Новые аспекты в патогенезе ангины стрептококковой этиологии

Инфекционные болезни

УДК 616.321-002:616-085

новые аспекты в патогенезе ангины стрептококковой этиологии

И. Э. Кравченко

На основании проведенных исследований представлены новые аспекты патогенеза стрептококковой ангины формирование нестабильности генома соматических клеток, обусловленное действием возбудителя заболевания Streptococcus pyogenes и развитием дисбаланса в оксидантно-антиоксидантной, иммунной системах во взаимосвязи с активностью ферментных систем биотрансформации, осуществляющих метаболизм лекарственных препаратов. С целью фармакологической защиты генома рекомендовано применение ксимедона в комплексной терапии больных ангиной.

Заболевания, вызванные стрептококком группы А (СГА), широко распространены во всем мире, а ангина среди стрептококкозов по частоте регистрации занимает первое место [12]. Формирование рецидивирующего течения и развитие метатонзиллярных осложнений, несмотря на проводимую этиотропную терапию, позволяет предполагать наличие еще не изученных патогенетических механизмов в инфекционном процессе при стрептококковой ангине.

Результаты ранее проведенных исследований свидетельствуют о возможности инфекционных агентов вызывать поражения ядерных структур клеток и приводить к формированию феномена нестабильности генома (НГ), который проявляется различными нарушениями генетического аппарата соматических клеток и индуцируется многими экзо- и эндогенными факторами [1; 5; 16; 17; 18]. Предполагается, что в формировании НГ участвуют несколько механизмов, два из них наиболее значимы: во-первых, повышение интенсивности процессов мутагенеза в клетках организма, во-вторых, снижение эффективной работы геномпротекторных систем [9; 13].

Цель исследования — обоснование кли-нико-патогенетических механизмов развития патологических процессов при ангине, обу-

словленной Streptococcus pyogenes, на уровне дестабилизации клеточного генома.

Материалы и методы. Обследованы 330 больных ангиной (55,8 % женщин и 46,7 % мужчин) в возрасте от 17 до 57 лет (24,17 ± 0,6 года). Причиной заболевания у всех пациентов явился S. pyogenes. Первичная форма ангины установлена у 166 (50,3 %), рецидивирующая — у 164 (49,7 %) человек. Лакунарная ангина диагностирована у 279 (84,5 %), фибринозно-некротическая — у 51 (15,5 %) пациента. Контрольную группу составили 140 здоровых лиц. Обследование проводилось в острый период заболевания (2—4-й дни болезни), в период ранней (7 — 10-й дни) и поздней реконвалесценции (через 1 и 3 месяца от начала заболевания).

Цитогенетические исследования проводили с использованием 2 методов: регистрации количества эритроцитов с микроядрами (ЭМ) и лимфоцитов с аберрациями хромосом (АХ) в периферической крови [8; 10]. Исследование состояния оксидантно-антиок-сидантной системы включало определение первичных (гидроперекиси — ГП) и вторичных (малоновый диальдегид — МДА) продуктов липопероксидации по методу В. П. Гаврилова [2]. Антиоксидантную емкость плазмы крови определяли методом ку-лонометрического титрования с помощью

© Кравченко И. Э., 2013 ВЕСТНИК Мордовского университета | 2013 | № 1—2

электрогенерированного брома [11]. Проведены комплексные иммунологические исследования, включающие определение популяций и субпопуляций лимфоцитов, показателей опсонофагоцитарной системы [7]. Исследование активности ферментных систем биотрансформации осуществлялось путем определения фенотипов ацетилирования [3]. Изучена токсигенность 28 культур S. pyogenes, выделенных от больных ангиной, методом ПЦР-амплификации [6]. В эксперименте in vivo (на растениях Crepis capillaries (скер-да) и белых беспородных мышах) оценена мутагенная активность S. pyogenes. При обработке данных биологических объектов живой культурой S. pyogenes в различных концентрациях проводили регистрацию перестроек хромосом в клетках меристемы семян Crepis capillaries [15] и учет эритроцитов с микроядрами в периферической крови мышей [10].

