CC BY
224
ОБЗОРЫ
УДК 576.851.48:616—053.2
РОЛЬ КИШЕЧНОЙ ПАЛОЧКИ В НОРМЕ И ПАТОЛОГИИ У РЕБЕНКА
Ю.А. Тюрин, В.А. Анохин
Кафедра детских инфекций (зав.— проф. В.А. Анохин) Казанского государственного медицинского университета
Колифлора - составная часть аэробного спектра нормальной микрофлоры кишечника [21], и она всегда представлена типовым видом аэробных грамотрицательных микроорганизмов, относящихся к семейству Enterobacteriaceae рода Escherichia [15, 32], в составе которого рассматривают только один вид - Е. coli [8, 9]. Кишечная палочка (КП), как и другие представители нормальной флоры толстой кишки, постоянно ферментирует лактозу [16], не имеет уреазы и, в отличие от протея и псевдомонад, не обладает оксидазной активностью [13]. На основе данных антигенной структуры в 1947 г. была создана дифференциально-диагностическая схема Kauffmann— Knipschildt—Uahlne [8], позволившая дополнительно выделить КП, ответственные за групповую заболеваемость диареей детей - так называемые энтеропатогенные (в последующем энте-роинвазивные, энтеротоксигенные, энтерогемор-рагические, энтероадгезивные) Е. coli.
КП выделяются из дистальных отделов желудочно-кишечного тракта (ЖКТ). По данным Simon и др. [20], энтеробактерии практически не выделяются из содержимого проксимальных отделов ЖКТ человека. Количественное содержание бактерий этого семейства по отделам следующее: в 1 мл содержимого желудка - 0—102 КОЕ, тощей кишки - 0—103, подвздошной кишки -
О—102—106 , толстой кишки - 104—1010 [20]. По данным микробиологического исследования материала тонкого кишечника, Е. coli является, как правило, составной частью полостной микрофлоры, значительно реже - пристеночной [21].
В отличие от тотального расселения лактобактерий по ЖКТ, эшерихиям в здоровом организме свойственны определенные экологические ниши: прежде всего это толстая кишка, в меньшей степени дистальные отделы тонкой кишки [20, 21]. Обнаружение КП или представителей других родов энтеробактерии в желчи, дуоденальном содержимом, содержимом желудка и в ротовой полости свидетельствует о дисбиозе этих отделов пищеварительного тракта [13], связанном, как правило, с контаминацией этих отделов ЖКТ из толстого кишечника [3]. Это положение в определенной мере подтверждает повышенная продукция секреторных антиэшерихиозных 1gA в полость тонкого кишечника [13, 46], поскольку защита против энтеробактериальной агрессии обеспечивается целым рядом гуморальных факторов, первостепенная роль среди которых принадлежит иммуноглобулинам этого класса [17, 30].
Антагонистическая активность эшерихий [49] в отношении к другим микробам [4], их роль в метаболических процессах и в регуляции моторной функции кишечника [21] макроорганизма традиционно известны. Реальным подтверждени-
ем значимости колифлоры в поддержании микробиоценоза толстой кишки стали результаты клинического использования широко известных в отечественной практике колибактерина и би-фикола [19]. Формирование защитной популяции КП в кишечнике ребенка тесно связано с грудным вскармливанием [13].
По данным современных исследований, наличие в кишечнике бактерий таких родов нормальной флоры, как Escherichia, Enterococcus, Lactobacillus [58], Bifidobacterium, их количество и видовой спектр целиком и полностью определяются генотипом макроорганизма [5].
