Поиск 
Наша рассылка на Subscribe.Ru
Энциклопедия Дисбактериоз



рассылка выходит
1 раз в неделю

Эволюция представлений о роли кишечной микрофлоры
Нормальная микрофлора и ее роль в поддержании здоровья человека
Дисбактериоз (дисбиоз) кишечника, теоретические и прикладные аспекты
Приказы Минздрава РФ
Методические рекомендации и пособия для врачей
Научные публикации
Рефераты научных публикаций
Изобретения
Энциклопедия Дисбак
Стимбифид - уникальное средство при дисбиозах

Пищевые волокна
Энергетическая ценность
Улучшение метаболизма липидов
Улучшение функции кишечника
Модифицирование кишечной микрофлоры – пребиотический эффект
Лечение и профилактика хронических заболеваний кишечника
Возможность использования при диабете
Профилактика рака
Иммунология
Увеличение минеральной адсорбции – профилактика остеопороза
Кишечная переносимость
Улучшение умственной деятельности и общего самочувствия
Список сокращений и терминов
Гомеостаз малых молекул микробного происхождения и его роль во взаимоотношениях микроорганизмов с хозяином
главная »» Научные публикации

версия для печати версия для печати

Белобородова Н.В., Осипов Г.А.

 

Гомеостаз малых молекул микробного происхождения и его роль во взаимоотношениях микроорганизмов с хозяином.

 

Вестник РАМН. –1999. T.16, –№7, с. 25-31.

 

Стерильный организм человека существует в мире (воздух, вода, почва и др.), богато населенном различными микроорганизмами. Опасные для жизни специфические инфекции (дифтерия, чума, холера, бутулизм, столбняк и др.) вызываются патогенными бактериями, обладающими большим набором факторов патогенности.

Жизнедеятельность патогенных бактерий связана с выделением высокотоксичных соединений, направленных на гибель макроорганизма-хозяина, следовательно, в конечном итоге, и на гибель самих бактерий, поэтому развитие микромира по этому пути с общебиологических позиций представляется тупиковой ветвью эволюции.

В связи с этим выглядит не случайным предсказание, что со временем опасные инфекции уйдут на второй план по сравнению с инфекциями, вызванными условно-патогенными микроорганизмами - представителями аутомикрофлоры человека [1], и это можно констатировать уже сегодня, спустя всего 40 лет.

В конце 90-х на первое место в структуре летальности среди пациентов высокого риска в отделениях реанимации и интенсивной терапии при самых различных заболеваниях (хирургическая или онкогематологическая патология, травма, ожоги, недоношенность и др.) вышел сепсис. Сепсис, который, как известно, не связан с патогенными бактериями, а представляет собой конфликт макроорганизма вследствие неадекватности иммунных реакций с его собственной условно-патогенной микрофлорой, колонизирующей открытые биоценозы.

Этот факт свидетельствует о серьезных недостатках в фундаментальных знаниях о механизмах сосуществования высшего и низших организмов. Эти знания необходимы для получения новых возможностей тонкого регулирования процессов взаимодействия микрофлоры и организма хозяина при различных патологических состояниях.

Рассмотрим ряд известных фактов и некоторые последние сведения в этой области.

Крупнейшим достижение последних лет следует считать открытие цитокин-обусловленной сигнальной системы, обеспечивающей взаимообмен информацией между клетками макроорганизма, что позволило расшифровать и объяснить многие феномены.

Так, цитокины (TNF, IL-1, IL-6) играют ведущую роль в индукции ответа острой фазы, что является интегральной частью механизма защиты внутренней среды человека против чужеродных субстанций и инфицирующих микроорганизмов. Сложными экспериментами с применением генной инженерии доказано, что ряд других цитокинов (IL-2, IL-10) несут противовоспалительные функции и вовлечены в процесс блокирования воспалительного ответа на резидентную микрофлору.

Предложен термин “бактериальные модулины” как новый класс факторов вирулентности, включающий те бактериальные структуры, которые обладают цитокин-индуцирующей активностью [10] (Табл.1).

В центре внимания исследователей уже более 30-40 лет находится LPS - липополисахарид, который наряду с рядом протеинов и фосфолипидов с оставляет макромолекулярный комплекс эндотоксина грамотрицательных бактерий [15,18].

Однако сегодня ясно, что многие другие компоненты бактерий, отличные от LPS, также обладают способностью индуцировать выброс цитокинов. В последние 5-10 лет интенсивно исследуется ряд компонентов бактериальной природы (карбогидраты, протеины и липиды), которые обладают способностью стимулировать синтез цитокинов.

Таблица 1.

Цитокин-индуцирующие бактериальные модулины - по материалам публикаций [2,3,4]

мишень

результат

изменение поведения клетки

 

 

LPS и другие бактериальные модулины

 

  • моноциты/

макрофаги

  • эпителиальные клетки

  • фибробласты

  • остеокласты

  • лимфоциты

 

 

выброс эйкозаноидов и цитокинов

  • хемотаксис

  • метаболическая активность

  • пролиферация

  • ингибирование пролиферации

  • дифференциация

  • апоптоз и др.