Результаты исследования. У больных стрептококковой ангиной в острый период заболевания зарегистрировано достоверное повышение уровня эритроцитов с микроядрами (0,19 ± 0,01 %, p < 0,001) и лимфоцитов с аберрациями хромосом (5,22 ± 0,63 %, p < 0,001) в периферической крови по сравнению с показателями у здоровых лиц (0,11 ± ± 0,01 и 2,0 ± 0,57 % соответственно). В период ранней реконвалесценции происходит дальнейшее нарастание числа ЭМ (0,23 ± ± 0,03 %, p < 0,001) и лимфоцитов с АХ (6,11 ± 0,53 %, р < 0,05). При первичной ангине нормализация уровня ЭМ происходит через месяц от начала заболевания, при рецидивирующем течении — только через 3 месяца. Количество лимфоцитов с АХ через месяц от начала заболевания снижается, но остается в 2,5 раза выше, чем у здоровых лиц (5,11 ± 0,57 %, р < 0,01). Полученные данные свидетельствуют о нестабильности генома соматических клеток у больных стрептококковой ангиной как в острый период, так и в периоды реконвалесценции [8].

Исследовали факторы, влияющие на интенсивность мутагенеза при развитии инфекционного процесса: действие стрептококка и его токсинов, а также состояние восприимчивого организма.

Изучение токсигенности культур S. pyo-genes, выделенных от больных ангиной, основывалось на определении суперантигенов (spe А, spe B, spe С, spe F), являющихся пи-рогенными экзотоксинами. У 100 % культур S. pyogenes обнаружен суперантиген spe B, который ингибирует клеточные и гуморальные факторы иммунной защиты организма и оказывает деструктивное действие на цито-

плазматическую мембрану эпителия. Также во всех культурах определен суперантиген spe F, обладающий митогенными свойствами и повышающий проницаемость сосудистой стенки. Стрептококковый пирогенный экзотоксин А был выделен от больного с тяжелым течением заболевания. Суперантиген spe С достоверно чаще выявлялся в культурах, выделенных от больных повторной ангиной (в 77 % случаев). Возможно, он способствует персистенции возбудителя в организме.

В эксперименте на мышах и растениях Crepis capillaries с использованием цитоге-нетических методов оценена мутагенная активность S. pyogenes [6]. Так, обработка семян скерды живой культурой S. pyogenes в концентрации 1 млн КОЕ/мл приводила к достоверному увеличению количества клеток аберрациями хромосом (3,97 ± 0,74 %, контроль — 0,85 ± 0,35 %, p < 0,001). Зарегистрировано увеличение уровня эритроцитов с микроядрами в периферической крови мышей при внутрибрюшинном введении им живой культуры S. pyogenes на 3 — 5-й дни эксперимента (0,98 ± 0,02 %, контроль — 0,37 ± ± 0,01 %, p < 0,01) с последующим снижением до показателей контрольной группы на 7 — 16-й дни.

У больных стрептококковой ангиной в острый период, период ранней реконвалес-ценции и через 1 месяц от начала заболевания отмечено достоверное повышение количества гидроперекисей (23,15 ± 0,31, 24,39 ± ± 0,35 и 13,91 ± 0,32 отн. ед./мл соответственно, р < 0,001), малонового диальдегида (6,35 ± 0,35, 5,79 ± 0,55 и 4,21 ± 0,57 мкмоль/л соответственно, р < 0,01) по сравнению с группой здоровых лиц (7,0 ± 0,27 отн. ед./мл и 2,0 ± 0,14 мкмоль/л соответственно). Известно, что продукты ПОЛ обладают мутагенной активностью и способны индуцировать цитогенетические нарушения [4]. Установлено достоверное снижение антиоксидант-ной емкости сыворотки крови в острый период заболевания (12,99 ± 0,24 кКл/л, здоровые — 25,00 ± 0,11 кКл/л, р < 0,001) и сохранение достоверно низких значений в период ранней и поздней реконвалесценции (17,43 ± 0,51 и 19,41 ± 0,42 кКл/л соответственно, р < 0,001), что свидетельствует о снижении активности антиоксидантной системы, являющейся геномпротекторной системой клетки.