Другие представители семейства энтеробактерий (Proteus, Enterobacter, Citrobacter, Klebsiella) в составе нормального микробиоценоза обнаруживаются в сравнительно небольшом количестве (до 104—105 микробных тел в грамме кала). Они не вызывают развития каких-либо патологических явлений со стороны стенки кишки и, более того, локализуются преимущественно в просвете толстого кишечника (входят в состав полостной флоры) [19]. Присутствие родов таких бактерий, как Clostridium и Citrobacter, обусловлено практически равнозначным влиянием гено- и паратипических составляющих [5]. Встречаемость всех остальных изученных родов бактерий находится под контролем среды [5]. Вместе с тем Escherichia coli - один из видов семейства энтеробактерий, ответственный за самый широкий спектр патологических процессов у человека: от классических диарейных заболеваний [24] (острых кишечных заболеваний) до генерализованных, диссеминированных процессов типа коли-сепсиса [43] или колибациллярного менингита [8, 32]. Более трети всех бактериальных госпитальных инфекций вызваны мультирезистен-тной КП [32]. Выявлены пенициллиназная активность у КП, а также штаммы, резистентные к антибиотикам группы резерва, например к ри-фампицину [11, 18]. В целом же необходимо отметить, что какие-либо морфологические, ферментативные и культуральные признаки, определяющие патогенность E. Coli, отсутствуют [8]. Однако на современном этапе развития методов генодиагностики [6] экспериментально предложены тесты определения с помощью ПЦР-ре-акции факторов патогенности, например термостабильного и термолабильного энтеротоксина у энтеропатогенных штаммов E. coli, продуцирующих эти токсины в низких концентрациях in vitro и не определяемых биологическими методами [25].
Вирулентность и патогенность определяются в каждой серогруппе эшерихий возможностями образования токсинов (шигатоксин, веротоксин, энтеротоксин) [28, 42, 44], гемолизинов [34],
4. ’’Казанский мед. ж.”, № 1.
49
факторов адгезии [23] и инвазии [38], цитотокси-ческих некротических факторов (CNF1, CNF2) [40], а также наличием факторов колонизации, связанных у эшерихий со множеством фимбрий [8, 36]. Показано повреждающее воздействие шига- и веротоксинов на эндотелий почечных сосудов [45]. В Италии опубликованы данные о выделении из кишечника крупного рогатого скота веротоксинпродуцирующих E. coli 0157, ответственных за развитие диарейных заболеваний и такого грозного осложнения болезни, как ге-молитико-уремический синдром у человека [28].
Установлено, что при эшерихиозе наибольшее патогенное значение в развитии заболевания имеет система защиты эшерихий, связанная с К-антигеном, колицинами, и наличие у эшерихий собственных агрессивных веществ (токсинов, гемолизинов), обусловленных плазмидами Ent, Н1у, а также фимбриями, которые детерминируются у эшерихий факторами CFA/1, CFA/
II. Именно эти факторы ответственны за способность эшерихий колонизировать кишечник человека [8, 26]. Немаловажное значение фим-
брии имеют в процессе колонизации и размножения в кишечнике энтеротоксигенных КП в ранней фазе патогенеза эшерихиоза, но при этом установлено, что гены FasH, FasA, будучи активаторами транскрипции фимбриального протеина (Р987) энтеротоксигенной КП, регулируются внешними стимулами кишечной среды: pH, градиентами азота и углерода, температурой [33]. Однако даже неагрессивная, нормальная КП становится потенциально опасной при ее попадании, росте и размножении в нетипичных экологических нишах [3, 37]. Данный результат
может быть частично объяснен переходом ави-рулентных E. coli, получивших участок генома, содержащего гены, ответственные за адгезию от энтеропатогенных Escherichia coli, в типы, образующие белковые факторы вирулентности [41].
Одной из важнейших функций ЖКТ является его участие в формировании общей иммунобиологической реактивности организма [13, 31]. Это определяется тесным взаимодействием им-мунокомпетентных образований, ассоциированных с кишечником (так называемая GALT-система), с населяющими его бактериями, вирусами, одноклеточными и многоклеточными паразитами, а также присутствующими в химусе чужеродными макромолекулами с антигенными свойствами [13, 39].
