Scientific journal
Modern problems of science and education
ISSN 2070-7428
"Перечень" ВАК
ИФ РИНЦ = 0,791

VALUE OF BACTERIA ENTEROCOCCUS IN THE PERSON´S ACTIVITY

Krasnaya Yu.V. 1 Nesterov A.S. 1 Potaturkina-nesterova N.I. 1
1 Ulyanovsk State University
Приведенные данные литературы указывают на неоднозначную роль энтерококков. Они широко распространены в природе, являются представителями нормальной микрофлоры человека и животных, встречаются в пищевых продуктах, воде, растениях, в организме животных, птиц и насекомых. У людей, как и у животных, они обитают в кишечнике, женском генитальном тракте, реже в уретре мужчин, могут колонизировать слизистые оболочки полости рта и кожу, особенно в условиях стационаров. Энтерококки, входящие в состав нормальной микрофлоры человека, играют важную роль в обеспечении колонизационной резистентности слизистых. В то же время они являются представителями группы условно-патогенных бактерий, способных вызывать аутоинфекцию, а при накоплении в окружающей среде – приводить к экзогенному инфицированию. Следовательно, роль представителей рода Enterococcus в патогенезе гнойно-воспалительных заболеваний мочеполового тракта у человека не подвергается сомнению, но остается недостаточно изученной.
These literature data indicate the ambiguous role of enterococci . They are widely distributed in nature , part of the normal microflora of humans and animals , are found in food , water, plants , in animals , birds and insects. In humans , like animals , they live in the intestines, the female genital tract , at least in the urethra of men , can colonize the mucous membranes of the mouth and skin , especially in hospitals. Enterococci which are the part of the normal human microflora play an important role in colonization resistance of the mucous membranes. At the same time, they are representatives of a group of opportunistic bacteria that can cause autoinfection , and with the accumulation in the environment - lead to exogenous infection. Consequently, the role of the genus Enterococcus in the pathogenesis of inflammatory diseases of the urinary tract in humans is not questioned , but remains understudied .
enterococci
normal microflora
virulence
colonization resistance
opportunistic bacteria

Энтероккоки играют неодназначную роль в жизни человека. Энтероккоки широко распространены в природе. Они являются представителями нормальной микрофлоры человека и животных, встречаются в пищевых продуктах, в воде, растениях, у животных, птиц и насекомых. У людей, как у животных, они обитают в кишечнике, женском генитальном тракте, реже в уретре мужчин и в условиях стационара. Некоторые штаммы данных микроорганизмов, приобретя ряд признаков патогенности, могут вызывать серьезные инфекционные заболевания, а другие штаммы служат необходимым компонентом нормального микробиоценоза. Ключевым критерием для энтероккока является наличие или отсутствие у штамма генов патогенности.

В последние годы изучение энтерококков как биологических объектов и оценка их роли в физиологии и патологии человека чаще всего рассматриваются сквозь призму участия энтерококков в возникновении инфекционных заболеваний, количество которых постоянно нарастает. Однако односторонняя оценка микроорганизмов зачастую не позволяет объективно оценить их значение, так как многие из них являются составной частью нормальной микрофлоры. Обнаружение у больного энтерококков часто ставит неразрешимые вопросы перед клиницистами в плане определения врачебной тактики [4].

Род Enterococcus включает 16 основных видов, из которых наиболее распространены Е. faecalis и Е. faecium. В клиническом материале от человека чаще других видов встречаются Е. faecalis, Е. faecium, Е. gilvus и E. pallens. Длительное время данные микроорганизмы рассматривали как представителей сапрофитной флоры, не способной вызывать патологический процесс. Они входят в состав микрофлоры ротовой полости, кишечника и мочеполовой системы. E. faecium выделяется при исследованиях микрофлоры влагалища 25,3 % здоровых женщин. Большинство инфекций, вызываемых энтерококками, носит эндогенный характер и обусловлено инвазией микроорганизмов при избыточной колонизации данными бактериями сайтов прикрепления. Исследованиями убедительно показана возможность возникновения нозокомиальной инфекции, особенно при высокой частоте применения цефалоспоринов широкого спектра действия [8, 6].

