Научный журнал
Успехи современного естествознания
ISSN 1681-7494
"Перечень" ВАК
ИФ РИНЦ = 0,791

ИММУНОТОКСИЧЕСКИЕ ЭФФЕКТЫ ЭКЗОТОКСИНА А PSEUDOMONAS AERUGINOSA У БЕЛЫХ МЫШЕЙ

Моррисон А.В. 1 Попович В.И. 1 Моррисон В.В. 1
1 ГБОУ ВПО «Саратовский государственный медицинский университет им. В.И. Разумовского Министерства здравоохранения РФ»
В экспериментах на белых мышах в динамике синегнойной интоксикации (1, 2, 5 суток) изучено иммунотоксическое действие различных доз (0,1, 1,0 и 5,0 LD50) экзотоксина А (ЭТ-А) Pseudomonas aeruginosa. Исследованы массы тимуса, селезенки, общее количество лимфоцитов, процентное содержание Т- и В-лимфоцитов в тимусе и селезенке, количество циркулирующих иммунных комплексов в крови, катионных белков в нейтрофилах. Установлено, что имеется дозозависимый эффект ЭТ-А, заключающийся в изменении массы и клеточного состава лимфоидных органов, падении содержания катионных белков нейтрофилов у нелинейных белых мышей во все сроки наблюдения.
синегнойный экзотоксин А
масса и клеточный состав лимфоидных органов
лизосомально-катионный тест
1. Руднов В.А., Бельский Д.В., Дехнич Ф.В., исследовательская группа РИОРИТа. Инфекции в ОРИТ России: результаты национального многоцентрового исследования // Клин. микробиол. антимикроб. химиотер. – 2011. – Т. 13. № 4. – С. 294-303.
2. Синегнойная инфекция / А.Ф. Мороз, Н.Г. Анциферова, Н.В. Баскакова; Под ред. А.Ф. Мороз – М.: Медицина, 1988. – 256 с.;
3. Chastre J., Trouillet J.L. Problem pathogens (Pseudomonas aeruginosa and Acinetobacter) // Semin. Respir. Infect. 2000. Vol. 15. P. 287-298.
4. Deng Q., Barbieri J.T. Molecular mechanisms of the cytotoxicity of ADP-ribosylating toxins // Annu. Rev. Microbiol. 2008. Vol. 62. P. 271–288.
5. Essam F, Al-Jumaily, Bushra H. Saleh, Shalal M. Hussain Determination of lethal dose (LD50) of Exotoxin A from seudomonasaeruginosa26A in mice histopathology //IOSR J. Pharm. Biol. Sci. 2013. Vol.7. Issue 6. P. 49-54.
6. Miyazaki S. Role of exotoxin A in inducing severe Pseudomonas aeruginosa infections in mice. / Miyazaki S., Matsumoto T., Tateda K.. et al. // J. Med. Microbiol. 1995. V ol. 43. N 3. P. 169-175.
7. Morlon-Guyot J., Méré J., Bonhoure A., Beaumelle B. Processing of Pseudomonas aeruginosa exotoxin A is dispensable for cell intoxication // Infect. Immun. 2009. Vol. 77. N 7. P. 3090-3099.
8. Mühlen K.A., Schümann J., Wittke F., Stenger S., Van Rooijen N., Van Kaer L., Tiegs G. NK cells, but not NKT cells, are involved in Pseudomonas aeruginosa exotoxin A-induced hepatotoxicity in mice // J. Immunol. 2004.Vol. 172. N 5. P.3034-3041.
9. Pavlovskis OR, Shackelford AH. Pseudomonas aeruginosa exotoxin in mice: localization and effect on protein synthesis // Infect. Immun. 1974. Vol. 9. N 3. P. 540-546.
10. Pollack M. The role of exotoxin A in Pseudomonas disease and immunity // Rev. infect. Dis. 1983. Vol. 5. P. 878-984.
11. Vidal D.R., Garrone P., Banchereau J. Immunosupressive effects of Pseudomonas aeruginosa exotoxin-A on human lymphocytes-B //Toxicon. 1993. Vol. 31. P. 27-34.
12. Wretlind B., Pavlovski O.R. The role of proteases and exotoxin A in the patogenecity of Pseudomonas aeruginosa infections // Scand. J. Infect. Dis. 1981. Suppl. 29. P.13-19.
13. Zar H.J., Cotton M.F. Nosocomial pneumonia in pediatric patients: practical problems and rational solutions // Paediatr. Drugs. 2002. Vol. 4. N 2. P. 73-83.

