Авторы: И.Э. Кравченко, В.В. Семенов, Е.В. Кашпаева
Государственный медицинский университет, Казань
Эта статья опубликована в сборнике по материалам российской научно-практической конференции «Актуальные проблемы инфекционной патологии», посвященной 85-летию кафедры инфекционных болезней и эпидемиологии Сибирского государственного медицинского университета (ноябрь 2009, г. Томск)
Скачать содержание сборника
Скачать сборник целиком
Заболевания, вызванные стрептококком группы А (СГА), широко распространены во всем мире, а ангина среди стрептококкозов по частоте регистрации занимает первое место [11]. Формирование рецидивирующего течения и развитие осложнений, несмотря на проводимую этиотропную терапию позволяет предполагать наличие еще не изученных патогенетических механизмов в инфекционном процессе при стрептококковой ангине. Согласно современным представлениям ведущую роль в развитии заболевания играет нестабильность генома (НГ), которая проявляется различными нарушениями генетического аппарата [7]. Предполагается [13], что в формировании НГ участвуют несколько механизмов, три из них наиболее значимы – повышение интенсивности эндомутагенеза в клетках организма, снижение эффективной работы геномпротекторных систем и накопление в периферической крови клеток с повреждениями в генетическом аппарате.
Данные механизмы представляет собой сложный, мультикомпонентный процесс, реализующийся поэтапно в различные периоды заболевания. Уже на этапе рецепции, адгезии и колонизации на макроорганизм воздействуют метаболиты стрептококка (стрептолизин, стрептокиназа, дезоксирибонуклеаза, протеазы, эритрогенные токсины типа А, В и С и др.). Некоторые из них обладают выраженной мутагенной активностью [7,8].
Цель исследования. Оценка цитогенетическими методами состояния генома соматических клеток у больных стрептококковой ангиной и изучение мутагенной активности экстракта и живой культуры Streptococcus pyogenes в модельных системах.
Материалы и методы. Обследовано 190 больных стрептококковой ангиной в возрасте от 15 до 56 лет. Группа здоровых составили - 96 чел. Заболевание регистрировалось одинаково часто как у мужчин, так и у женщин. С увеличением возраста отмечалось уменьшение количества больных. Этиологическим фактором заболевания у 89,8%, обследованных больных явился Str. pyogenes, у 10,2% больных - Staphylococcus aureus+ Str. pyogenes – с преобладанием стрептококка. Первичная и рецидивирующая формы ангины регистрировались в равном количестве случаев, по характеру местного процесса преобладала лакунарная ангина. При лакунарной ангине преимущественно наблюдалась среднетяжелая, при фибринозно-некротической - тяжелая форма заболевания.
Обследование проводилось в острый период – (2-4 день болезни) при поступлении больного в стационар, в период ранней (7-10 д.б.) и поздней (30-31 дни начала заболевания) реконвалесценции и включало клиническое наблюдение и цитогенетические методы исследования. С целью изучения состояния генома у больных ангиной использовался метод регистрации количества эритроцитов с микроядрами (ЭМ) и лимфоцитов с хромосомными аберрациями (ХА) в периферической крови человека.
Для регистрации эритроцитов с микроядрами [3,12] просматривали 1-2 мазка периферической крови, окрашенных по Романовскому-Гимзе. В мазках крови подсчитывали не менее 20 тысяч эритроцитов, что позволяло проводить исследования в группах с малой выборкой. Учет лимфоцитов с хромосомными аберрациями у больных ангиной и здоровых осуществляли по протоколу методики Н.П. Бочкова и соавт. [1]. У каждого обследуемого просматривали по 300 метафаз. Полученные данные (в %) сравнивали между группами здоровых и больных ангиной.
