Роль бактеріальної колонізації слизової сечового міхура в патогенезі сечової інфекції Текст научной статьи по специальности «Фундаментальная медицина»

УДК 616.62:611-018.73:576.52:579.262-092.9

РОЛЬ БАКТЕР1АЛЬНО1 КОЛОШЗАЦП СЛИЗОВО1 СЕЧОВОГО М1ХУРА В ПАТОГЕНЕЗ1 СЕЧОВО1 1НФЕКЦП

Р.М. Молчанов, С. О. Павлюк

Днтропетровська державна медична академiя кафедра урологи

(зав. - член-кор. АМН Укра'ши, д. мед. н., проф. О.В. Люлько)

Ключовi слова: сечовий Mixyp, iнфекцiя, експеримент Key words: urinary bladder, infection, experiment

Резюме. В эксперименте на 40 крысах линии Wistar изучали влияние нарушения проницаемости слизистой мочевого пузыря на процесс развития мочевой инфекции. Для дестабилизации барьерной функции слизистой мочевого пузыря использовали раствор протамина сульфата (10 мг/мл). Под общей анестезией по катетеру в мочевой пузырь вводили в 1 группе - раствор протамина сульфата; во 2 группе (контроль) - 0,9% раствора NaCl; в 3 группе -1 млрд. взвесь Е. соН; в 4 группе -1 млрд. Е. соН + раствор протамина сульфата, в 5 группе -1 млрд. взвесь Aerococcus viridans + раствор протамина сульфата. На 3, 7 и 14 сутки животных выводили из эксперимента. Проводили бактериологическое и гистологическое исследование тканей мочевого пузыря, печени и почек. Установлено, что изменение проницаемости слизистой мочевого пузыря приводит к развитию максимально выраженных патологических изменений в присутствии уропатогенной микрофлоры. Выделение микрофлоры, введенной в мочевой пузырь из ткани почек и печени, связано с наличием рефлюкса мочи и последующей транслокацией микрофлоры. Инстилляция в мочевой пузырь взвеси аэрококков приводит к пролонгированной колонизации слизистой мочевого пузыря, сопровождающейся незначительно выраженной воспалительной реакцией.

Summary. In experiment on 40 Vistar rats we studied influence of infringement of bladder urothelium permeability on development of a urinary infection. For destabilization of bladder urothelium barrier function we used a protamine sulfate solution (10 mg / ml). Under the general anesthesia, using a catheter, the bladder was instilled with protamine sulfate solution - 1 group; 0,9 % NaCl solution - 2-nd group (control); with 1 billion suspension of Е. rnli - 3-d group; 1 billion suspension of Е. rnli + protamine sulfate solution - 4-th group; 1 billion Aerococcus viridans suspension + protamine sulfate solution - 5-th group. Rats were withdrawn from experiment on 3, 7 and 14 day. Bacteriological and pathohistologic study of bladder, liver and kidneys tissue were carried out. It is established, that change of bladder urothelium permeability results in development of the most expressed pathological changes at presence of uropathogenic microflora. Allocation of microflora instilled into the bladder from kidneys and liver tissues may be explained by urine reflux and subsequent bacterial translocation. Instillation of Aerococcus viridans suspension into the bladder results in prolonged colonization of bladder urothelium, accompanied with insignificantly expressed inflammatory reaction.

Основою колошзаци бюлопчних поверхонь е адгезiя. Цей стан полшшуе можливють одержан-ня бактерiями компонента, необхщних для життедiяльностi, й дозволяе ефективно розмно-жуватися в порiвняннi з неприкршленими бакте-рiями. Бактери й кл^ини, до яких вони фшсо-ваш, обмшюються сигналами, наслщком яких е розвиток запально! реакци. Бактерiальна адгезiя зумовлена фiмбрiями в грамнегативних й екстра-целюлярним полюахаридом в грампозитивних

мшрооргашзмах. Доведено, що шфекщя сечових шляхiв пов'язана з формуванням бактерiальноl плiвки, зумовлено! адгезiею мiкроорганiзмiв до епiтелiальних кттин [3,5]. Бiоплiвка формуеться тод^ коли мшрооргашзми прикршлюються до поверхш ештелда, за допомогою адгезишв - тлей i позаклггинних полiмерних комплекшв, основною функщею яких е адгезiя [6,7].

