Научная статья на тему 'Особенности межбактериальных взаимодействий при гриппе'

Особенности межбактериальных взаимодействий при гриппе Текст научной статьи по специальности «Фундаментальная медицина»

CC BY
183
71
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
ГРИПП / МИКРОСИМБИОЦЕНОЗ / ВЕРХНИЕ ДЫХАТЕЛЬНЫЕ ПУТИ / ФАКТОРЫ ПАТОГЕННОСТИ И ПЕРСИСТЕНЦИИ / INFLUENZA / MICROSSYMBIOCOENOSIS / UPPER AIR PASSAGE / PATHOGENIC AND PERSISTENCE FACTORS

Аннотация научной статьи по фундаментальной медицине, автор научной работы — Паньков Александр Сергеевич

Изучены особенности взаимодействия микроорганизмов в ассоциациях. При гриппе, на фоне общего преобладания патогенной и условнопатогенной микрофлоры, в ассоциациях создаются условия для вовлечения индигенной микрофлоры в патологический процесс и приобретение патогенного потенциала, что усиливает дисбиоз и способствует бактериальным осложнениям.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

PECULIARITIES OF INFLUENZA BACTERIAL INTERACTIONS

Specific interactions of microorganisms in associations have been studied. In cases of flue, on the background of general predominance of pathogenic and conditionally pathogenic microflora, specific conditions for involving an indigenous microflora in the pathological process and acquirement of a pathogenic potential are being created. Hence, this results in disbios intensification and causes bacterial complications.

Текст научной работы на тему «Особенности межбактериальных взаимодействий при гриппе»

Особенности межбактериальных взаимодействий при гриппе

А.С. Паньков, к.м.н., Оренбургская ГМА

Для обеспечения колонизационной резистентности макроорганизма необходимо изучить причины и механизмы изменчивости микрофлоры, среди которых важная роль отводится межмикробным взаимодействиям [1].

Межмикробные взаимодействия могут определяться как направленностью, так и характером (эффектом) действия. По направленности можно выделить взаимодействия представителей индигенной микрофлоры между собой, с условно-патогенной и патогенной микрофлорой; взаимодействия патогенных микроорганизмов между собой и с условно-патогенной микрофлорой.

По характеру взаимодействия микроорганизмов различают антагонистические, синергид-ные и индифферентные (нейтральные) связи. Вырабатывая микробные продукты в процессе жизнедеятельности, одни микроорганизмы могут действовать на другие по принципу синергизма, способствуя их росту, размножению [2, 3], экспрессии факторов патогенности [4], либо антагонистически, что проявляется в подавлении роста, размножения и факторов патогенности ассоцианта-конкурента [5, 6].

Цель исследования: изучить особенности изменения факторов патогенности и персистенции микроорганизмов в условиях межбактериальных взаимодействий на слизистой оболочке носа и миндалин больных гриппом.

Для исследования брался мазок со слизистой оболочки носа и слизистой оболочки миндалин. Забор проводился у больных гриппом утром натощак стерильным ватным тампоном, смоченным в стерильном физиологическом растворе. Исследуемый материал доставляли в лабораторию

в течение 30 минут от момента забора, затем осуществляли посев на 5%-ный кровяной агар в чашке Петри. Посевной материал втирали прокатыванием тампона по поверхности среды у края чашки. Дно чашки расчерчивали на секторы, затем прокаленной в пламени спиртовки петлей проводили рассев параллельными штрихами по поверхности среды в каждом секторе. Посевы инкубировали в термостате при t = 37 ^ в течение 24 часов. Оценку показателя микробной обсемененности каждого симбионта, а также общего показателя микробной обсемененности биотопа проводили по количеству подсчитанных колоний на секторах с использованием таблицы Ю.М. Фельдмана и соавт. (1984 г.) [7]. Бактерии идентифицировали по общепринятым схемам, используя тест-системы фирмы «Lachema» (Чехия). У выделенных микроорганизмов были определены гемолитическая (ГА), лецитовителлазная (ЛецА) [8], лизоцимная (ЛА) и антилизоцимная (АЛА) активности чашечным методом [9].

При изучении модификации факторов патогенности в условиях межбактериальных взаимодействий был использован чашечный метод перекрёстного посева штаммов-симбионтов [10].

Статистическую обработку результатов проводили с использованием программы «Biostat», «Statistica 6,0», «SPSS 11.0».

