Особенности временной организации биологических свойств изолятов Candida species тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 03.02.03, доктор биологических наук Николенко, Марина Викторовна

• Николенко, Марина Викторовна
• доктор биологических наук
• 2013

Оглавление диссертации доктор биологических наук Николенко, Марина Викторовна

Страница

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. ОСОБЕННОСТИ БИОЛОГИИ CANDIDA SP. (обзор литературы)

1.1. Хронобиологические особенности грибов.

1.2. Морфофункциональные, цито- и патогенетические особенности Candida sp.

1.3. Механизмы адаптации Candida sp. в системе ассоциативного симбиоза.

ГЛАВА 2. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ.

2.1. Характеристика микроорганизмов, используемых в работе.

2.2. Методы выделения и идентификации культур Candida sp.

2.3. Методы изучения биологических свойств микроорганизмов.

2.4. Метод изучения влияния температуры на биологические свойства Candida sp.

2.5. Метод изучения регулирующего влияния флуконазола на биологические свойства дрожжевых грибов.

2.6. Методы изучения регулирующего влияния экзометаболитов микросимбионтов на биологические свойства Candida sp.

2.7. Метод определения «свой - чужой» на модели микросимбиоценоза кишечника человека.

2.8. Методы статистической обработки полученных результатов.

ГЛАВА 3. ХРОНОБИОЛОГИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ ЭТАЛОННЫХ ШТАММОВ ГРИБОВ РОДА CANDIDA.

3.1. Хронобиологические особенности С. albicans

3.2. Хронобиологические особенности С. non-albicans.

3.3. Сравнительная характеристика амплитудно-фазовых показателей суточных ритмов биологических свойств Candida sp.

ГЛАВА 4. ХАРАКТЕРИСТИКА ВРЕМЕННОЙ ОРГАНИЗАЦИИ КЛИНИЧЕСКИХ ИЗОЛЯТОВ CANDIDA SP., ВЫДЕЛЕННЫХ ИЗ БИОТОПОВ ЗДОРОВЫХ И БОЛЬНЫХ КАНДИДОЗОМ ЛЮДЕЙ.

4.1. Адгезивная активность Candida sp. в течение суток.

4.2. Пролиферативная активность Candida sp. в течение суток.

4.3. Морфологическая активность Candida sp. в течение суток.

4.4. Фосфолипазная активность Candida sp. в течение суток.

4.5. Протеазная активность Candida sp. в течение суток.

4.6. Каталазная активность Candida sp. в течение суток.

4.7. Амплитудно-фазовая характеристика биологических свойств изолятов Candida sp.

4.8. Модификационная изменчивость Candida sp. в зависимости от условий существования.

ГЛАВА 5. МЕХАНИЗМЫ ФОРМИРОВАНИЯ ВРЕМЕННОЙ ОРГАНИЗАЦИИ БИОЛОГИЧЕСКИХ СВОЙСТВ CANDIDA SP. В УСЛОВИЯХ АССОЦИАТИВНОГО СИМБИОЗА.

5.1. Факторы - регуляторы биоритмов физиологических функций Candida sp. при их адаптации к условиям организма здоровых людей.

5.2. Факторы - регуляторы биоритмов физиологических функций Candida spp. при их адаптации к условиям больного кандидозом человека.

5.3. Сочетанное влияние флуконазола и бактериальных метаболитов на временную организацию биологических свойств клинических изолятов С. albicans.

ГЛАВА 6. РЕГУЛИРУЮЩЕЕ ДЕЙСТВИЕ БАКТЕРИАЛЬНЫХ МЕТАБОЛИТОВ НА ХРОНОИНФРАСТРУКТУРУ КЛИНИЧЕСКИХ ИЗОЛЯТОВ CANDIDA SP.

6.1. Влияние бактериальных метаболитов на хронопоказатели биологической активности клинических изолятов Candida sp., выделенных из кишечника здоровых людей.

6.2.Влияние бактериальных метаболитов на хронопоказатели биологических свойств клинических изолятов Candida sp., выделенных из кишечника больных острым кандидозом.

6.3. Хронобиологические критерии диагностики «свой - чужой» в микросимбиоценозах.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Особенности временной организации биологических свойств изолятов Candida species»

Грибы рода Candida - уникальные микроорганизмы, обладающие колоссальным адаптивным потенциалом, широко распространенны в природе и (Масюкова С.А. соавт., 2004; Короткова Т.Н., 2006). Они входят в состав различных микросимбиоценозов, в том числе и организма человека, и часто выступают этиологическим фактором оппортунистических инфекций у больных с иммунодефицитными состояниями. Колонизация слизистых оболочек организма человека микромицетами является результатом симбиотических отношений с макроорганизмом и микросимбионтами в условиях ассоциативного симбиоза (Бухарин О.В., 2007). Включение в этот симбиоз Candida sp. возможно благодаря различным адаптивным механизмам, проявляющим пластичность физиологических функций в различных условиях окружающей среды.