Микроэкологическая система пищеварительного тракта - открытый биоценоз [15]. С общебиологической точки зрения совокупность популяций разных видов микроорганизмов, обитающих в биотопе ЖКТ, — самая большая среди микробиоценозов внутренних сред организма [21]. Их состав зависит от условий обитания, миграционного потока с соседних биотопов, изменчивости микробов, типа и выраженности внутривидовых взаимоотношений и т.д. [15]. Непрерывный поток антигенных раздражителей, исходящий как из микробной биопленки, выстилающей слизистую кишечника [31], так и из химуса, содержащего чужеродные макромолекулы с антигенными свойствами [13], оказывает
стимулирующее влияние на иммунный ответ к большому спектру антигенов [29]. Исследования по сравнительному содержанию \gA, IgG, IgM к антигенам энтеробактерий (Proteus mirabilis, Escherichia coli, C ampylobacter jejuni, Salm. typhimurium и Salm. enteritidis, Yersinia enterocolitica и Klebsiella pneumoniae капсульные серотипы 31 и 43) в сыворотке крови больных с ревматоидным артритом и у здоровых показали сходный уровень антител класса IgG как у больных, так и у здоровых, в то время как различия в уровнях антител классов IgM и 1 gA были существенными [27].
Еще одной иллюстрацией механизмов стимулирующего влияния является взаимодействие кишечных эпителиальных клеток (Т84) с энте-ропатогенными E. coli, что приводит к активации ядерного фактора транскрипции (NF-kB) интерлейкина-8 [47], одного из группы медиаторов, влияющих на пролиферацию, дифферен-цировку и функцию иммунокомпетентных кле-
т[]
Компоненты клеточных стенок грамотрица-тельных бактерий семейства Enterobacteriaceae -липополисахарид (ЛПС) [11] и пептидоглика-ны, высвобождающиеся при гибели и размножении микроорганизмов, обладают широким спектром биологических эффектов [1, 17, 21, 35]. ЛПС грамотрицательных бактерий явля-
ется одним из самых мощных биологических агентов, способных стимулировать целый комплекс систем организма (система комплимента, клетки миелоидного ряда, несущие специфические рецепторы к ЛПС), формирующих антимикробную [17] и антиэндотоксиновую защиту, направленную на локализацию инфекционного процесса, предупреждение диссеминации возбудителя и его элиминацию [14].
Пептидогликаны грамотрицательных бактерий способны оказывать адъювантный и мито-генный эффекты [17], индуцировать реакции клеточного иммунитета, формируя в определенной мере резистентность к патогенным и условно-патогенным бактериям [2]. Эти антигенные структуры (при их использовании в больших дозах in vitro) способны вызывать неспецифическую поликлональную активацию иммунных клеток [2]. Пептидогликаны КП оказывают воздействие также на гранулоциты крови опосредованно через комплекс опсонинов [2]. 1п vitro показано, что пептидогликан E. coli стимулирует образование лимфоцитами человека факторов, активирующих кислородзависимый метаболизм нейтрофилов (НСТ-л) [2].
При экспериментальном дисбактериозе кишечника у мышей отмечалось, в частности, снижение Fc-зависимого связывания эндотоксина полиморфно-ядерными лейкоцитами крови [22]. В исследованиях отечественных авторов показано, что при дисбактериозах кишечника наблюдается отчетливо выраженное снижение показателей гуморального антиэндотоксинового иммунитета, причем утрачиваются резервы связывания эндотоксина лейкоцитами [12].
Гуморальные факторы иммунной защиты организма — антитела и комплимент, а также
комплементне зависимые и антителонезависимые компоненты и механизмы играют значительную роль в защите организма от инкапсулированных бактерий (Е. coli, K1ebsie11a) [2, 17]. Опсоничес-кая активность антител и компонентов комплемента проявляется неодинаково. У взрослых доноров главную роль играют антитела, значение комплемента выражено слабо, у новорожденных же ведущая роль принадлежит компонентам системы комплемента, ответственным за развитие реакций альтернативного пути активации при низком содержании или полном отсутствии антител [2]. В отдельных публикациях по результатам исследований указывается на возможную связь состояния гуморального иммунитета к эндотоксину грамотрицательных бактерий с развитием кишечного дисбактериоза [7]. Клеточная стенка энтеробактерий представляет собой биогетерополимер. Основой клеточной стенки является уже упомянутый выше пептидогликан. Доказана возможность выделения этого антигена энтеробактериями во внешнюю среду в виде так называемых неполимеризованных блоков, а также после разрушения бактериальными и тканевыми ферментами клеточной стенки [17, 21]. Иммунная система эволюционирует в интимной и постоянной связи с микроорганизмами, которые всегда присутствуют в пищеварительной системе, респираторном тракте, на коже, возможно, и в других органах [17]. Можно ожидать, что таким образом индуцируется естественный иммунный ответ Т-клеток, подвергающихся действию этой нормальной бактериальной флоры, и персистируют естественно сенсибилизированные Т-лимфоциты, способные ответить гиперпродукцией макрофаг активирующих факторов в случае нарушения равновесия с определенной инфекционной флорой [17].