Варианты взаимодействия микроорганизмов в ассоциациях оценивались в двух микросимбиоце-нозах верхних дыхательных путей (группах сравнения): больных гриппом, здоровых людей. По направлению взаимодействия выделялись пары с односторонним усилением либо подавлением признака и пары с взаимным усилением либо подавлением признака. Характер взаимодействия микроорганизмов в ассоциациях оценивали следующим образом: взаимное усиление факторов в

паре симбионтов (синергизм), однонаправленное усиление факторов (один симбионт усиливает экспрессию факторов у другого), взаимное подавление факторов в паре симбионтов (антагонизм), однонаправленное подавление факторов (один симбионт подавляет экспрессию фактора у другого). Все представленные микроорганизмы находились в ассоциациях, и у них были изучены факторы патогенности и персистенции в условиях межбактериальных взаимодействий. В качестве критерия бактериальных ассоциаций рассматривались корреляционные связи между частотой встречаемости ассоциантов и показателем микробной обсеменённости [11]. Учёту подлежали связи с коэффициентом корреляции (г) более 0,35.

Микроорганизмы в ассоциациях преимущественно усиливали свойства в парах после их взаимодействия. Нами выявлено взаимное усиление (синергизм) ГА в ассоциативных парах, выделенных от больных гриппом, причём в сравнении с ассоциативными парами от здоровых людей частота усиления признака была в 8 раз выше (26,7+2,1% против 3,4±1,6%, p<0,01). Однонаправленное усиление ГА преобладало также в ассоциациях от больных гриппом людей в 4 раза чаще, чем в ассоциациях от здоровых (13,3+1,6% против 3,4+1,6%, p<0,01). Синергизм в модификации ЛецА в ассоциациях от больных гриппом выявлен в 3,9 раза чаще, чем в ассоциациях от здоровых людей (6,7+1,2% против 1,7+1,2%, p<0,05). Одностороннее усиление ЛецА отмечено в парах здоровых людей, у больных гриппом такой вариант не встречался. Взаимное усиление ЛА и АЛА выявлено только в ассоциациях от больных гриппом людей. Одностороннее усиление АЛА в ассоциациях от больных гриппом в 3,9 раза чаще, чем в ассоциациях от здоровых людей (6,7+1,2% против 1,7+1,2%, p<0,05).

Активность микроорганизмов по модификации факторов патогенности и персистенции проявилась у больных гриппом в определённых парах штаммов-симбионтов (табл. 1).

Во взаимном усилении ГА в ассоциациях от больных гриппом людей отмечены пары между условно-патогенным и индигенным микроорганизмами: E. coli — S. mitis (11,4+1,5%), S. hyicus — S. mitis (5,1+1,0%); между патогенным и индигенным микроорганизмами: S. aureus — S. oralis (6,3+1,1%); между индигенными микроорганизмами: S. mutans — S. saprophyticus (3,8+0,9%). Одностороннее усиление ГА при гриппе выявлено как в парах патогенный — индигенный микроорганизм — S. aureus усиливал ГА S. mitis (10,1+1,4%), так и парах индигенных микроорганизмов: S. hominis усиливал ГА S. agalactiae (3,2+0,8%). Взаимное усиление ЛецА при гриппе обусловлено патогенными микроорганизмами

S. pyogenes и S. aureus (6,7±1,2%). Взаимное усиление ЛА и АЛА установлено только при гриппе. ЛА — в ассоциациях патогенный — индигенный микроорганизмы: S. aureus — S. mitis (6,7±1,2%), а АЛА в парах индигенных микроорганизмов: S. mutans — S. saprophyticus (6,7±1,2%). При гриппе индигенный микроорганизм S. oralis усиливал АЛА патогенного S. aureus (6,7±1,2%).

Кроме усиления факторов патогенности и персистенции, в ассоциациях отмечено подавление факторов, причём из изученных — только ГА и АЛА. Как видно из таблицы 1, взаимное подавление ГА обнаружено между условно-патогенным микроорганизмом E. coli и индигенным микроорганизмом S. haemolyticus в 6,7±1,2%. Индигенный микроорганизм S. mutans подавлял ГА условно-патогенного E. coli (7,7±1,2%), а индигенный микроорганизм S. salivarius подавлял ГА патогенного S. aureus (10,3±1,4%). Условно-патогенные микроорганизмы, напротив, подавляли ГА индигенных микроорганизмов: так, E. faecalis подавлял ГА S. haemolyticus (6,3±1,1%), а E. coli подавлял ГА S. warneri (2,4±0,7%). Взаимно подавляли АЛА условно-патогенные и индигенные микроорганизмы: E. coli — S. haemolyticus (6,7±1,2%) и S. hyicus — S. mitis (6,7±1,2%). Однонаправленное подавление АЛА отмечено у индигенного микроорганизма S. mitis под влиянием патогенного микроорганизма S. aureus (6,7±1,2%), а также среди патогенных микроорганизмов: у S. aureus под влиянием S. pyogenes (6,7±1,2%).