В последние годы отмечено увеличение инфекций, вызываемых синегнойной палочкой, продуцирующей различные факторы патогенности. Нозокоминальные инфекции, обусловленные Pseudomonas aeruginosa, ассоциируются с высоким уровнем смертности, значительно превышающим таковой для инфекций, вызванных другими бактериальными патогенами, сложностями в антимикробной терапии [1,3,13]. Наиболее сильнодействующим фактором патогенности Pseudomonas aeruginosa признан экзотоксин А (ЭТ-А): его токсичность (LD50) для мышей, по различным данным, составляет от 2,3 мкг/кг до 7 мкг/кг [5-7]. Смерть животных при внутрибрюшинном введении токсина наблюдается в течение 5 дней [2, 10].

Установлено, что синегнойный экзотоксин А обладает тропизмом ко многим жизненно важным органам и системам, вызывая в них цитотоксический эффект. При действии его на клетки эукариот наблюдается набухание митохондрий, повышение проницаемости мембран и нарушение транспорта электронов в цитохромной системе. В опытах in vivo обнаружено, что экзотоксин уменьшает поглощение кислорода клетками почек и повышает – клетками печени [4,7]. Однако эти изменения являются вторичными, так как главным нарушением, приводящим к гибели изолированных клеток или организма животного, является нарушение синтеза белка. Впервые это установлено O.R. Pavlovskis,1974 [9] и подтверждено многими исследователями [4,7,12].

Доказано, что в основе молекулярного механизма действия экзотоксина А лежит ферментативный гидролиз никотинамидадениндинуклеотида (НАД) и рибозилирование фактора элонгации 2 (ФЭ-2), который принимает участие в удлинении полипептидной цепи на рибосомах клетки:

НАД + токсин АДФР + никотинамид + Н+

НАД + токсин + ФЭ-2 АДФР-ФЭ-2+ никотинамид + Н+

При этом комплекс АДФР-ФЭ-2 становится неактивным и не может участвовать в синтезе белка.

Система факторов естественной защиты оказывает решающее влияние на генерализацию синегнойной инфекции, во многом определяя течение и исход заболевания. В этой связи представляется важным выяснить влияние экзотоксина А Pseudomonas aeruginosa на некоторые показатели естественного иммунитета.

Материалы и методы исследования

Эксперименты проведены на 110 половозрелых белых нелинейных мышах весом 25-30 г. через 1, 2 и 5 суток после внутрибрюшинного введения экзотоксина в дозах 0,1LD50, 1,0 LD50 и 5,0 LD50. Животные содержались на стандартной диете вивария и имели свободный доступ к воде. для анализа ткани у мышей забирали декапитацией.

Оценку иммунного статуса нелинейных мышей проводили по показателям массы лимфоидных органов (тимуса и селезенки) и количеству лимфоцитов в них, концентрации циркулирующих иммунных комплексов в сыворотке крови, по состоянию неспецифической резистентности животных, которое оценивалось по изменению смертности отравленных экзотоксином животных после введения им кишечной палочки в количестве, вызывающем в контроле 20 % смертность и количеству катионных белков в нейтрофилах на основании лизосомально-катионного теста (ЛКТ).

Результаты исследования и их обсуждение

Результаты исследования иммунного статуса нелинейных мышей представлены в таблице. Из данных таблицы видно, что уже на первые сутки интоксикации отмечаются достоверные изменения массы и клеточного состава лимфоидных органов. В это время наибольшие отклонения показателей от контрольных значений отмечаются в селезенке. В дальнейшем (на 2 и 5 сутки интоксикации) резко снижается количество лимфоцитов в тимусе, что свидетельствует о глубоком угнетении клеточного звена иммунной системы, что особенно заметно при введении животным больших доз экзотоксина (1 и 5 LD50).

Иммунотоксические свойства экзотоксина А Pseudomonas aeruginosa для нелинейных мышей при его внутрибрюшинном воздействии в различных дозах

Иммунологический показатель,

ед. измерения

Группа

животных

Значение показателя в динамике

интоксикации

1 сутки

2 суток

5 суток

Масса

тимуса,

г.

контроль

0,0370,004

   

0,1LD50

0,0480,015

0,0620,013

0,0520,008

LD50

0,0460,006

0,050 0,014

0,0410,002

5LD50

0,0570,014

0,0450,006*

-

Количество

лимфоцитов

в тимусе,

млн.

