиоци-тов различных стадий дифференцировки [4]. Для оценки степени деструкции эпителиоцитов произведено ранжирование на незначительную степень
— до 20 % деструктурированных эпителиоцитов от общего числа клеток, умеренную 20 — 50 % и выраженную — свыше 50 %.
Секреторный иммуноглобулин А определяли методом твердофазного иммуноферментного анализа. Внутриклеточное персистирование стафилококков исследовали с помощью цитоскопическо-го метода [12]. Обработку полученных материалов производили статистическими методами с использованием критерия Стьюдента (t), критерия различия х2.
РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ
Анализ обсемененности микроорганизмами слизистой зева и носа выявил, что наибольшее количество лиц с диагностически значимой степенью обсеменения (106 и выше) было в группе пожарных. Оценивая состояние микробного пейзажа слизистых зева, необходимо заметить, что наибольший удельный вес в обеих сравниваемых группах приходился на микроорганизмы p. Streptococcus (соответственно 88,7 ± 4,9 % от общего числа микроорганизмов у пожарных и 86,2 ± 5,7 % у газоспасателей). Достоверно чаще в группе пожарных на слизистых зева из разведения 10-6 высевались сапрофитные микроорганизмы р.р. Neisseria и Branchamella (соответственно у
56.1 ± 7,8 % и 21,6 ± 6,4 % обследованных против
22.2 ± 6,9 % и 5,6 ± 3,8 % в группе сравнения). Фекальный стрептококк и пневмококк в микробиоценозах зева встречались значительно чаще у пожарных, однако достоверной разницы не выявлено. Микроорганизмы p. Haemophylus определялись в разведении 10-6 только у пожарных (7,3 ±4,1 %) в группе газоспасателей данные мик-
роорганизмы выделялись реже и лишь в разведении 10-4. Общая микробная обсемененность (ОМЧ) слизистых носа, по сравнению с обсеме-ненностью зева, была значительно меньше (табл. 1). Следует отметить, что в микробиоценозе слизистой оболочки носа пожарных достоверно чаще вегетировал гемолизирующий стафилококк — 17,3 ± 4,1 КОЕ, в группе сравнения 2,0 ± 0,8 КОЕ. А у 42,7 ± 5,7 % обследованных пожарных выявлен внутриклеточно персистирую-щий стафилококк в эпителиоцитах слизистой носовой полости, что достоверно выше, чем в группе газоспасателей — 6,1 ± 4,2 %, %2 = 5,9. Учитывая, что фактором защиты эпителиальных клеток от проникновения в них микробов является лизоцим, можно предположить, что у большинства пожар-ных-бактерионосителей стафилококки имели фактор деградации данного фермента — антили-зоцимную активность, относящуюся к так называемым «малым» факторам патогенности. Следовательно, более одной трети практически здоровых пожарных представляют повышенную эпидемиологическую опасность как источник стафилококковой инфекции. Вместе с тем и для самого бактерионосителя внутриклеточное персистирование стафилококка является фактором повышенного риска, так как может при воздействии провоцирующих факторов составить эндогенную основу инфекционных заболеваний.
Анализ полученных результатов в зависимости от длительности воздействия вредных факторов показал, что в группе пожарных с наименьшим и группе с наибольшим стажем работы ОМЧ слизистых зева достоверно выше, чем в аналогичных стажевых группах газоспасателей (соответственно 187,2 ± 38,8 КОЕ; 48,5 ± 12,7 КОЕ и 108,3 ± 28,3 КОЕ; 47,8 ± 9,3 КОЕ). Оценивая видовое разнообразие микробиоценозов зева, необходимо отметить, что на слизистых зева пожарных всех стажевых групп вегетировали энтерококки и в большей степени у лиц I и III стажевых групп соответственно у 18,2 ± 12,2 % и 16,7 ± 16,7 % обследованных, а в группе газоспасателей они вообще не встречались в I и II группах. С увеличением длительности воздействия вредных профессиональных факторов у пожарных возрастала частота выделения со слизистых верхних дыхательных путей пневмококков. Так в I стажевой группе данные микроорганизмы встречались у пожарных чаще в
2,2 раза, а при стаже работы 10 и более лет — в 4,4
Таблица 1
Общее микробное число (ОМЧ) и процентное соотношение лиц с повышенной обсемененностью микроорганизмами (106 и выше) слизистых верхних дыхательных путей M ± m
Группа ОМЧ на слизистой зева абс. ОМЧ на слизистой носа Обсемененность 106 слизистая зева Обсемененность 106 слизистая носа
абс. количество лиц, % количество лиц, %
Пожарные (n = 112) 129,7 *106 ±15,7 * 80,2 *106 ± 8,6 * 100* 87,5 ± 3,1*
ВГСЧ (n = 36) 64,3 *106 ± 10,4 33,1 *106 ± 7,9 83,3 ± 6,2 44,4 ± 8,3
Примечание: * - различия между группами достоверно значимы при р < 0,05.
