WWW.ДЕНЬСИЛЫ.РФ

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА - Медицина

 

Pages:   || 2 | 3 |

Суточная динамика биологических свойств staphylococcus aureus

-- [ Страница 1 ] --

На правах рукописи

Паромова Яна Игоревна

СУТОЧНАЯ ДИНАМИКА БИОЛОГИЧЕСКИХ СВОЙСТВ

STAPHYLOCOCCUS AUREUS

03.02.03 – «Микробиология»

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени

кандидата биологических наук

Оренбург - 2010

Работа выполнена в ГОУ ВПО Тюменской государственной медицинской академии Федерального агентства по здравоохранению и социальному

развитию

Научный руководитель:

кандидат биологических наук,

доцент ГОУ ВПО

Тюменская государственная

медицинская академия Тимохина Татьяна Харитоновна

Официальные оппоненты:

доктор биологических наук,

доцент

Институт клеточного

и внутриклеточного симбиоза

УрО РАН Карташова Ольга Львовна

доктор медицинских наук,

профессор ГОУ ВПО

Оренбургский государственный

университет Брудастов Юрий Авенирович

Ведущая организация: ГОУ ВПО Челябинская государственная медицинская академия Росздрава

Защита состоится « » 2010 г. в ___ часов на заседании диссертационного совета Д. 208.066.03 при Оренбургской государственной медицинской академии по адресу: Россия, 460000, г. Оренбург, ул. Советская, д. 6, зал заседаний диссертационного совета.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ОрГМА

Автореферат разослан «___» ____________ 2010 г.

Ученый секретарь

диссертационного совета,

доктор медицинских наук,

профессор Немцева Наталия Вячеславовна

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы

Для современного этапа развития медико-биологических наук характерен возрастающий интерес к закономерностям организации живого во времени. Ритмы охватывают все проявления живого – от деятельности субклеточных структур и отдельных клеток до сложных форм поведения организма, популяций и экологической системы. Это свидетельствует, что биоритмы являются универсальным и важнейшим свойством жизни (Агаджанян Н.А., Башкиров А.А., 1987; Арушанян Э.Б., 2000; Романов Ю.А., 2000; Halberg F., 1994, 2006). Изучение биоритмов открывает новые возможности в решении ряда медико-биологических проблем – механизмов гомеостаза, адаптации, чувствительности к лекарственным средствам, диагностики, лечения, профилактики заболеваний человека (Комаров Ф.И. с соавт., 2008; Aschoff J., 1985; Cornelissen G., 1993; Halberg F., 1991; Minors D.S., 1992). Поэтому чрезвычайно важным является обнаружение в живой системе ритмических колебаний различных жизненных процессов (Романов Ю.А., 2005; Ноздрин Г.А., 2006; Маркина В.В., 2008; Смирнов С.Н., 2008).

Биологические ритмы различных функций хорошо изучены у эукариотических клеток. Сведения же о биоритмах прокариот единичны, противоречивы, не систематизированы (Павлович Н.В., 1991; Капитанов Е.А., Жмакин А.И., 1992; Kippert F., Lloyd D., 1987; Lloyd A., Rossi E., 1992; Min H. et al., 2005).

Для изучения биоритмов прокариот нами в качестве модели был использован Staphylococcus aureus, который является уникальным микроорганизмом, колонизирующим и поражающим многие органы и ткани, демонстрируя при этом широкий диапазон адаптационных возможностей (Николаева И.В., 2000; Учайкин В.Ф., 2003; Габриэлян Н.И., 2004; Чернуха М.Ю., 2005; Кафарская Л.И., 2006, Флуер Ф.С., 2006; Поспелова С.В. с соавт., 2008). Успехи в изучении биологии стафилококков позволили относительно полно охарактеризовать механизмы и факторы, способствующие развитию инфекционной патологии у человека (Бухарин О.В., Усвяцов Б.Я., Карташова О.Л., 2002).

Изучение ритмических колебаний различных функций стафилококков позволяет по-новому подойти к оценке биологических свойств возбудителя, способствуя разработке новых подходов к микробиологической диагностике стафилококковых инфекций, созданию предпосылок для дальнейших исследований по осуществлению рациональных антимикробных мероприятий.

