Хронобиологический подход к изучению механизмов формирования клинически значимых штаммов Candida albicаns

МЕДИ Щ

ЭПИДЕМИОЛОГИЯ

ХРОНОБИОЛОГИЧЕСКИЙ ПОДХОД К ИЗУЧЕНИЮ МЕХАНИЗМОВ ФОРМИРОВАНИЯ КЛИНИЧЕСКИ ЗНАЧИМЫХ ШТАММОВ CANDIDA ALBICАNS

Цель: изучить механизмы формирования клинически значимых штаммов Candida albicans (C. albicans). Материал и методы. Для исследования пролиферативной, морфофункциональной и фосфолипазной активности были взяты клинические изоляты C. albicans, выделенные из кишечника больных кандидозом людей, и музейный штамм АТСС 24433. Для выявления механизмов формирования клинически значимых вариантов грибов на музейный штамм C. albicans воздействовали флуконазолом и сочетанно флуконазолом с метаболитами бактериальных микросимбионтов. Результаты статистически обработаны. Результаты. Временная организация физиологической активности эталонного штамма является видовым признаком C. albicans. Выявлены ритмометрические параметры (вклад ритма и амплитудно-фазовая стабильность), различающие клинически значимые культуры грибов, полученные от больных пациентов. Установлено, что сочетанное действие продуктов жизнедеятельности нормофлоры биотопа с субфунгиостатическими концентрациями антимикотика флуконазола приводит к преобразованию временной организации музейного штамма в хроноинфраструктуру, характерную для грибов, изолированных от больных кандидозом. Обсуждение. В работе доказано, что одним из механизмов адаптации грибов C. albicans к факторам среды является изменение ритмов интенсивности физиологических процессов.

Ключевые слова: временная организация, физиологические свойства

Candida albicans.

М.В. Николенко1, Т.Х. Тимохина1, Н.Б. Перунова2,

1ФГБОУ ВО «Тюменский государственный медицинский университет», 2ФГБУН «Научно-исследовательский институт клеточного

и внутриклеточного симбиоза УрО РАН», г. Оренбург

Николенко Марина Викторовна -e-mail: nikolenko-marina@mail.ru

Objective: to study the formation mechanisms of clinically relevant strains of Candida albicans (C. albicans). Materials and methods. To study proliferative, morphological and leading to phos-pholipase activity was taken as clinical isolates of C. albicans isolated from intestinal candidosis of the people and the museum strain of ATSS 24433. To identify the mechanisms for the formation of clinically significant variants of mushrooms on the museum strain C. albicans affected Fluconazole and Sochetanno fluconazole with metabolites of bacterial mikrosimbiontov. The results are statistically processed. Result. The temporary organization of the museum strain physiological activity of the reference strain is a specific feature of C. albicans. Established universal rhuthmetric characteristics (contribution rate and amplitude - phase stability) distinguishes between clinically significant cultures of fungi obtained from diseased patients. It is established that the combined effect of metabolic products of normaflora biotope with subfungiostatic concentrations of antimycotics led to the conversional temporal organization of the museum strain in chronoinfrastructure vanishes characteristic of fungi isolated from patients with candidiasis. Discussion. It is proved that one of fungi C. albicans the mechanisms adaptation of the factors of environment is changing rhythms of physiological processes intensity.

Key words: the temporal organization, the physiological properties

of fungi, Candida albicans.

В последнее десятилетие возрос интерес к грибам рода Candida как к одним из возбудителей оппортунистических микозов при иммунодефицитных состояниях, тяжелых травмах, обменных заболеваниях [1]. Грибы рода Candida -уникальные микроорганизмы, обладающие колоссальным адаптивным потенциалом. Доказано, что одним из механизмов адаптации грибов к факторам среды является изменение биологических ритмов интенсивности физиологических процессов [2]. Поэтому использование хронобиологи-ческого метода как методического приема позволит оценить резерв саморегуляции микроорганизма, открыть воз-

можности управлять их жизнеспособностью и прогнозировать устойчивость к используемым средствам.