В литературе последних лет идет активный поиск других бактериальных модулинов. Для грамотрицательных бактерий это прежде всего белки внешней мембраны:

  • порины с диаметром около 1 нм и молекулярной массой менее 600 Da, которые способны индуцировать выброс провоспалительных и иммуномодулирующих цитокинов, включая IL-1, IL-4, IL-6, IL-8, TNF-a , GM-CSF, IFN-g [9],

  • липид А-связанные протеины (LAP) или эндотоксин-связанные протеины, которые могут быть ключевыми медиаторами поведения лейкоцитов во время инфекции и представляют собой второй сигнал для активации макрофагов [12].

Роль бактериальных модулинов играют также ряд протеинов фимбрий (или пилей), которые in vitro стимулируют выброс эпителиальными клетками IL-1, а в эксперименте на мышах - продукцию IL-6 [9].

Другие модулины, связанные с клеточной стенкой бактерий, это неидентифицированные поверхностные протеины, протеин А и протеины теплового шока некоторых микроорганизмов. В частности, белки теплового шока, полученные от E.coli, Legoinella pneumophila, Mycobacterium leprae, Mycobacterium bovis, способны стимулировать накопление mRNA для ряда интерлейкинов, в том числе - для L-1, IL-1b , IL-6, GM-CSF и TNF-a [7].

Функцию бактериальных модулинов выполняют также липопротеины, найденные в цитоплазматической мембране как грамотрицательных, так и грамположительных бактерий, что побудило некоторых исследователей изучать интерлейкин-стимулирующие эффекты у синтетических аналогов выделенных соединений и их структурных дериватов [8]. Нарастает число публикаций по изучению гликопротеинов клеточной стенки бактерий, стимулирующих не только выброс TNF макрофагами, но и синтез TNF [ 13 ].

Ряд внеклеточных продуктов - протеазы, экзотоксины и другие экстрацеллюлярные протеины также оказывают влияние на синтез и выброс цитокинов моноцитами или эпителиальными клетками. Цитокин-стимулирующая способность обнаружена и среди соединений небелковой природы - у некоторых липидов и полисахаридов.

Так, освобожденный от протеинов липид/полиол, выделенный из мембран Mycoplasma fermentans, стимулировал выброс макрофагами IL-6 и TNF-a [16]. В отношении полисахаридов имеются не только инвитровые исследования, но и экспериментальные данные о способности группо-специфичного полисахарида стрептококка группы В в организме новорожденных крыс повышать уровень циркулирующего TNF-a [14].

Тейхоевые и липотейхоевые кислоты - основные компоненты клеточной стенки грамположительных бактерий, вместе с пептидогликаном играют главную роль в развитии цитокин-индуцированного шока при грамположительном сепсисе (являясь своеобразным эквивалентом липополисахариду грамотрицательных бактерий).

Пептидогликан клеточной стенки грамположительных бактерий (Streptococcus pyogenes, Staphylococcus aureus, S.epidermidis) - стимулирует выброс IL-6 и TNF-a моноцитами периферической крови человека. Под действием ферментов в макроорганизме пептидогликан быстро разрушается, но и его фрагменты обладают цитокин-индуцирующей активностью [11].

Важно отметить, что по крайней мере у одного из бактериальных модулинов (мембранный протеин 39-kDa, выделенный от Proteus mirabilis) в эксперименте обнаружена способность ингибировать LPS-индуцированный синтез интерлейкина IL-1 и продукцию макрофагами соединений со свободными кислородными радикалами [19].

Приведенные выше данные отдельных экспериментов позволяют предположить потенциальную возможность микробных структур оказывать как про-, так и противовоспалительное действие, в частности, через влияние на активность макрофагов. Это тем более интересно, что в последние годы ряд авторов отводят макрофагам центральную роль в развитии полиорганной недостаточности при сепсисе [7].

Однако инвитровые исследования активности отдельных бактериальных соединений не позволяют получить общую картину взаимоотношений человека и с его микрофлорой.

Человек существует в состоянии симбиоза с микроорганизмами, населяющими его кишечник, кожу, слизистые оболочки зева, дыхательных путей, мочеполового тракта и др. На поверхности соприкосновения (или разделения) внешнего мира с внутренней средой организма человека концентрация микроорганизмов наиболее высока и достигает на коже 105-6 КОЕ/г, а на слизистых кишечника свыше 1011-12 КОЕ/г.

Площадь соприкосновения стерильной внутренней среды макроорганизма с внешним микромиром огромна, например, для тонкой кишки при длине последней 2,8-3,2 м площадь слизистой составляет 180-200м2 . В свете современных представлений, процесс поступления сапрофитных бактерий и/или их фрагментов с поверхности слизистых во внутреннюю среду организма не только возможен, но и происходит значительно чаще, чем предполагалось ранее.

Накоплены многочисленные факты о проницаемости слизистых для микроорганизмов и крупных молекул, о постоянной миграции бактерий в кровь в составе макрофагов, о непосредственном попадании бактерий во внутреннюю среду организма при транслокации под действием большого числа факторов (стресс, шок, нарушения гемодинамики, эндотоксемия и др.), наконец, о частом развитии кратковременной транзиторной бактериемии, например, после экстракции зуба или даже при простой чистке зубов.