Особенно многообразны проявления действия ЛПС на иммунную систему [21]. Прежде всего сам ЛПС является высоко иммуногенным агентом, относящимся к так называемым тимусне-зависимым антигенам. Он способен вызывать неспецифическую пролиферацию (митогенный эффект) и дифференцировку (поликлональный эффект) В-клеток in vivo и in vitro. ЛПС повышает естественную резистентность к инфекциям [17]. Низкие дозы ЛПС стимулируют почти все функции нейтрофила и макрофага: хемотаксис, респираторный взрыв, фагоцитоз, бактерицидность [17]. ЛПС Е. coli в дозе 40—60 нг/мл увеличивает фагоцитоз в 2—4 раза через неопсоническое связывание и метаболизм фагоцитов [2, 17]. Выделение нейтрофилстимулирующих лимфокинов не зависит от моноцитов, в основном связано с Т-клетками и является результатом специфической сенсибилизации лимфоцитов [2].
Таким образом, КП служит одним из ключевых факторов, определяющих поддержание нормального микробиоценоза у ребенка. Уникальность этого микроорганизма состоит в том, что он отвечает, с одной стороны, за многие физиологические процессы, а с другой - за формирование классической инфекционной патологии.
При сравнительно небольшом содержании (относительно биомассы анаэробов кишечника)
роль КП исключительна: с участием нормальных эшерихий формируется и поддерживается в достаточно активном состоянии антибактериальный гуморальный и клеточный иммунитет, благодаря ей обеспечивается ряд жизненно важных функций толстого кишечника. В то же время проявление возможных патогенных свойств у эше-рихий может привести к развитию грозных, мало управляемых бактериальных воспалительных процессов у ребенка. Мультирезистентная к действию антибактериальных средств КП была, есть и, видимо, в ближайшее время останется одной из основных причин госпитальных инфекций.
ЛИТЕРАТУРА
1. Анохин В. А. Патогенетическое значение эн-дотоксинемии и изменений активности систем антитоксической защиты при острых респираторных вирусных инфекциях у детей: Автореф. дисс. ... докт. мед. наук. - М., 1994.
2. Азов Н. А. Иммунологическая характеристика пептидогликана кишечной палочки в системе фагоцитоза: Автореф. дисс. ... канд. мед. наук.
- Казань, 1986.
3. Валышев А. В., Гильмутдинова Ф. Г. и др. // Журн. микробиол.—1997.— № 4.— С. 87—88.
4. Воробьев А. А., Быков А. С. и др. Микробиология: Учеб. —М., 1984.
5. Воробьев А. А., Несвижский Ю. В. и др.// Журн. микробиол. — 1995. — № 4. — С. 30 — 35.
6. Гинцбург А. Л. // Журн. микробиол. — 1998.— № 3.— С. 86—95.
7. Гладько И. А. и др. // Иммунология. — 1993.
— № 2. — С. 56 — 59.
8. Голубева И. В., Килессо В. А. и др. Энтеробактерии: Руководство для врачей.—М., 1985.
9. Гусев М. В., Минеева Л. А. Микробиология: Учеб. для биол. спец. ун-тов. — 3-е изд. — М., 1992.
10. Захарова И. Я. Эндотоксины — О-антиге-ны кишечной палочки. — Киев, 1980.
11. Кабаков В. Е., Клячко Н. Л., Левашов А. В. / / Биохимия. — 1995. — № 5. — С. 791—797.
12. Качурко Л. И.., Лиходед В. Г. и др. // Журн. микробиол.— 1998. — № 5. — С. 25.