контроль

13,12,5

   

0,1LD50

21,85,7

22,02,1

27,51,1*

LD50

36,87,3*

7,62,4*

5,81,6*

5LD50

11,42,3

8,02,5

-

Масса

селезенки,

г.

контроль

0,2250,018

   

0,1LD50

0,1330,018*

0,1960,027

0,2130,027

LD50

0,1450,019

0,510,020*

0,2440,052

5LD50

0,1240,023*

0,1660,017

-

Количество

лимфоцитов

в селезенке,

млн.

контроль

52,14,9

   

0,1LD50

40,43,6*

54,64,8

39,82,1*

LD50

39,84,6*

41,45,7

39,04,5*

5LD50

59,616,1

55,06,1

-

ЦИК,

компл/100 мл

контроль

105,619,2

   

0,1LD50

74,310,3

55,210,8*

47,217,5*

LD50

100,00,20

91,828,6

78,235,7

5LD50

56,720,6

77,561,4

-

ЛКТ,

ед

контроль

1,58 ± 0,14

   

0,1LD50

1,02±0,1

1,08 ± 0,15*

1,31 ± 0,20

LD50

0,43 ± 0,12*

0,96 ± 0,09*

1,10 ± 0,13*

5LD50

0,27 ± 0,06*

0,13 ± 0,04*

-

Смертность после введения

E.coli

контроль

21

21

21

0,1LD50

0

50

75

LD50

33

84

80

5LD50

100

84

-

Примечание. Данные представлены как среднее ошибка среднего. * – достоверность отличий показателей от контрольных по t-критерию Стьюдента при р0,05. Набор показателей на 5 сутки для дозы 5LD50 отсутствует в связи с падежом особей данной группы. Каждая группа включала 10 животных.

Во все сроки наблюдения происходит резкое дозозависимое снижение неспецифической резистентности организма, определяемое как увеличение смертности подопытных животных после введения им кишечной палочки. Наибольшие изменения резистентности организма наблюдаются на 2 и 5 сутки интоксикации, причем они отмечаются в эти сроки во всем исследованном интервале доз токсина (от 0,1 до 5 LD50).

Анализ корреляционных связей между исследованными показателями иммунной системы показал наличие линейной зависимости между количеством лимфоцитов в тимусе и смертностью животных, которым вводили кишечную палочку (r=0,80, F=9,33).

Известно, что уровень катионных белков позволяет оценить активность кислороднезависимого механизма бактерицидности нейтрофильных гранулоцитов и является показателем резистентности организма к инфекциям. Как видно из табл., при введении больших доз ЭТ-А имеются значительное дозо- и времязависимое падение уровня катионных белков нейтрофилов. Так через 2 суток после введения ЭТ-А в дозе равной 5LD50 содержание катионных белков уменьшилось в 12 раз. Падение ЛКТ принято считать неблагоприятным прогностическим признаком при различного рода тяжелых инфекционных заболеваниях и химических интоксикациях.

Наименее выражено изменение концентрации циркулирующих иммунных комплексов в сыворотке крови экспериментальных животных, наблюдающееся только при введении малых доз экзотоксина.

Таким образом, при воздействии на организм нелинейных мышей экзотоксина А синегнойной палочки наблюдаются значимые нарушения функционирования иммунной системы. Проведенные исследования свидетельствует о глубине поражения клеточного звена иммунной системы, что подтверждает раннее полученные данные [8,10,11]. Особенно следует отметить стойкое снижение неспецифической резистентности организма биообъектов во все сроки наблюдения, проявляющееся даже при воздействии сублетальных доз исследуемого токсина.


Библиографическая ссылка

Моррисон А.В., Попович В.И., Моррисон В.В. ИММУНОТОКСИЧЕСКИЕ ЭФФЕКТЫ ЭКЗОТОКСИНА А PSEUDOMONAS AERUGINOSA У БЕЛЫХ МЫШЕЙ // Успехи современного естествознания. – 2015. – № 1-6. – С. 966-968;
URL: https://natural-sciences.ru/ru/article/view?id=34984 (дата обращения: 21.10.2021).

Предлагаем вашему вниманию журналы, издающиеся в издательстве «Академия Естествознания»
(Высокий импакт-фактор РИНЦ, тематика журналов охватывает все научные направления)

«Фундаментальные исследования» список ВАК ИФ РИНЦ = 1.074