CC BY
3УДК 579.89, 579.62
ОЦЕНКА ПАТАЛОГИЧЕКОГО ВЛИЯНИЯ ДИКОГО ШТАММА ЯТУРШМишиМ
140278 Ш, КУЛЬТИВИРУЕМОГО В УСЛОВИЯХ ГОЛОДАНИЯ, НА МОРФОЛОГИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ КРОВИ У ЛАБОРАТОРНЫХ ЖИВОТНЫХ
Лавренова М.А., студент группы 13Био(ба)Бх, Оренбургский государственный университет, Оренбург
e-mail: marichka-20.07@mail.ru
Миндолина Ю.В., студент группы 13Био(ба)Бх, Оренбургский государственный университет, Оренбург e-mail: yliamindolina@mail.ru
Михайлова В.А., студент группы 13Био(ба)Бх, Оренбургский государственный университет, Оренбург
e-mail: mihaylova.valerya@mail.ru
Научный руководитель: Плотников А.О. к.мед.н., доцент, институт клеточного и внутриклеточного симбиоза УрО РАН
Статья включает в себя результаты исследования по оценке воздействия дикого штамма S. typhimurium 14028S WT, культивируемого в условиях низкой концентрации питательных веществ, на организм экспериментальных животных. Голодание данных микроорганизмов сопровождается изменением метаболизма, которое направлено на то, чтобы клетками происходило успешное использование питательных веществ, доступных в окружающей среде. По окончанию опытной работы, нами были сформулированы выводы: с самого начала эксперимента в организме лабораторных животных происходили изменения со стороны морфологических показателей крови, что свидетельствует о протекании острой бактериальной инфекции. Полученные данные позволяют иметь представление о тяжести течения инфекционного процесса и влиянии на макроорганизм бактерий, выращенных в условиях голодания.
Ключевые слова: Salmonella typhimurium, сальмонеллез, желудочно-кишечный тракт, лейкоцитарный профиль, голодающая культура.
Большое внимание отводится инфекционным заболеваниям, мишенью которых является желудочно-кишечный тракт (ЖКТ), вызываемых патогенных возбудителями. Спровоцировать развитие кишечных инфекций может попадание в организм алиментарным путем патогенных или условно патогенных микроорганизмов, которые в дальнейшем локализуются в большей мере в кишечнике, вызывая изжогу, отрыжку, тошноту, рвоту, метеоризм, расстройство стула, так же снижая работоспособность, иногда переходя в хронические формы. [1].
Сальмонеллез - одно из острых кишечных заболеваний, характерным проявлением которого является энтероколит. Возбудитель данного заболевания - серовары Salmonella enterica, а прежде всего Enteritidis и Typhimurium, последний из которых наиболее часто выделяемый серовар сальмонелл. Возбудители сальмонеллеза в настоящее время объединены в семейство Enterobacteriaceae, род Salmonella, насчитывающий более 2200 серотипов. Сальмонеллы - это мелкие подвижные грамотрицательные палочки с закругленными концами размером в длину от 0,7 до 1,5 мкм, ширину от 2 до 5 мкм, спор и капсул не образуют. Патогенез сальмонеллеза зависит от количества проникших в организм сальмонелл, их вирулентности, а также от состояния иммунитета. Причинами возрастающего интереса к проблеме сальмонеллеза выступают глобальное распространения данного
заболевания вследствие пренебрежения правилами личной гигиены, развитие вспышек внутри больниц, а так же антибиотикорезистентность микроорганизмов. В связи с этим интенсивно изучается патогенез сальмонеллезной инфекции, в развитии которого участвует голодающая культура. Данные микроорганизмы обладают способностью выживать в условиях низкой концентрации питательных веществ в течение длительного периода времени. В частности, Salmonella enterica в условиях голодания по углероду претерпевает ряд генетических и физиологических изменений, рассматриваемых как ответ на стресс, вызванный голоданием. Голодание по углероду сопровождается резким изменением метаболизма сальмонелл для того, чтобы клетки могли более эффективно использовать питательные вещества, доступные в окружающей среде, выдерживать длительное голодание, а также противостоять многим другим стрессам. Эти метаболические изменения влияют на биосинтез белков, ферментов, РНК, липидов, а также широкий спектр других компонентов клетки, поэтому в результате изменчивости микроорганизмы часто приобретают вредные для человека свойства: повешенную вирулентность и устойчивость к антибиотикам. Суть исследований заключается в том, чтобы оценить, как влияет пребывание в условиях голодания дикого штамма сальмонеллеза на патогенные свойства бактерий. [2 - 8].