Фагоцитоз и естественный лизис микробных клеток является источником микробных фрагментов - продуктов распада микробного клеточного материала - липидов, аминокислот, пептидов, углеводов, а также мелких молекул - мономеров разрушаемых белков, углеводов и липидов.

Теоретически легко предсказать наличие бактериальных молекул в крови людей не столько в качестве цитокин-индуцирующих факторов вирулентности, сколько в качестве молекул, уравновешивающих про- и противовоспалительную активность клеток, то есть обеспечивающих гомеостаз.

Нами выдвинуто предположение о постоянном присутствии SMOM в крови здоровых и больных людей, основанное на логических представлениях о целесообразности и необходимости формирования в онтогенезе системы сигнальных молекул для обмена информацией между микроорганизмами и клетками хозяина. Другими словами, предложен целенаправленный поиск древнейшей азбуки для понимания языка общения между микро- и макромиром.

Цель работы - исследование разнообразия простых по химическому строению небелковых молекул микробного происхождения (small molecules originating from microbes - SMOM) смолекулярным весом до 500 в крови человека в сопоставлении с состоянием его здоровья.

Материалы и методы.

Обследованы две группы:

1 группа - здоровые люди. Забор крови производен у 18 доноров, добровольно сдававших кровь на донорском пункте. Состояние здоровья доноров устанавливалось клиническим осмотром и лабораторными исследованиями по общепринятой схеме.

2 группа - больные (пациенты с перитонитом, n<=20, пациенты с эндокардитом, n<=12, пациенты с локальными гнойно-воспалительными заболеваниями или послеоперационными инфекционными осложнениями, n<=27). Забор крови из вены у больных осуществляли на фоне клинико-лабораторных проявлений инфекционного процесса во время плановых внутривенных пункций с диагностической или лечебной целью.

Кровь из вены забирали путем венепункции в количестве 1 мл в гепаринизированную пробирку и немедленно замораживали при температуре минус 5 градусов по Цельсию.

Методы исследования.

Для детектирования в крови химических компонентов бактериального происхождения - жирных кислот, спиртов и фенилкарбоновых соединений, применен метод хроматомасс-спектрометрии. Пробу цельной крови в количестве 50-100 <мкл высушивали и подвергали кислому метанолизу (КМ) в 0.4мл 1М HCl в метаноле в течение одного часа при 80° С. На этой стадии происходит освобождение жирных кислот из состава сложных эфиров с глицерином и холестерином. В результате получали жирные кислоты в виде метиловых эфиров.

Фракцию метиловых эфиров жирных кислот вместе с другими липидными компонентами двукратно экстрагировали из реакционной смеси 200 мкл гексана, высушивали и обрабатывали 20 мкл N,О-бис(триметил-силил)-трифторацетамида (БСТФА) в течение 15 мин при 80° С для получения триметилсилильных эфиров окси-кислот, спиртов и стеринов. Реакционную смесь эфиров в количестве 1-2 мкл вводили в инжектор ГХ-МС системы QP-2000 фирмы Шимадзу (Япония).

Для управления и обработки данных использовали штатные программы приборов. Хроматографическое разделение пробы осуществляли на капиллярной колонке с метилсиликоновой привитой фазой Ультра-1 Хьюлетт-Паккард длиной 25 м и внутренним диаметром 0.2 мм. Режим анализа 120° С - 2 мин, далее програмирование температуры 5 град/мин до 300-320 град.

Масс-спектрометр - квадрупольный, с ионизацией электронами (70эв) работал в режиме полного сканирования при определении состава основных липидных компонентов пробы (низкая чувствительность). Такой же режим использовали для анализа карбоновых, фенилкарбоновых кислот и спиртов.

Для выборочного детектирования целевых маркеров микроорганизмов в режиме высокой чувствительности и на превалирующем фоне биологической жидкости использовали метод селективных ионов ( масс-фрагментографии, МФ) при периодическом сканировании до восьми ионов в пяти интервалах времени.

Интервалы и ионы выбирали таким образом, чтобы селективно определять маркеры целевых микроорганизмов. В том числе использовали сильный ион m/z = 87 для детектирования малых количеств жирных кислот С10-С20, выбрав интервалы групп так, чтобы обойти интенсивные пики кислот С16 и С18, доминирующие в жирнокислотном профиле клеток макроорганизма.

Для определения b -оксикислот в программу вводили общий для гомологического ряда ион 175 и специфические для каждой кислоты ионы типа М-15, а для a -оксикислот М-59. Соответствующие специфические ионы использовали для жирных спиртов и стеринов. Дополнительными параметрами для идентификации веществ использовали относительные времена хроматографического удерживания и соотношения площадей пиков селективных ионов.