Цель и задачи исследования

Цель исследования - изучение особенностей биологических свойств S. aureus и влияние на них антимикробных препаратов в разное время суток.

Для реализации этой цели были поставлены и решены следующие задачи:

  1. Изучить биологические ритмы пролиферативной активности и патогенных характеристик (протеазной, каталазной, гемолитической, плазмокоагулазной активности) музейных штаммов и госпитальных изолятов S. aureus в разное время суток.
  2. Определить чувствительность S. aureus к антимикробным препаратам с учетом индивидуальных особенностей их суточной динамики.
  3. Оценить влияние антимикробных препаратов на биоритмы пролиферативной и плазмокоагулазной активности S. aureus.

Новизна исследования

Впервые представлена характеристика суточной динамики пролиферативной активности и патогенных свойств S. аureus. Обнаружены циркадианные ритмы пролиферативной активности у музейных штаммов S. аureus, в отличие от госпитальных изолятов, у которых выявлены преимущественно ультрадианные ритмы. У музейных штаммов S. аureus отмечены в основном циркадианные ритмы факторов патогенности с акрофазами протеазной, каталазной и плазмокоагулазной активности в утренние часы, гемолитической – в вечернее время. У госпитальных изолятов обнаружены ультрадианные ритмы данных факторов, с акрофазами в вечернее и ночное время. Полученные результаты, расширяя теоретические представления о различных периодах физиологической активности биологических свойств патогенов в течение суток, позволили разработать способ дифференциации госпитальных изолятов S. аureus от музейных штаммов (патент РФ № 2285258, от 10.10.2006 г. Бюл. № 28).



Исследование гемолитической активности у госпитального изолята S. aureus, типированного как негемолитический вариант во временном аспекте, позволило выявить наличие данного признака в ночное время (02.00 час), что расширяет возможность лабораторной идентификации золотистых стафилококков.

Определена прямая корреляция между пролиферативной и гемолитической активностью и обратная корреляция между пролиферативной активностью и протеазной, каталазной, плазмокоагулазной активностью S. aureus в течение суток, что указывает на способность микроорганизмов в период минимальной пролиферации более успешно противостоять факторам защиты организма хозяина за счет максимального количества факторов патогенности (протеазы, каталазы, плазмокоагулазы).

Обнаружена суточная динамика чувствительности к антимикробным препаратам музейных и госпитальных изолятов S. aureus. Определено варьирование минимальных подавляющих концентраций (МПК) дезинфектантов в разное время суток. Выявлены периоды резистентности к антибиотикам у музейных (чувствительных к препаратам) штаммов S. aureus и периоды чувствительности у госпитальных (антибиотикорезистентных) изолятов в течение суток.

Установлено модулирующее влияние антимикробных препаратов на пролиферативную и плазмокоагулазную активность S. аureus. Показано изменение среднесуточного значения показателей, колебание амплитуды, смещение акрофазы под действием антимикробных препаратов, что свидетельствует о возможностях микроорганизма адаптироваться к изменяющимся условиям путем координации и регуляции собственных ритмометрических параметров и синхронизации их с внешними циклами.

Научно-практическая значимость

Выявленные биоритмы пролиферативной активности, факторов патогенности, их взаимосвязь в суточной динамике, лабильность биоритмов под влиянием антимикробных препаратов расширяют теоретические представления о физиологии биологических свойств S. аureus, его способности к адаптации в изменяющихся условиях среды.

Практическое значение исследований определяется разработкой хронобиологического метода изучения пролиферативной активности S. аureus, позволяющего дифференцировать госпитальные изоляты микроорганизмов на основе сравнительного анализа суточной динамики данного биологического свойства S. aureus.

Хронобиологические исследования определили новый методический подход к изучению временной организации биологических свойств прокариот на модели S. аureus, что позволило выявить различные суточные периоды активности патогенных свойств микробных культур, чувствительности к антибиотикам и дезинфектантам, а также генетически детерминированные признаки, не определяемые традиционными методами.

