CC BY
197. Bernard K.A, Funke G. Genus Corynebacterium. In: Whitman W.B. Bergey's manual of systematic bacteriology. Springer, N.Y., 2012.
8. Falagas M.E., Betsi G.I., Athanasiou S. Probiotics for the treatment of women with bacterial vaginosis. Clin. Microbiol. Infect. 2007, 13: 657-664.
9. Forestier C., De Champs C., Vatoux C. Probiotic activities of Lactobacillus casei rhamnosus: in vitro adherence to intestinal cells and antimicrobial properties. Res. Microbiol. 2001, 152: 167-173.
10. Funke G.A., von Graevenitz J. E., Clarridge III. et al. Clinical microbiology of coryneform bacteria. Clin. Microbiol. Rev. 1997, 10: 125-159.
11. Karlyshev A.V., Melnikov V.G. Draft genome sequence of Corynebacterium pseudodiphthe-riticum strain 090104 «Sokolov». Genome Announc. 2013, 1 (6): e00921-913.
12. Kreikemeyer B., Oehmcke S., Nakata M. et al. Streptococcus pyogenes fibronectin-binding protein F2. Expression profile, binding characteristics, and impact on eukaryotic cell interactions. J. Biol. Chem. 2004, 279: 15850-15859.
13. McMillan A., Macklaim J.M, Burton J.P. et al. Adhesion ofLactobacillus iners AB-1 to Human fibronectin: a key mediator for persistence in the vagina? Reprod. Sci. 2013, 20 (7): 791-796.
14. Mongodin E., Bajolet O., Cutrona J. et al. Fibronectin-binding proteins of Staphylococcus aureus are involved in adherence to human airway epithelium. Infect. Immun. 2002, 70: 620630.
15. Romero-Steiner S., Witek T., Balish E. Adherence of skin bacteria to human epithelial cells. J. Clin. Microbiol. 1990, 1: 27-31.
16. Styriak I., Nemcova R., Chang YH. et al. Binding of extracellular matrix molecules by probiotic bacteria. Lett. Appl. Microbiol. 2003, 37: 329-333.
17. Swidsinski A., Mendling W., Loening-Baucke V. et al. Adherent biofilms in bacterial vaginosis. Obstet. Gynecol. 2005, 106: 1013-1023.
18. Vercellotti G.M., McCarthy J.B., Lindholm P. et al. Extracellular matrix proteins (fibronectin, laminin, and type IV collagen) bind and aggregate bacteria. Am. J. Pathol. 1985, 120 (1): 1321.
Поступила 27.02.14
Контактная информация: Гладышева Ирина Вячеславовна,
460000, Оренбург, ул. Пионерская, 11, р.т. (3532)77-54-17
© КОЛЛЕКТИВ АВТОРОВ, 2014
М.Н.Гапон, Л.Н.Терновская, О.В.Акелина, В.Я.Зарубинский
ПОКАЗАТЕЛИ МЕСТНОГО ЦИТОКИНОВОГО СТАТУСА У ЛЮДЕЙ С ДИСБАКТЕ-РИОЗОМ КИШЕЧНИКА
Ростовский НИИ микробиологии и паразитологии, Ростов-на-Дону
Цель. Определение содержания различных цитокинов в копрофильтратах людей с бактериологически подтвержденным дисбактериозом кишечника. Материалы и методы. Изучен качественный и количественный состав микробиоценоза толстой кишки, определено содержание у-ИФН, провоспалительных (ИЛ-2, ИЛ-6, ИЛ-8, ИЛ-ф) и противовоспалительных (ИЛ-4, ИЛ-10) цитокинов методом ИФА в копрофильтратах 139 людей 18 — 60 лет. Все показатели сопоставлены с цитокиновым индексом (ЦИ). Результаты. Установлено высокое содержание ИЛ-2, ИЛ-4 и ИЛ-10 при нормальных значениях ИЛ-ф, ИЛ-6, ИЛ-8. У людей с разной величиной ЦИ выявлено сравнимое содержание бифидо-бактерий, лактобацилл и эшерихий; у людей с ЦИ выше 1 у.е. и выше 10 у.е. на фоне пропорционально усиливающейся индукции у-ИФН наблюдается увеличение численности эшерихий со сниженной ферментативной активностью и частое обнаружение условно патогенных энтеробактерий, стафилококков и грибов рода Candida. Заключение. Наличие условно патогенной микрофлоры при низком содержании y-ИНФ с ЦИ менее 1 у.е. можно расценивать как дисбиотическую реакцию, а наличие условно патогенной микрофлоры на фоне высокого содержания y-ИНФ с ЦИ выше 10 у.е. — как развитие системного воспаления вследствие транслокации дисбиозной микрофлоры в кровоток.