Виникненню адгези до слизово! й розвитку циститу передуе впровадження в просвгг сечо-

вого Mixypa патогенних бактерш, що коло-нiзyють присiнок пiхви. Розвиток патогенно! мшрофлори спостерiгаeться при порyшеннi мш-робiоценозy й зменшеннi популяци нормально! мшрофлори, представлено! Lactobacillus, яка y нормi колонiзye цю дiлянкy [8].

У нормi поверхня слизово! сечового мiхyра покрита слизом, що мютить рецептори до ад-гезишв бактерiй, якi зумовлюють адгезiю. Фасована до слизу бактерiя залишае сечовi шляхи разом зi слизом, й шфекщя не розвиваеться. Таким чином, наявшсть вiльного вiдтокy сечi може вже сама по ra6i бути захисним меха-нiзмом проти сечово! iнфекцi!. Нейрогенна дис-функщя сечового мiхyра, хронiчна затримка сеч^ наявнiсть стороннiх предметiв приводять до порушення цiлiсностi захисного шару слизу, що покривае ештелш сечового мiхyра. У дослщ-женнi J. Lavelle et al. (2002) показано, що подiбне порушення може бути вщтворене в експериментi шляхом введення в сечовий мiхyр протамiнy сульфату в концентраци (10 мг/мл). Останне приводить до рiзкого зниження бар'ерно! функци епiтелiю сечового мiхyра й зростання його проникностi, що повертаеться до вихщного рiвня через 3 дш. Повне морфологiчне вiдновлення елементiв вщбуваеться до 10 доби [4]. Потрап-ляючи в сечовий мiхyр, уропатогенна бактерiя фiксyеться до клiтин ештелш, виникае шфекщя. Розвиток циститу, в свою чергу, приводить до виникнення мiхyрово-сечовiдного рефлюкса, в резyльтатi якого бактери проникають y порож-нинну систему нирок, крiм того, бактери можуть проникати в нирку шляхом поширення мiкробно! бiоплiвки по слизовш сечоводу. В експериментi на тваринах iз використанням уропатогенного штаму P. mirabilis показано розвиток мшробно! плiвки на поверхнi yротелiю з наступним впро-вадженням бактерiй y паренхiмy нирки й ви-никненням шелонефриту. Вивчення механiзмiв адгезi! дае можливють розробки тактики патоге-нетичного тдходу до профiлактики й лiкyвання сечово! шфекци.

Мета дослiдження - вивчити вплив порушення проникносп слизово! сечового мiхyра на процес розвитку сечово! iнфекцi!, викликано! уропатогенним штамом Е. coli, й особливостi впливу на слизову сечового мiхyра представника нормально! мiкрофлори людини Аеrococcus viri-dans.

МАТЕР1АЛИ ТА МЕТОДИ ДОСЛЩЖЕНЬ

В експериментi використанi 40 тримюячних самок пацюкiв лiнi! Wistar вагою 140-185 г, як утримувалися y вольерах по 5 тварин. З метою дестабшзаци бар'ерно! фyнкцi! слизово! сечо-

вого Mixypa й створення оптимальних умов для aдгезii бактерш використаний розчин протамшу сульфату (10 мг/мл). Для виконання поставлених завдань використали уропатогенний штам E.coli, видшений i3 сечi пaцieнтa, що страждае на гострий цистопiелонефpит, i штам Aerococcus viridans 167, що входить до складу пробю-тичного препарату „А-бактерин".

Методика введення бaктеpiй полягала в наступному: пiсля проведення зaгaльноi aнестезii шляхом внyтpiшньочеpевинного введення тю-пенталу нaтpiю в дозi 30 мг/кг дшянка зовшш-нього отвору сечiвникa оброблялася розчином Бетадина, тсля чого по катетеру, уведеному в сечовий мixyp по ypетpi, вводили 0,5 мол роз-чину.

