STRUCTURAL AND FUNCTIONAL PECULIARITIES OF RELATIONSHIP BETWEEN PROCARIOTIC CELLS AND EUCELLS UNDER CONDITIONS OF PERSISTENCE OF STAPHYLOCOCCUS AUREUS IN THE MUCOUS MEMBRANE OF RAT BRONCHI

Abstract



Введение. Вопросы ультраструктурных преобразований клеточных элементов организма-хозя ина при их симбиотических взаимодействи х с перси-стирующими прокариотами постоянно находятся в сфере научных интересов биологов и врачей различных специальностей и широко обсуждаются в научной литературе [1$4]. Несмотря на это, многие аспекты этих перестроек до насто щего времени вл ютс недостаточно исследованными, например, вопросы механизмов регуляции адаптивных и репаративных перестроек клеток макроорганизмов на фоне их симбиотических отношений с различными бактериальными патогенами [4], в том числе вопросы роли и значимости регуляторных систем орга-низма-хоз ина в регул ции взаимодействий про- и эукариотических организмов. Цель исследования: анализ морфофункциональных реорганизаций клеточных структур слизистых оболочек бронхов крыс при их взаимодей-стви х со стафилококками с различными персистентными свойствами. Материалы и методы. 48 белым беспородным крысам-самцам массой 180-230 г проведено экспериментальное инфицирование стафилококками. Экспериментальные животные были разделены на две группы. Животным первой группы (24 крысы) интратрахеально однократно вводили Staphylococcus aureus (штамм с антилактоферри-новой активностью) в объеме 1 мл взвеси, содержащей 400 млн КОЕ/мл. Крысам второй группы (24 крысы) вводили интратрахеально Staphylococcus aureus (штамм без антилактофер-риновой активности) в объеме 1 мл взвеси, содержащей 400 тыс. КОЕ/мл. Контролем служили 24 крысы, которым интратрахеально вводили по 1 мл изотонического раствора натрия хлорида. У животных экспериментальных и контрольной групп материал (слизистая оболочка внутрилегочных бронхов) для исследования брали на стадия х 1, 3, 6, 9 сут с начала эксперимента (по 6 животных на каждую стадию). Эвтаназию животных для взятия материала проводили под эфирным наркозом в утренние часы (в период от 9 до 10 часов). Для световой микроскопии материал фиксировали в 12% водном растворе нейтрального формалина, спирт-формоле. Парафиновые срезы толщиной 5-7 мкм окрашивали гематоксилином Майера и эозином, перйодатом калия и реактивом Шиффа по Мак-Манусу. Для электронномикроскопических исследований материал фиксировали в 2,5% растворе глутарового альдегида на S-коллединовом буфере. Постфиксацию проводили в четырехокиси осмия. Материал дегидратировали в ацетоне и заливали в смесь эпона-812 и аралдита. Исследование ультратонких срезов (изготовленных на ультратоме LKB-5 (Швеци ) проводили на электронном микроскопе ЭМВ 100АК (Украина). С использованием иммуноцитохимических методов вы вл ли экспрессию проапоптотического белка Р53 и антиапоптотическо-го белка bcl2. На гистологических срезах и электронограммах проводили морфометрию клеточных и тканевых структур, а также подсчитывали митотическую активность клеток исследованных тканей. Полученные цифровые показатели подвергали стандартной статистической обработке. Результаты и их обсуждение. Анализ гистологических препаратов и электронограмм показал, что в слизистой оболочке бронхов у экспериментальных животных отмечаются явления персистенции стафилококков на всех стади х эксперимента. Стафилококки р егистрировались внутри клеток и в межклеточных пространствах. Внутриклеточна локализаци стафилококков отмечалась в эпителиоцитах многорядного мерцательного эпители , макрофагах, клетках фибробластического дифферона (преимущественно в дифференцированных фибробластах), эндотелиоци-тах, гладких мышечных клетках. Стафилококки регистрировалась в гиалоплазме, на мембранных компар-тментах цитоплазмы, а также внутри них (например, внутри расширенных везикул эндоплазматической сети). Эти факты вл ютс морфологическими эквивалентами процесса выживания микроорганизмов в компартментах клетки-хоз ина. При этом на ультраструктурном уровне не было выявлено выраженных деструктивных изменений ядерных и цитоплазматических структур эукариот. Морфологические эквиваленты адаптивных и реактивных изменений этих клеток в ответ на пер-систенцию стафилококков выражались в увеличении объемов ядер, возрастании доли эухроматина в ядрах, повышении площади канальцев и везикул гранулярной и агранулярной эндоплазматической сети, комплекса Гольджи, возрастании количества свободных рибосом в клетках. Вместе с тем в некоторых эпителиоцитах отмечалась активизация лизосом, которые лизируют часть внутриклеточно расположенных стафилококков. При этом в цитоплазме подобных клеток в большом количестве вы-вл ютс фагосомы и мультивезикул рные тельца. Известно, что бактерии с антилактоферриновой активностью вл ютс более устойчивыми к действию защитных механизмов организма-хоз ина, лимитирующими реализацию репаративных гистогенезов [4$6]. Проведенный нами анализ пролиферативной активности клеточных структур слизистых оболочек бронхов (эпителиоциты, фибробласты, гистиоциты, эндотелиоциты) показал, что в услови х симбиотических взаимодействий про- и эукариотических клеток происходит значительное уменьшение пролиферативной активности вышеперечисленных клеток. При этом при инфицировании организма стафилококками с антилактоферриновой активностью снижение пролиферативной активности более выражено (в 2$3 раза уменьшается митотический индекс по сравнению с теми животными, которым вводили микробы, не обладающие подобными персистентыми свойствами). На фоне адаптивных и реактивных изменений в эукариотических клетках, содержащих персисти-рующие бактериальные клетки, вы влены наиболее характерные структурные преобразовани и в стафилококках. Прежде всего обращает на себ внимание усиление гетероморфности в попул ци х стафилококков (по размерам, по рельефу клеточной поверхности, изменению формы нуклеоида и его электронной плотности). Некоторые стафилококки тер ли электронноплотный нуклеоид и приобретали кольцевидную форму. В стафилококках обнаружено нарушение ультраструктурной организации мембранного комплекса, повреждение мембран. Наиболее выраженные морфофункциональные изменени исследуемых микроорганизмов отмечались при их локализации в цитоплазме эпителиоцитов слизистых оболочек бронхов. Явление длительной персистенции прокариот в эукариотических клетках указывает на наличие механизмов самоорганизации в системе эукариотическая клетка-прокариотические клетки в процессе эндосимбиоза. Сегрегация в цитоплазме эукариотических клеток особых участков, которые оказы-ваютс наиболее благопри тными дл длительной персистенции бактериальных агентов, очевидно невозможна без образования тесных пара- и ауто- эукариотических клеток в результате длительного кринных отношений между эу- и прокариотически- симбиотического сосуществования различных про-ми клетками. Вероятно, это является отражением и эукариотических клеток, а также в процессе потого, что такой или подобный эндосимбиоз имел следующих филогенетических преобразований про место и в процессе эволюции при возникновении и эукариотических организмов.