ЦЕЛЬ ИССЛЕДОВАНИЯ: изучить механизмы формирования клинически значимых штаммов Candida albicans (C. albicans).

МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ

Для исследования было использовано 18 клинических изолятов C. albicans, выделенных из кишечника больных кандидозом людей. Контролем служил эталонный штамм C. albicans 24433 АТСС. Биологические свойства возбудителей: активность пролиферации [3], морфогенеза [4] и фос-

МЕДИНА ЛЬ

ЭПИДЕМИОЛОГИЯ

фолипазы [5], изучали в течение двух суток с 4-часовым интервалом, в зимнее время года, IV фаза Луны. Для выявления механизмов формирования клинически значимых вариантов грибов на музейный штамм C. albicans воздействовали флуконазолом и сочетанно флуконазолом с метаболитами бактериальных микросимбионтов методом серийных разведений, используя минимальную подавляющую концентрацию (МПК) препарата [6]. В качестве анти-микотика был выбран флуконазол, так как он широко используется в лечении поверхностного и глубокого канди-доза. Доминанты - Bifidumbacterium bifidum (В. bifidum) № 791 («Бифидумбактерин»), именно они являются важнейшими представителями облигатной микрофлоры кишечника. Одной из функции бифидофлоры является поддержание нормального микроэкологического статуса занимаемого биотопа [7]. Ассоциантами являлись Lactobacillusacidophilus(L.acidophilus) №1 («Лактобактерин»), Escherichia coli (E. coli) лактозопозитивная негемолитическая 301, Staphylococcus аureus (S. аureus) № 104, E. coli № 111 лактозонегативная, гемолитическая, изолированные от пациентов при обследовании на дисбиоз кишечника. Результаты статистически обработаны.

РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

В ходе экспериментов у штамма С. albicans АТСС выявлены ультрадианные (12-часовые) ритмы пролиферативной и морфологической активности (р=0,009) и циркадианный (околосуточный) ритм активности фосфолипазы (р=0,01). Хронологические ряды физиологических свойств эталонного штамма характеризовались утренним типом ритмично-

сти в диапазоне от 03.00 до 12.00 часов (рис. 1). У микро-мицетов, полученных от больных острой кандидозной инфекцией, регистрировался ультрадианный вклад ритмов всех изучаемых параметров (p=0,01), показатели морфогенеза и фосфолипазы зафиксированы в ночное и дневное время, а максимальная активность роста зарегистрирована в утренние и вечерние часы (рис. 2). Корреляционный анализ выявил четкую прямую корреляцию всех свойств культур, полученных от больных пациентов (r=0,35-0,43; p=0,01).

Для выявления регуляторов ритмичности, характерной для микромицетов при кандидозе, на эталонный штамм C. albicans воздействовали субфунгиостатическими концентрациями флуконазола. Данные концентрации антимикоти-ка у C. albicans АТСС нарушали исходную архитектонику ритмов: регистрировалось снижение мезора, уменьшение амплитуды, асинхронность вплоть до противофазности, наличие достоверных ультрадианных гармоник физиологической активности (р=0,007). При сочетанном действии флуконазола и экзометаболитов бактерий B. bifidum, E. coli «lac+», E. coli «lac-», S. aureus метаболиты не влияли на спектральный состав биоритмов изучаемых свойств. Следовательно, вклад ритма эталонного штамма изменился именно под действием флуконазола.

Сочетанное действие продуктов жизнедеятельности нор-мофлоры (B. bifidum, E. coli «lac+») толстого кишечника с антимикотиком привело к изменению временной организации эталонного штамма в «хроном», характерный для грибов, изолированных от больных кандидозом (рис. 3, 4). Корреляционный анализ выявил прямую зависимость

Рис.1

Рис.2

Рис.3

Рис.4

РИС. 1-4.

Амплитудно-фазовая характеристика биологических свойств

C. albicans АТСС контроль (рис. 1); клинических изолятов C. albicans (рис. 2); при воздействии флуконазола сочетанно с метаболитами E. coli «1ac+» на С. albicans ATCC (рис. 3); при воздействии флуконазола сочетанно с метаболитами B. bifidum на С. albicans ATCC (рис. 4); Т=12 часов.