13. Куваева И. Б., Ладодо К. С. Микроэколо-гические и иммунные нарушения у детей: Диетическая коррекция. АМН СССР. — М., 1991.
14. Молов В. А., Пак С. Г. // Вестн. росс. акад. мед. наук. — 1997. — № 8. — С. 33 — 38.
15. Мусина Л. Т. Основные понятия экологии микроорганизмов. — Казань, 1997.
16. Павлович С. А. Медицинская микробиология в графах: Учебное пособие. —1986.
17. Покровский В. И., Гордиенко С. П., Литвинов В. И. Иммунология инфекционного процесса: Руководство для врачей.— М., 1993.
18. Смирнов И. В., Евдокимова О. В. и др. // Антибиот. и химиотер. —1995. — 40. — № 2. — С. 27 —31.
19. Субботина М. Д., Тимченко В. Н. и др. Дисбактериоз кишечника у детей и микроэкологи-ческие подходы к его коррекции. - Учебно-методическое пособие. — Спб, 1997.
20. Уголев А. М. Теория адекватного питания и трофология. — Л., 1991.
21. Шендеров Б. А. Медицинская микробная
5 1
экология и функциональное питание. Toм 1: Микрофлора человека и животных и ее функции. -
М., 1998.
22. Яковлев М. Ю., Aнuxовская И. A, и др. Ak-туальные проблемы общей и частной патологии.
- М., 1993.
23. Якушенко О. C., Aбукова В. В. и др. // Ak-туальные вопросы инфекционной патологии: C6. науч. тр. - Нальчик., 1993. — C. 27 —31.
24. Aihaгa M.// Rinsho-Byon. - 1997. - Vol. 45.
- P. 421—426.
25. Alexa P., Rychlik I., Nejezchleh A., Hamгik J./ / Vet. Med. Pmha. - 1997. - Vol. 42. - P. 97—100.
26. Cassels F.J., Jaгhoe D.L. et al.// J. Ind.
Micmbiol-iotechnol. - 1997. - Vol. 19. - P. 66—70.
27. Chou C.T., Uksila J., Toivanen P.// Clin. Exp. Rheumatol. - 1998. - Vol. 16. - P. 161 — 164.
28. Conedeгa G., Marangon S. et al.// Zentralbl. Vetennarned. B. - 1997. - Vol. 44. - P. 301—306.
29. Crahhe F.A., Basin H. et al.// Int. Arch. Afcgy.
- 1968. - Vol . 34. - P. 362—375.
30. Diehel L.N., Liheгati D.M. et al.// J. Suig. Res.
- 1997. - Vol. 69. - P. 178—182.
31.Duchmann R., Neurath M., Maгkeг-Heгmann E., Meyer-Zum-Buschenfelde K.H. // Z. Gastroenterol.
- 1997. - Vol. 35. - P. 337—346.
32. Eherlin Therry// Les infections microbiennes. -1997. - T. 1: Agent infectieus./ Ouvrage publie sous la diïection de E. Perilleux. Pans: Nathan, 1997. - P. 9—16.
33. Edwards R.A., Schifferli D.M.// Mol. Microbiol.
УДК 616.936.1—092
- 1997. - Vol. 25. - P. 797—809.
34. Elliott S.J., Srinivas S. et al.ff Infect. Immun.
- 1998. - Vol. 66. - P. 2040—2051.
35. Hellstrom P., al-Saffar A. et al.f f Dig. Dis. Sci.
- 1997. - Vol. 42. - P. 1640—1651.
