Характеристика изменений патогенного потенциала микроорганизмов-симбионтов в протозойно-бактериальных ассоциациях

Ю.Ю. Краснопёрова

ХАРАКТЕРИСТИКА ИЗМЕНЕНИЙ 
ПАТОГЕННОГО ПОТЕНЦИАЛА 
МИКРООРГАНИЗМОВ-СИМБИОНТОВ 
В ПРОТОЗОЙНО-БАКТЕРИАЛЬНЫХ 
АССОЦИАЦИЯХ 

Монография

3-е издание, стереотипное

Москва
Издательство «ФЛИНТА»
2021

УДК 579.6
ББК 52.64

К78

ISBN 978-5-9765-1009-8 

УДК 579.6
ББК 52.64

© Краснопёрова Ю.Ю., 2016
© Издательство «Флинта», 2016

К78

Краснопёрова Ю.Ю.
Характеристика изменений патогенного потенциала 
микроорганизмов-симбионтов в протозойно-бактериальных 
ассоциациях [Электронный ресурс] : монография / Ю.Ю. Краснопёрова. — 3-е изд., стер. — М. : ФЛИНТА, 2021. — 208 с. 

ISBN 978-5-9765-1009-8

В книге представлены материалы по актуальной проблеме изменения 
важных характеристик вирулентности участников микросимбиоценоза, что 
может существенно сказаться на течении заболеваний, осложнённых дисбиозом кишечника. Приведены сведения о биологических свойствах 
микроорганизмов, участников протозойно-бактериальной ассоциации. 
Анализируются направления межмикробных взаимодействий до и после 
совместного культивирования. Раскрываются некоторые молекулярногенетические механизмы взаимоадаптации микроорганизмов к изменяющимся 
условиям симбиоценоза. Монография является обобщением новейших 
материалов литературы и результатов собственных исследований.
Для 
экологов, 
биологов 
и 
врачей, 
работающих 
в 
области 
микробиологии, а также для студентов университетов.

Научное издание

Краснопёрова Юлия Юрьевна

Характеристика изменений патогенного потенциала 
микроорганизмов-симбионтов в протозойно-бактериальных

ассоциациях
Монография

Подписано к выпуску 11.12.2020. Формат 60×88/16. 
Уч.-изд. л. 8,58.
Электронное издание для распространения через Интернет.

ООО «ФЛИНТА», 117342, г. Москва, ул. Бутлерова, д. 17-Б, комн. 324.
Тел./факс: (495)334-82-65; тел. (495)336-03-11.
E-mail: flinta@mail.ru; WebSite: www.flinta.ru

ВВЕДЕНИЕ

Микробное сообщество является первичным звеном любых 
биоценозов и экосистем (Звягинцев, Добровольская, Лысак, 1993). 
Подавляющее большинство микробных биоценозов представляют 
собой сложившиеся симбиотические ассоциации, в которых между 
микроорганизмами складываются сложные и неоднозначные связи 
(Нетрусов и др., 2004; Дяковецкая, Лапшина, Шулаева, Фёдоров, 
2005).
Популяции микроорганизмов, вступая в сложные взаимоотношения – конкурентные или кооперативные, при заселении различных частей органов, тканей макроорганизма формируют специфический его «микросимбиоценоз» (Проворов, 2001; Бухарин и др., 
2006).
Анализ направленности межмикробных взаимоотношений ассоциативных микросимбионтов позволяет прояснить патогенез 
широкого спектра заболеваний, правильно оценить происхождение 
тех или иных аномалий в структуре микросимбионтов, приводящих 
к изменению их типичных или проявлению новых биологических 
свойств (Бухарин, Усвяцов, Хуснутдинова, 2000, 2003, 2007; Миллер, 2000).
Изменения важных характеристик вирулентности участников 
микросимбиоценоза наряду с их количественной оценкой могут 
существенно сказаться на течении заболеваний, осложнённых дисбиозом кишечника (Воробьев, Гинцбург, Бондаренко, 2000; Постникова и др., 2004; Багдасарян, 2007). 
В последние годы появились данные о важной роли в формировании патобиоценозов кишечника, помимо бактерий и грибов, таких простейших, как Еntamoeba hystolytica, Giardia lamblia и Criptosporidium (Воробьев и др., 2001; Плотников, 2002; Крылов, 2004). 
Менее известен протозооз, обусловленный паразитированием преи