Журн. микробиол., 2014, № 6, С. 73—77
Ключевые слова: дисбактериоз, гамма-интерферон, цитокиновый индекс M.N.Gapon, L.N.Ternovskaya, O.V.Akelina, V.Ya.Zarubinsky
INDEXES OF LOCAL CYTOKINE STATUS IN INDIVIDUALS WITH INTESTINE DYSBAC-TERIOSIS
Rostov Research Institute of Microbiology and Parasitology, Rostov-on-Don, Russia
Aim. Determination of the content of various cytokines in coprofiltrates of individuals with bacteriologically confirmed intestine dysbacteriosis. Materials and methods. Qualitative and quantitative content of large intestine microbiocenosis was studied; IFNy, pro-inflammatory (IL-2, IL-6, IL-8, IL-10) and anti-inflammatory (IL-4, IL-10) content was determined using EIA in coprofiltrates of 139 individuals aged 18 — 60 years. All the indexes were juxtaposed with the cytokine index (CI). Results. A high content of IL-2, IL-4 and IL-10 with normal levels of IL-10, IL-6 and IL-8 was established. A comparable content ofbifidobacteria, lactobacilli and escherichia was detected in individuals with various CI index; in individuals with CI above 1 c.u. and above 10 c.u., against the background of proportionally intensifying IFNy induction, an increase of quantity of escherichia with decreased enzymatic activity and frequent detection of opportunistic en-terobacteria, staphylococci and Candida genus fungi is noted. Conclusion. The presence of opportunistic microflora at low content of IFNy with CI of less than 1 c.u. could be evaluated as a dysbiotic reaction, and the presence of opportunistic microflora against the background of high IFNy content with CI of above 10 c.u. — as a development of systemic inflammation due to translocation of dysbiotic microflora into the bloodflow.
Zh. Mikrobiol. (Moscow), 2014, No. 6, P. 73—77
Key words: dysbacteriosis, gamma-interferon, cytokine index
Исследованиями последних лет доказана роль цитокиновой системы в поддержании нормальной реактивности организма и развитии различных патологических процессов. Известно, что цитокины представляют собой низкомолекулярные пептиды с широким спектром биологической активности, осуществляющие межклеточные взаимодействия в иммунной системе, активно участвующие в формировании и развитии воспаления [2, 9, 14]. Как противовоспалительные, так и провоспалительные цитокины вырабатываются не только клетками иммунной системы, но и разными типами эукариотических клеток, в том числе и интестинальными эпителиоцитами [5]. На местном уровне цитокины обеспечивают развитие всех этапов ответа на внедрение патогенного фактора: ограничивают его распространение, удаление и восстановление поврежденной ткани. Доказано, что низкие концентрации цитокинов формируют адекватное местное воспаление, более высокие вызывают системную воспалительную реакцию, носящую защитный характер, крайне высокие приводят к развитию патологических состояний [2, 14]. Существенное значение при этом имеет сохранение или нарушение баланса провоспалительных и противовоспалительных цитокинов [11]. Считается, что патогенетическую основу системного хронического воспаления, приводящую к развитию полиорганной патологии, составляет дисбаланс цитокиновой системы, обусловленный персистированием провоспалительных цитокинов [2]. Приведены убедительные данные, указывающие на роль условно патогенной кишечной микрофлоры в развитии полиорганной патологии [1, 2, 8]. Установлено, что изменение нормального состава микробиоценоза толстого кишечника, сопровождаемое снижением его колонизационной резистентности, способствует транслокации как патогенных микробов, так и продуктов их жизнедеятельности. Эпителиоидные клетки кишечника в этих случаях являются активными продуцентами как про-, так и противовоспалительных цитокинов [9].