Проведенные иммунологические исследования показали, что в острую фазу заболевания у больных рецидивирующей ангиной наблюдается умеренное угнетение клеточных факторов иммунитета, выражающееся в дос-

товерном уменьшении общего количества лимфоцитов (21,54 ± 4,3 %, р < 0,001), CD3+ (68,63 ± 2,08 %, р < 0,01), CD4+ (37,78 ± 1,22 %, р < 0,05) клеток. В то же время повышено количество лимфоцитов с маркерами активации - HLA-DR+ (17,3 ± 3,1 %, р < 0,05) и CD25+ (13,38 ± 2,55 %, р < 0,05) с сохранением достоверно высоких значений данных субпопуляций лимфоцитов в периоды рекон-валесценции, что свидетельствовало о продолжающейся антигенной стимуляции. Оп-сонофагоцитарное звено иммунитета в острый период заболевания характеризовалось повышением функционально-метаболической активности нейтрофилов в спонтанном НСТ-тесте (21,43 ± 9,61 %, р < 0,001), фагоцитарной активности нейтрофилов (80,3 ± 2,98 %, р < 0,05) и ЦИК (0,059 ± 0,005, р < 0,001). В периоды реконвалесценции сохранялись достоверные отличия этих показателей от их уровня у здоровых лиц. Цитогенетические изменения у больных ангиной коррелировали с дисбалансом в оксидантно-антиокси-дантной и иммунной системах. Выявлены прямые корреляционные связи с высокой степенью достоверности между ЭМ и МДА (r = 0,45, p < 0,01) и обратные корреляционные связи между ЭМ и АОЕ (r = -0,55, p < 0,05). Установлено наличие обратных корреляционных связей между уровнем ЭМ и CD4+ (r = —0,42, p < 0,05) и прямых корреляционных связей с высокой достоверностью между ЭМ и HLA-DR (r = 0,71, p < 0,001), а также между ЭМ и сп НСТ (r = 0,43, p < 0,05), что свидетельствует о влиянии оксидантно-антиоксидантного потенциала и иммунного ответа организма на состояние генома соматических клеток.

Исследовано состояние ферментной системы ацетилирования, осуществляющей метаболизм лекарственных средств в организме. У пациентов с первичной и лакунарной ангиной регистрировался преимущественно быстрый фенотип ацетилирования (ФА) (у 57,1 и 62,3 % пациентов). При рецидивирующей и фибринозно-некротической формах ангины преобладал медленный ФА (62,7 и 58,3 % случаев). Выявлены слабые корреляционные связи между цитогенетическими показателями и быстрым ФА. В то же время установлены обратные средней степени достоверные корреляционные связи между ЭМ и медленный ФА (r = -0,72, p < 0,01), что свидетельствует о взаимосвязи цитогенетических нарушений и скорости течения метаболических процессов ацетилирования.

Цитогенетические изменения, а также дисбаланс в оксидантно-антиоксидантной и иммунной системах были наиболее выраже-

ны у больных фибринозно-некротической ангиной и у пациентов с рецидивирующим течением заболевания, у которых установлен медленный фенотип ацетилирования.

Таким образом, проведенное нами исследование позволило выявить новые аспекты в развитии ангины стрептококковой этиологии. Установлено наличие при ангине ранее неизвестного патогенетического звена — нестабильности генома соматических клеток, который можно рассматривать как типовой патологический процесс.

Рассмотрены и представлены возможные механизмы формирования нестабильности генома при ангине (рисунок):

— действие возбудителя заболевания S. pyogenes и состояние иммунной системы восприимчивого организма;

— активация оксидантных процессов с повышением образования продуктов пере-кисного окисления липидов и снижение активности антиоксидантных систем, нейтрализующих эти процессы;

— действие лекарственных препаратов и особенности функционирования систем биотрансформации, осуществляющих их метаболизм.

Рис. Механизмы формирования нестабильности генома при ангине, обусловленной S. pyogenes

Результирующей данных альтернативных процессов является развитие нестабильности генетического аппарата соматических клеток. Дестабилизация генома приводит к нарушению экспрессии генов, в итоге провоцирующему нарушения метаболизма в различных звеньях, что представляет потенциальную опасность в плане прогрессирования последующих мутагенных процессов [13; 14].

Выводы. Дисбаланс в оксидантно-анти-оксидантной и иммунной системах при участии систем биотрансформации определяет степень нестабильности генома и является связующим звеном в патогенезе стрептокок-

170

ВЕСТНИК Мордовского университета | 2013 | № 1—2

ковой ангины. S. pyogenes, обладая токси- индуцировать цитогенетические нарушения в генной и мутагенной активностью, способен соматических клетках.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1. Акифьев А. П. Мутагенез и генетический гомеостаз у высших организмов / А. П. Акифьев, Г. А. Худолий // Вестн. Рос. акад. мед. наук. 1993. № 1. С. 3 9.

