CC BY
34
УДК 619:616.9
Маслянко Р.П., д.б.н., професор Левктськнй Д.М., к.в.н., доцент © Лье1еський нацюнальний утеерситет еетеринарног медицины та б1отехнологт ¡мет С. З. Гжицького
ОСОБЛИВОСТ1 ВЗАСМОДП АСОЦ1АТИВНИХ СИМБ1ОНТ1В ПРИ В1РУСНИХ I БАКТЕР1АЛЬНИХ 1НФЕКЦ1ЯХ У ТВАРИН
Узагальнено дат лтератури про мехашзм езаемодп егрусге I бактерш е умоеах асощатиеного симбюзу. Показан езаемоегдносини егрусге грипу, аденоегрусге з р1зними таксонами патогенних I умоено-патогенних бактер1й. Вияснено, що результати еплиеу на фактори патогенност1 егрусге I бактер1й р1зноспрямоеаш (е бж посилення або пригтчення), що може еизначити переб1г тфекцтного процесу.
Ключо^^ слова: е1руси, бактерп, гх асощацп, фактори патогенност1.
Симбютичш асощацп в органiзмi тварин представляють собою одну iз форм !х юнування в бюсферь Взаемовщносини рiзних збудниюв шфекцш мають ключове значення при виясненнi основних причинно-наслiдкових звязюв мiж свiтом мiкроорганiзмiв i патологiчним станом тварин i людини [3-5]. Тому проблема вiрусо-бактерiальних асоцiацiй за останнi роки все бшьшо! уваги привертае дослiдникiв [14, 15].
Вщомо, що однiею iз актуальних проблем шфекцшно1 патологп е визначення ролi вiрусо-бактерiальних асоцiацiй в патогенезi змiшаних iнфекцiй i розвитку бактерiальних ускладнень [6, 8].
Формування iнфекцiйного процесу в органiзмi тварин залежить не тiльки вiд взаемоди збудника хвороби з макроорганiзмом, але вiд особливостей симбiозу вiрусiв i бактерiй, якi заселенi в них [6]. Бшьшють дослiдникiв вважають, що вiрусо-батерiальнi шфекци протiкають значно важче, шж вiруснi чи бактерiальнi окремо [25]. Поеднання переб^у вiрусних i бактерiальних iнфекцiй створюе додатковi труднощi в оцiнцi ролi мiкробних асощацш при iнфекцiйному процесi [15].
Вiдомо, що юнуе тiсний патогенетичний звязок мiж вiрусами та бактерiями в органiзмi тварин та людини [10]. Тому представляеться важливим виявити механiзми взаемозвязку вiрусiв i бактерiй в асощацп, оскшьки вони складнi та недостатньо вивчеш.
При вивченнi вiрусо-бактерiальних асощацш, як правило, вид^ють чистi культури симбiонтiв (вiруси i бактери) з наступним вивченням взаемодп на моделi експериментально! шфекци. На моделi грипозно! шфекцп вивчено рiзновиди вiрусо-бактерiальних асощацш [11, 17]. В основному це асощацп вiрусу грипу з рiзними бактерiями: мжрооргатзмами: золотистий стафiлокок [1, 17], стрептококи
© Маслянко Р.П., Левшвський Д.М., 2011
групи В [2], Streptococcus pneumonia [21], Haemophilus influenzae [17, 24], Pseudomonas seruginosa, Klebsiella pneumonia [22], Mycoplasma pneumonia [18].
В окремих дослщах [20] виявлено, що при грит та гострих рестраторних хворобах у 83,8% випадюв вiруси зустрiчaються в aсоцiaцiях 3i збудниками бaктерiaльноi та грибково! природи.
Нaявнiсть aсоцiaнтiв при змiшaнiй вiрусо-бaктерiaльнiй iнфекцii веде до змш переб^у хвороби [6, 8, 10]. Так, результати патогенезу змшаних експериментальних гострих вiрусних i бaктерiaльних iнфекцiй розглянут в багатьох працях [11, 12, 21]. В робой [17], при вивченш змшано! грипозно-стaфiлококовоi шфекцп у мишей було вiдмiчено зниження бактерицидно! активност легень пiсля зараження вiрусом. На 6-10 день в легенях зявлялася та розмножувалася ендогенна мiкрофлорa, яка зникала до юнця 14-го дня. 1нтратрахеальне введення S. aureus в перюд максимального зниження бактерицидно! активност легень призводило до !х iнтенсивного розмноження та розвитку гострого запального процесу, в цей час як у тварин, яким S. aureus не вводили штратрахеально, вже через 48 год запальний процес не розвивався i вщбувалася елiмiнaцiя ендогенно! мiкрофлори [9, 17]. Дослщження мiсцевого протибaктерiaльного захисту показало, що вiруснa iнфекцiя викликае ютотне пригнiчення фагоцитарно! системи альвеолярних макрофапв, якi першими розпiзнaють чужорiдних агенив з наступним рiзким зниженням першо! лiнii оборони оргaнiзму.