В настоящее время изучение механизмов адаптации является проблемой современной биологии и медицины, тесно связанной с вопросами биоритмологии, так как ритмы охватывают все проявления живого - от деятельности субклеточных структур и отдельных клеток до сложных форм поведения организма и экологической системы, символизируя саму жизнь (Арушанян Э.Б., 2000). Автономный самоподдерживающий процесс периодического чередования состояний клетки и колебаний интенсивности физиологических процессов с одной стороны, достаточно стабилен и по возможности независим от многочисленных случайных воздействий, за счет своей внутренней синхронизации, с другой, лабилен и постоянно подстраивается к новой среде обитания (Шмальгаузен И.И., 1983; Губин Д.Г., 2000).

Сведения о факторах адгезии и инвазии С. albicans не дают полной информации о биологии грибов рода Candida. Противоречивы данные о патогенном потенциале и его реализации у С. non-albicans (Васильева Н.В. с соавт., 2002; Карпунина Т.И. с соавт., 2006; Горбасенко Н.В., 2006). Поэтому использование хронобиологического метода, как мето

4. Выявить ритмометрические критерии, позволяющие оценивать феномен микробного распознавания «свой - чужой» при формировании микросим-биоценозов.

Новизна исследования

Впервые проведены фундаментальные многофакторные исследования и представлен комплексный анализ хроноинфраструктуры биологических свойств (пролиферативной, адгезивной, морфологической, фосфолипазной, протеазной, каталазной активности) у эталонных штаммов и клинических изолятов Candida sp.

Доказано, что временные ряды изучаемых свойств у эталонных штаммов - объективная индивидуальная характеристика вида (патент РФ на изобретение № 2319747 от 20.03.2008 года «Способ выявления Candida albicans по биоритмам»).

Экспериментально установлено, что временная организация физиологической активности клинических изолятов Candida sp., полученных из кишечника, зева и влагалища, не зависит от вида гриба и биотопа. Выявлены универсальные ритмометрические характеристики (вклад ритма и амплитудно -фазовая стабильность), позволяющие дифференцировать культуры грибов, выделенные от здоровых и больных кандидозом людей.

Впервые выявлены факторы, формирующие последовательность и согласованность проявления биологических свойств клинических изолятов грибов рода Candida во времени. Под действием температуры 37 °С или метаболитов дисбиотической кишечной микрофлоры эталонные штаммы Candida sp. приобрели временную организацию физиологических функций характерную для изолятов, выделенных от здоровых людей. Сочетанное воздействие субфунгиостатических концентраций флуконазола и метаболитов представителей нормофлоры биотопа приводило к формированию хроноинфраструктуры биологической активности Candida sp., характерной для культур, высеваемых при кандидозе.

Таблица 75

Ритмометрические параметры биологической активности С. albicans под влиянием экзометаболитов бактерий

Функции С. albicans Ритмометрические показатели

Вклад ритма, % Мезор М±т Амплитуда Акрофаза, час

24-час. 12-час. 24-час. 12-час. 24-час. 12-час. адгезия контроль 55,0* 19,2 16,5±1,6 9,9±2,3 8,2±3,2 00.06 23.10

S. aureus 60,8* 24,5 16,1±0,5 8,2±1,0 7,7±0,4 01.28 22.50

Е. coli «lac-» 53,3* 42,4* 18,0±2,7 9,6±3,1 9,0±5,2 01.56 21.44

В. bifldum 43,2* 53,3* 8,9±0,4* 4,2±1,3 4,8±0,7 00.06 01.50 пролиферация КОЕ/мл контроль 78,7* 12,2 165,4±23,4 137,1± 45,2 9,9±1,3 00.24 02.33

S. aureus 78,8* 9,4 137,1±6,2 119,7±34,2 8,4±1,6 23.30 16.10

Е. coli «lac-» 42,7* 20,3 155,1±13,3 132,8±9,3 8,4±1,5 02.00 19.20

В. bifidum 51,8* 21,0 192,3±26,4 126,6±24,3 8,5±6,2 03.26 13.20 морфогенез, % контроль 59,0* 30,7 5,0±0,5 17,4±4,2 3,4±0,9 07.10 20.10

S. aureus 63,2* 28,5 3,2±0,8 18,4±2,3 5,8±1,2 05.50 16.00

E. coli «lac-» 63,8* 22,7 4,5±2,2 17,0±3,1 5,3±1,9 05.25 16.20

B. bifidum 60,0* 32,3 5,9±1,2 17,8±2,1 4,3±0,4 06.30 20.58 фосфо-липаза, ммоль/л* час контроль 62,7* 22,0 12,3±2,8 9,5±1,3 5,3±1,9 06.12 08.46