Предложенный методический подход к изучению биологических свойств S. aureus может быть рекомендован для идентификации S. aureus и дальнейших исследований в области рациональной антимикробной терапии, а также использован в учебно-педагогическом процессе (акт внедрения результатов диссертационной работы № 01/1928 от 06.09.2010 г.).

Положения, выносимые на защиту:

  1. Госпитальные изоляты S. aureus имеют преимущественно ультрадианные ритмы пролиферативной активности, факторов патогенности, в отличие от музейных штаммов, для которых характерны циркадианные ритмы.
  2. Хронобиологический подход изучения биологических характеристик S. aureus выявляет различные суточные периоды активности патогенных культур в отношении их устойчивости к антимикробным препаратам.

Апробация работы

Материалы диссертации доложены и обсуждены на: V Всероссийской конференции «Персистенция микроорганизмов» (Оренбург, 2006); научной сессии, посвященной 10-летию Южно-Уральского научного центра РАМН «Медицинская академическая наука – здоровью населения Урала» (Челябинск, 2008); выездной сессии Президиума РАМН (Челябинск, 2009); заседании Тюменского филиала Всероссийского научно-практического общества эпидемиологов, микробиологов, паразитологов (ВНПОЭМП), Тюмень, 2009.

Публикации

По теме диссертации опубликовано 8 научных работ, из них 4 статьи в журналах, рекомендованных ВАК. Получен патент (№ 2285258, от 10.10.2006 г. Бюл. № 28).

Объем и структура диссертационной работы

Диссертация изложена на 160 страницах машинописного текста и содержит введение, обзор литературы, главу с описанием материалов и методов исследования, 3 главы собственных исследований, заключение, выводы и указатель литературы, включающий 129 отечественных и 100 зарубежных источников. Иллюстрации представлены 16 таблицами и 32 рисунками.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Материалы и методы исследования

Для исследования биоритмов пролиферативной активности, факторов патогенности, чувствительности к антибиотикам и дезинфектантам были использованы музейные штаммы S. aureus, полученные из американской коллекции типовых культур (АТСС) - № 25923, государственного НИИ стандартизации и контроля медицинских биологических препаратов имени Л.А. Тарасевича - № 209-Р и клинические изоляты S. aureus (№№ 2305, 2888, 2891), выделенные из раневого отделяемого пациентов ожогового центра Областной клинической больницы г. Тюмени. Выделение и идентификацию S. aureus проводили общепринятыми методами на основании морфологических, тинкториальных, культуральных, биохимических, фаголизабельных свойств в соответствии с приказом МЗ СССР № 535 от 22.04.85 г. Изоляты S. aureus, выделенные из клинического материала, обладали множественной лекарственной устойчивостью, и были идентифицированы как госпитальные.





Биоритмы пролиферативной активности S. aureus изучали многократно по разработанной нами методике проведения биоритмологического эксперимента и обработке данных, учитывающих особенности работы с микроорганизмами. Пролиферативная активность оценивалась по общему микробному числу (ОМЧ). Для исследований были получены 12-ти часовые культуры, что соответствовало началу стационарной фазы развития бактерий. Каждое суточное исследование включало 8 контрольных точек. Через 3 часа в течение суток проводили высев исследуемой культуры на ОМЧ (патент на изобретение «Способ диагностики госпитальных штаммов» № 2285258 от 10.10.2006 г. Бюл. № 28).

Активность плазмокоагулазы изучали, используя стандартную методику с цитратной плазмой кролика (Клиническая лабораторная аналитика/ Под ред. В.В. Меньшикова, 2003).

Активность протеазы определяли по убыли альбумина после инкубации с исследуемыми штаммами биуретовым методом (Практикум по микробиологии/ Под ред. А.И. Нетрусова, 2005).

Активность каталазы определяли фотометрическим методом по убыли пероксида водорода (Бухарин О.В., Сгибнев А.В., Черкасов С.В., 2000), гемолитическую активность по методике (Бухарин О.В. и др., 2006).

Чувствительность к антибиотикам исследуемых культур проводили с использованием диагностических панелей для идентификации грам-положительных микроорганизмов: MicroScan “Pos Combo Type 41” фирмы Dade Behring (USA) фирмы Dade Behring (USA) на бактериологическом анализаторе «Autoscan» фирмы «Baxter» (USA).