Для интегральной оценки влияния про- и противовоспалительных цитокинов в сети цитокинового каскада сотрудниками ФНЦ гигиены имени Ф.Ф.Эрисмана был разработан способ выявления дисбаланса цитокиновой системы путем определения цитокинового индекса [9], что позволяет, по мнению авторов, выявлять людей, имеющих разные степени риска нарушения здоровья.
Учитывая, что дисбактериоз толстой кишки считается широко распространенным состоянием [3], а изменения состава микробиоценозов полостей организма человека, как правило, предшествуют развитию различных по локализации выраженных патологических процессов [3, 12], целью настоящего исследования явилось определение содержания про- и противовоспалительных цитокинов (у-ИНФ, ИЛ-10, ИЛ-2, ИЛ-4, ИЛ-6, ИЛ-8, ИЛ-10) в копрофильтратах людей с бактериологически подтвержденным дисбактериозом толстой кишки и сопоставление выявленных особенностей состава микробиоценоза толстой кишки с показателями цитокинового индекса.
Проанализирован материал от 139 людей 18 — 60 лет с бактериологически подтвержденным дисбактериозом толстой кишки из числа обратившихся в диагностический центр Ростовского НИИЭП для обследования на дисбактериоз кишечника.
Бактериологическое исследование на дисбактериоз и оценку степени изменения состава микробиоценоза толстой кишки проводили в соответствии с [7]. Определение содержания у-ИФН, провоспалительных (ИЛ-10, ИЛ-2, ИЛ-6, ИЛ-8) и противовоспалительных цитокинов (ИЛ-4,ИЛ-10) в копрофильтратах осуществляли иммуно-ферментным методом с помощью тест-систем «Интерлейкин — ИФА-БЕСТ». Вычисление цитокинового индекса (ЦИ) в условных единицах проводили в соответствии с [6] по формуле ЦИ=Их + (И2 — 1), где Их (у.е.) среднее арифметическое значение индексов провоспалительных цитокинов, И2 (у.е.) — среднее значение индексов противовоспалительных цитокинов. В качестве нормы для вычисления индексов использовали референтные значения цитокинов в сыворотке крови, указанные в инструкции по применению.
Анализ содержания про- и противовоспалительных цитокинов в копрофильтратах людей с бактериологически подтвержденным дисбактериозом выявил значительные различия в содержании цитокинов разных классов в копрофильтратах обследованных людей. Так, повышенное содержание ИЛ-2 обнаружено у 74,2±3,7% обследованных, ИЛ-4 — у 62,2±4,1%, ИЛ-10 — у 18±3,2%. В то же время, нормальные значения количества цитокинов ИЛ-6, ИЛ-8, ИЛ-10 выявлены соответственно в 96,3±1,6%, 96,6+1,6%, 83,1+3,1% случаев.
Для оценки степени изменения баланса цитокинов в копрофильтратах был вычислен цитокиновый индекс. При этом учитывали, что значение цитокинового индекса до 1 у.е. соответствует цитокиновому балансу и указывает на отсутствие воспалительного процесса. Значение индекса выше 1 у.е. свидетельствует о нарушении цитокинового баланса и наличии воспалительного процесса, включая его доклинические формы [6].
Расчеты выявили широкий спектр колебаний цитокинового индекса при дис-бактериозах кишечника в пределах от менее 1 до 35 у.е. При этом у 41,7+4,1% обследованных ЦИ составлял <1 у.е., в 45,8+4,2% случаев он находился в пределах значений от 1 до 10 у.е., а в 12,5+2,8% превышал 10 у.е.
Так как одним из факторов, приводящим к повышению содержания цитокинов, является наличие условно патогенных микроорганизмов в составе аутофлоры кишечника [2], были проанализированы данные, отражающие особенности состава микробиоценозов толстой кишки у людей с разными значениями цитокинового индекса в копрофильтратах (ЦИ<1 — 58 чел., 1<ЦИ<10 — 64 чел., ЦИ>10 — 17 чел.).