раза, чем в соответствующих стажевых группах га-зоспасателей.
Исследование показало, что к постоянным участникам биоценоза зева относятся а-гемоли-тические стрептококки (С = 90,7%), негемолитические стрептококки (С = 62,8 %) и нейссерии (58,1 %), что согласуется с исследованиями других авторов по микрофлоре носоглотки [1]. Стрептококки Р-гемолитические (С = 18,6%), стафилококки (С = 23,3%), коринебактерии (С = 14,0%), гемофилы и кишечная палочка (С = 2,3 %) относятся к случайным. Добавочной микрофлоры, т.е. микроорганизмов с показателем постоянства С = 25 — 50 % выделено из зева не было.
Оценивая микробиоценоз зева с помощью коэффициента сходства Жаккарда, определили, что среди выделенных бактерий наибольшую силу межмикробных связей проявили стрептококки негемолитические и нейссерии (Q = 52,9), негемолитические стрептококки и а-гемолитические (Q = 43,5), стрептококки а-гемолитические и нейссерии (Q = 36,2). В парных сочетаниях стрептококка и стафилококка сила межмикробных связей составила 23,3; стафилококка и нейссерий, стрептококка и коринебактерий, нейссерий и ко-ринебактерий соответственно 20,7; 14,0 и 10,7. Парных сочетаний микроорганизмов р. Staphylococcus и Corynebacterium с данного биотопа не выделяли. Рассматривая характер отношений видов в парных сочетаниях (отношение Р к С), мы установили, что а-гемолитические и негемолитические стрептококки, а-гемолитические стрептококки и нейссерии, стафилококки и коринебак-терии в микробиоценозах на слизистой зева исключают друг друга (конкурируют), а негемолитические стрептококки и нейссерии склонны к обитанию совместно. Известно, что у а-гемолитических стрептококков установлен широкий спектр антагонистической активности, проявляющейся как внутри рода, так и против целого ряда чужеродных микроорганизмов. Роль а-гемо-литической стрептококковой аутофлоры — препятствовать внедрению и приживлению патогенной микрофлоры в носоглотке. По результатам наших исследований а-гемолитический стрептококк является доминирующим участником микробио-
ценоза зева и, исходя из его позитивной роли, выполняет, в определенной степени, барьерную, защитную функцию.
Доля участия выделенных микроорганизмов, выраженная коэффициентом постоянства С, в структуре микробного сообщества слизистой носа не равноценна. Постоянными участниками микробиоценоза носовой полости пожарных являются ко-агулазоотрицательные стафилококки (С = 65,1 %), тогда как коринебактерии (С = 41,9 %) и коагула-зоположительные стафилококки (С = 30,2%) — добавочная флора, а стрептококки (С = 23,3%), нейссерии (С = 7 %) и псевдомонады (С = 2,3) — случайные участники микробиоценоза.
Необходимо заметить, что наибольшая сила межмикробных связей (коэффициент сходства Жаккарда) наблюдалась у коагулазоотрицатель-ных стафилококков и коринебактерий ^ = 43,8), затем у стафилококков и стрептококков, корине-бактерий и стрептококков, соответственно 21,4 и 12,0. Коэффициент сходства в парных сочетаниях стафилококки и нейссерии, коринебактерии и нейссерии, коагулазоположительные стафилококки и коринебактерии не превышал 10. По характеру отношений видов в парных сочетаниях микробиоценоза слизистой носа (отношение Р к С) ко-агулазоотрицательные стафилококки и сапрофитные коринебактерии склонны к совместному обитанию на этом биотопе (Р < С).
Цитологический анализ мазков со слизистых оболочек ротовой и носовой полостей выявил достоверно большую частоту встречаемости у пожарных умеренной деструкции эпителиоцитов по сравнению с группой сравнения, в которой преобладала незначительная деструкция клеток. Кроме этого, в группе пожарных обнаруживались чаще и протекали интенсивнее процессы патологической кератинизации слизистой носа, воспаления слизистой зева (табл. 2).