Встановлено, що розвиток i нaслiдок змiшaноi шфекцп в легенях тварин залежить вщ виду бaктерiй, при цьому найбшьш важка форма експериментально! iнфекцii виникала при поеднaннi iнфiкувaння вiрусом грипу та S. pneumoniaе та K. pneumoniaе [6].
Описaнi тaкож стшю та нестiйкi поеднання aсоцiaнтiв, як проявляються внaслiдок !х aнтaгонiзму [10, 11, 17] чи синерпзму [18, 26]. Зокрема, показано, що штраназальне введення бшим мишам комплексу гемаглютишну та нейрaмiнiдaзи рiзних штaмiв вiрусу грипу за 72год. до зараження S.aureus захищало цих тварин вщ гостро! легенево! стaфiлококовоi iнфекцii та знижуючи !х загибель у 2,6-4 рaзiв [10, 11].
На моделi iнфекцii у мишей виявлено синерпзм мiж вiрусом грипу та S.pneumoniae, де рiвень aктивностi нейрaмiнiдaзи вiрусу корелюе iз збiльшенням адгезп та швазп S.pneumoniae [33].
При вивченш патогенезу вiрусо-бaктерiaльних iнфекцiй на приклaдi поеднаного перебiгу захворювань, викликаних вiрусом Коксаки А6 i S. aureus в експериментах на тваринах було показано, що смертшсть мишей при зараженш обома збудниками, вже через добу, була високою, досягаючи 75,5%. При одноразовому введенш тваринам вiрусу i бaктерiй летaльнiсть знизилась до 56%. Цей феномен автори пояснюють тим, що вiруси здaтнi стимулювати продукцш ендогенного iнтерферону, який пригнiчуе бaктерiaльну iнфекцiю.
Подiбну рiзноспрямовaну дiю вiрусу та бaктерiй показано в робой [2]. Було встановлено, що патогеншсть культур стрептокоюв групи В для мишей визначалася нaлежнiстю штаму до певного серовару. На rai вiрусноi iнфекцii
спостер^алася стимулящя розмноження вiрулентного штаму збудника в легенях мишей, в цей час як у контрол^ при введенш лише стрептокоюв без вiрусу, виявлялася елiмiнaцiя бaктерiй з легень. Додаткового нагромадження вiрусу групи А в легенях мишей в присутност стрептококiв не виявлено.
Наслщки взаемоди вiрусу грипу А i S. aureus покaзaнi в робой [16], де була вивчена роль нейрамшну S.aureus у злитт вiрусу грипу з клiтиною. Нейрамшшом автори назвали речовину, видiлену iз культурального середовища S.aureus i H.influenzae, яке за хiмiчним складом е глшолшопротещом, а за вмiстом вуглеводiв i бiлкiв aнaлогiчнa гемaглютинiну вiрусу. Можливо, тому зниження гемолiтичноi активност при обробцi вiрусу нейрaмiнiном звязано з конкуренцiею ди гемaглютинiну та нейрамшщази на клiтиннi рецептори.
Для розумшня мехaнiзмiв взаемодп мiж вiрусaми i бaктерiями великого значення надаеться вивченню адгези бaктерiй на кл^инах, уражених вiрусaми. Вiдомa висока частота обЫменшня дихальних шляхiв H.influenzae при грит, однак, не зясоваш мехашзми синергiзму мiж цими двома збудниками. Зумовлеш вони змiнaми мембран i метaболiзму епiтелiaльних клiтин дихальних шляхiв, пригнiченням гуморального та клiтинного iмунiтету, звiльненням ростових фaкторiв iз уражених вiрусaми слизових оболонок [23, 24]. Показано, що протягом перших дшв грипозно! iнфекцii збiльшуеться aдгезiя S.aureus i H.influenzae, а на 6-й день aдгезiя P. aeruginosa та K.pneumoniae по фарингальному епiтелiю хворих i добровольцiв, яким була введена атенуйована грипозна вакцина [9].
Стутнь зростання адгези H.influenzae до кл^ин, уражених вiрусом грипу, визначалася вихщною aктивнiстю цих бaктерiй, де найбшьш виражено зростало прикрiплення слабоадгезуючих мжробних клiтин [25].
