Внутриклеточные взаимодействия между микрофлорой и макроорганизмом

Внутриклеточные взаимодействия между микрофлорой и макроорганизмом включают целый ряд феноменов: эндоцитоз, фагоцитоз, процесс слущивания завершивших свой цикл эпителиальных клеток, приводящий к их поглощению бактериями, захват бактерий специализированными М-клетками слизистых оболочек, покрывающих лимфатические фолликулы кишечника (пейеровы бляшки). При внутриклеточных взаимодействиях достигается эффект обмена клеточным материалом — целыми фрагментами клеток.

Важный результат внутриклеточного взаимодействия — обмен генетическим материалом (транспозонами, регуляторными молекулами, фрагментами структурных генов), включение в цитоплазму эпителиоцитов внехромосомных генетических элементов бактерий (плазмид).

Чаще всего активная функция в процессах инфицирования клеток хозяина приписывается патогенам и рассматривается в терминах взаимной агрессии хозяина и патогенной микрофлоры. Этот процесс эндоцитоза инициируется рецепторно-лигандными взаимодействиями и по существу представляет собой фагоцитоз непрофессиональными фагоцитами. Он начинается с адгезии бактерий и приводит к попаданию их в цитоплазму эпителиоцитов. При подобном подходе эпителиальным клеткам априорно отводится пассивная роль.

Между тем нельзя исключать того, что процесс вхождения — это результат обоюдной активности бактерий и эпителиальных клеток. Одним из следствий индуцированного патогенами эндоцитоза является так называемое «пассивное вхождение непатогенных бактерий», что может быть инициировано приемом антибиотиков, комбинаций лекарственных средств.

По нашему мнению, индукцию эндоцитоза патогенами необходимо рассматривать как одно из следствий закона «узнавания» друг друга молекулами и клетками — ключевого условия функционирования биологических систем и их взаимодействия с окружающей средой, причем одним из начальных этапов на пути взаимного распознавания является процесс адгезии. Поэтому агенты микроорганизмов, индуцирующие эндоцитоз, следует отнести к адгезинам, распознающим соответствующие рецепторы на клетках хозяина.

а) Транзит чужеродных агентов через эпителиальные клетки, как и через эндотелий, является следствием еще одной формы цитоза, а именно, экзоцитоза. Нельзя исключить, что активный или индуцированный захват посторонних микроорганизмов и их транслокация имеют также место в эпителиальных клетках не только кишечника, но и других слизистых оболочек, например тех, которые выстилают лимфоидные образования верхних отделов респираторного тракта.

б) Суть явления бактериальной транслокации состоит в том, что целые бактериальные клетки преодолевают эпителиальный барьер и попадают в регионарные лимфатические узлы. Дальнейшая судьба этих клеток зависит от соотношения интенсивности процесса проникновения бактерий и иммунного ответа: бактерии или подвергаются лизису макрофагами лимфатических узлов, или через портальную вену попадают в синусы печени. Если макрофаги печени не справляются с попавшими туда бактериями, то последние могут появляться в системном кровотоке, т.е. развивается бактериемия.

Как и все явления, связанные с микробиотой, бактериальная транслокация может иметь физиологический характер, в этом случае бактерии обычно не проходят далее лимфатического узла. Смысл этого явления заключается в том, что иммунная система «знакомится» с их антигенами и поддерживается в состоянии толерантности или/и готовности к ответу. Бактерии, проникающие в системный кровоток в значительных дозах, могут в патологической ситуации вызывать тяжелые осложнения, например, сепсис.

Механизмы, контролирующие транслокацию, пока не выяснены. Предполагается, что они зависят как от хозяина, так и от свойств самих бактерий. Имеется много указаний на то, что реже всего транслоцируются анаэробные микробы. Тем не менее, имеются доказательства, что аутохтонные кишечные бактерии могут проникать в мезентеральные лимфатические узлы с помощью фагоцитов. В то же время бактерии, которые выживают внутри макрофагов, например, некоторые сальмонеллы или Listeria monocytogenes, транслоцируются значительно чаще.