мущественно в толстой кишке простейших Blastocystis hominis (Guignard et al., 2000; Taamasri et al., 2000; Abe, Wu, Yoshikawa, 2003). 
Возбудитель бластоцистной инвазии является микроорганизмом, 
к усилению агрессии которого, с одной стороны, могут приводить 
факторы, снижающие защитные силы макроорганизма, а с другой 
стороны – микроорганизмы, входящие в состав биоценоза. 
Известно, что в природных биоценозах простейшие могут служить хозяевами для широкого круга патогенных и условно-патогенных бактерий (Домарадский, 1998; Литвин, 2003). Наибольший 
интерес среди микробов, вступающих в симбиотические связи с 
простейшими, привлекли микобактерии, псевдомонады, иерсинии, 
холерные вибрионы, сальмонеллы, эшерихии, франциселлы, кампилобактеры, листерии (Ермолаева, Романова, Тартаковский, 2005).
Работами В.И. Пушкарёвой и соавторов (1989, 1990, 1996, 
2003) показано, что бактерии, находясь в клетке простейших, избегают массовой гибели, а их хозяева – простейшие поддерживают их 
численность и вирулентность.
Проводимые исследования по характеристике ассоциативного 
симбиоза простейших с другими микроорганизмами ограничиваются изучением механизмов выживания и их взаимодействия вне макроорганизма, который также представляет собой среду обитания 
для огромного количества видов микробов (Несвижский, Воробьев, 
Белоносов, 1997; Шендеров, 1998, 1999; Ардатская, Дубинин, Минушкин, 2001). В связи с этим вопрос о роли простейших в изменении численности и вирулентности представителей симбиоценозов 
макроорганизма остается открытым. 
Раскрытие механизмов межмикробных взаимодействий, определяющих формирование и поддержание ассоциативных симбиозов 
организма хозяина в норме и при патологических состояниях, открывает перспективы решения фундаментальных проблем микробиологии – выявления причинно-следственных связей формирования патогенных вариантов микросимбионтов.
Вышеизложенное свидетельствует о теоретическом обосновании и оптимизации подхода к микробиологическому мониторингу 
патогенного потенциала микросимбионтов в протозойно-бактериальных ассоциациях. 

Для решения этой проблемы мы выделили следующие приоритетные направления:
■ Показать взаимосвязь между особенностями строения клеточной поверхности и вирулентностью микросимбионтов 
B.hominis.
■ Определить характер изменений микробиоценоза кишечника на фоне бластоцистной инвазии.
■ Дать оценку изменения вирулентности E.coli в рамках ассоциативного симбиоза с бластоцистами в условиях кишечного биотопа.
■ Провести анализ динамики численности популяций B.hominis и E.coli при совместном культивировании. 
■ Исследовать взаимодействие вегетативных форм E.coli с цистами B.hominis при действии антибактериальных препаратов.
■ Выявить изменения встречаемости генетических детерминант факторов патогенности, обеспечивающих поддержание 
численности E.coli в ассоциации с B.hominis in vitro.
■ Дать комплексную оценку направленности изменений биологических свойств участников протозойно-бактериального 
симбиоценоза при взаимодействии до и после сокультивирования.
В монографии, которую мы представляем читателям, предпринята попытка обобщить имеющиеся литературные данные и представить собственный материал по проблеме изменения патогенного 
потенциала микроорганизмов-симбионтов в протозойно-бактериальных ассоциациях.

