WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!

Pages:     || 2 |
удК 616-093/-098(045) Оригинальная статья материалы к элективномУ кУрСУ «микроБные СооБщеСтва» Г.М. Шуб – ГОУ ВПО Саратовский ГМУ им В.И. Разумовского Росздрава, заведующий кафедрой микробиологии, вирусологии и иммунологии, профессор, доктор медицинских наук; И.Г. Швиденко – ГОУ ВПО Саратовский ГМУ им В.И. Разумовского Росздрава, профессор кафедры микробиологии, вирусологии и иммунологии, доктор медицинских наук; Е.А.

Пронина – ГОУ ВПО Саратовский ГМУ им В.И. Разумовского Росздрава, доцент кафедры микробиологии, вирусологии и иммунологии, кандидат медицинских наук; Н.В. Белобородова – руководитель кабинета рациональной антибиотикотерапии Департамента здравоохранения г. Москвы, профессор, доктор медицинских наук.

eLeCtIVe COURSe MAteRIAL «MICROBIAL COMMUNItIeS» G.M. Shub – Saratov State Medical University, Department of Microbiology, Virology and Immunology, Professor, Doctor of Medical Science; I.G. Shvidenko – Saratov State Medical University, Department of Microbiology, Virology and Immunology, Professor, Doctor of Medical Science; E.A. Pronina – Saratov State Medical University, Department of Microbiology, Virology and Immunology, Assistant Professor, Candidate of Medical Science Summary: Summary; N.V. Beloborodova –PhD Head of Rational Antimicrobial Therapy Division of Moscow Healthcare Department, 13th City Childrens’ Hospital, Moscow, MD,.

дата поступления – 3.06.10 г. дата принятия в печать – 15.06.2010 г.

Г.М. Шуб, И.Г. Швиденко, Е.А. Пронина, Н.В. Белобородова. Материалы к элективному курсу «Микробные сообщества». Саратовский научно-медицинский журнал, 2010, том 6, № 2, с. 245-247.

В статье представлены данные о формировании и особенностях функционирования микробных сообществ в виде биопленок. Подчеркиваются особенности метаболических процессов и связанных с ними вирулентных свойств бактерий при их существовании в биопленках. указывается на необходимость учета этих особенностей при проведении антибактериальной терапии.

Ключевые слова: микробные сообщества, биопленки, антибактериальная терапия.

G.M. Shub, I.G. Shvidenko, E.A. Pronina, N.V. Beloborodova. Elective course material «Microbial communities». Saratov Journal of Medical Scientific Research, 2010, vol. 6, iss. 2, p. 245-247.

this article gives an outline of data concerning formation and functioning peculiarities of microbial communities in the form of biofilms. peculiarities of metabolic processes and virulent properties of bacteria existing in biofilms which are connected to those processes are highlighted in the article. the necessity of taking into account these peculiarities when carrying out antibacterial therapy is also stated.

Key-words: мicrobial communities, biofilms, antibacterial therapy.

В настоящее время наблюдается переход от • стимуляция роста у стрептококков и ряда традиционного представления о бактериях как стро- других микроорганизмов;

го одноклеточных организмах к представлению о • конъюгация с переносом плазмид у микробных сообществах как целостных структурах, Enterococcus faecalis и родственных видов, а также у регулирующих свои поведенческие реакции в зави- бактерий рода Agrobacterium;

симости от изменения условий обитания. • синтез экзоферментов и других факторов виСегодня накоплено достаточно данных о меха- рулентности у патогенов растений (Erwinia carotovora, низмах, посредством которых осуществляются вну- E.hyacinthii и др.) и животных (Pseudomonas aeruginosa, Staphylococcus aureus);

трипопуляционные, межштаммовые и межвидовые контакты у микроорганизмов, а также их взаимодей- • образование антибиотиков у представителей рода Streptomyces и у E.carotovora;

ствии с организмом хозяина [1].

Процесс внутрипопуляционного информационно- • формирование биоплёнок у Р.aeruginosa и го обмена бактериальных клеток между собой полу- других микроорганизмов.

Открытие и изучение биопленок является одним чил название «кворум сенсинг».

из наиболее важных достижений медицинской и Понятие «ощущение кворума» (quorum Sensing) клинической микробиологии последних 20 лет. Все было предложено в 1994 году [2]. Оно означает воспредставители нормальной микрофлоры в организприятие клетками изменений среды, которые наме человека существуют в составе биопленок. С их ступают при достижении бактериальной культурой образования также начинается развитие любой иннекоторой пороговой численности, и реакцию на эти фекции [3; 4; 5, 6].

изменения.

биопленки представляют собой сообщества К числу описанных процессов, протекающих лишь микробов, поддерживающие свой состав и рассепри достаточно высокой плотности популяции, отноляющиеся за счет клеток, которые периодически сятся следующие явления:

освобождаются и мигрируют, способствуя распро• биолюминесценция у морских бактерий странению инфекции. биопленки разных микробов Vibrio fisheri и V.harveyi;

имеют сходный принцип строения. Все они содержат • споруляция у бацилл и актиномицетов;

бактерии и межклеточный матрикс, в котором выдеОтветственный автор – Пронина елена Александровна ляют поверхностную оболочку, отграничивающую сог.Саратов, б. Казачья, Тел.: 66 98 20, 89053846710 общество от окружающей среды [7; 8; 9, 10.].