Влияние антибиотиков и дезинфектантов на биоритмы пролиферативной и плазмокоагулазной активности S. aureus определяли, взяв за основу стандартную методику серийных разведений, используя МПК (Клиническая лабораторная аналитика /Под ред. В.В. Меньшикова, 2003)

Результаты исследований получены на основе анализа суточной динамики изучаемых биологических свойств штаммов S. aureus в течение 3 лет.

Данные по биологическим свойствам S. aureus подвергали статистической обработке с определением средних значений (М), средней ошибки средней арифметической (m) в компьютерной оболочке Windows с помощью процессора электронных таблиц Microsoft Office Excel 2003. Сравнительный анализ биологических свойств между музейными и госпитальными штаммами проводили с использованием критерия Манна-Уитни (Т). Данные были обработаны также по методу наименьших квадратов (косинор-анализ) при заданной значимости достоверности p<0,05, с целью поиска ритмов (ультрадианный ритм – длина периода до 20 часов, циркадианный ритм – длина периода 20-28 часов (околосуточный), МЕЗОРА (среднесуточное значение), амплитуды (величина наибольшего отклонения полезного сигнала от МЕЗОРа), акрофазы, момента времени, соответствующего регистрации максимального значения полезного сигнала (Nelson W. et al., 1979). Взаимосвязь между биоритмами пролиферативной активности и биоритмами факторов патогенности S. aureus анализировали с использованием программы «корреляционный анализ» Microsoft Excel 1997. Данные по определению влияния антимикробных препаратов на биологические свойства S. aureus были подвергнуты статистической обработке непараметрическим методом с применением критерия Уилкоксона (W). Разница между сравниваемыми величинами считалась достоверной при значении р<0,05.

Результаты исследований и их обсуждение

Обнаружена суточная динамика пролиферативной активности изучаемых музейных штаммов и госпитальных изолятов S. aureus. При оценке временных параметров музейных штаммов S. aureus 25923 и 209-Р установлены статистически значимые биоритмы пролиферативной активности со стабильными положениями акрофаз. Проведенное сопоставление акрофаз показало, что у музейных штаммов S. aureus максимальные значения этого показателя наблюдались в вечернее и ночное время, минимальные - в утренние часы (рис. 1). Ритмометрический анализ выявил у музейных штаммов S. aureus 209-Р и 25923 ведущий циркадианный ритм – околосуточный (вклад ритма 38,4% и 56,1%, амплитуда 37,9±7,9 и 39,9±6,8, соответственно, р<0,05). У госпитальных изолятов S. aureus 2305, 2888 и 2891 наблюдалось смещение акрофаз от соответствующих параметров музейных штаммов, максимальная пролиферативная активность проявлялась и в дневное, и в вечернее время (рис. 2). На основании ритмометрического анализа установлено преобладание ультрадианных ритмов (период менее 20 часов) пролиферативной активности, отличающихся различными вкладами в общий спектр. Изолят S. aureus 2305 характеризовался 12-ти часовым периодом ритма (вклад ритма 44,0%, амплитуда 31,4±3,9, р<0,05); у S. aureus 2891 также был выявлен ритм с периодом 12 часов, но с меньшим процентным вкладом – 17,8%, амплитуда 25,4±8,9, р<0,05, у S. aureus 2888 12-ти часовой период ритма характеризовался низким вкладом – 15,6% (р>0,05), для этого изолята достоверным оказался период, близкий к 8-ми часовому (вклад 74,6%, амплитуда 41,8±16,4, р<0,05).

 Суточная пролиферативная активность музейных штаммов S. aureus -0

Рис. 1 - Суточная пролиферативная активность музейных штаммов S. aureus

 Суточная пролиферативная активность госпитальных изолятов S.-1



Pages:   || 2 | 3 |
 


Похожие работы:







 
2013 www.деньсилы.рф - «МЕДИЦИНА-ЛЕЧЕНИЕ-ОЗДОРОВЛЕНИЕ»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.