1ншим мехaнiзмом взаемодп вiрусу i бaктерiй е адсорбщя вiрусу грипу на поверхнi S.aureus [1, 15]. Стосовно експериментального вивчення властивостей симбютичних i aдсорбцiйних комплекав вiрус-бaктерiя, то по цьому питанню проведено ряд дослiджень [12, 17, 26]. Так, в робой [4] вивчали здатшсть вiрусу грипу вступати в aдсорбцiйний зв язок iз стафшококами залежно вiд !х бiологiчних властивостей. В експеримент був застосований еталонний штам вiрусу грипу А2 i штами стaфiлококiв, видiлених iз носоглоткового слизу здорових людей в епщемюлопчний i мiжепiдемiологiчний перiоди. Встановлено, що iз 83 штaмiв стaфiлококiв явища адсорбцп вiрусу вiдзнaчaлися у 42 штaмiв. Адсорбцiйною aктивнiстю володiли стафшококи з плазмокоагулюючими властивостями в 56% випадюв, у такому ж процент випадюв зареестровано адсорбщю вiрусiв стафшококами з вираженою гемолiтичною aктивнiстю. 1стотно! рiзницi вiрусaдсорбцiйноi здaтностi серед стафшокоюв, якi утворюють i не утворюють фiбринолiзин, не вiдмiчено.
При дослщженш вiрусaдсорбцiйноi aктивностi стaфiлококiв рiзних вцщв, видiлених в епiдемiологiчний i мiж епiдемiологiчний перiоди в роботi [18], також вiдмiчено тенденцiю до збшьшення кiлькостi адсорбуючих штaмiв серед культур, яю володiють цими ознаками. Було вiдмiчено, що вiд хворих пневмошею в епiдемiчний перiод вiрусaдсорбуючi стафшококи видшялись чaстiше, нiж у мiжепiдемiологiчний перiод (42,6±4,6% проти 23,8±2,5%). Причому, ця рiзниця
була повязана, в основному, i3 стафшококами, що володшть лецитовителазною та плазмокоагулюючою актившстю.
За даними [20] у природi в процес еволюцп склалися антагонiстичнi взаемовщносини мiж бактерiями та вiрусами. При наявност нормально! мiкрофлори тварин i людини (ендосимбiотичних бактерiй) вiруси не здатш розмножуватись в макроорганiзмi. Антагошзм бактерiй здiйснюеться за рахунок продукцп ДНК-ази та РНК-ази, здатних руйнувати вiрусну нукле1нову кислоту незалежно вщ виду вiрусу [3, 21].
Узагальнюючи наведенi матерiали, можна прийти до висновку, що вiрусо-бактерiальнi асощацп - одна iз форм асощативного симбiозу, що формуеться при вiрусних iнфекцiях. Механiзми взаемного впливу вiрусiв i бактерiй можуть здiйснюватися як при безпосередньому контактi вiбрiонiв i бактерiальноl клiтини, так i опосередковано через кл^ини господаря, в яких паразитуе вiрус.
Рiзноспрямованi результати взаемодш вiрусiв i бактерiй (синергiзм, антагошзм) визначаються таксономiею асоцiантiв, умовами симбюзу та факторами, що приймають участь у взаемному впливi асоцiантiв (ферменти, адгезини, токсини).
Результати функцiонування вiрусо-бактерiального асоцiативного симбiозу можуть мати рiзнi наслiдки для гомеостазу господаря, визначаючи особливостi перебiгу та наслiдки шфекцшного процесу.
Вивчення закономiрностей формування вiрус-бактерiальних асоцiацiй сприяе зясуванню механiзмiв цих симбютичних вiдносин у тварин i людини.
Л1тература
1. Беспояско О.И. Вирусоадсорбционная активность стафилококков в зависимости от их биологических свойств / О.И. Беспояско, В.Б. Ломницкая // Респ. межвед. сб. 1976.№4, с.56-58.
2. Булгакова Т.Н. Влияние вируса гриппа А на чувствительность мишей к инфекции, вызванной стрептококами группы В / Т.Н. Булгакова, К.Б. Грабовская, О.П. Зуева // ЖМЭИ.-1987.-№8.-с.23-29.
3. Ахтарнева А. А. Влияние ентеротоксина Enterobacter на клеточное звено иммунитета (А. А. Ахтарнева/ ЖМЭИ.2008. № 3
4. Бухарин О. В. Взаимодействие возбудителя с ассоциированными бактериями с.96 - 98(О. В. Бухарин, А.В. Вальниев//
5. Виноград Н.О. Синдром ураження шлунково - кишкового тракту при природно - опосередкованих шфекщях (Н.О. Виноград)// Сучасш шфекцп, 2008, № 3 с. 49 - 54.
6. Вишнякова Л. А. Роль вирусных и бактериальных инфекционных процессов в этиологии и патогенезе острых воспалительных заболеваний бронхов и лёгких / Л. А. Вишнякова // ЖМЭИ./1988.-№5.-с.105-109.
7. Григорович М.С. Антигены главного комплекса чистосовместимости и острые инфекции (М.С. Григорович, Г.А. Зайцева //Инфекционные болезни. 2009. № 2, с.60 - 65
8. Данкощенкова Н. М. Взаимодействие стафилококков с вирусными антигенами / Н.М. Данкощенкова // Автор.дис.канд.мед.наук.-1969.-18 с.