Примечание: 1) пролиферация; 2) морфогенез; 3) фосфолипаза. По окружности - время суток, часы.

МЕДИНА ЛЬ

ЭПИДЕМИОЛОГИЯ

между всеми изучаемыми показателями факторов патогенное™ эталонной культуры С. albicans под влиянием флуко-назола в сочетании с метаболитами B. bifidum или E. coli «lac+», что также характерно для клинических изолятов грибов при кандидозе.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Таким образом, одним из главных механизмов адаптации грибов рода Candida к факторам среды и компенсации нарушенных функций является соответствующее изменение ритмов интенсивности физиологических процессов. Изменение исходной периодичности у эталонных штаммов дрожжевых грибов характеризовалось не только нарушением постоянства периода, но и изменением амплитуды колебательного процесса вследствие активации расхода и восстановления энергетических и пластических ресурсов, т. е. активации обеих сторон обмена веществ - катаболизма и анаболизма. Одним из возможных механизмов изменения амплитуды биоритмов является взаимная синхронизация ритмов отдельных функциональных структур.

ЛИТЕРАТУРА

1. Татарова Н.А. Особенности течения и профилактика кандидозного вуль-вовагинита у женщин репродуктивного возраста, использующих комбинированную гормональную контрацепцию. Проблемы репродукции. 2009. Т. 15. № 5. С. 66-69.

Tatarova N.A. Osobennosti techeniya i profilaktika kandidoznogo vul'vovaginita u zhenshhin reproduktivnogo vozrasta, ispol'zuyushhix kombinirovannuyu gormonal'nuyu kontracepciyu. Problemy reprodukcii. 2009. T. 15. № 5. S. 66-69.

2. Николенко М.В. Особенности временной организации биологических свойств изолятов Candida species: автореф. дис. ... докт. биол. наук. Оренбург, 2013. 44 с.

Nikolenko M.V. Osobennosti vremennoj organizacii biologicheskix svojstv izolyatov Candida species: avtoref. dis.... dokt. biol. nauk. Orenburg, 2013.44 s.

3. Кашуба Э.А., Тимохина Т.Х. Способ диагностики госпитальных штаммов / Патент на изобретение № 2285258. 2006. 11 с.

Kashuba E.A., Timoxina T.X. Sposob diagnostiki gospital'nyx shtammov / Patent na izobretenie № 2285258. 2006. 11 s.

4. Елинов Н.П., Васильева Н.В., Степанова А.А. Candida. Кандидозы. Лабораторная диагностика / под ред. проф. Н.П. Елинова. СПб.: Коста, 2010. 224 с.

ElinovN.P., Vasil'eva N.V.,StepanovaA.A. Candida. Kandidozy. Laboratornaya diagnostika /pod red. prof. N.P. Elinova. SPb.: Kosta. 2010. 224 s.

5. Суплотов С.Н., Журавлева Т.Д. Адаптация человека к авиаполетам. Липопероксидация в эритроцитах и ее регуляция. Методы лабораторной диагностики. Тюмень: ООО «Печатник», 2009. 104 с.

Suplotov S.N., Zhuravleva T.D. Adaptaciya cheloveka k aviapoletam. Lipoperoksidaciya v eritrocitax i eyo regulyaciya. Metody laboratornoj diagnostiki. Tyumen': OOO «Pechatnik», 2009. 104 s.

6. Клиническая лабораторная аналитика / под ред. В.В. Меньшикова. ООО «Агат-Мед», 2000. 815 с.

Klinicheskaya laboratornaya analitika / pod red. V.V. Men'shikova. OOO «Agat-Med», 2000. 815 s.

7. Перунова Н.Б. Биорегуляция микросимбионтов в микросимбиоценозе кишечника человека: автореф. дис. ... докт. мед. наук. Оренбург, 2011. 43 с.

Perunova N.B. Bioregulyaciya mikrosimbiontov v mikrosimbiocenoze kishechnika cheloveka: avtoref. dis.... dokt. med. nauk. Orenburg, 2011.43 s.