В ассоциациях от здоровых людей установлена редкая модификация факторов патогенности и персистенции в отдельных парах штаммов-симбионтов (табл. 2). Взаимное усиление ГА выявлено в отдельных парах индигенных микроорганизмов: S. bovis — S. haemolyticus (1,7±1,2%), S. sanguis — S. acidominimus (1,7±1,2%). Однонаправленное усиление ГА выявлено в ассоциациях: A. viridans усиливал ГА S. hyicus (1,7±1,2%), а S. caseolyticus усиливал ГА S. pneumoniae (1,7±1,2%). Взаимное усиление ЛецА отмечено у индигенных микроорганизмов в паре S. bovis и S. haemolyticus (1,7±1,2%). В микросимбиоценозе здоровых людей в отдельных парах установлено однонаправленное усиление ЛецА. Так, условнопатогенный микроорганизм S. hyicus усиливал ЛецА индигенного микроорганизма A. viridans (1,7±1,2%), а индигенный микроорганизм S. sanguis усиливал ЛецА другого индигенного микроорганизма — S. acidominimus (1,7± 1,2%). В модификации АЛА условно-патогенный микроорганизм K. oxytoca усиливал АЛА индигенного микроорганизма S. warneri (1,7±1,2%). Подавление ГА в ассоциациях микросимбио-ценоза верхних дыхательных путей здоровых людей встречалось в отдельных ассоциациях. Так, условно-патогенные микроорганизмы

1. Наиболее активные пары штаммов-симбионтов по модификации факторов патогенности и персистенции у больных гриппом

Пары симбионтов Частота модификации (%)

ГА ЛецА ЛА АЛА

усиление подавление усиление усиление усиление подавление

S.mutans - S. saprophyticus 3,8±0,9 6,7±1,2

S. hyicus - S. mitis 5,1±1,0 6,7±1,2

E. coli - S. mitis 11,4±1,5

E. coli - S.haemolyticus 6,7±1,2 6,7±1,2

S. aureus - S. oralis 6,3±1,1

S. pyogenes - S. aureus 6,7±1,2

S. aureus - S. mitis 6,7±1,2

S. oralis ^ S. aureus 6,7±1,2

S. hominis ^ S. agalactiae 3,2±0,8

S. aureus ^ S. mitis 10,1±1,4 6,7±1,2

S. mutans ^ E. coli 7,7±1,2

S. salivarius ^ S. aureus 10,3±1,4

E. faecalis ^ S. haemolyticus 6,3±1,1

E. coli ^ S. warneri 2,4±0,7

S. pyogenes ^ S. aureus 6,7±1,2

(—) — взаимное изменение признака у штаммов-симбионтов;

(^) — однонаправленное изменение признака у штамма-симбионта.

2. Наиболее активные пары штаммов-симбионтов по модификации факторов патогенности и персистенции у здоровых людей

Пары симбионтов Частота модификации (%)

ГА АЛА

Усиление Подавление Усиление Подавление

S. bovis - S. haemolyticus 1,7±1,2

S. sanguis - S. acidominimus 1,7±1,2

A. viridans ^ S. hyicus 1,7±1,2

S. caseolyticus ^ S. pneumoniae 1,7±1,2

K. oxytoca ^ S. warneri 1,7±1,2

S. arlettae ^ S. caseolyticus 1,7±1,2

E. faecium ^ S. salivarius 1,7±1,2

E. coli ^ A. viridans 1,7±1,2

E. agglomerans ^ S. mitis 1,7±1,2

(—) — взаимное изменение признака у штаммов-симбионтов;

(^) — однонаправленное изменение признака у штамма-симбионта.