S. aureus 64,2* 24,1 14,5±0,4 7,5±0,9 5,4±0,4 07.20 04.20

E. coli «lac-» 66,9* 12,4 11,4±0,5 8,7±2,1 4,2±0,7 06.20 22.45

B. bifidum 64,2* 26,1 9,8±0,4 8,5±1,3 5,2±0,8 02.10 00.56 протеаза мг/мин.м л контроль 60,9* 28,4 0,10±0,01 0,13±0,02 0,05±0,01 06.30 07.24

S. aureus 70,0* 15,3 0,14±0,02 0,10±0,02 0,03±0,01 05.08 08.00

E. coli «lac-» 60,0* 30,0 0,11±0,03 0,15±0,01 0,02±0,01 06.00 20.00

B. bifidum 69,6* 18,4 0,12±0,02 0,11±0,02 0,03±0,01 02.03 22.45 катал аза, мкмоль/ мин контроль 65,9* 23,2 0,22±0,02 0,11±0,03 0,02±0,01 06.40 06.52

S. aureus 85,8* 9,3 0,20±0,03 0,06±0,02 0,01±0,00 07.20 10.30

E. coli «lac-» 60,0* 24,1 0,18±0,03 0,07±0,02 0,02±0,01 07.50 13.10

B. bifidum 66,6* 23,1 0,22±0,01 0,06±0,02 0,03±0,01 03.35 11.30

Таблица 77

Ритмометрические параметры биологической активности С. кги8е1 под влиянием экзометаболитов бактерий

Функции С. albicans Ритмометрические показатели

Вклад ритма, % Мезор М±ш Амплитуда Акрофаза, час

24-час. 12-час. 24-час. 12-час. 24-час. 12-час. адгезия контроль 67,8* 25,3 1,4±0,1 0,9±0,1 0,2±0,1 16.20 05.23

S. aureus 80,0* 10,3 1,5±0,2 1,2±0,1 0,3±0,1 15.20 04.20

Е. coli «lac-» 71,4* 12,4 1,6±0,1 1,0±0,2 0,4±0,1 15.34 03.54

В. bifidum 77,7* 21,8 1,3±0,1 0,7±0,2 0,2±0,1 18.10 05.56 пролиферация КОЕ/мл контроль 53,8* 34,2 220,4±49,7 238,6±34,7 109,5±26,9 23.10 08.00

S. aureus 69,6* 23,1 232,3±36,9 230,3±54,2 99,4±34,2 20.19 07.10

Е. coli «lac-» 69,2* 22,1 240,1±23,6 200,3±34,6 89,3±23,1 21.10 06.57

В. bifidum 67,5* 20,6 212,7±48,2 189,6±46,2 89,4±27,5 23.30 08.30 морфогенез, % контроль 58,3* 29,7 11,3±3,2 7,1±1,1 5,2±0,8 22.00 01.12

S. aureus 60,5* 29,4 10,9±5,6 8,6±1,0 5,7±1,2 21.00 00.20

E. coli «lac-» 55,1* 33,4 11,4±2,5 8,0±0,9 6,3±3,4 20.19 01.34

B. bifidum 58,2* 36,2 9,8±3,1 6,4±2,1 4,9±2,4 23.28 22.20 фосфо-липаза, ммоль/л* час контроль 75,0* 18,9 8,8±1,1 25,1±4,3 10,2±1,3 04.56 04.28

S. aureus 70,5* 10,3 9,7±1,3 24,7±3,5 11,2±2,3 04.20 05.39

E. coli «lac-» 77,3* 15,3 9,0±1,4 26,3±5,2 9,6±0,8 04.18 06.10

B. bifidum 73,5* 20,1 8,0±0,9 22,8±5,2 8,6±0,8 03.20 06.34 протеаза мг/мин.м л контроль 75,0* 12,3 0,11±0,01 0,18±0,03 0,06±0,01 04.32 00.10

S. aureus 84,6* 10,4 0,12±0,03 0,22±0,03 0,04±0,01 05.10 23.10

E. coli «lac-» 82,6* 9,6 0,14±0,01 0,19±0,02 0,05±0,02 04.39 22.56

B. bifidum 80,9* 11,5 0Д1±0,01 0,17±0,02 0,04±0,01 03.00 00.27 каталаза, мкмоль/ мин контроль 69,2* 20,1 0,22±0,02 0,09±0,02 0,04±0,01 04.31 09.23

S. aureus 73,3* 15,3 0,26±0,03 0,11±0,02 0,04±0,01 04.10 10.23

E. coli «lac-» 66,6* 12,9 0,25±0,04 0,12±0,01 0,06±0,01 04.00 11.09

B. bifidum 72,7* 10,5 0,20±0,01 0,08±0,01 0,03±0,01 03.10 08.50

С. albicans контроль

С. albicans после воздействия метаболитов бактерий, соинкубированных с метаболитами грибов: ассоциантов Е. coli «lac-» ассоциантов S. aureus

Рис. 90. Амплитудно-фазовая характеристика биологических свойств клинического изолята С. albicans после воздействия экзометаболитами бактерий дисбиотической микрофлоры кишечника; Т=12

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