Особую опасность представляет пролиферация мультирезистентных видов Enterococcus faecium и Enterococcus faecalis. Эти микроорганизмы являются постоянными обитателями различных экосистем организма, в том числе и вагинального биотопа, и, кроме того, обладают способностью быстро приобретать устойчивость ко многим антибактериальным препаратам и передавать ее другим бактериям. Энтерококки являются одним из наиболее распространенных участников развития анаэробно-аэробных микст-инфекций. Являясь факультативными аэробами, они способны эффективно стимулировать рост облигатно-анаэробных патогенов, усиливая их вирулентный потенциал [1]

Наиболее частые проявления энтерококкковых поражений мочеполовой системы наблюдаются при длительном использовании катетеров, у клинически здоровых лиц подобные поражения наблюдаются значительно реже. Генерализованные формы энтерококковых инфекций могут развиваться как следствия поражений мочеполовой системы, однако более чем в 40% случаев путь попадания энтерококков в кровоток остается невыясненным [3].

В последнее десятилетие возросла роль двух видов энтерококков - E. faecalis и E. faeсium - как нозокомиальных патогенов в различных клиниках [17, 20]. Принимая во внимание увеличение числа лиц с иммунодефицитными состояниями, нельзя исключить возможное увеличение спектра видов энтерококков, причастных к патологии у человека [16].

Показано значение энтерококков как возбудителей инфекционных осложнений после операций аортокоронарного шунтирования, реконструктивных операций на сердце и трансплантации почек. Было изолировано 465 штаммов энтерококков из крови, операционного материала (клапанов сердца), мочи, отделяемого трахеи, ран, плевральной жидкости, внутрисосудистых катетеров. Энтерококки были обнаружены при воспалительных процессах у 39,8% пациентов отделений трансплантации почек, у 34,6% больных реанимационного отделения, 20,4т - сердечно-сосудистой хирургии и в 4,2% материала из операционного блока. Наибольшее количество этих микробов было изолировано из мочи (47,7%) и из трахеи (24,3%). Из крови пациентов различных отделений выделено 45 штаммов (E. faecalis - 0,7%, E. faecium - 14,6%). У выделенных энтерококков отмечена высокая степень резистентности к антибиотикам [5].

По данным B.E.Murray, в 1990 году 80-90% выделенных у человека энтерококков приходилось на долю E. faecalis и 5-10% - на E. faecium [19]. Энтерококки, изолированные при бактериемиях, составили 38,5% от грампозитивной микрофлоры и 9,7% - от всех изолятов энтерококков. По этиологической значимости энтерококки заняли второе место после коагулазоотрицательных стафилококков. Показано, что в 7-10% случаев бактериемии имеют энтерококковую этиологию. Свыше 60% тяжелых энтерококковых инфекций зарегистрированы в отделениях интенсивной терапии [11].

Исследования последних лет показали, что энтерококки синтезируют существенное количество веществ, так называемых факторов вирулентности, способствующих развитию инфекционного процесса.

Патогенные свойства энтерококков определяются несколькими основными механизмами и связаны, в первую очередь, с факторами устойчивости к эффекторам иммунитета и так называемым «факторам агрессии» [7]. Для энтерокков характерна природная способность приобретать, аккумулировать и трансформировать экстрахромосомные элементы, кодирующие вирулентность, дающие преимущество в выживании энтерококков при необычных внешних условиях, стрессовых и неблагоприятных состояниях, что может объяснить их возрастающую важность как нозокомиальных патогенов.

Энтерококки продуцируют факторы вирулентности, которые могут объяснить их патогенетическую значимость в инфекционном процессе. К таким факторам можно отнести поверхностные белки, участвующие в процессе адгезии и инвазии еsp, аsal, еfaA, поверностные белки участвующие в процессе адгезии и инвазии сyl A, сylM - цитолизины, gel E - желотиназа, Spr E - сериновая протеиназа. Некоторые штаммы энтероккока обладают гиалуронидазной активностью. У клинических изолятов Е. faecalis обнаружена плазмида, кодирующая синтез поверхностного белка, сообщающего способность энтероккокам к интеграции с клетками кишечного эпителия. К факторам вирулентности относят также белки и токсины, обеспечивающие повреждение тканей хозяина, белки, обусловливающие устойчивость к антибиотикам, а также факторы, индуцирующие воспаление [14].