в) Влияние НММ на транслокацию. ЛЖК оказывает выраженное действие на пролиферативную активность эпителия кишечника. Если скорость пролиферации будет отставать от потребности в надежном барьере, преграда на пути бактерий во внутреннюю среду уменьшится и начнется транслокация и, как следствие, неизбежный конфликт между микрофлорой и макроорганизмом.

Добавление в питательную среду ЛЖК, особенно масляной и пропионовой кислот, наряду с глюкозой и железом, дозазависимо ослабляет эффект повышения проницаемости, вызванного действием трех пептидов: гамма-интерферона, инсулина и инсулиноподобного фактора роста. Таким образом, ЛЖК играет определенную роль в универсальном общем механизме, благодаря которому внутриклеточный метаболизм в эпителиальных клетках идет по пути снижения проницаемости и укрепления цитоплазматического скелета.

Процесс транслокации бактерий, более или менее выраженный, наблюдается постоянно в силу не абсолютной «герметичности» эпителиальных барьеров. Бактерии или их частички постоянно поступают в кровоток и быстро элиминируются. При этом процесс активности фагоцитов сдерживается какими-то факторами торможения. Без такого сдерживающего фактора постоянно наблюдалась бы картина активного септического процесса. В этом малоизученном механизме торможения воспалительных реакций, по-видимому, немалая роль принадлежит ЛЖК (по крайней мере масляной кислоте), которые вводят клетки иммунной системы в состояние «полудремы» и тормозят их реактивность. Существует несколько механизмов прохождения бактериями эпителиального барьера:

• через посредство М-клеток, характерной особенностью которых является то, что они захватывают и транспортируют к лимфоидной ткани из просвета кишки антигены, не подвергая их деградации из-за значительно меньшей, чем в других энтероцитах, лизосомальной активности;

• эпителиальный фагоцитоз. Вероятно, этот механизм наиболее значим для многослойного эпителия, типа буккальных клеток. В этом случае незавершенный фагоцитоз приводит к повреждению эпителия, и прохождение происходит именно через поврежденные пласты;

• через посредство клеток Панета, которые располагаются в основании крипт кишечника. Предполагают, что клетки Панета способны фагоцитировать микроорганизмы и иммунные комплексы, покрытые IgA.

Следует подчеркнуть что, механизмы транслокации лучше изучены на модели тонкого кишечника, хотя основная угроза сепсиса связана с толстой кишкой.

И еще одно замечание. Способность патогенных бактерий проникать в эпителиальные клетки зависит от наличия у них особых факторов, часто кодируемых транспозонами и плазмидами. Видимо, из-за трансмиссивности этих элементов, они встречаются даже у условно-патогенных бактерий.

Однако, говоря о транслокации бактерий, нельзя все сводить только к роли эпителиальных клеток. В настоящее время общепризнано, что одним из факторов, способствующим транслокации бактерий, является эндотоксин. Вполне вероятно, что связь эндотоксина с транслокацией объясняется, в частности тем, что эндотоксин увеличивает проницаемость стенки кишечника.

Еще одной причиной, обуславливающей транслокацию или способствующей ей, является поражение печени, вызываемой D-галактозамином. Показано, например, что у крыс транслокация начиналась примерно через три часа после индукции у них поражения печени с помощью D-галакгозамина.

- Читать далее "Определение содержания бактериальных метаболитов в биологических субстратах"

Редактор: Искандер Милевски. Дата публикации: 22.6.2020

Остались вопросы или замечания?

Все размещенные статьи преследуют образовательную цель и предназначены для лиц имеющих базовые знания в области медицины.
Без консультации лечащего врача нельзя применять на практике любой изложенный в статье факт.
Жалобы и возникшие вопросы просим присылать на адрес statii@dommedika.com
На этот же адрес ждем запросы на координаты авторов статей - быстро их предоставим.