Схема експерименту. Тварини були розпо-дшеш на 5 груп:

1 група - одноразове введення протамшу сульфату в об'емi 0,2 мл +0,3 мл стерильного 0,9% розчину NaCl (5 тварин);

2 група - 0,5 мл стерильного 0,9% розчину NaCl (5 тварин);

3 група - 0,3 мл 1 млрд. суспензи уропатогенного штаму Е. coli + 0,2 мл стерильного 0,9% розчину NaCl (10 тварин);

4 група - 0,3 мл 1 млрд. суспензи уропатогенного штаму Е. coli + 0,2 мл пpотaмiнy сульфату (10 тварин);

5 група - 0,3 мл 1 млрд. суспензи Aerococcus viridans + 0,2 мл протамшу сульфату (10 тварин).

Тварин на 3, 7 й 14 добу виводили з експе-рименту шляхом введення в глибокий наркоз i знекровлювання.

Тканини сечового мixypa, печшки, нирок до-слщжуваних тварин фшсували в 10% нейтральному формалш й тсля зневоднювання мютили в пapaфiновi блоки. Зpiзи товщиною 5 мкм забар-влювали гематоксилш-еозином i для бшьш ч^ко' щентифшаци строми - за методикою Мaллоpi [2].

Бактерюлопчне дослщження тканин сечового мixypa й нирок проводили шляхом пошву методом вщбитюв на кров'яний агар, середовище Ендо й селективне середовище для виявлення аерокоюв.

РЕЗУЛЬТАТИ ТА IX ОБГОВОРЕННЯ

Як показали результати посiвiв оpгaнiв тварин (табл. 1), в I й II групах на 3, 7 й 14 добу пошви тканини сечового мixypa, нирок, печшки росту не дали. В III й IV групах у тканиш сечового мixypa виявлений рясний рют E.coli у вшх тварин, виведених на 3 добу. В 1 з 3 тварин III групи й у вшх тварин IV групи на 7 добу дослщження виявлений незначний рют E.coli. На 14 добу в III груш вс тваринш пошви тканини

сечового мixypa росту не дали, а в IV - одиничш хура уропатогенною флорою спостерталася у колони E.coli висiянi в 1 тварини. Таким чином, тварин IV групи при одночасному введенш про-бшьш тривала колонiзaцiя слизово' сечового мi- тaмiнy сульфату й уропатогенних бaктеpiй.

Таблиця 1

Результати пос1в1в тканини сечового Mixypa, печiнки, нирок в експериментальних тварин

3 доба 7 доба 14 доба

Групи

Е. coli A. viridans Е. coli A. viridans Е. coli A. viridans

+ - + - + - + - + - + -

I (n=5)

Нирки 0 2 0 2 0 2 0 2 0 1 0 1

Печ1нка 0 2 0 2 0 2 0 2 0 1 0 1

Сечовий м1хур 0 2 0 2 0 2 0 2 0 1 0 1

II (n=5)

Нирки 0 2 0 2 0 2 0 2 0 1 0 1

Печ1нка 0 2 0 2 0 2 0 2 0 1 0 1

Сечовий м1хур 0 2 0 2 0 2 0 2 0 1 0 1

III (n=10)

Нирки 2 1 0 3 1 2 0 3 0 4 0 4

Печ1ика 1 2 0 3 0 3 0 3 0 4 0 4

Сечовий м1хур 3 0 0 3 1 2 0 3 0 4 0 4

IV (n=10)

Нирки 2 1 0 3 1 2 0 3 0 4 0 4

Печшка 2 1 0 3 0 3 0 3 0 4 0 4

Сечовий м1хур 3 0 0 3 3 0 0 3 1 2 0 4

V (n=10)

Нирки 0 3 1 2 0 3 0 3 0 4 0 4

Печшка 0 3 1 3 0 3 0 3 0 4 0 4

Сечовий м1хур 0 3 3 0 0 3 3 0 0 4 2 2

У III й IV групах iз тканини нирок уро-патогенний штам видiлений у 2 з 3 й в 1 з 3 вщ-повщно на 3 й 7 добу експерименту. 1з тканини печшки E.coli видiленa на 3 добу в 1 з 3 тварин в III й в 2 з 3 тварин - в IV групах. Видшення уропатогенного штаму при ro^i тканини нирок пояснюеться наявнютю пузирно-сечовщних ре-флюксiв, у результат чого виникае закидання шфшованого вмiстy сечового мixypa в поро-жнинну систему нирок. Пiелотyбyляpний реф-люкс приводить до проникнення патогенно' фло-ри в канальцевий апарат нирки. У pезyльтaтi пiеловенозного рефлюкса збудник проникае в кров тварини, внаслщок чого вiдбyвaеться його мтращя в iншi органи. Зокрема, тдтвердженням факту транслокаци в цьому випадку е нaявнiсть росту уропатогенно' кишково' палички в посiвax тканини печшки.

