První stadia infekčního procesu, spojená s adhezí mikrobiálních buněk na citlivé buňky a následnou kolonizací, jsou specifickými projevy virulentních vlastností jakéhokoli patogenu. Na jedné straně tento proces zahrnuje nespecifické fyzikálně-chemické mechanismy, které mohou být spojeny s hydrofobností mikrobiálních buněk a součtem odpudivých a přitažlivých energií. Na druhé straně je tato schopnost určena specifickými chemickými skupinami určité struktury – adheziny umístěnými na povrchu mikroorganismů a buněčných receptorů, které si musí navzájem odpovídat, jako „klíč k zámku“. Adheziny mikroorganismů mají tkáňový tropismus, který určuje orgánovou specifitu charakteristickou pro určité patogeny.

Adheze k hostitelským buňkám může předcházet penetraci, které je dosaženo buď fagocytózou nebo bakteriálně zprostředkovanou endocytózou (invazí). Různé molekuly a makromolekulární struktury, které jsou souhrnně známé jako adhesiny, zprostředkovávají adhezi k buněčným povrchům nebo buněčným molekulám a lze je široce rozdělit na fimbriální adheziny (fimbrie nebo pili), což jsou vláknité struktury na povrchu bakterií, a afimbriální adheziny, které zahrnují většinu ostatních adhezních molekul.

U gramnegativních bakterií je funkce rozpoznávání a uchycení bakterií nejčastěji spojena s morfologickými povrchovými strukturami – pili nebo fimbriemi. Jsou kratší a tenčí než bičíky. Jejich délka může dosáhnout 10 nm (někdy až 2 mikrony, u původce černého kašle až 40-70 mikronů). Pili lze nalézt v bakteriích s bičíky nebo bez nich. Bylo zjištěno, že většina typů fimbrie je kódována chromozomálními geny, méně často plazmidy. Fenotypová exprese fimbrie závisí na kultivačních podmínkách (koncentrace živin, provzdušňování, teplota, iontová síla) a fázi vývoje mikrobiální populace. Pili jsou převážně proteinové struktury, skládající se převážně z proteinového pilinu, na který se mohou vázat sacharidové a proteinové složky. Piline obsahuje nepolární aminokyseliny: alanin, valin, glycin, isoleucin, leucin, glycin, methionin, prolin, tryptofan, fenylalanin. Opakovatelnost aminokyselin v polypeptidovém řetězci je různá. Například v pilin E. coli největší počet aminokyselinových zbytků je alanin, kyselina asparagová, threonin a glycin.

K syntéze pili dochází za účasti transportních systémů cytoplazmatické membrány. V buňkách je pouze jeden zdroj látek pro tvorbu bičíků a pili. Z těchto látek se tvoří jejich jednotlivé podjednotky a následně vznikají organely.

Za adhezi jsou zodpovědné tzv. jednoduché pili (existují také tzv. sex pili, které jsou zodpovědné za konjugaci). Molekuly, které se přímo vážou na povrchové struktury hostitelských buněk, se obvykle nacházejí v koncových oblastech pili a změnou těchto molekul patogenu lze také změnit tropismus bakterií na určité substráty. V pili patří vysoce specifické struktury, které určují silnou buněčnou adhezi, do kategorie sacharidů, glykoproteinů a glykolipidů. U enterobakterií je to D-manóza. Neisseria mají glykoproteiny a glykolipidy (zejména gangliosidy, které se nacházejí přímo v jejich pili), zatímco vibria mají L-fukózu a manózu. Bakterie Pili jsou také zodpovědné za hemaglutinační aktivitu bakterií.

READ
Jak správně aplikovat tekuté tapety na nerovné stěny?

Afimbriální adheziny jsou rozmanité. Příklady zahrnují adhesiny AfaD a AfaE. Escherichia coliodpovědné za připojení těchto bakterií k buňkám močového traktu nebo střevním buňkám, stejně jako lipoproteinový antigen K-88 v E. coli (globotetrasylceramid) a filamentózní hemaglutinin (FHA) [bakteriální povrchový protein] Bordetella pertussis, zodpovědný za připojení k plicnímu epitelu a fagocytárním buňkám. Afimbriální adheziny také zahrnují opalescentní proteiny (Opas). Neisseria, které se spojují do rodiny, skupiny podobných proteinů odpovědných za specifitu buněčného typu, a opakujících se proteinů grampozitivních bakterií, protein typu M Streptococcusus nebo proteiny vázající fibronektin Streptococcusus и Staphylococccus. Kromě toho mohou grampozitivní bakterie dosáhnout adheze pomocí teichoových kyselin. Afimbriální adheziny umožňují těmto patogenům pevně se připojit ke složkám extracelulární matrice jako první krok ke kolonizaci tkání.