Анализ данных показал, что изменения в составе микробиоценоза толстой кишки имеются во всех наблюдаемых группах. В общих чертах эти изменения выражаются в умеренном снижении численности бифидобактерий, лактобацилл и эшерихий, повышении количества атипичных эшерихий, увеличении находок условно патогенных
микроорганизмов. Однако степень этих изменений значительно различается в группах людей с разными значениями цитокинового индекса. Если содержание нормальных эубионтов (бифидобактерий, лактобацилл и эшерихий) во всех группах практически однаково, то у людей со значениями ЦИ выше 1 у.е. и особенно выше 10 у.е. количество эшерихий со сниженной ферментативной активностью увеличивается, возрастает частота обнаружения условно патогенных энтеробактерий в количестве, превышающем 104, стафилококков (особенно золотистых) и грибов рода Candida. Несмотря на умеренное снижение количества бифидобактерий, лактобацилл и эше-рихий и наличие условно патогенных бактерий в составе микробиоценоза толстой кишечники, у 58 человек из числа обследованных (41,7+4,1%) с бактериологчески подтвержденным дисбактериозом величина цитокинового индекса составляет менее 1 у.е., что указывает на отсутствие цитокинового дисбаланса и отсутствие местного воспалительного процесса. Подобное обстоятельство может быть связано с временными (обратимыми) сдвигами состава микробиоценоза, которые могут быть расценены как дисбиотическая реакция. Известно, что дисбиотические реакции отличаются от истинного дисбактериоза непродолжительностью микродисбиотических изменений и не требуют проведения специальных коррегирующих мероприятий [10, 13]. Присутствие условно патогенных микроорганизмов в составе микробиоценоза кишечника при этом, видимо, носит транзиторный характер. Обнаружение подобного явления позволяет думать, что однократно проведенное бактериологическое исследование состава микрофлоры толстой кишки может, в ряде случаев, допускать гипердиагностику дисбактериоза. С другой стороны, выявление изменений в составе микробиоценоза кишечника вследствие высокой частоты обнаружения условно патогенных микробов и атипичных эшерихий, сочетающихся со значениями ЦИ выше 1 у.е., позволяет говорить о наличии цитокинового дисбаланса и местного воспалительного процесса. Величина цитокинового индекса (до 10 у.е. и выше 10 у.е.), по-видимому, отражает степень выраженности местного воспаления и цитокинового дисбаланса. С этих позиций, особый интерес представляет группа людей с показателями цитокинового индекса выше 10 у.е. Так как считается, что значение ЦИ менее 1 у.е. свидетельствует об отсутствии воспаления, среднее значение ЦИ указывает на наличие физиологического воспаления, а высокое характерно для патологического процесса, можно думать, что показатели ЦИ выше 10 у.е. при наличии выраженных изменений состава микробиоценоза выявляют группу людей с высокой степенью цитокинового дисбаланса, выраженного местным воспалительным процессом, угрожаемой транслокацией условно патогенных микроорганизмов. Сведения о том, что повышение содержания у-ИНФ свидетельствует о наличии воспалительного процесса на местном уровне в месте репликации микроорганизмов и является одним из факторов, способствующим транслокации микроорганизмов вследствие его способности разрушать «замыкательные пластинки» и нарушать проницаемость слизистой оболочки [4], дали нам повод для сравнения содержания у-ИНФ в копрофильтратах людей с показателями разного цитокинового индекса.
Анализ данных указывает на наличие четких различий содержания у-ИНФ в копрофильтратах людей с разными значениями цитокинового индекса. В копрофильтратах людей с ЦИ менее 1 у.е. количество у-ИНФ регистрируется в пределах референтных значений, что указывает на отсутствие местного воспалительного процесса и исключает наличие транслокации. У людей со значением ЦИ до 10 у.е. количество у-ИНФ в копрофильтратах превышает референтные значения в 3-4 раза. При показателях ЦИ выше 10 у.е. характерно очень высокое содержание у-ИНФ, что, несомненно, может свидетельствовать о возможной транслокации условно патогенных микроорганизмов из просвета кишечника в системный кровоток.