У V груш тварин при ro^i тканини сечового мixypa патогенно' флори не виявлено. Спосте-

ртався помipний й незначний рют aэpококiв на 3 й 7 добу експерименту у вшх виведених тварин. На 14 добу в 2 iз 4 тварин у пошвах тканини сечового мixypa виявлений piст одиничних ко-лонiй аерокоюв.

Таким чином, при внyтpiшньомixypовомy введенш аерокоюв спостеpiгaеться пролонгована колонiзaцiя ними слизово' сечового мixypa. Тривала колошзащя слизових i ранових поверхонь, що е одним iз меxaнiзмiв захисно' ди aеpококiв, вичерпно описана в лiтеpaтypi [1] . На 3 добу аэрококи висшш iз тканини нирки й печiнки в 1 тварини. На 7 й 14 добу пошви тканини печшки й нирок в V груш росту не дали.

При пстолопчному дослщженш тканини печшки й нирок у вшх групах ознак патолопчного процесу не виявлено в жодно' тварини.

У I груш (контрольнш) на 3 добу (рис. 1) i в 1 тварини на 7 добу спостер^алося повнокров'я ка-пiляpiв, пaтологiчниx змiн у тканиш стiнки сечо-

вого мiхура не виявлено. У II груш тварин, яким ештелда, помiрно виражений набряк строми, що

вводили протамiну сульфат, на 3 добу (рис. 2) зменшувався до 7 i практично не спостерiгався при пстолопчному дослiдженнi виявлене пов- на 14 добу експерименту. нокров'я капiлярiв, одиничш дiлянки злущення

Рис. 1. Фрагмент слизовоТ сечового мiхура. Повнокров'я кам1ляр1в (1). Гематоксилiн-еозин. х100

Рис. 2. Фрагмент слизовоТ сечового мiхура. У

стромi дiлянки лiмфомлазмоцитарноТ шфшьтрацп, повнокров'я камiлярiв (1). Гематоксилiн-еозин. х100

У III групi на 3 добу на тлi набряку строми визначаються осередкова гiперплазiя перехщ-ного ештелда, помiрна лiмфогiстiоцитарна ш-фшьтращя строми, помiрно вираженi ознаки лейкоцитарно! шфшьтрацп, мiсцями - злущення ештелда в тканинi, мiсцями визначаються палич-коподiбнi бактери (рис. 3). До 7 доби визначаеть-

ся помiрно виражений набряк строми з вогни-щами лейкоцитарно! шфшьтрацп перехiдного ештелда й строми (рис. 4). На 14 добу в тканиш сечового мiхура визначаеться виражена лiмфо-плазмоцитарна шфшьтращя з наявнiстю пол> морфноядерних клiтин (рис. 5).

! 1

1

■ -:

Рис. 3. Осередкова гiмермлазiя мерех1дного емiтелiю (1). Помiрна лiмфогiстiоцитарна iнфiльтрацiя строми (2). Забарвлення за Маллорь х 400

Рис. 4. Памшярна структура з шфшьтращею лейкоцитами мерех1дного емiтелiю (1). У стромi -набряк, виражена замальна iнфiльтрацiя молiморфноядерними клiтинами (2). Гематоксилш-еозин. х 400

У IV груш на 3 добу спостертаються змши, що характеризуются вираженою iнфiльтрацieю слизово! полiморфноядерними лейкоцитами, лiм-фогiстiоцитарною iнфiльтрацieю строми. Спосте-рiгаeться десквамацiя перехiдного ештелда (рис. 6). На 7 добу описаш змiни носять помiрний

характер i характеризуються лейкоцитарною ш-фшьтращею на тлi набряку строми, дистрофieю клiтин епiтелiю (рис. 7). До 14 доби спосте-рiгаeться атрофiя й дистрофiя перехiдного ештелда з помiрною запальною iнфiльтрацieю строми (рис. 8).