Наряду с исследованием микробиоценозов и цитоморфологической характеристикой слизистых верхних дыхательных путей, нами проведено изучение иммунологического статуса данных биотопов (табл. 3). Как известно, местный иммунитет в значительной степени формирует секреторный !дА (Б!дА), препятствующий адгезии микроорга-
Таблица2
Частота встречаемости цитоморфологических изменений слизистой оболочки зева и носа
(количество лиц в %), M ± m
Группа Зев Нос
Керати- низация Воспа- ление Деструкция эпителия Керати- низация Воспа- ление Деструкция эпителия
незначи- тельная умерен- ная выра- женная незначи- тельная умерен- ная выра- женная
Пожарные n = 112 3,7 ± 2,6 88,9 ± 4,3* 68,5 ± 6,3* 29,6 ± 6,2* 3,7 ± 2,6 83,3 ± 5,1* 13,0 ± 4,6 48,2 ± 6,8* 46,3 ± 6,8* 5,6 ± 3,1
ВГСЧ n = 36 0 50,0 ± 8,3 94,5 ± 3,8 5,5 ± 3,7 0 66,7 ± 7,9 22,2 ± 6,9 94,5 ± 3,8 5,5 ± 3,7 0
Примечание: * - различия между группами достоверно значимы при р < 0,05.
низмов к эпителию слизистых оболочек и опсони-рующий микробные клетки. Содержание 81дА пожарных сравнивали с литературными данными у практически здоровых лиц, не имеющих контакта с производственными вредностями [7]. При этом выявлено, что у пожарных в первые годы работы (1—5 лет) концентрация 81дА (0,39 ± 0,04 г/л) достоверно ниже, по сравнению со II и III стажевыми группами — соответственно 0,60 ± 0,05 г/л и
0,58 ± 0,04 г/л, а также с литературной нормой —
0,54 ± 0,03 г/л.
Кроме этого, в I стажевой группе лица с пониженной концентрацией 8^А встречались в 4,7 раза чаще, чем с повышенной. Лица с концентрацией 8!дА в пределах нормы в данной группе составляли всего лишь 11,5 ± 6,3 %. С увеличением стажа доля лиц с нормальным содержанием иммуноглобулина А в слюне имеет тенденцию к снижению, тогда как количество лиц с пониженной и повышенной концентрацией 8^А в той и другой группе остается примерно одинаковым. Возрастание у стажированных пожарных количества лиц с содержанием А выше нормы, по нашему мнению, связано с повышенной продукцией секреторных антител в ответ на постоянное воздействие раздражающих химических веществ на слизистые верхних дыхательных путей (табл. 3).
Таким образом, анализируя полученные результаты можно утверждать, что колонизационная резистентность слизистых оболочек верхних дыхательных путей у пожарных значительно ниже, чем у газоспасателей. Об этом свидетельствовала высокая микробная обсемененность биотопов, а также вегетация на слизистых оболочках пожарных условно-патогенных микроорганизмов, в частности, энтерококков, пневмококков и гемолизи-рующих стафилококков, которые при благоприятных условиях могут стать причиной инфекционного процесса в организме. Более того, с увеличением стажа доля носителей данных микроорганизмов у пожарных возрастала. Внут-риклеточно персистирующий стафилококк в эпи-телиоцитах слизистой носа пожарных обнаруживался достоверно чаще, чем в группе сравнения, что эпидемиологически опасно как для самого носителя, так и для окружающих.
Цитоморфологические показатели состояния слизистой ротовой полости и носа у пожарных свидетельствовали о патологических изменениях слизистых оболочек респираторного тракта деструк-
тивного характера, а также воспаления и керати-низации. Незначительна среди пожарных доля лиц с концентрацией Б^А слюны в пределах нормы, составляющая от 8,6 ± 4,7 % до 11,5 ± 6,3 %.
Анализ полученных результатов микробиологических, цитологических, иммунологических исследований позволяет предположить снижение неспецифической инфекционной резистентности организма практически здоровых пожарных, связанное с воздействием в ходе их трудовой деятельности неблагоприятных факторов, которое, в конечном итоге, может привести к возникновению профессиональных и производственно-обусловленных заболеваний верхних дыхательных путей.
Примененный нами комплекс неинвазивных тестов по изучению микроэкологического состояния слизистых верхних дыхательных путей можно рекомендовать в качестве высокоинформативных методов донозологической диагностики заболеваний органов дыхания у пожарных.