Saratov Journal of Medical Scientific Research. 2010. Vol. 6. № 2.

246 микроБиология В состав поверхностной оболочки и матрикса На данный момент с образованием биоленки биопленок входят белки, полисахариды, липиды и связывают особенности течения инфекционного пронуклеиновые кислоты (дНК и РНК) [11, 12]. цесса при ВАП, ангиогенном сепсисе, уроинфекциях, Микроорганизмы, входящие в состав биопленки, инфекционном эндокардите, муковисцидозе, хросуществуют в двух формах: фиксированной к поверх- ническом бактериальном простатите, периодонтите, ности, и планктонной, свободноплавающей, являю- остром среднем отите.

щейся субстратом распространения инфекции из её Среди возбудителей, образующих биоленки, наипервичного локуса. большее клиническое значение имеют P.aeruginosa, Формирование биопленки – динамический по- S.aureus, k. pneumoniae, coagulasae – negative шаговый процесс, включающий в себя прилипание к staphylococcus(CNS), enterococcus spp., candida поверхности, рост, образование подвижных форм и spp.

внеклеточную продукцию хемокинов, в ответ на из- Тропность биопленок к инертным поверхностям менения окружающей среды. приводит к колонизации венозных, уретральных и В цикле формирования биопленки выделяют 4 внутриполостных катетеров, эндотрахеальных трустадии с общими особенностями, независимо от бок, протезов и различных имплантатов. Существует типа микроорганизмов: определённая взаимосвязь между микроорганизмом 1 Стадия адгезии и его привержённостью к образованию биоплёнок на 2 Стадия необратимого связывания с поверхно- различных медицинских устройствах, имплантиростью. ванных в ходе операций и манипуляций пациентам.

3 Стадия созревания. По мнению А. Гинцбург (2006), очаги биопленок 4 Стадия распространения. появляются при всех рецидивирующих инфекционноСуществование бактерий внутри изолированных воспалительных заболеваниях. Когда биопленки добиопленок обеспечивает им много преимуществ по стигают определенного размера, от них начинают сравнению с изолированными клетками. для прак- отрываться части, которые разносятся с кровотоком тической медицины особенно важно, что бактерии по организму. Происходит образование новых очагов в биопленках имеют повышенную выживаемость биопленки, что можно рассматривать как аналог мев присутствии агрессивных веществ, факторов им- тастазирования злокачественных клеток.

мунной защиты и антибиотиков. бактерии и грибы в 14 мая 2010 г. по инициативе руководства в нашем биопленках выживают в присутствии антибиотиков, университете был проведен круглый стол, посвящендобавленных в количестве, в 500-1000 раз большем, ный проблеме биопленок. В работе круглого стола чем их минимальная подавляющая концентрация in приняли участие сотрудники кафедр микробиологии, vitro [13, 14; 15, 16, 17]. биологической химии, медбиофизики, урологии, хиВ настоящее время идет интенсивное изучение рургических клиник университета, Института биохипричин такой удивительной устойчивости к антибио- мии и физиологии растений и микроорганизмов РАН тикам у бактерий в биопленках. установлено, что в (ИбФРМ РАН), ФГу Саратовский НИИ травматологии основе повышенной выживаемости лежат свойства и ортопедии Росмедтехнологий. Основным докладклеток и внеклеточного матрикса. устойчивость, обу- чиком по обсуждаемому вопросу выступила руковословленную свойствами клеток биопленок, связыва- дитель кабинета рациональной антибиотикотерапии ют с уменьшением их свободной поверхности за счет департамента здравоохранения г. Москвы, доктор контактов друг с другом и формированием бактерий, медицинских наук, проф. Н.В. белобородова. ею получивших название «персистеры». Персистеры были представлены интересные данные зарубежных находятся в состоянии полной устойчивости практи- авторов и собственных исследований, позволяющие чески ко всем препаратам [18, 19.]. с должной полнотой оценить значимость проблемы бактерии в биопленке находятся в тесной образования биопленок при формировании инфекклеточно-клеточной коммуникации. Колонии грам- ций местного и системного характера, трудности поположительных и грамотрицательных бактерий био- давления возбудителей, формирующих эти микробпленки, взаимодействуя с раздражителем, продуци- ные ассоциации и пути их преодоления.

руют сигнальные «сенсинговые» молекулы, которые В настоящее время существует несколько напррегулируют деятельность колонии. бактерии проду- влений по изучению возможностей воздействия на цируют химические субстанции, получившие назва- биопленки с целью оптимизации антибактериальной ние аутоиндукторы. С увеличением плотности коло- терапии.