Рис. 5. Фрагмент перехщного ештелто (1) з тдлягаючою стромою. У н1й - виражена л1мфоплазмоцитарна 1нф1льтрац1я з дом1шкою пол1морфноядерних кл1тин (2). Гематоксил1н-еозин. х 400

Рис. 6. У стром1 - виражена iнфiльтрацiя слизовоТ

пол1морфноядерними лейкоцитами (1), жена лiмфогiстiоцитарна шфшьтращя (2). Атрофiя й десквамащя перехвдного епiтелiю (3). Гематоксилiн-еозин. х 400

У V груш тварин, яким у сечовий мiхур вво-дилися аерококи, на 3 добу спостертаетъся набряк строми, помiрна мононуклеарна iнфiльтрацiя

(лiмфоцити, плазмоцити, макрофаги), одиничш полiморфноядернi лейкоцити (рис. 9).

А

<7

К

ДОЧа

1«

ч!

* «с?

V :» л

ЧЛ ~

\Д\ *

Ч ^

Л?

2

ч 1

Рис. 7. У стромi - виражена iнфiльтрацiя слизовоТ

полiморфноядерними лейкоцитами (1), виражена лiмфогiстiоцитарна iнфiльтрацiя (2). Атрофiя перехiдного еттелш (3). Гематоксилiн-еозин. х 400

Рис. 8. Осередкова атрофiя (1) i гiперплазiя (2) слизовоТ на тлi помiрноТ запальноТ

iнфiльтрацi■i строми. Гематоксилш-еозин. х 400

На 7 добу вщзначаеться noMipHa шфшьтращя чаються одиничнi вогнища лейкоцитарно! ш-макрофагами й плазмоцитами, пpoлiфеpaцiя фь фшьтраци, гшерплазп й пoлiмopфiзму етте-бpoблaстiв (рис. 10). До 14 доби в ештелп зустpi- лiaльних клiтин (рис. 11)

Рис. 9. Фрагмент слизово'1 сечового Mixypa з iiaiii. шримм виростом. Осередкова гiдропiчна дистрофiя клггин перехiдиого епiтелiю (1). У стромi -набряк i иомпрна моиоиуклеариа iифiльтрaцiя (лiмфоцмтм, илазмоцмтм, макрофаги), одмимчиi иолiморфиоядериi лейкоцмтм (2). Забарвлення за Маллорь x 400

Рис. 11. Фрагмент перехщного ештелто з осередковою лейкоцитарною iифiльтрaцieю i явищами гiиерилaзiT й иолiморфiзму еиiтелiaльимх клггин. Гемaтоксмлiи-еозми. x 400

Рис. 10. Слизова з паишярними виростами. У стромi картина хроиiчиого запалення - иомпрна шфшьтращя макрофагами й плазмоцитами; иролiферaцiя фiброблaстiв. Гемaтоксмлiи-еозми. x 100

ВИСНОВКИ

1. Змша пpoникнoстi слизово! сечового мiхуpa й порушення покриваючого !! захисного шару слизу приводить до розвитку максимально ви-ражених патолопчних змiн у пpисутнoстi уропа-тогенно! мiкpoфлopи.

2. Видiлення мiкpoфлopи, введено! в сечовий мiхуp i3 тканини нирок i печiнки у тварин, по-в'язане з нaявнiстю рефлюкса сечi й наступною тpaнслoкaцieю мшрофлори.

3. Iнстиляцiя в сечовий мiхуp суспензi! аэро-кoкiв приводить до пролонговано! кoлoнiзaцi! слизово! сечового мiхуpa, що супроводжуеться незначно вираженою запальною pеaкцiею.

СПИСОК Л1ТЕРАТУРИ

1. А-бактерин в лечении и профилактике гнойно-воспалительных процессов / Под ред. Г.Н. Кремен-чуцкого.- Днепропетровск: Пороги, 2000.- 150с.

2. Микроскопическая техника: Руководство / Под ред. Д.С. Саркисова и Ю.А. Петрова. - М.: Медицина, 1996. - 544 с.

3. Bacterial biofilms: Influence on the pathogenesis, diagnosis and treatment of urinary tract infections / Nickel J.C., Costerton J.W., McLean R.J.C. et al. // J. Antimicrob. Chemother.- 1994.-Vol. 33. - P.41-45.

4. Bladder permeability barrier: recovery from selective injury of surface epithelial cells / Lavelle J., Meyers S., Ramage R. et al. // Am. J. Physiol. Renal. Physiol.-2002. -Vol.283, N2.-P. 242-253.