Карбоновые, фенилкарбоновые кислоты и спирты экстрагировали из 1 мл подкисленной до рН=2 цельной крови эфиром. Эфир высушивали при температуре до 40оС, а сухой остаток обрабатывали в 20 мкл (БСТФА) в течение 15 мин при 80° С для получения триметилсилильных эфиров кислот и спиртов. Для анализа 2 мкл реакционной смеси вводили в инжектор ГХ-МС системы. Анализ проводили в режиме полного сканирования.

Хроматографическая колонка та же, что при анализе жирных кислот, режим: 7 мин при 80оС, далее программирование температуры до 250оС. Вещества на хроматограмме определяли по масс-спектрам, используя стандартную программу идентификации прибора, основанную на базе данных NBS.

Площади пиков маркеров на масс-фрагментограммах интегрировали автоматически или вручную и заносили данные в протокол. Затем эти данные вводили в программу расчета, подготовленную в электронных таблицах EXCEL. Для количественного расчета использовали данные калибровки по чистым компонентам. Их связывали с концентрацией гептадекановой (маргариновой) кислоты, содержание которой постоянно в крови людей. Это позволяло впоследствии длительное время обходиться без повторных калибровок.

Результаты.

В группе 1 во всех образцах крови здоровых людей обнаружены низкомолекулярные химические компоненты, чужеродные для организма человека, а именно: оксикислоты, разветвленные, ненасыщенные и циклопропановые жирные кислоты (ЖК) (табл.2).

Таблица 2.

Некоторые молекулы микробного происхождения - структурные компоненты бактериальных клеток, обнаруженные в крови здоровых людей (n=18).

 

Название

 

Краткое* обозначение

 

Частота встречаемости

 

Диапазон

концентраций

нг/мл

Оксикислоты:

 
абс.

%

 

гидроксидекановая

h10**

10

55

0-50

гидроксилауриновая

h12

11

61

0-40

2-гидроксилауриновая

2h12

11

61

0-30

гидроксимиристиновая

h14

18

100

0-45

2-гидроксимиристиновая

2h14

13

72

0-100

гидроксиизопентадекановая

hi15

3

17

0-10

гидроксипальмитиновая

h16

18

100

10-590

гидроксиизогептадекановая

hi17

13

72

0-70

гидроксистеариновая

h18

16

88

7-150

10-гидроксистеариновая

10h18

18

100

1-77

гидроксиизоэйкозановая

hi20

2

11

0-10

Разветвленные ЖК:
       

антеизотридекановая

a13

11

61

0-20

изомиристиновая

i14

17

94

0-110

изопентадекановая

i15

18

100

60-380

антеизопентадекановая

a15

18

100

50-470

изо-пальмитиновая

i16

18

100

90-720

изогептадекановая

i17

18

100

150-2000

антеизогептадекановая

a17

18

100

630-3600

антеизононадекановая

a19

16

88

0-15

туберкулостеариновая

10Me18

18

100

3-25

Ненасыщенные ЖК:
       

9,10-тетрадеценовая

14:1

8

44

0-120

изопентадеценовая

i17:1

6

33

0-10

гептадекановая

17:1

18

100

60-310

цис-вакценовая

18:1D 11

14

78

0-620

Циклопропановые:
       

циклогептадекановая

17cyc

9

50

0-40

циклононадекановая

19cyc

18

100

2-60

Спирты:
       
копростанол  

14

78

0-150

холестендиол  

3

17

0-30

метаболит 428  

4

23

0-100

* - Обозначения веществ: 17:1 - 17- число атомов углерода, цифра после двоеточия - число двойных связей; h - оксикислота; а,i - в начале означает разветвление; cyc - циклопропановая кислота. Например, 2hi15 - 2-окси-изопентадекановая кислота.

**- имеется в виду 3-оксикислоты, если не указано положение гидроксила

Обращает на себя внимание относительное постоянство качественного состава и количественного содержания ряда мелких молекул бактериального происхождения, например h18, i14 и a19 были обнаружены в 88-94% образцов крови здоровых людей, а такие молекулы как h14, h16, 10h18, i15, a15, i16, i17, a17, 10Me18, 17:1, 19cyc - присутствовали в крови доноров в 100% случаев.

В группе 2 в крови больных пациентов, находящихся в состоянии манифестации инфекции, выявлены явные отклонения в качественном и количественном содержании низкомолекулярных веществ бактериального происхождения по сравнению со здоровыми людьми (табл.3).

Таблица 3.

Некоторые молекулы микробного происхождения - структурные компоненты бактериальных клеток, обнаруженные в крови больных людей (n=59)

 

Название

 

Краткое* обозначение

 

Частота встречаемости

 

Диапазон концентраций

нг/мл

Оксикислоты:
 
абс.