На основании вышеизложенного перед нами была поставлена цель: изучить влияния штаммов микроорганизмов, культивированных в условиях голодания, на организм лабораторных животных.
Объектами исследования выступали S. typhimurium 14028S WT (дикий) и S. typhimurium 14028S WT (дикий), культивированный в условиях голодания. В качестве живой модели в эксперименте использовались белые лабораторные крысы чистой линии Wistar в количестве 45 животных, из которых были сформированы группы - аналоги (с учетом половой принадлежности, возраста и веса). Для эксперимента брали три группы животных по 15 особей в каждой группе. Первая группа (Ко) включала в себя интактных животных, вторая (Ki) - группа заражения S. typhimurium 14028S WT, третья (Oi) - опытная группа, в которой в качестве инфицированного агента применялся штамм S. typhimurium 14028S WT,культивированный в условиях голодания. Штаммы бактерий Salmonella typhimurium вводили перорально в дозе 1х109 КОЕ/мл.
Исследование проводилось на базе экспериментально - биологической клиники (вивария) Оренбургского государственного университета.
В задачи эксперимента входило проведение морфологического анализа, которое включало изучение лейкоцитарного профиля крови. Подсчет лейкоцитарной формулы крови производили с помощью мазков, окрашенных по Романовскому-Гимзе. Подсчет проводили ближе к концу мазка в самом тонком месте, не менее 100 клеток (исключение составляют выраженные лейкопении), а затем выводили процентное соотношение отдельных видов лейкоцитов [8].
Результаты и обсуждения. Изменения происходящие с морфологическими показателями крови можно отследить и проанализировать с помощью графиков. Показатели палочкоядерных нейтрофилов на протяжении всей работы в группе, где применялся в качестве инфицирующего агента S. typhimurium 14028S WT культивируемый в условиях голодания (О1), с момента заражения начали плавно снижаться, к двенадцатому дню опустившись ниже верхней границы, но в переделах нижней границы нормы. Концентрация ПЯ в К1 начала возрастать к третьему дню, постепенно увеличиваясь и достигнув пиковых значений на девятые сутки, затем началось плавное снижение (рисунок 1).
Рисунок 1 - Динамика изменения количества палочкоядерных нейтрофилов в крови экспериментальных животных (Примечание: Ki - группа заражения S. typhimurium 14028S WT.; О1 - группа заражения диким штаммом S. typhimurium 14028S WT, культивированным в условиях голодания)
Концентрация сегметоядерных нейтрофилов в обеих экспериментальных группах на протяжении всей работы постоянно изменялась, не превышая верхней границы нормы, но преодолевая нижнюю границу нормы. К1 достигла пиковых значений на шестые сутки, а минимальных после девятых. О1 пиковых значений достигла на третьи сутки, затем начался плавный спад количества СЯ до шестых суток, после плавное увеличение до девятых суток, не превышающее нижней границы нормы и снова понижение, на 12 дней достигнувшее минимальных значений (рисунок 2).
9 12
Сроки исследования, сутки
Рисунок 2 - Динамика изменения количества сегментоядерных нейтрофилов в крови экспериментальных животных (Примечание: К1 - группа заражения S. typhimurium 14028S WT.; О1 - группа заражения диким штаммом S. typhimurium 14028S WT, культивированным в условиях голодания)
На протяжении всех 12 суток эксперимента показатели лимфоцитов в крови изменялись. В О1 падение концентрации наблюдалось с момента инфицирования, достигнув минимальных значений на третьи сутки, а пиковых на шестые. В К1 так же как и в О1, с момента инфицирования наблюдалось плавное снижение концентрации до 6 дня. На девятый день концентрация достигла наибольших значений и начала снижаться, на 12 сутки приняв минимальные значения (рисунок 3). Изменение уровня лимфоцитов в организме в ту или иную сторону свидетельствует о развитии патологии.