Гл а в а  1

БИОЛОГИЧЕСКОЕ ЗНАЧЕНИЕ
АССОЦИАТИВНЫХ ВЗАИМООТНОШЕНИЙ 
МИКРООРГАНИЗМОВ

Организм человека представляет собой экологическую нишу 
для разнообразных микроорганизмов, заселяющих его биотопы. 
Микробиоценозы тела человека представляют собой сложные системы, которые отличаются не только чрезвычайной многокомпонентностыо, но и разнообразным содержанием входящих в него 
представителей микрофлоры (Арутюнян, Лалаян, Алексанян, 2001). 
Естественно, что при заселении биотопов макроорганизма между 
микробами складываются определенные взаимоотношения, которые отражаются на качественной и количественной характеристике 
того или иного микробного пейзажа (Несвижский, Воробьев, Белоносов, 1997; Шендеров, 1998, 1999).
Анализ проявлений многочисленных микробных ассоциаций 
позволяет прояснить патогенез ряда инфекционных заболеваний 
различной этиологии, правильно оценить происхождение тех или 
иных аномалий в структуре микроорганизмов, приводящих к изменению их типичных или проявлению совершенно новых необычных, биологических свойств (Миллер, 2000).
Большое количество работ по изучению микробных ассоциаций макроорганизма посвящено анализу взаимоотношений грибов 
рода Candida с другими микроорганизмами (Hoskins, 1994). В 1979 
г. Р.Н. Реброва описала влияние дрожжеподобных грибов на течение дифтерии и формирование дифтерийного бактерионосительства. C.albicans отягощали инфекционный процесс, вызванный 
С.diphtheriae, увеличивая вирулентность культур возбудителя, влияя 
на его антибиотикорезистентность. Отягощающая роль грибов рода 
Candida на дифтерийную инфекцию объяснялась рядом факторов: 
усилением вирулентности возбудителя под влиянием грибов; ми

котической сенсибилизацией макроорганизма; воздействием на макроорганизм комплекса факторов, присущих отдельным возбудителям, а также вновь приобретенных и новых свойств, возникших в 
ассоциации; нарушением целостности слизистых оболочек грибами 
и создания условий для внедрения и размножения дифтерийных 
бактерий (Маркин, Корнишева, Горишов, 2002; Кузнецов, Орлова, 
Ланин, 2003).
По данным Р.Н. Ребровой (1979), дрожжеподобные грибы могут включаться в ассоциации микробов, населяющих слизистые 
оболочки дыхательных путей. Присутствие грибов рода Candida 
способствовало отягощению течения ряда заболеваний: гипертрофической формы хронического фарингита, хронической пневмонии 
(в ассоциации с S.haemolyticus), бронхиальной астмы, бронхита, 
туберкулеза легких. При внутривенном заражении кроликов патогенными стафилококками и грибами заболевание протекало значительно тяжелее, чем моноинфекция. Бактериологические и гистологические исследования печени, почек, легких показали, что оба 
возбудителя ведут себя как синергисты. В условиях in vitro стафилококки угнетали рост гриба, в то время как гриб стимулировал их 
размножение (Бойков, Мороз, Бабаева, 2005; Саrlson, 1983). 
При атопическом дерматите дрожжеподобные грибы выявлялись на кожных покровах чаще, чем у здоровых лиц. Вместе с этим 
на коже часто обнаруживались стафилококки, что дало авторам 
основание предположить, что продукты метаболизма дрожжеподобных грибов могут представлять своеобразный катализатор для 
роста стафилококков (Арзуманян, Мокронова, Самуилова, Гервазиева, 1998).
Другими исследователями было обнаружено, что E.faecalis и 
Е.соli могут оказывать антагонистическое действие на дрожжеподобные грибы, угнетая мицелиальную трансформацию C.albicans 
при воздействии на гриб внеклеточных метаболитов этих бактерий 
(Черкасов, Забирова, Сгибнев, 2001; Kaczmarski, 1999). 
Угнетение адгезии грибов рода Candida к акриловым зубным 
поверхностям наблюдалось при действии на грибковые культуры 
S.sanguis и P.gingivalis (Nair, 1996). Присутствие S.salivarius также 
подавляло адгезивную способность C.albicans in vivo и in vitro (de