%

 

гидроксидекановая

h10**

15

25

0-96

гидроксилауриновая

h12

37

63

0-120

2-гидроксилауриновая

2h12

17

29

0-90

гидроксимиристиновая

h14

48

81

0-114

2-гидроксимиристиновая

2h14

11

19

0-90

гидроксиизопентадекановая

hi15

30

51

0-120

гидроксипальмитиновая

h16

59

100

6-300

гидроксиизогептадекановая

hi17

28

47

0-90

гидроксистеариновая

h18

59

100

6-1200

10-гидроксистеариновая

10h18

59

100

6-1380

гидроксиизоэйкозановая

hi20

8

13

0-120

Разветвленные ЖК:
       

антеизотридекановая

a13

54

91

0-126

изомиристиновая

i14

59

100

50-540

изопентадекановая

i15

59

100

60-1380

антеизопентадекановая

a15

59

100

120-1620

изо-пальмитиновая

i16

59

100

12-3000

изогептадекановая

i17

59

100

40-5200

антеизогептадекановая

a17

59

100

102-6900

антеизононадекановая

a19

59

100

6-2040

P>туберкулостеариновая

10Me18

54

91

0-108

Ненасыщенные ЖК:
       

9,10-тетрадеценовая

14:1

51

86

0-2160

изопентадеценовая

i17:1

33

56

0-60

гептадекановая

17:1

59

100

60-2460

цис-вакценовая

18:1D 11

34

58

0-1440

Циклопропановые:
       

циклогептадекановая

17cyc

29

49

0-60

циклононадекановая

19cyc

57

97

6-120

Спирты:
       
копростанол  

26

44

0-540

холестендиол  

20

33

0-6160

метаболит 428  

10

16

0-360

* - Обозначения веществ: 17:1 - 17- число атомов углерода, цифра после двоеточия - число двойных связей; h - оксикислота; а,i - в начале означает разветвление; cyc - циклопропановая кислота. Например, 2hi15 - 2-окси-изопентадекановая кислота.

Целенаправленный поиск летучих фенилпроизводных соединений микробного происхождения в крови здоровых людей также увенчался успехом (табл.4).

Таблица 4.

Фенилкарбоновые соединения микробного происхождения, обнаруженные в крови людей

 
Частота встречаемости
Название
Здоровые (n=18)
Больные (n=10)
 
абс.

%

абс.

%

фенилметанол

18

100

2

20

бензойная к-та

16

88

5

50

бензальдегид

9

50

0

0

феноксиэтанол

14

78

0

0

фенилуксусная

0

0

6

60

фенилпропионовая

0

0

4

40

оксифенилуксусная

0

0

3

30

оксифенилпропионовая

0

0

3

30

фенилпентадекан

0

0

3

30

Из перечисленных в табл.4 веществ по крайней мере четыре - фенилуксусная, фенилпропионовая и их окси-производные известны как метаболиты анаэробных бактерий. [5]. Как видно из таблицы, в крови здоровых людей из числа фенольных соединений присутствуют бензойная кислота, два фенольных спирта - фенилметанол и феноксиэтанол, а также бензальдегид.

Эти вещества обнаруживаются и у больных людей, но значительно реже. В то же время наличие фенилуксусной, фенилпропионовой кислот, их окси-производных и фенилпентадекана характерно только для больных людей.

Содержание фенилкарбоновых соединений в крови здоровых людей, повидимому, индивидуально в количественном отношении, так как колеблется в широких пределах от уровня детектирования (10нг/мл) до 10 мкг/мл.

Пока нет оснований утверждать, что все нюансы количественного анализа фенольных соединений отработаны так же хорошо, как для детекции жирных кислот, поэтому мы не обсуждаем причины этих колебаний в настоящей работе.

Обсуждение результатов.

Обобщая сведения, опубликованные в литературе, преимущественно данные о хемодифференциации бактерий [6], а также основываясь на результатах собственных исследований по изучению химического состава клеточной стенки микроорганизмов [2, 3] приводим сводную таблицу (табл.5) наиболее вероятной принадлежности некоторых низкомолекулярных соединений (SMOM), детектируемых в крови людей, к тем или иным группам микроорганизмов.

Таблица 5.

Список химических веществ банка данных с отнесением к микроорганизмам, у которых они наиболее часто встречаются.

Краткое* обозначение
Химическое название
Характерный микроорганизм

1

С10

декановая

Streptococcus

2

a13

антеизотридекановая

Bacillus cereus

3

i14

изомиристиновая

Peptostreptococcus anaerobius, Streptomyces, Bacillus

4

14:1D 9

9,10-тетрадеценовая

Streptococcus pneumonia, Clostridium

5

i15

изопентадекановая

Propionibacterium, Bacteroides, Staphilococcus

6

а15

антеизопентадекановая

Staphylococcus, Bacillus, коринефрмные

7

i16:0

изо-пальмитиновая

Streptomyces, Bacteroides, Micromonospora, Brevibacterium, Corinebacterium гр.betae, Curtobacterium, Сellulomonas

8

i17:1

изопентадеценовая

Flavobacterium

9

i17:0

изогептадекановая

Bacillus, Prevotella, Propionibacterium и другие

10

a17:0

антеизогептадекановая

Corinebacterium, Micromonospora

11

17:1

гептадекановая

Candida albicans

11

17cyc

циклогептадекановая

Enterobacteriaceae

12

17:0

гептадекановая

клетки макроорганизма, инвариант

13

18:1D 11

цис-вакценовая

Serratia, Enterobacteriaceae, Pseudomonas,

14

i18

изооктадекановая

Bacillus subtilis, Peptostreptococcus, Bifidobacterium,

15

19cyc

циклононадекановая

Enterococcus

16

a19

антеизононадекановая

Staphylococcus

17

10Me18

10-метил-октадекановая

(туберкулостеариновая)