Следует указать, что энтерококки редко являются причиной инфицирования здоровых лиц. Только при значительном снижении резистентности макроорганизма, особенно при травмах кишечника или мочеполового тракта в результате инструментальных исследований они могут проникать в стерильные в нормальных условиях органы и ткани организма хозяина, вызывая оппортунистические инфекции мочевыводящих путей, бактериемию, сепсис, подострый септический эндокардит, инфекции желчных путей или абсцессы в брюшной. Нельзя не отметить, что многие из так называемых факторов патогенности энтерококков являются необходимыми компонентами их функционирования, обеспечивающими их существование в свойственной им экосистеме, и не связаны напрямую с повреждением тканей хозяина или подавлением системы иммунитета. Так адгезины жизненно необходимы для нормальной колонизации в желудочно-кишечном тракте, а гидролаза желчных кислот повышает их шансы выжить в двенадцатиперстной кишке [15].

Детальный молекулярно-генетический анализ вирулентных штаммов энтерококков показал, что большинство генов вирулентности компактно локализовано на геноме данных штаммов. В настоящее время установлено, что участки генома с генами вирулентности являются мобильными элементами и могут передаваться от одного штамма другому. Данные генетические элементы, называемые «островами» патогенности, могут содержать различный набор генов вирулентности, включая гены устойчивости к антибиотикам. Большинство исследователей полагает, что именно данные гены наиболее важны для развития энтерококкового инфекционного процесса. На «островах» патогенности обнаруживают комплекс генов цитолизинов cyl, ген адгезина esp, ген поверхностно экспрессируемой сериновой протеиназы spr, гидролазы желчных кислот bhs, гены устойчивости к ванкомицину и ряд других. Однако достоверной связи между каким-либо из факторов в геноме и развитием инфекции показать до сих пор не удалось [2]

Известно, что факторы вирулентности энтерококков (цитолизин, желатиназа, агрегационная субстанция) могут быть вовлечены в патогенез инфекционного процесса по-разному, то есть экспрессия вирулентности может меняться от одного типа инфекции к другому и от одного вида макроорганизма к другому (таблица).

Факторы патогенности энтерококков

Функция

Фактор

Ген(ы)

Литература

Адгезия

колонизация

Капсула
Адгезин Еsp
Адгезин Asa
Фактор агрегации
Адгезин EfaA
Рецептор коллагена

cps
asa1, 373
esp
agg
efaA
ase

Bentley et al., 2006
Hancock et al., 2002
Nallapareddy et al., 2000
Bensing, Dunny, 1993
Creti et al., 2004

Пенетрация,

колонизация

повреждение тканей

Желатиназа
Сериновая
протеиназа
Fsr-регулятор
Гиалуронидаза
Цитолизин

gelE
spr
fsr
сyl

Qin et al., 2000
Tacao et al., 1997
Gilmore, 1990
Nakayama et al., 2006
Danny et al., 1978

Устойчивость к антибиотикам и микробицидным факторам организма

ингибиция других бактерий

Устойчивость к антибиотикам;
Фактор устойчивости к желчным кислотам

tetM,

vanA B, C
eryA, B
bsh
glsB

Roberts et al., 2005
Evers et al., 1993
Manson et al., 2003
Oh et al., 1998
Begley et al., 2005
Dashkevicz et al., 1989
Nannini et al., 2005
Giard et al., 2002

Гемолиз, токсигенность, бактериоциногенность

Гемолизины
Цитолизины
и бактериоцины
Феромоны

hly
cylA, B, M
cpd

cob

ссf

Ike, Clewell, 1992
Gilmore et al., 1994
Nakayama et al., 2006
Dunny et al., 1979

Отмечаются различия в степени выраженности вирулентных свойств энтерококков в моно- и микстинфекциях, так в эксперименте по моделированию перитонита у крыс при смешанном перитоните факторы вирулентности энтерококков по большей части увеличивали выраженность воспалительных реакций, тогда как различия по микробиологическим параметрам были минимальными. Комбинация двух факторов вирулентности незначительно повышала тяжесть инфекции и в модели на мышах, и в полимикробной модели на крысах [5].