ВЫВОДЫ
1. Воздействие неблагоприятных производственных факторов приводит у практически здоровых пожарных к нарушению эндоэкологичес-кого состояния слизистых верхних дыхательных путей.
2. Постоянными представителями микробного сообщества слизистой зева у пожарных являются а-гемолитические, негемолитические стрептококки и непатогенные нейссерии. Склонность к совместному обитанию проявляют последние два. Постоянными участниками микробиоценоза носовой полости определены коагулазоотрица-тельные стафилококки. Склонность к совместному сосуществованию они демонстрируют с кори-небактериями. Определена высокая степень общей бактериальной обсемененности слизистых верхних дыхательных путей.
3. Выявлено снижение активности местных факторов противоинфекционной резистентности, а также цитоморфологические нарушения состояния слизистых верхних дыхательных путей.
4. Исследование микробиоценоза верхних дыхательных путей у пожарных при помощи комплекса высокоинформативных неинвазивных методов является научно-обоснованным подходом до-нозологической диагностики заболеваний органов дыхания.
Таблица 3
Частота изменений концентрации SIgA в слюне пожарных в зависимости от стажа
(количество лиц в %)
От 1 до 5 лет, От 5 до 10 лет, 10 лет и выше,
п = 26 п = 46 п = 35
N tN N tN N tN
73,1 % 11,5 % 15,4 % 43,5 % 10,9 % 45,7 % 48,6 % 8,6 % 42,9 %
Примечание: N - концентрация Б!дА в пределах нормы; N1^, ЫТ - концентрация Б!дА соответственно ниже или выше нормы.
ЛИТЕРАТУРА
1. Батуро А.П. Микрофлора носоглотки больных крапивницей / А.П. Батуро, Е.В. Давыдова, М.А. Мокроносова и др. // Клиническая лабораторная диагностика. — 2001. — № 11. — С. 31.
2. Бондаренко В.М. Дисбактериозы кишечника у взрослых / В.М. Бондаренко, Н.М. Грачева, Т.В. Мацулевич. — М., 2003. — 264 с.
3. Бочков И.А. Микрофлора зева у здоровых лиц в условиях экстремальных состояний / И.А. Бочков, Н.А. Семина, Н.Н. Лизько и др. // Эпидемиология и инфекционные болезни. —1998.
- №3. - С. 26-29.
4. Быкова И.А. Цитологическая характеристика отпечатков слизистой оболочки полости рта с применением индекса дифференцировки клеток / И.А. Быкова, А.А. Агаджанян, Г.В. Банченко // Лабораторное дело. — 1987. — № 1. — С. 33-35.
5. Домбровский А.М. Особенности представленных микроорганизмами семейства Enterobacteriaceae ассоциаций, выделенных из испражнений здоровых и больных сальмонеллезом детей / А.М. Домбровский, А.В. Бодрягина // ЖМЭИ. - 1986. - № 12. - С. 38-43.
6. Красноголовцев В.Н. Дисбактериоз кишечника / В.Н. Красноголовцев. - М., Медицина, 1989. - 207 с.
7. Литовская А.В. Состояние местного иммунитета при воздействии антропогенных факторов биологической, химической и физической природы в условиях производства / А.В. Литовская, И.В. Егорова, Н.И. Толкачева // Мед. труда. — 1998. - № 1. - С. 13-16.
8. Петровская В.П. Микрофлора человека в норме и патологии / В.П. Петровская, О.П. Марко. — М.: Медицина, 1976. — С. 105-111.
9. Приказ № 535 МЗ СССР Об унификации микробиологических (бактериологических) методов исследования, применяемых в клинико-диагностических лабораториях лечебно-профилактических учреждений. - М., 1985.
10. Сытник С.И. Экологический подход к оценке кожной микрофлоры / С.И. Сытник // Антибиотики и химиотерапия. - 1989. - Т. 34, № 6.
- С. 466-472.
11. Усвяцов Б.Я. Характеристика микробного биоценоза слизистой оболочки носа у здоровых людей и стафилококковых бактерионосителей / Б.Я. Усвяцов, Л.И. Паршута, О.В. Бухарин // Журнал микробиология. - 2000. - №5. - С. 65-69.
12. Чернова О.Л. Антилизоцимная активность стафилококков при бактерионосительстве / О.Л. Чернова // Персистенция микроорганизмов.
- Куйбышев, 1987. - С. 22-30.