A A Stadnikov

Orenburg State Medical University

N N Shevlyuk

Orenburg State Medical University

A N Kozlova

Orenburg State Medical University

  1. Бухарин О.В., Усвяцов Б.Я. Бактерионосительство. Екатеринбург: Изд-во УрО РАН, 1996. 220 с. [Bukharin O.V., Usvyatsov B.Y. Bacteriocarrier. Ekaterinburg: Izd. UD RAS, 1996. 220 p.].
  2. Козлова А.Н., Стадников А.А., Ковбык Л.В., Шевлюк Н.Н. Структурно-функциональная реорганизация стафилококков и воздухоносной системы при интратрахеальном введении патогена в эксперименте // Журнал микробиологии, эпидемиологии и иммунобиологии. 2003. № 4. С. 55-58. [Kozlova A.N., Stadnikov A.A., Kovbyk L.V., Shevlyuk N.N. Structural and functional reorganization of staphylococci and airway system with intratracheal introduction of the pathogen in the experiment // Journal of Microbiology, Epidemiology and Immunobiology. 2003. N 4. Р. 55-58].
  3. Стадников А.А., Чернова О.Л., Ковбык Л.В., Шевлюк Н.Н., Бухарин О.В. Роль гипоталамических нонапептидов во взаимодействии про- и эукариотических клеток // Вестник РАМН. 2000. № 2. С. 49-52. [Stadnikov A.A., Chernova O.L., Kovbyk L.V., Shevlyuk N.N., Bukharin O.V. The role of hypothalamic nonapeptides in the interaction of pro- and eukaryotic cells // Vestnik RAMS. 2000. № 2. Р. 49-52].
  4. Стадников А.А., Бухарин О.В. Гипоталамическая нейросекреция и структурно-функциональный гомеостаз про- и эукариот (морфологические основы реактивности, пластичности, регенерации). Оренбург: Изд-во ОрГМА, 2012. 296 с. [Stadnikov A.A., Bukharin O.V. Hypothalamic neurosecretion and structural and functional homeostasis of pro- and eukaryotes (morphological basis of reactivity, plasticity, regeneration). Orenburg: Publishing house OrgMA, 2012. 296 p.].
  5. Ammons M.C., Copié V. Mini-review: Lactoferrin: a bioinspired, anti-biofilm therapeutic // Biofouling. 2013. Vol. 29, N 4. Р. 443-455.
  6. Muscedere J., Maslove D., Boyd J.G., O'Callaghan N., Lamontagne F., Reynolds S., Albert M., Hall R., McGolrick D., Jiang X., Day A.G. Prevention of nosocomial infections in critically ill patients with lactoferrin (PREVAIL study): study protocol for a randomized controlled trial // Trials. 2016. Vol. 17, N 1. Р. 474.

Views

Abstract - 17

PDF (Russian) - 0

Cited-By


PlumX

Refbacks

  • There are currently no refbacks.

Copyright (c) 2017 Stadnikov A.A., Shevlyuk N.N., Kozlova A.N.

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.

This website uses cookies

You consent to our cookies if you continue to use our website.

About Cookies