Mycobacterium, Corinebacterium гр. xerosis, С.urealyticum

   

оксикислоты:

 

18

h10

гидроксидекановая

Pseudomonas

19

h12:1

гидроксидодекановая

Pseudomonas aeruginosa

20

h12

гидроксилауриновая

Pseudomonas, Neisseria, Vibrio

21

h13

гидрокситридекановая

E.coli, Bacteroides hypermegas, Selenomonas

22

h14

гидроксимиристиновая

Enterobacteriaceae, Fusobacterium, Neisseria, Haemophylus, Wolinella, Vibrio, Campylobacter

23

hi15

гидроксиизопентадекановая

Prevotela, Flavobacterium, Capnocytophaga

24

h16

гидроксипальмитиновая

Brucella, Ps.pseudomaley, Wolinella. Cytophaga, Flexibacter, Campilobacter fetus, C.sputorum, C.faecalis, Fusobacterium, Bordetella

25

hi17

гидроксиизогептадекановая

Bacteroides

26

h18

гидроксистеариновая

Helicobacter pylori, Francisella, Brucella

27

10h18

10-гидроксистеариновая

Clostridium perfringens

28

hi20

гидроксиизоэйкозановая

Chlamidia trachomatis

29

h22

3-гидроксидокозановая

Chlamidia trachomatis

30

2h12

2-гидроксилауриновая

Pseudomonas aeruginosa, Acinetobacter

31

2h14

2-гидроксимиристиновая

Klebsiella

32

2hi15

2-гидроксиизопентадекановая

Flavobacterium, Flexibacter

33

Копростанол

холестанол

Eubacterium

34

Эргостерол

 

Candida, Aspergillus

* - Обозначения веществ как в таблице 1

Фактологический материал, представленный в таблицах 2 и 4, позволяет объяснить наличие SMOM у здоровых людей естественным механизмом фагоцитарного переваривания до конечных продуктов тех микроорганизмов (преимущественно - анаэробных), которые в норме заселяют слизистые оболочки пищеварительного тракта и дыхательных путей.

Давно известно, что индигенные микроорганизмы-симбионты играют важную роль в поддержании здоровья человека, что связывают с механизмом колонизационной резистентности, витаминсинтезирующей функцией и др.

Кроме фагоцитоза, клетки микроорганизмов разрушаются под действием других механизмов, в том числе собственного автолиза отживших клеток и лизиса ферментами белкового комплемента крови и других компонентов иммунной защиты. В любом случае разрушение происходит, в конечном счете, до мономерных составляющих биополимеров.

Исходя из основ физиологии обмена биологических жидкостей человека [4], обмен 70% жидкости плазиы вместе с малыми молекулами и интерстиционным пространством происходит за 1 мин. Поэтому малые фрагменты микробных биополимеров, образующиеся в этом пространстве, поступают в кровь практически сразу.

Если при этом учесть, что большая часть фагоцитирующих клеток крови (фагоциты) находится за пределами сосудистого русла, в межклеточном пространстве и свободно проходит стенки сосудов, то можно полагать, что независимо от очага воспаления микробные маркеры постоянно и быстро поступают в кровь вместе с фагоцитами и белками переносчиками.

То есть наличие микробных маркеров в крови отражает состав микробных сообществ тела человека, независимо от места обитания микроорганизмов или очага воспаления. Интересно, что в норме маркеры превалирующих в кишечнике бактероидов, эубактерий и бифидобактерий либо отсутствуют, либо выявляются в крови лишь в небольших количествах, что косвенно свидетельствует в пользу существующей точки зрения об относительной иммунологической толерантности к индигенным анаэробам, и, следовательно, низкой вероятности фагоцитоза этих микроорганизмов.

Отсюда следует, что бактерии, маркеры которых определяются в крови, не обязательно в ней присутствуют в виде бактериемии, малые молекулы могут поступать в кровь из мест естественного размножения, то есть из биоценозов, и/или гнойно-воспалительных очагов любой локализации.

Кажущаяся высокая концентрация малых молекул в крови создается, по-видимому, вследствии их накопления в моноцитах /макрофагах, нейтрофилах/. В частности, известно, что нейтрофилы являются естественными аккуммуляторами маркеров микроорганизмов, так как каждый из них может одновременно переваривать сотни бактерий в течение короткого времени жизни, которое составляет от 6-8 часов нахождения в крови или до двух суток в интерстиционном пространстве и на слизистых.

По данным таблицы 5, доминирующие в крови здоровых людей SMOM являются преимущественно маркерами таких микроорганизмов, как Bacteroides, Bacillus, Diphteroides, Candida, Enterococcus, Clostridium, то есть основных представителей эндогенной микрофлоры человека, хотя эти же SMOM могут встречаться и у других микроорганизмов.