Abstrakt vědeckého článku o základní medicíně, autorka vědecké práce – Elena Innokentievna Ivanova, Sofia Markovna Popkova, Natalya Mikhailovna Shabanova, Irina Viktorovna Petrova, Elena Leonidovna Gorbunova

Přilnavost mikroorganismů je považována za faktor ovlivňující rozvoj infekčního procesu. Adhezivní vlastnosti bakterií izolovaných z různých biotopů byly analyzovány pomocí modelu erytrocytů. Bakterie z čeledi Enterobacteriaceae vykazovaly významnější adhezivní vlastnosti.

Podobná témata vědecké práce o základní medicíně, autorkou vědecké práce je Elena Innokentievna Ivanova, Sofia Markovna Popkova, Natalya Mikhailovna Shabanova, Irina Viktorovna Petrova, Elena Leonidovna Gorbunova

Biologické a genetické charakteristiky autokmenů Klebsiella spp. izolovaný od dětí i dospělých

Identifikace genů patogenity kódujících schopnost produkovat toxiny u kmenů Escherichia coli izolovaných ze střevního biotopu dětí

Regionální rysy antagonistické aktivity bifidobakterií ve střevní mikrobiotě dětí žijících na Sibiři

Studium asociací hub rodu Candida s některými oportunními mikroorganismy u jedinců s funkčními poruchami gastrointestinálního traktu

Adhezivní vlastnosti mikroorganismů kolonizujících různé biotopy lidského těla

Adheze je studována jako faktor ovlivňující rozvoj infekčního procesu. Byly analyzovány adhezivní vlastnosti na erytrocytárním modelu mikroorganismů izolovaných z různých biotopů. Bakterie z čeledi Enterobacteriaceae prokázaly výrazně vyšší adhezivní vlastnosti.

Text vědecké práce na téma “Adhezivní vlastnosti mikroorganismů kolonizující různé biotopy lidského těla”

Řada „Biologie. Ekologie”

2011. T. 4, č. 4. S. 25-29 Online přístup k časopisu: http://isu. ru/ivestia

READ
Jak vyčistit hrubé dlaždice?

Adhezivní vlastnosti mikroorganismů kolonizujících různé biotopy lidského těla

E. I. Ivanova, S. M. Popkova, N. M. Shabanova, I. V. Petrova,

E. L. Gorbunova, M. V. Savelkaeva, I. N. Danusevich

Ústav Ruské akademie lékařských věd Vědecké centrum pro problémy zdraví rodiny a lidské reprodukce, Sibiřská pobočka Ruské akademie lékařských věd, Irkutsk E-mail: ivanova. např.@gmail.com

Anotace. Přilnavost mikroorganismů je považována za faktor ovlivňující rozvoj infekčního procesu. Adhezivní vlastnosti bakterií izolovaných z různých biotopů byly analyzovány pomocí modelu erytrocytů. Bakterie z čeledi Enterobacteriaceae vykazovaly významnější adhezivní vlastnosti.

Klíčová slova: Escherichia coli, oportunní mikroflóra, adheze, biotopy.

Přirozený způsob života většiny mikroorganismů je spojen s jejich fixací na určité substráty [8]. Důležitou fází procesu „přihojení“ jak zástupců normální mikroflóry, tak patogenních mikroorganismů v lidském těle je interakce mikroorganismů s membránovým epitelem – adheze [2]. Adhezi mikroorganismů na povrch epitelu lze považovat za počáteční fázi kolonizace různých biotopů těla, která předchází invazi patogenu [1; 10]. U řady onemocnění, zejména těch způsobených mikroorganismy, které se neustále vyskytují u lidí (tzv. oportunní mikroorganismy), je zajímavé stanovit přilnavost všech kolonií primárního očkování pěstovaných na misce [9], protože je míra agrese při interakci mezi patogenem a cílovou buňkou v důsledku bakteriální adheze je určujícím článkem rozvoje infekčního procesu [5]. Účelem této studie bylo zjistit populační adhezní aktivitu mikroorganismů izolovaných z různých biotopů lidského těla.