2. Гаврилов В. Б. Спектрофотометрическое определение содержания гидроперекиси липидов в плазме крови / В. Б. Гаврилов, М. И. Мишкорудная // Лаб. дело. 1983. № 3. С. 33 35.

3. Гармонов С. Ю. Аналитические методы исследования генетического полиморфизма организма человека / С. Ю. Гармонов, М. И. Евгеньев, И. Е. Зыкова // Вопр. биол. и фармацевт. химии. 2004. № 1. С. 3 20.

4. Дубинина Л. Г. Структурные мутации в опытах с Crepis capillaries / Л. Г. Дубинина. М. : Наука, 1978. 188 с.

5. Ильинских И. Н. Инфекционная кариопатология / И. Н. Ильинских, В. В. Новицкий, Е. Н. Ильинских. Томск : Изд-во. Том. ун-та, 2005. 168 с.

6. Кравченко И. Э. Генетическая характеристика токсигенности культур стрептококков группы А, выделенных от больных ангиной / И. Э. Кравченко, Н. Ф. Дмитриева, А. С. Ещина // Журн. микробиологии, эпидемиологии и иммунобиологии. 2009. № 1. С. 76 78.

7. Кравченко И. Э. Диагностическое и прогностическое значение клинико-иммунологических показателей при ангине и коррекция выявленных нарушений / И. Э. Кравченко, В. Х. Фазылов / / Вестн. гос. мед. акад. им. И. И. Мечникова. 2005. № 3. С. 134 140.

8. Кравченко И. Э. Нестабильность генома у больных ангиной и возможности фармакологической коррекции ксимедоном / И. Э. Кравченко, Р. Г. Зарипова, В. Х. Фазылов // Казан. мед. журн. 2006. Т. 87, № 4. С. 257 261.

9. Крыжановский Г. Н. Дизрегуляционная патология : рук. для врачей и биологов / Г. Н. Кры-жановский. М. : Медицина, 2002. 632 с.

10. Методические рекомендации МР. Оценка мутагенной активности факторов окружающей среды в клетках разных органов млекопитающих микроядерным методом. М., 2001. 22 с.

11. Погорельцев В. И. Применение метода гальваностатической кулонометрии в клинической диагностике антиоксидантного статуса организма человека / В. И. Погорельцев, Г. К. Зиятдинова, Г. К. Будников. Казань : КГМУ, 2004. 53 с.

12. Покровский В. И. Стрептококки и стрептококкозы / В. И. Покровский, Н. И. Брико, Л. А. Ряпис. М. : ГЭОТАР-Медиа, 2006. 544 с.

13. Семенов В. В. Нестабильность генома при патологических состояниях не наследственного генеза / В. В. Семенов, Е. С. Кошпаева, В. И. Погорельцев // Естествознание и гуманизм. Современный мир, природа и человек : сборник. Томск, 2007. Т. 4, № 2. С. 87 88.

14. Середенин С. Б. Фармакологическая защита генома / С. Б. Середенин, А. Д. Дурнев. М. : ВИНИТИ, 1992. 280 с.

15. Evans M. D. Oxidative Damage to Nucleic Acids / M. D. Evans, M. S. Cooke. N. Y., 2007. 228 р.

16. Manna G. K. Bacterial Induced Bone-marrow Chromosome Aberrations in Mice and Their Repair / G. K. Manna, C. Samar // Symp. Struct. Funct. Aspects Chromosomes. Bombey, 1975. Vol. 1. P. 19.

17. Rosin M. P. Inflammation, Chromosomal Instability, and Cancer: the Schistosomiasis Model / M. P. Rosin, W. A. Anwar, A. Ward // Cancer Res. 1994. Vol. 54, № 7. P. 1929 1933.

18. Weitzman M. D. Genomes in Conflict: Maintaining Genome Integrity during Virus Infection / M. D. Weitzman, C. E. Lilley , M. S. Chaurushiya // Annu. Rev. Microbiol. 2010. Vol. 64.

Р. 61 81.

Поступила 07.12.2012.