подавляли ГА индигенных микроорганизмов: E. faecium подавлял ГА S. salivarius (1,7±1,2%), E. coli подавлял ГА A. viridans (1,7±1,2%), E. agglomerans подавлял ГА S. mitis (1,7±1,2%), иногда подавление ГА выявлено среди инди-генных микроорганизмов. Например, в паре S. arlettae подавлял ГА S. caseolyticus (1,7±1,2%).

Полученные результаты показали, что усиление факторов патогенности и персистенции преобладало в ассоциативных парах от больных гриппом людей, причём дисбаланс микрофлоры привёл к изменению патогенных и персистентных характеристик как патогенной, условнопатогенной, так и индигенной микрофлоры. У здоровых людей усиление признаков было единичным, зачастую обусловленным односторонним усилением фактора под влиянием условнопатогенного либо патогенного микроорганизма.

Антагонистический характер изменения ГА и АЛА преобладал в ассоциациях при гриппе и был обусловлен преимущественно подавлением ГА и АЛА, с одной стороны, у индигенного микроорганизма под влиянием условно-патогенного или патогенного, а также у патогенного микроорганизма под влиянием другого патогена, что ведёт к снижению колонизационной резистентности и селекции преобладающего микроорганизма, с которым связано бактериальное осложнение при гриппе. С другой стороны, индигенные микроорганизмы при гриппе сами начинают мобилизоваться и подавлять ГА и АЛА ассоцианта. Наиболее активные пары на усиление ГА: E. coli (условно-патогенный микроорганизм) — S. mitis (индигенный микроорганизм) и S. aureus (патогенный микроорганизм) — S. mitis (10,1—11,4%). Наиболее активная пара на подавление ГА:

S. salivarius (индигенный микроорганизм) > S. aureus (10,3%)- У здоровых людей антагонизм в микросимбиоценозе обусловлен преимущественным подавлением ГА и АЛА условно-патогенного или патогенного микроорганизма под влиянием индигенного микроорганизма.

Микросимбиоценоз верхних дыхательных путей при гриппе складывается из преимущественного взаимодействия в ассоциациях патогенных и условно-патогенных микроорганизмов. У здоровых людей микросимбиоценоз стабильный и представлен разнообразными вариантами взаимодействия индигенных микроорганизмов. При гриппе, на фоне общего преобладания патогенной и условно-патогенной микрофлоры, в ассоциациях создаются условия, благодаря которым индигенная микрофлора также вовлекается в патологический процесс, приобретая патогенный потенциал, что усиливает дисбиоз и способствует бактериальным осложнениям.

Литература

1. Бабич Е.Н. Типы взаимодействия микрофлоры ротоглотки с менингококками // Микробиологический журнал (Украина). 1995. Т.57. №5. С. 57-63.

2. Биргер М.О. Справочник по микробиологическим и вирусо-логическим методам исследования. М.: Медицина, 1982. 462 с.

3. Бухарин О.В. Персистенция патогенных бактерий. М.: Медицина, 1999. 365 с.

4. Бухарин О.В., Лобакова Е.С., Немцева Н.В. и др. Ассоциативный симбиоз. Екатеринбург: УрО РАН. 2007. 264 с.

5. Вельский В.В. Взаимное влияние возбудителей при смешанной инфекции ожоговой травмы // Микробиология. 1999. №4. С. 3-7.

6. Матусков С.И. Об антагонизме и синергизме стафилококков и стрептококков в эксперименте // Вестник дерматологии и венерологии. 1966. №9. С. 41—44.

7. Несвижский Ю.В., Воробьев А.А., Белоносов С.С. и др. Анализ простых межмикробных взаимоотношений в микробиоценозе толстой кишки человека // Вестник РАМН. 1997. №3. С, 23-26.

8. Погорелов В.И., Пинигин А.Ф., Марамович А.С. Изучение взаимодействия холерных вибрионов с инфузориями // Микробиология. 1995. №2. С. 22-26.

9. ФельдманЮ.М., Маханева Л.Г., Шапиро А.В. и др. Количественное определение бактерий в клинических материалах // Лабораторное дело. 1984. №10. С. 616—619.

10. Хуснутдинова Л.М. Межбактериальные взаимодействия на слизистой оболочке миндалин человека: автореф. дис. ... к.м.н. Оренбург, 2004.

11. Parrot М., Caufield P.W., Lavoie М.С. Preliminary characterization of four bacteriocins from Streptococcus mutans // Canada J ournal Microbiol. 1990. V36. №2. P. 123-130.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.