Несмотря на то, что продукция гемолизина-бактериоцина рассматривается исследователями как фактор вирулентности, имеется и другая точка зрения на роль этого фактора в обеспечении жизнеспособности энтерококковой популяции. Оказалось, что данный цитолизин обладает эффектом замедления роста других микроорганизмов биоценоза полости рта, что существенно влияет на колонизацию поверхности зубов и на формирование кариозной полости. Кратковременная колонизация бактериоцин-продуцируемым штаммом E. faecalis приводила к значительным количественным и качественным изменениям в структуре популяций чувствительных микроорганизмов. Как считают авторы, E. faecalis - продуцент бактериоцина может оказаться одним из кандидатов для применения в качестве штамма при замещающей терапии.

Все сказанное выше указывает на существенную роль энтерококков в развитии инфекционных процессов и может определять отношение клиницистов к данным бактериям. Самым простым решением было бы элиминировать энтерококки из нашей экосистемы. Однако простые решения не всегда возможны. Дело в том, что энтерококки различных видов являются естественными обитателями нашего организма, они одними из первых колонизируют организм новорожденных, а система врожденного иммунитета не распознает их как врагов. Более того, практически все птицы и млекопитающие в норме колонизированы энтерококками.

Установлено, что не всегда штаммы с факторами вирулентности вызывают заболевание, и, наоборот, штаммы, у которых не обнаружены эти факторы, могут быть причиной инфекционно-воспалительного процесса. Исследования, проведенные на клинических изолятах от пациентов с эндокардитами или с другими энтерококковыми инфекциями, а также на кишечных изолятах от здоровых волонтеров, показали, что продукция гемолизина была практически равной в обоих случаях - 37% и 31% соответственно. Являясь условно-патогенными бактериями, энтерококки имеют преимущества перед другими микроорганизмами в выживании в неблагоприятных условиях. С помощью иммуноблотинга у энтерококков были определены стресс-протеины, отвечающие за устойчивость к действию тепла, этанола, желчных кислот, повышенной концентрации (6,5%) NaCl, перекиси водорода и сдвига рН. Энтерококки одни из немногих микроорганизмов, которые выживают и растут в присутствии желчных кислот, что дает им преимущество перед другими бактериями [13].

Одной из отличительных особенностей энтерококков является их способность эффективно подавлять болезнетворные бактерии в самих пищевых продуктах. Незначительное содержание энтерококков не позволяет размножаться таким микроорганизмам, как стафилококки, листерии и кишечные палочки. Основная причина антагонистической активности энтерококков - их способность продуцировать короткие пептиды - энтероцины. Данные пептиды, которые чаще всего относятся к педиоциноподобным бактериоцинам второго класса, способны при контакте с бактерией вызывать повреждение клеточной стенки с последующей гибелью клеток [18].

Приведенные данные литературы указывают на неоднозначную роль энтерококков. Они широко распространены в природе, являются представителями нормальной микрофлоры человека и животных, встречаются в пищевых продуктах, воде, растениях, в организме животных, птиц и насекомых. У людей, как и у животных, они обитают в кишечнике, женском генитальном тракте, реже в уретре мужчин, могут колонизировать слизистые оболочки полости рта и кожу, особенно в условиях стационаров.

Энтерококки, входящие в состав нормальной микрофлоры человека, играют важную роль в обеспечении колонизационной резистентности слизистых. В то же время они являются представителями группы условно-патогенных бактерий, способных вызывать аутоинфекцию, а при накоплении в окружающей среде - приводить к экзогенному инфицированию [10, 12]. Следовательно, роль представителей рода Enterococcus в патогенезе гнойно-воспалительных заболеваний человека у человека не подвергается сомнению, но остается недостаточно изученной.

Рецензенты:

Соловьева И.Л., д.м.н., профессор, кафедры педиатрии ФГБОУ ВПО «Ульяновский государственный университет», г. Ульяновск;

Кан Н.И., д.м.н., профессор, зав. кафедрой «Последипломного образования и семейной медицины» ФГБОУ ВПО «Ульяновский государственный университет», г. Ульяновск.