нии увеличивается и концентрация аутоиндукторов. Значительное количество публикаций посвящедостигнув определенной концентрации, аутоиндук- но оценке возможности повышения эффективности торы связываются с их рецепторами на поверхности терапии инфекций, связанных с образованием биомембран соседних бактерий (достижение кворума), пленок посредством включения в схему антибактеактивируют внутрибактериальные сигнальные пути, риальной терапии кларитромицина. Проф. Н.В. белопод действием которых меняется экспрессия опреде- бородова представила экспериментальные данные, ленных генов. подтверждающие, способность кларитромицина, при Вызванные аутоиндукторами изменения транс- включении в схему антибактериальной терапии, увекрипционной активности генов обуславливают уси- личивать ее эффективность при лечении инфекции с ление защитной биолюминесценции, вирулентности, образованием биопленок.

продукции бактерицидных пептидов и формирование Сотрудники ИбФРМ поделились своими достибиопленки [20, 21, 22.]. В последнее время установле- жениями в вопросе изучения биопленок азоспирилл но, что более чем в 80% случаев инфекционные по- и продемонстрировали прекрасные слайды, иллюражения организма проходят в форме биопленочной стрирующие процесс их формирования и взаимодейинфекции. экспериментально показано, что началь- ствия с корневыми волосками. В сообщении были ные элементы биопленки могут сформироваться в представлены результаты проведенного в ИбФРМ течение двух часов инкубации, достигая максималь- эксперимента, демонстрирующие переход формы ной интенсивности уже через 24 часа [23]. существования бактерий в биопленках к планктонной Саратовский научно-медицинский журнал. 2010. Том 6. № 2.

MICROBIOLOGY форме под воздействием кларитромицина. Представ- 8. tetz V.V., Rybalchenko o.V., Savkova g.a. ultrastructure of surface film of bacterial colonies // J. gen. Microbiol. 1993. Vol.

ленные докладчиками данные экспериментальных 137. p. 1081-1088.

исследований являются достаточно убедительными 9. discov d. understanding biofilm resistance to antibacterial и служат основанием для их продолжения и рассмоagents // nat Rev. 2003. V.2. p.114–122.

трения возможности использования кларитромици- 10. tetz V.V., korobov V.p., artemenko n.k. extracellular на, как компонента схемы антибактериальной тера- phospholipids of isolated bacterial communities // biofilms. 2004.

V.1. p. 149-155.

пии в определенных клинических ситуациях.

11. Sutherland i.w. biofilm exopolysaccharides: a strong and В оживленной дискуссии приняли участие проф.

sticky framework // Microbiology. 2001. V.147. p. 3-9.

Г.М. шуб, проф. В.б. бородулин, проф. И.Г. швиден12. Sponza d.t. investigation of extracellular polymer ко, д.б.н. л.ю. Матора, проф. В.Н. Николенко. Высту- substances (epS) and physicochemical properties of different activated sludge flocs under steady-state conditions // enzyme павшие отметили важность не только теоретических, Microb technol. 2003. V.32. p. 375-385.

но и практических аспектов проблемы биопленок и 13. lasa i., del pozo J.l., penades J.R., leiva J. bacterial biofilms подчеркнули, что эти вопросы находят отражение в and infection // an. Sist. Sanit. navar. 2005. V.28. p. 163-175.

учебных программах университета.

14. donlan R.M., costerton J.w. biofilms: survival В завершение работы круглого стола проф. mechanisms of clinically relevant microorganisms // clinic Microbiol. 2002. V.15. p. 167-193.

Н.В. белобородова отметила высокий уровень ком15. gilbert p., Maira-litran t., Mcbain a.J. et al. the physiology петентности саратовской аудитории в обсуждении and collective recalcitrance of microbial biofilm communities // проблемы биопленок.

adv. Microb. physiol. 2002. Vol.46. p. 202-256.

16. harrison J.J., ceri h., Roper n.J. et al. persister cells Библиографический список mediate tolerance to metal oxyanions in escherichia coli // 1. chambless J.d., hunt S.M., philip S.S. et al. a three- Microbiology. 2005. V. 151. p. 3181-3195.

17. Shah k.d., Spoering a.n., lewis k.k. Specialized dimensional computer model of four hypothetical mechanisms persister cells and the mechanism of multidrug tolerance in protecting biofilms from antimicrobials // appl. and environmental escherichia coli // bacteriol. 2004. V.186. p. 8172-8180.

Microbiology. 2006. V. 72. p. 2-13.

18. Raffa R.b., iannuzzo J.R., levine d.R. et al. bacterial 2. greenberg е., winans S. fuqua quorum-sensing by communication («quorum sensing») via ligands and receptors: a bacteria // ann Rev Microbiol. 1996. V. 50. p. 727-751.

novel pharmacologic target for the design of antibiotic drugs // J.

3. Тец В.В. Клеточные сообщества. СПб., 1998. 15-73 с.

pharmacol. exp. ther. 2005. V.312 (2). p. 417-423.

4. costerton J.w., Stewart p.S., greenberg e.p. bacterial 19. bauer w.d., Robinson J.b. disruption of bacterial quorum biofilms: a common cause of persistent infections // Sci. 1999. V.

Pages:     || 2 |



© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.