Напротив, у больных пациентов с клинической картиной манифестации инфекционного процесса, в крови преобладали химические маркеры, которые с наибольшей вероятностью могут быть отнесены к таким условно-патогенным микроорганизмам, как Peptostreptococcus anaerobius, Clostridium perfringens, Staphylococccus, Candida, Pseudomonas, Eubacterium, Klebsiella и другие.

Маркеры строгих патогенов (например, туберкулостеариновая кислота для микобактерий туберкулеза, гидроксидодекановая для Neisseria gonorrhoae, 2,3-дигидроксиизомиристиновая для Legionella, маркеры Brucella, Francisella, Treponema) не были выявлены ни в крови здоровых людей, ни в крови больных с неспецифическими гнойно-септическими заболеваниями.

При количественном анализе SMOM в крови больных людей выявлены значительные отклонения по сравнению с донорами (норма). Причем отклонение от нормы для отдельных молекул происходит как в сторону увеличения, так и в сторону уменьшения. Последнее особенно заметно для разветвленных и ненасыщенных кислот, компонентов клеток бацилл, лактобацилл, коринеформных и пропионовых бактерий, стрептококков и дрожжей.

Суммарный результат измерений приведен на точечной диаграмме (рис.1). Ряд точек напротив обозначения порядкового номера вещества (ось абсцисс) отражает случаи его обнаружения в определенных концентрациях, выраженных в процентах по отношению к концентрации в норме (ось ординат), в различных образцах крови.

При таком представлении все случаи выявления маркера выше нормы следует воспринимать как состояние, потенциально способное привести к патологическим проявлениям (воспалительному процессу или др.).

Снижение концентраций некоторых SMOM, которое регистрируется у больных с различными воспалительными заболеваниями, причем наиболее ярко выраженное при тяжелых септических состояниях, на фоне лечения антибиотиками широкого спектра действия, может являться отражением микроэкологических нарушений в организме больного человека. Однако есть и другой вариант интерпретации этого явления.

В свете полученных выше данных, есть все основания предположить, что микробно-иммунологический гомеостаз организма здорового человека в значительной степени обеспечивается сбалансированным содержанием различных SMOM, часть из которых ответственна за активацию макрофагов, а другая часть, напротив, играет ингибирующую роль.

Логично предположить, что функцию ослабления активности макрофагов к внешним раздражителям могут выполнять те SMOM, которые встречаются во всех образцах крови здоровых людей в наиболее высокой концентрации. По результатам проведенных исследований, к ним следует отнести прежде всего некоторые разветвленные ЖК и фенилкарбоновые соединения.

Предположение о наличии ингибиторов воспаления микробного происхождения выглядит естественно, так как такой механизм действительно необходим для поддержания иммунологического гомеостаза в условиях постоянного поступления бактерий во внутреннюю среду организма, в частности, путем транслокации со слизистых. Клинически значимое воспаление развивается, по-видимому, лишь в условиях выраженного преобладания “провоспалительных” SMOM над “противовоспалительными”.

Данные, полученные в настоящем исследовании, позволяют нам выдвинуть концепцию о существовании гомеостаза малых молекул микробного происхождения (SMOM) в организме человека как важной системы регуляции взаимоотношений между организмом хозяина и его микрофлорой.

Основные постулаты концепции о гомеостазе SMOM могут быть сформулированы следующим образом:

  1. В крови здоровых и больных людей всегда присутствуют малые молекулы микробного происхождения. Одна часть этих молекул способна активировать функции клеток хозяина (прежде всего, моноциты/макрофаги), индуцируя выброс эйкозаноидов (простагландинов, лейкотриенов, тромбоксанов), интерлейкинов и других цитокинов, другая часть обладает способностью ингибировать активность клеток, при этом допускается, что какая-то часть молекул может быть индифферентна.

  2. В здоровом организме источником SMOM является нормальная симбионтная микрофлора.

  3. В организме здорового человека существует баланс между SMOM, обладающими про- и антивоспалительной активностью. Устойчивость этого равновесия достигается функциональной взаимозаменяемостью в группе молекул однонаправленного действия. Принципиальным для поддержания состояния здоровья является некоторое количественное (или функциональное) преобладание SMOM с ингибирующим эффектом над SMOM с провоспалительной активностью. Это связано с биологической целесообразностью избегать реакции воспаления при каждом случайном попадании бактерий во внутреннюю среду организма, например, в результате транслокации.

  4. В основе развития неспецифического инфекционного заболевания лежит нарушение гомеостаза SMOM.

  5. В норме в крови здоровых людей и у больных неспецифическими гнойно-септическими заболеваниями отсутствуют бактериальные молекулы, которые являются маркерами патогенных бактерий.

  6. Адекватная терапия - это терапия, которая способствует установлению равновесия между SMOM, активирующими фагоциты, и SMOM, ингибирующими активность фагоцитов.

  7. Ингибирующие свойства наиболее присущи летучим ароматическим соединениям микробного происхождения. Основным источником продукции этих соединений является анаэробная микрофлора кишечника. Поддержание и восстановление нормального биоценоза способствует восстановлению гомеостаза SMOM.

Список литературы.

  1. Давыдовский И.В. Учение об инфекции. М. 1956, - 260 c.