Проведенное исследование позволило установить, что при бактериологически подтвержденном дисбактериозе толстой кишки в копрофильтратах людей отмечается изменение цитокинового статуса, характеризующееся повышенным содержанием в
основном ИЛ-2, ИЛ-4, ИЛ-10. Сопоставление значений цитокинового индекса с особенностями состава микробиоценозов кишечника людей с бактериологически подтверженным дисбактериозом выявило, что в копрофильтратах 41,7+4,1% людей отмечается баланс про- и противовоспалительных цитокинов (ЦИ менее 1 у.е.), что свидетельствует об отсутствии местного воспаления и позволяет думать, что присутствие условно патогенных микробов в составе микробиоценоза кишечника этих людей носит транзиторный характер, а изменение состава микробиоценоза может быть расценено как дисбиотическая реакция.
Выявление в разной степени выраженного цитокинового дисбаланса (как при ЦИ от 1 до10, так и при ЦИ выше 10 у.е.) у 58,3+3,2% обследованных лиц на фоне значительного повышения содержания у-ИНФ в копрофильтратах свидетельствует об активном участии условно патогенных микробов в развитии местного воспаления. Эти данные позволяют считать изменения состава микробиоценоза толстой кишки у данной группы лиц угрозой транслокации условно патогенных микроорганизмов из просвета кишечника в системный кровоток [1, 8]. Транслокации может способствовать установленное недавно нарушение функции эпителиального барьера апоптоз-не-зависимым механизмом [14]. Синхронное нарушение нормальной кишечной микрофлоры, сопряженное с цитокиновым дисбалансом, должно учитываться в медицинской практике.
ЛИТЕРАТУРА
1. Бондаренко В.М. Роль условно-патогенных бактерий при хронических воспалительных процессах различной локализации. М., «Триада», 2011.
2. Бондаренко В.М., Лиходед В.Г. Взаимодействие кишечной микрофлоры с Toll-подоб-ными рецепторами в норме и патологии. Иммунология. 2009, 5: 317-320.
3. Бондаренко В.М., Мацулевич Т.В. Дисбактериоз кишечника как клинико-лабораторный синдром: современное состояние проблемы. М., ГЭОТАР-медиа, 2007.
4. Железникова Г.Ф. Роль гамма-интерферона в иммунопатогенезе инфекций. Клин. лаб. диагностика. 2008, 4: 3-8.
5. Маянский А.Н., Маянская И.В. Реактивность и медиаторные функции интестинальных эпителиоцитов в системе мукозального гомеостаза. Иммунология. 2004, 3: 185-192.
6. Определение цитокинового баланса при оценке состояния здоровья у работников промышленных предприятий. Методические рекомендации 2.2.90049-11. М., ФЦ гигиены и эпидемиологии Роспотребнадзора, 2011.
7. Протокол ведения больных. Дисбактериоз кишечника. ОСТ 91500.11.0004-2003. Приказ
Минздрава РФ № 231 от 09.06.2003. М., 2003.
8. Рябиченко Е.В., Бондаренко В.М. Роль кишечной бактериальной аутофлоры и ее эндотоксина в патологии человека. Журн. микробиол. 2007, 3: 103-111.
9. Симбирцев А.С. Цитокины: классификация и биологические функции. Цитокины и воспаление. 2004, 4: 38-41.
10. Циммерман Я.С. Дисбиоз (дисбактериоз) кишечника или «синдром избыточного бактериального роста». Клин. мед. 2005, 4: 14-21.
11. Чайникова И.Н., Смолягин А.И. Цитокины в инфекционном процессе, вызванном сальмонеллами. Вест. ОГУ. 2006, 12: 35- 42.
12. Шендеров Б.А. Нормальная микрофлора и ее роль в поддержании здоровья человека. Росс. журн.гастроэнтерол., гепатол., колопроктол. 1998, 1: 61-65.
13. Bäckhed F., Ley R.E., Sonnenburg J.L. et al. Host-bacterial mutualism in the human intestine. Science. 2005, 307 (5717): 1915-1920.
14. Bruewer M., Luegering A., Kucharzik T. Proinflammatory cytokines disrupt epithelial barrier function by apoptosis-independent mechanisms. Am. J. Physiol. 2004, 286: G367-G376.
Поступила 20.04.14
Контактная информация: Гапон Марина Николаевна, к.б.н., 344002, Ростов-на-Дону, пер. Газетный, 119