5. Marshall K.C., Stout R., Mitchell R. Mechanisms of the initial events in the sorption of marine bacteria to solid surfaces // J. Gen. Microbiol.- 1971.-Vol.68.-P.337-348.

6. McLean R.J.C., Caldwell D.E., Costerton J.W. Biofilms: Naturally occurring communities of immobi-

lized cells // Immobilized Biosystems Theory and Practical Applications / Ed.: Veliky I.A., McLean R.J.C. -Glasgow: Blackie Academic and Professional Publishers, 1994.-P.289-335.

7. McLean R.J.C., Nickel J.C., Olson M.E. Biofilm-associated urinary tract infections // Microbial Biofilms /

Ed.: Lappin-Scott H., Costerton J.W. - Cambridge: Cambridge University Press, 1995. - P.261 - 273.

8. Nickel J.C. The battle of the bladder: The pathogenesis and treatment of uncomplicated cystitis // Int. Urogynecol. J.- 1990.-N1-P.218-222.

♦

УДК 616.24-002:669.018.674:577.15.083-092.9

С.В. Антонюк, В.А. Гуртовий2, Ю. С. Хожаенко3

ШУНОГ1СТОХШ1ЧНИИ АНАЛ1З ФОСФОЛ1ПАЗИ А2 ЛЕГЕНЬ У НОРМ1 ТА ПРИ КАДМ1еВ1Й ПНЕВМОПАТП В ЕКСПЕРИМЕНТ1

MicbKa клшчна лжарня №191

мкький онкологiчний центр

(гол. лкар - засл. лкар Украши В.Г.Ширтюн)

м. Днтропетровськ

Дорожна клшчна лжарня2

(гол. лкар - проф С. О.Мунтян)

м. Днтропетровськ

Mорфологiчна лабораторiя "Бiонтек"3

(дир. - к. мед. н. В.С.Усенко)

м. Днтропетровськ

Ключовi слова: фосфолтаза А2, система катабол1зму сурфактанта легень, кадмieва

пневмопатгя

Key words: phospholipase A2, system of catabolism of lungs surfactant, cadmium pneumopathy

Система сурфактанта вщграе надзвичайно важливу роль у легенях, виконуючи цшу низку функцш, до яких можна вщнести запобпання колапсу альвеол на видоху, зменшення транссу-даци рщини в просвгг альвеол, винесення дрiб-них пилових часточок та мiкробiв iз поверхнi

Резюме. Проведено иммуногистохимическое исследование локализации фосфолипазы А2 - основного внеклеточного фермента системы катаболизма сурфактанта в ткани легких - и изучена функциональная активность ее в условиях кратковременного и длительного ингаляционного воздействия низких концентраций CdSO4. На основании результатов выявлена преимущественная внеклеточная локализация фосфолипазы. Высокий уровень содержания фермента определялся и в альвеолярных макрофагах. Кратковременное воздействие соли кадмия сопровождалось увеличением содержания фосфолипазы А2, что свидетельствовало об активации системы катаболизма сурфактанта. При длительном влиянии поллютанта уровень фермента существенно снижался, что может быть обусловлено как инактивацией фермента ионами Cd2+ , так и истощением системы катаболизма сурфактанта. Summary. Immunohistochemical investigation of phospholipase А2 localization - the main extracellular enzyme of system of surfactant catabolism was carried out in lung tissue and its functional activity was studied in condition of short and long inhalation influence of CdSO4 low concentrations. Based on results it was shown primary extracellular localization of phospholipase. High level of enzyme content was also found in alveolar macrophages. Brief influence of cadmium salts was followed by increase of phospholipase А2 content; this testified to activation of system of surfactant catabolism. In а long-term pollutant influence a level of enzyme decreased greatly. This can be caused both by enzyme inactivation with Cd2+ ions, and by exhaustion of system of surfactant catabolism.

альвеол тощо [2, 3, 5]. Здшснення цих та шших функцш забезпечуеться наявшстю на альвео-лярнш поверхш сурфактанта у виглядi мономолекулярного шару, розташованого на меж1 гшофаза-пов^ря. Його кшьюсть регулюсться як мехашзмами синтезу та секреци, так i мехашзма-