В условиях эксперимента проведена регистрация перестроек хромосом в клетках меристемы семян высшего растения Crepis capillaries (скерда) [4].и анализ микроядер в нормохромных эритроцитах периферической крови мышей [12].при действии экстракта и живой культуры Streptococcus pyogenes. Экстракт (ЭК) был приготовлен из штамма Streptococcus pyogenes «Гусев» музейной коллекции НИИ уха, горла и носа (г. Москва) путем дезинтегрирования и центрифугирования в иммунологической лаборатории Казанского НИЭМ. Живая культура (ЖК) Streptococcus pyogenes выделена из материала с миндалин от больного лакунарной ангиной в бактериологической лаборатории Казанской РКИБ.
Результаты. Динамика содержание МЯ в эритроцитах ХА в лимфоцитах крови больных стрептококковой ангиной. Результаты исследования показали, что в острый период заболевания имеет место достоверное повышение уровня ЭМ в периферической крови (0,17+0,02%) по сравнению с группой здоровых лиц (0,11+0,01%), р<0,05, у больных первичной и рецидивирующей формами ангины. К периоду ранней реконвалесценции (7-10 дни от начала болезни) число ЭМ возрастало (0,23+0,03%) и с высокой достоверностью (р<0,01) отличалось от показателей здоровых лиц и данный показатель оставался достоверно высоким через месяц после перенесенного заболевания (0,14+0,02%).Исследование количества лимфоцитов с ХА в периферической крови пациентов с ангиной показало их резкое отличие от таковых у здоровых. У больных с ангиной до лечения число аберрантных лимфоцитов в периферической крови было равно 5,22?0,63% и превышало количество лимфоцитов с ХА у людей из группы здоровых (2,00?0,57%) в 2,61 раза, свидетельствуя о нестабильности генома. На 7-10 день от начала лечения наблюдалось увеличение количества лимфоцитов с ХА (6,11?0,53%, р<0,05 ) и незначительное снижение на 30-31 дни от начала заболевания, но оставалось в 2,5 раза выше, чем у здоровых. Полученные результаты свидетельствуют о нестабильности генома у больных ангиной [9].
Способность ЭК и ЖК Streptococcus pyogenes интенсифицировать уровень кластогенеза в клетках семян Crepes capillaries. Результаты экспериментальных исследований показали, что ЭК и ЖК гемолитического стрептококка обладают кластогенной активностью. Наибольшее количество аберраций хромосом регистрировалось при обработке семян ЭК и ЖК в концентрации 375 мкг/мл (3,97±0,74, Р <0,001) и 1,0 тыс.ед. КОЭ (2,75±0,61, Р <0,05) соответственно. Дальнейшее повышение концентраций не приводило к возрастанию эффекта. Это может быть связано с наличием у испытуемого образца не только кластогенной, но и антикластогенной активности и токсичности. В этом случае, при повышении концентраций параллельно с возрастанием кластогенного действия будет увеличиваться токсический или антикластогенный эффект, и в определённый момент последние могут перекрыть кластогенный. Следует также учитывать, что характер зависимости концентрация-эффект может определяться и метаболическими особенностями клеток-мишеней. Однако в любом случае наши данные дают возможность предположить, что исследуемые нами ЭК и ЖК являются сложными многокомпонентными смесями, которые способны индуцировать в клетках и организме несколько взаимосвязанных биологических ответов.
Анализ перестроек хромосом показал, что они относятся в основном к хроматидному типу. Хромосомных аберраций было примерно в три раза меньше. Поскольку по протоколу нашего опыта обработка клеток биосубстратами осуществлялась в начале предсинтетической стадии, то в соответствии с теорией возникновения мутаций [5] можно предположить, что часть первичных нарушений сохранялась в ДНК как потенциальные повреждения и, достигая фазы S, реализовались в видимые хроматидные аберрации. Это поставило вопрос о способности ЭК и ЖК индуцировать в клетках семян скерды повреждения, которые могут сохраняться не только в одном клеточном цикле, но и переходить в другой. Это явление, названное "продлённым мутагенезом", обнаружено у растительных и животных объектов [5], а также в клетках человека [2, 10]. Продлённый мутагенез исследовался на семенах скерды путём сравнительного анализа уровней индуцированных изолокусов со слиянием и концевых хроматидных делеций в первом и втором митозе, при обработке клеток ЭК в фазе G1 первого клеточного цикла. По мнению [5], появление этих перестроек во втором митозе в количестве более 50% от появившихся в первом свидетельствует о заново возникших аберрациях. Результаты опыта показали, что относительное число изолокусов со слиянием и концевых хроматидных делеций во втором митозе по сравнению с первым было соответственно 90,9% и 83,6%, что существенно перекрывало теоретически ожидаемый уровень переживания этих мутаций.