36. Hicks S., Frankel G. et al.ff Infect. Immun. -1998. - Vol. 66. - P. 1570—1578.
37. Johnson J.R., Brown J.J. et al.ff J. Inf. Dis. -1998. - Vol. 177. - P. 1120—1124.
38. Kaper J.B., McDaniel T.K. et al.ff Adv. Exp. Med. Biol. - 1997. - Vol. 412. - P. 279—287.
39. Khoo U.Y., Proctor I.E., Macpherson A.J.ff J. Immunol. - 1997. - Vol. 158. - P. 3626—3634.
40. Mainil J.G., Jacquemin E. et al.ff Can. J. Vet. Res. - 1997. - Vol. 61. - P. 193— 199.
41. McDaniel T.K., Kaper J.B.f f Mol. Microbiol. -1997. - Vol. 23. - P. 399—407.
42. Nandi A., Bhandari R., Visweswariah S.S.ff J. Cell. Biochem. - 1997. - Vol. 66. - P. 500—511.
43. O’Boyle C.J., MacFie J. et al.ff Gut. - 1998. -Vol. 42. - P. 29—35.
44. Paton A.W., Voss E., Manning P.A., Paton J.C.f f Microb. Pathog. - 1998. - Vol. 24. - P. 57—63.
45. Sandvig K., Garred O., van-Deurs B.f f Adv. Exp. Med. Biol. - 1997. - Vol. 412. - P. 225—232.
46. Sarrazin E., Bertschinger H.U.f f Vet. Microbiol.
- 1997. - Vol. 52. - P. 133—144.
47. Savkovic S.D., Koutsouris A., Hecht G.ff Am. J. Physiol. - 1997. - Vol. 273. - P. 1160—1167.
48. Schiffrin E.J., Brassart D. et al.ff J. Clin. Nutr.
- 1997. - Vol. 66. - P. 515—520.
49. Stoicheva M., Argirova P.f f Folia. Med. Plovdiv.
- 1997. - Vol. 39. - P. 87—92.
Поступила 04.05.00.
О ПАТОГЕНЕЗЕ ТРОПИЧЕСКОЙ МАЛЯРИИ
А.Ф. Попов, В.С. Мороков , В.П. Чирков
Поликлиника со стационаром при ПОСОЛЬСТВЕ РФ в Гвинейской республике (главврач - А.Ф.Попов), кафедра инфекционных болезней (зав. - проф. В.Х. Фазылов) Казанского государственного медицинского университета
В патогенезе тропической малярии наибольший интерес представляют следующие тесно взаимосвязанные аспекты:
1. Молекулярные механизмы проникновения плазмодиев в клетки хозяина, реализуемые посредством мембранных рецепторов.
2. Патологические феномены, связанные с нарушением состояния эритроцитов (розетинг, цитоадгезия, секвестрация в микроваскулярном русле), также зависящие от активации поверхностных лигандов - адгезивных рецепторов.
3. Действие эндотоксинов (перекисей, лей-котриенов, протеаз), вызывающее нарушения гомеостаза и определяющее поливисцеральную симптоматику тропической малярии.
4. Иммунный ответ хозяина и возникновение аутоиммунных поражений органов.
Сразу после внедрения в кровеносную систему человека при комарином укусе спорозоиты попадают в синусоидальные пространства печени и инфицируют гепатоциты. Внутрипече-
ночная фаза характеризуется размножением па-
разитов с высвобождением тканевых мерозоитов. Она длится около одной недели и соответствует инкубационному периоду. Мерозоиты накапли-
ваются в кровеносном русле и инфицируют эритроциты. При достижении пирогенного порога паразитемии начинается период явных клинических проявлений малярии [4]. Клеточная инвазия связана с наличием на поверхности плазмодиев циркумспорозоитного белка (ЕВА-175), содержащего последовательность аминокислот, получившую название “район II”. Рецепторами этого белка на мембране эритроцитов являются гликофорины А и В [5], а на мембране гепатоци-тов - тромбо-спондин и гепарансульфат-проте-огликаны [11]. Инвазию гепатоцитов можно блокировать конкурентным ингибированием клеточных рецепторов липопротеинами и кишечными хиломикронами, проникающими в гепато-цит через эти же рецепторы [28]. Блокирующий эффект можно также получить с помощью моноклональных антител против района II белка ЕВА-175, что открывает перспективу создания эффективной противомалярийной вакцины, действующей на ранней стадии инвазии [15].
Значительная роль в патогенезе тропической малярии отводится адгезии эритроцитов друг с другом и на эндотелии микрососудов. Цитоадгезия вызвана наличием на поверхности эритро-