  2. Осипов Г.А, Белобородова Н.В. Способ выявления возбудителя инфекционного процесса в стерильных биологических средах макроорганизма. Заявка на патент РФ №97117426/14(018498). Приоритет от 21.10.97г.

  3. Осипов Г.А., Демина А.М. Хромато-масс-спектрометрическое обнаружение микроорганизмов в анаэробных инфекционных процессах. Вестник РАМН. -1996, Т.13,-№2,- С.52-59.

  4. Физиология человека, гл.18, Функция крови, Т.2, С.414-430. Под ред. Р.Шмидта и Г.Тевса. М.Мир,1996

  5. Сarlier J.-P., Sellier N. Gas chromatographic - mass spectral studies after methylation of methabolites, produced by some anaerobic bacteria in spent media. J.Chromatogr. Biomed.Appl. -1989.-Vol.493.-P.257-273.

  6. Chemical methods in Bacterial Systematics. Eds. M.Goodfellow and D.E.Minnikin. Acad. Press.- 1985

  7. Goris J. Sepsis and multiple organ failure. Surg.Res.Comm. 1994, vol.15, p. 121-131

  8. Hauschildt S., Hoffman P., Beuscher H.-U. et al. Activation of bone marrow-derived mouse macrophages by bacterial lipopeptide: cytokine production, phagocytosis and Ia expression. Eur.J.Immunol. 1996, 20, 63-68

  9. Hedges S.R., Svanborg C. Urinary infection: microbiology, pathogenesis and host response. Curr.Opin.Infect.Dis. 1995, 8, 39-42

  10. Henderson B., Poole S., Wilson M. Bacterial Modulines: a Novel Class of Virulence Factors which cause Host Tissue Pathology by Inducing Citokine Synthesis. Microb. Rew. June 1996, Vol.60, p.316-341

  11. Heumann D., Barras C., Severin A. et al. Gram-positive cell walls stimulate synthesis of tumor necrosis factor alpha and interleukin-6 by human monocytes. Infect.Immunol.1994, 62, 2715-2721

  12. Hogan M.N. , Vogel S.N. Lipid A-associated proteins provide an alternative “second-signal” in the activaion of recombinant interferon-g -primed, C3H/HeJ macrophages to a fully tumoricidal state. J. Immunol. 1987, 139, 3697-3702

  13. de Jong D.M., Pate J.L., Kirklang T.N. et al. Lipopolysaccharide - like immunological properties of cell wall glycoproteins isolated from Cytophage johsonae. Infect. Immunol. 1991, 59, 2631-2637.

  14. Mancuso G., Tomasello F., von Hunolstein C. et al. Induction of tumor necrosis factor alpha by the group B streptococci. Infect.Immunol.,1994, 62, 2748-2753

  15. Manthey C.L., Vogel S.N. Interactions of lipopolysaccharide with macrophages. Immunol.1994, Scr. 60, 63-81

  16. Muhlradt P.F., Frisch M. Purification and partial biochemical characterization of a Mycoplasma fermentans-derived substance that activates macrophages to release nitric oxide, tumor necrosis factor, and interleukin-6. Immunol., 1994, 62, 3801-3807

  17. Retzlaff C., Yamamoto Y., Hoffman P.S. et al. Bacterial heat shock proteins directly induce cytokine mRNA and interleukin-1secretion in macrophage cultures. Infect. Immunol. 1994, 62, 5689-5693

  18. Rietschel E.T., Kirikae T., Schade U. et al. Bacterial endotoxin: molecular relationships of structure to activity and function. FAZEB J. 1994, 8, 217-225

  19. Weber G., Link F., Ferber E. et al. Differential modulation of the effects of lipopolysaccharide on macrophages by a major outer membrane protein of Proteus mirabilis. J.Immunol. 1993, 151, 415-424.
наверх
АНОНСЫ
Санкт-Петербург. Медико-консультативный центр профессора Луфта В.М.

Дисбактериоз кишечника. Какую микрофлору будем защищать и восстанавливать – свою или чужую?

Ведущими учеными-гастроэнтерологами Учебно-научного Медицинского Центра Управления делами Президента РФ рекомендован Стимбифид с целью стимуляции роста облигатной флоры (в частности Бифидобактерий) у практически здоровых лиц, а также для профилактики и восстановления нарушений микробиоценоза, связанного с проведением антибактериальной терапии

Учеными выявлена высокая клиническая эффективность Стимбифида при острых кишечных инфекциях у детей

Ученые установили, что новейшая Российская разработка на основе фруктоолигосахаридов – Стимбифид увеличивает содержание полезных бифидобактерий в кишечнике до 10 миллиардов (!) в 1г, что превышает аналогичные показатели при использовании традиционного бифидумбактерина в 10 раз!

Стимбифид
rpatron@mail.ru
При копировании материалов с сайта гиперссылка обязательна: disbak.ru
Партнеры: gastroportal.ru - Гастроэнтерологический портал России
rekicen.ru - Лучшая биодобавка России

speleomed.ru - Российский спелеомедицинский портал
Rambler's Top100 Яндекс цитирования