Динамика содержания микроядер (МЯ) в периферической крови мышей при обработке их ЭК и ЖК Streptococcus pyogenes в остром опыте. На протяжении первых трёх суток после введения ЭК и ЖК уровень МЯ в эритроцитах мышей колебался, но достоверно не превышал контрольных показателей. На 4 и 5 сутки отмечалось достоверное повышение числа МЯ. На седьмые и последующие сутки (16 сутки) уровень микроядер снизился до контрольных значений. С учетом полученных данных и принимая во внимание общности происхождения и генетическое единство живого, можно предположить, что формирование НГ при ангине, обусловленной Streptococcus pyogenes, является сложным, мультифакториальным, многоэтапным процессом, где, в первую очередь, необходимо учитывать влияние инфекта.
Выводы.
1. У больных ангиной, обусловленной Streptococcus pyogenes, в острый период заболевания и в период реконвалесценции в клетках периферической крови обнаружен высокий уровень микроядер и перестроек хромосом. Феномен определён как "нестабильность генома".
2. Метаболиты стрептококка обладают мутагенной активностью и способны индуцировать потенциальные повреждения в ДНК и продленный мутагенез.
3. Нестабильность генома является эволюционно детерминированным свойством живого, закономерно формирующимся при заболевании как проявление адаптационных механизмов.
Список литературы:
1. Бочков Н.П., Филиппова Т.В., Яковенко К.Н.// Цитология и генетика. 1984. №6. С. 422 – 428.
2. Бочков Н.П., Чеботарёв А.Н. Наследственность человека и мутагены внешней среды. ? М.: «Медицина», 1989. 272 с.
3. Гаврилов В.Б., Машкорудная М.И.// Лаб. дело. 1983. №3. С. 33-35.
4. Дубинина Л.Г. Структурные мутации в опытах с Crepis capillaries. М.: Наука, 1978. 188 с.
5. Дубинин Н.П. Потенциальные изменения в ДНК и мутации. М.: Наука, 1978. 278 с.
6. Дурнёв А.Д., Середенин С.Б. Мутагены. М.: Медицина, 1998. - 328 с.
7. Ильинских И.Н., Новицкий В.В., Ильинских Е.Н., Ильинских Н.Н., Ткаченко С.Б. Инфекционная кариопатология. - Томск. Изд. Томского университета, 2005. - 168 с.
8. Керкис Ю.Я., Ильинских Н.Н., Казначеев В.П., Пятунина Н.В., Баяндина Т.А., Бочаров Е.Ф. // Генетика. - 1970. - Т. 6, № 8. - С. 170 – 174.
9. Кравченко И.Э., Зарипова Р.Г., Фазылов В.Х., Семенов В.В., Семенов А.В., Погорельцев В.И. // Каз. мед. журнал. - 2006. - Т. 87, № 4. - С. 257 – 260.
10. Мазурик В.К., Михайлов В.Ф. // Радиационная биология. Радиоэкология. - 2001. - Т. 41, № 3. - С. 272 – 278.
11. Покровский В.И., Брико Н.И., Ряпис Л.А. Стрептококки и стрептококкозы. - М.: «ГЭОТАР-Медиа», 2006. – 544 с.
12. Методические рекомендации МР. Оценка мутагенной активности факторов окружающей среды в клетках разных органов млекопитающих микроядерным методом. - М.: 2001. - 22 с.
13. Семёнов В.В., Кошпаева Е.С., Семёнов В.А., Погорельцев В.И.// Сб. Естествознание и гуманизм. Современный мир, природа и человек. - Томск. 2007. - Т. 4, №2. - С. 87-88.
|