Materiály a metody

Práce zkoumala 75 vzorků kultur zástupců čeledi Enterobacteriaceae izolovaných ze střevního biotopu: typická Escherichia coli (25), Enterobacter spp. (25),

Klebsiella spp. (25), stejně jako 47 vzorků kultur Staphylococcus spp., izolovaných z vaginálních (8) a nazofaryngeálních biotopů (39). Materiál byl sbírán v letech 2008-2009. mezi obyvateli Irkutska, kteří byli vyšetřeni na klinice Vědeckého centra pro zdraví a lidskou rehabilitaci sibiřské pobočky Ruské akademie lékařských věd. Ze skatologických vzorků dětí ve věku 1 měsíce a starších byly izolovány kultury domorodé a oportunní mikroflóry čeledi Enterobacteriaceae. do 17 let s funkčními poruchami trávicího traktu a vyšetřeni na střevní dysbiózu. Materiál z vaginálního biotopu (stěry) byl odebrán ženám v reprodukčním věku se zánětlivými onemocněními dolního patra reprodukčního traktu (LEPT) (cervicitida, chronická salpingo-ooforitida, endometrióza, kolpitida). U dospělých pacientů bez stanovené diagnózy byly odebrány výtěry z nosohltanu.

READ
Co je součástí provětrávané fasády?

Ke studiu mikroflóry studovaných biotopů byl použit standardní soubor mikrobiologických metod [7]. Primární výsev materiálu a identifikace izolátů byla provedena obecně uznávanými bakteriologickými metodami podle metodických pokynů [6].

Nejuniverzálnějším modelem pro studium adheze různých mikroorganismů je systém erytrocytů a mikroorganismů. V této práci byla adhezivní aktivita hodnocena pomocí metody navržené pro enterobakterie [9], která umožňuje charakterizovat adhezní aktivitu autostrainů v obecné populaci a adaptovat

u nás pro studované mikroorganismy [3]. Po izolaci a identifikaci studovaných mikroorganismů byla připravena 1 miliarda suspenze izolované kultury podle standardu zákalu a byla provedena desetinásobná ředění. Od ředění 10-6 byl výsev prováděn na maso-peptonový agar (0,5 ml), nebo výsev do sektorů metodou Gold. Inkubace v termostatu byla prováděna při teplotě 37 °C po dobu 18-20 h. Pro přesnější počítání byly brány v úvahu všechny vyrostlé kolonie o velikosti 2-5 mm. Ke studiu adhezivní aktivity byly použity lidské erytrocyty. 1 ml krve byl zředěn na 5% suspenzi 20 ml fyziologického roztoku. Krev byla skladována při -4 °C. Kolonie vyklíčené na misce byly zality suspenzí erytrocytů, dokud se nevytvořila rovnoměrná vrstva pokrývající všechny kolonie. Proces adheze a výsledky byly vizualizovány na bílém pozadí pomocí lupy nebo binokulárního mikroskopu. Rychlost adheze byla hodnocena s přihlédnutím k době (s) od začátku experimentu do doby začátku tvorby halo (začátek adheze erytrocytů ke kolonii).

Výsledky a diskuse

Doba nástupu halotvorby erytrocytů kolem kolonií autokmenů E. coli se pohybovala od 5 do 60 s, u zástupců rodů Klebsiella a Enterobacter od 2 do 22 s, respektive od 4 do 16 s.

Výsledky ukázaly, že počáteční fáze adheze těchto mikroorganismů střevního biotopu je obecně poměrně rychlá (84–88 % autostrainů ze všech

studováno) a pouze 12–16 % autostrains mělo dlouhodobý indikátor, tj. nízkou počáteční adhezivní aktivitu [4].

Časový ukazatel pro nástup halotvorby mikroorganismů rodu Staphylococcus izolovaných z vaginálního biotopu byl 11-49 s az nazofaryngeálního biotopu – od 6 sekund do 3 minut 25 s.

Průměrná míra adhezivní aktivity zástupců gramnegativních mikroorganismů z čeledi Enterobacteriaceae ze střevního biotopu tedy byla u Klebsiella spp. – 7±1,1 s, Enterobacter spp. -10±0,1 s a E. coli – 23±3,9 s (obr. 1). Průměrná rychlost adhezivní aktivity zástupců rodu Staphylococcus izolovaných z nosohltanu byla 77±8,5 s az vaginálního biotopu – 27±1,2 s (statisticky významný rozdíl p < 0,05). Takové rozdíly v rychlosti adheze ukazují na rozdílnou adhezní aktivitu studovaných autostrainů (obr. 2).

READ
Jak funguje zvonek v bytě?

Studium adhezivního potenciálu studovaných autostrainů ukázalo, že bakterie Klebsiella spp., Enterobacter spp., vykazovaly vysoce adhezivní vlastnosti. a E. coli. Je to pravděpodobně způsobeno tím, že u gramnegativních mikroorganismů se adhezivní vlastnosti projevují rychleji díky přítomnosti struktur fimbriálních buněk, které se u grampozitivních nenacházejí. U posledně jmenovaných se na adhezi podílejí afimbriální struktury (kyseliny teichoové a lipoteichoové, složky buněčné stěny, pouzdra a pouzdrovitá membrána), které mají nižší afinitu k receptorům slizničních buněk biotopu.