Концентрация моноцитов в обеих группах менялась на протяжении всей работы, но неизменно росла, достигнув пиковых значений на двенадцатые сутки эксперимента. В О1 эта концентрация меньше, чем в К^ ( рисунок 4 ).
-К0-и-К1-*-О1 ■
Верхняя граница нормы —* Нижняя граница нормы
I ™Н
S 60 -
и .
Ci
I 30 й
40
30 20 10 -о
о
9 12
Сроки исследования, сутки
Рисунок 3 - Динамика изменения количества лимфоцитов в крови экспериментальных животных (Примечание: К1 - группа заражения S. typhimurium 14028S WT; О1 - группа заражения диким штаммом S. typhimurium 14028S WT, культивированным в условиях голодания)
Рисунок 4 - Динамика изменения количества моноцитов в крови экспериментальных животных (Примечание: К1 - группа заражения S. typhimurium 14028S WT; О1 - группа заражения диким штаммом S. typhimurium 14028S WT,, культивированным в условиях голодания)
Выводы. По окончанию нашего исследования, нами были сформулированы выводы, которые гласят, что в организме лабораторных животных развитие инфекционного процесса происходит с первого дня после заражения. Изменения, происходящие со стороны лейкоцитарного профиля, говорят о том, что в организме лабораторных животных происходила активация иммунных реакций в ответ на проникновение инфицирующего агента.
Литература
1. Прозоркина, Н. В. Основы микробиологии, вирусологии и иммунологии: учебное пособие для средних специальных медицинских учебных заведений / Н. В. Прозоркина, Л. А. Рубашкина. - Изд. 6-е, стер. - Ростов-на-Дону: Феникс, 2012. - 151 с.
2. Пак, С. Г. Сальмонеллёз / С. Г. Пак, М. Х. Турьянов, М. А. Пальцев. - Москва: Медицина, 1988. - 304 с.
3. Козырева, В. К. Клональное распространение CTX-M-5-продуцирующих нозокомиальных штаммов Salmonella Typhimurium в России, Беларуси и Казахстане / В. К. Козырева, М. В. Эйдельштейн, Д. В. Тапальский, И. С. Азизов, А. В. Романов, Р. С. Козлов // Клиническая Микробиология и Антимикробная Химиотерапия. - 2012. - Т. 14. - №1. - С. 38 - 50.
4. Богуцкий, М. И. Сальмонеллёзная инфекция в современный период / М. И. Богуцкий, А. В. Васильев, В. М. Цыркунов // Медицинская панорама. - 2009. - № 7. - С. 3-4.
5. Дмитраченко, Т. И. Сальмонеллезы, клинико-эпидемиологические и микробиологические аспекты терапии / Т. И. Дмитраченко, В. М. Семенов. - Витебск: Изд-во ВГМУ, 2001. - 148 с.
6. Braeken K., Moris M., Daniels R., Vanderleyden J., Michiels J. New horizons for (p)ppGpp in bacterial and plant physiology. Trends Microbiol. - 2006. - Vol. 14. - pp. 45-54.
7. Балкин, А. С. Транскриптомный анализ SALMONELLA TYPHIMURIUM 14028 S в условиях голодания по углероду / А.С. Балкин, В.Я. Катаев, Н.Е. Гоголева, А.О. Плотников, Ю.В. Гоголев // Бюллетень Оренбургского научного центра УрО РАН. - 2016. - №2. - С. 1-9.
8. Миндолина, Ю. В. Оценка патогенного влияния генномодифицированных штаммов S.TYPHIMURIUM 14028S ARELA на организм лабораторных животных / Ю. В. Миндолина, М. А. Лавренова, В. А. Михайлова // Шаг в науку. - 2016. - №1. - С. 96 - 103.
Научно исследовательская работа проводится в рамках гранта РФФИ «Молекулярно-генетические механизмы, обеспечивающие выживание и размножение протеобактерий в водных экосистемах», № проекта 14-04-01796.