9. Кондратенко Г.П. Значение ассоциаций микроорганизмов в развитии острых пневмоний / Г.П. Кондратенко, Л.З. Гриценко // ЖМЭИ.-1989.-№6.-с.8-11.
10. Лавров В.Ф. Роль клеточных и гуморальних факторов резистентности организма в развитии экспериментальной гриппозно-стафилококковой инфекции у мишей / В.Ф. Лавров, Н.Г. Орлова, Г.Л. Ратгауз // ЖМЭИ.-1989.-№4.-с. 73-76.
11. Лавров В.Ф. Иммунномодулирующее действие поверхностных антигенов ви руса А при экспериментальной стафилококковой инфекции / В.Ф. Лавров, Н.Г. Орлова, Г.Л. Ратгауз // ЖМЭИ.-1991.-№6.-с.53-56.
12. Лященко Ю.И. Смешанные инфекции / Ю.И. Лященко // Л.-1984.
13. Магоррамова Н.Т. Этиологическая структура и биологические свойства возбудителей инфекционных заболеваний /Н.Т. Мачерратова// Междун. мед. журн.-2011.-№1.С.114-116.
14. Маркова Ю.А. Возможности адаптации условно-патогенних бактерий к различным температурам /Ю.А. Маркова, А.А. Беловежец// ЖМЭИ.-2009.-.№2.-С.15-18.
15. Полов'ян К.С. Гострi кишковi шфекцп, Викликаш умовно патогенними мжрооргашзмами: перспективи дослщжень /К.С. Половян, М.Д. Чемич// Сучасш шфекцп.-2010.№°2-С.91-99.
16. Рыбалко С.Л. Нейраминин золотистого стафилококка и его влияние на слияние ви руса гриппа с клеткой / С. Л. Рыбалко // Респ.межвед.сб.-1988.-т.16.-с.29-31.
17. Степанец В.И. Изучение влияния гриппозной инфекции на нормальную микрофлору верхних дыхательных путей / В.И. Степанец // Респ.межвед.сб.-1988.-т.16.-с.103-107.
18. Суптель Е.А. Течение вирусо-бактериальной инфекции в условиях эксперимента / Е.А. Суптель, Н.А. Максимович, А.В. Шапиро // Респ.межвед.сб.-1988.-т.16.-с.82-87.
19. Сухов Ю.А. Влияние энтеросорбции на уровень провоспалительных цитокинов при кишечные инфекциях /Ю.А. Сухов, В.В. Гребен// Сучасш шфекцп-2008.-№3.-С.107-111.
20. Черешнев В.А. Причины и последствия разрушения природной экологической системы / В.А. Черешнев, Я.С. Цимерман, А.А. Морозова // Клин.мед.-2001.-№9.-с.4-8.
21/ Jakab G.J. Viral-bacterial interactions in pulmonary infection / G.J. Jakab // Adv.Vet.Sci.Comp.Med.-1983.v.26.-p.155-171.
22. Jakab G.J. Mechanisms of bacterial superinfections in viral pneumonias / G.J. Jakab // Schweiz.Med.Wischenschr.-1985.-v.115,3.-p.75-83.
23. Madigan M. Brock Biology of microorganisms /M. Madigan// Prent. Hall. Uper, Saddle River.-2003.-V.10.-P.42-47.
24. Michaels R.H. Viral enhancement of nasal colonization with Haemophilus Influenzae type in the infant rat / R.H. Michaels // Paediatr.Res.-1983.-v.17.-p.472-473.
25. Nugent K.M. Staphilococcal clearance and pulmonary macrophage function during influenza infection / K.M. Nugent // Infect.Immun.-1982.-v.38.-p.1256-1262.
26. Warr G.A. Pulmonary inflammatory response during viral pneumonia and secondary bacterial infection / G.A. Warr, G.J. Jakab // Inflammation.-1983.-v. 7.-p. 93104.
Summary
R.P. Maslyanko, Doctor of Biological Sciences, Professor D.M. Levkivsky, Candidate of Veterinary Science, Associate Professor PECULIARITIES OF INTERACTION OF ASSOCIATIVE SYMBIONTS DURING VIRAL-BACTERIAL INFECTION IN ANIMALS
Literature data about mechanisms of interaction between viruses and bacteria in circumstances of associative symbiosis are summarized. Interactions of influenza viruses, adenoviruses, coxsackie viruses with different taxons of pathogenic and opportunistic bacteria are showed. Influence of these interactions on pathogenicity factors of viruses and bacteria as multidirectional (induction, suppression) which could determine the course of infections process.
Рецензент - д.б.н., проф. Куртяк Б.М.