Miranda, 1992). Напротив, S.oralis, S.sanguinis, S.gordonii способствовали колонизации ротовой полости грибами рода Candida (Justin, Sallivan, 2000).
Изучалось также влияние грибов на течение кишечных инфекций. Микотическая сенсибилизация организма создавала фон, на 
котором тяжелее протекал брюшной тиф и другие кишечные инфекции (Pybiis, 1998). Кроме того, C.albicans в экспериментах in vivo 
снижали чувствительность бактерий-ассоциантов к антибиотикам 
(Бухарин и др., 2002; Bailey, 1995). 
При язвенной болезни желудка бактерии Неliсоbacter pylori в 
достаточно высоком проценте выделяются в ассоциации с грибами 
рода Candida (чаще всего с С.krusei). Данные микроорганизмы могут сосуществовать без ущерба друг для друга, что подтверждается 
отсутствием антагонистической активности и угнетением фагоцитоза геликобактериями, благоприятствующими развитию грибов-ассоциантов (Брудастов, Валышев, Брудастов, 1994; Баженов, 1997).
Ряд работ посвящен влиянию лактобацилл на ростовые свойства грибов рода Candida. Установлено, что угнетение роста грибов 
происходит за счет продукции L.acidophilus пероксидазы, перекиси 
водорода и гипотиоцианата (Jаск, 1990; Fitzsimmons, 1994; Collins, 
1999). При введении опытным мышам рег оs L.acidophilus, L.reuteri, 
L.casei, L.animalis происходило снижение численности грибов в кишечнике, что существенно продлевало жизнь экспериментальным 
животным, зараженным C.albicans (Wagner, 1997; Makihira, Nicawa, 
Taraagami, 2002).
Конкурентные взаимоотношения нормальной микрофлоры и 
C.albicans подтверждаются более интенсивной колонизацией C.albicans желудочно-кишечного тракта безмикробных цыплят и мышей при нормальной функции тимуса у этих животных. У безмикробных крыс для воспроизведения почечных поражений требовалось в 5 раз меньше клеток возбудителя кандидоза по сравнению с 
нормальными животными (Вельский, Шагалова, Прадиуман Кумар 
Сингх, 1994; Кубась, 1997).
Имеются многочисленные данные о ключевой роли грибов рода 
Сandida в развитии дисбиотических нарушений кишечника, связанной со способностью данных микробов изменять биологические 

свойства бактериальной флоры, в частности усиливая персистентный потенциал некоторых условно-патогенных микроорганизмов 
(Бухарин, 1999; Бухарин и др., 2002).
В современных литературных источниках немаловажное значение придается изучению ассоциаций сальмонелл с другими видами 
микробов.
Так, исследованиями С.С. Лебензона и соавт. (1986) установлено, что присоединение к сальмонеллёзу клебсиеллёзной инфекции 
способствует возникновению кишечных кровотечений.
Не менее неблагоприятно сказывается на течении сальмонеллёзной инфекции присоединение респираторной вирусной инфекции (ОРВИ). Сочетание сальмонеллёза и ОРВИ усугубляло тяжесть 
заболевания и способствовало его затяжному течению (Кадынцева, 
Щукина, 1998; Казарин, Юсуф-Заде, 1998; Новокшанова, Феклисова, Титова и др., 1998).
Исследованиями А.А. Ленцнера (1987) показано, что дизентерия и сальмонеллёзная токсикоинфекция, отягощенная ассоциациями микробов (стафилококк, протей, грибы) встречается у 84% 
обследованных детей. Л.Н. Хидоятива и соавторы (1980) и С.С. Лебензон (1981) описали течение сальмонеллёза у детей, осложнённого стафилококковой инфекцией, последняя сопровождалась затяжным течением заболевания.
А.М. Домбровский и соавторы (1986) описали особенности ассоциаций микроорганизмов семейства Enterobacteriaceae, выделенных из испражнений здоровых и больных сальмонеллёзом детей. 
Они указали, что у больных сальмонеллёзом микробиоценоз толстой кишки наряду с Е.соli и К.pneumoniae, представлены С.freundii, Е.cloacae, P.mirabilis. Из испражнений больных детей они выделяли большее количество видов, чем из испражнений здоровых. 
У больных детей отмечено большее разнообразие видов, составляющих микробную ассоциацию (Смолянская, Дмитриева, Нуммаев, 
Коротков, 2002).
Исследованиями Н.И. Потатуркиной-Нестеровой (2003) установлено, что интраназальное заражение мышей К.pneumoniae после 
воздействия на макроорганизм метаболитов грибов Aspergillus flavus вызывает у животных развитие инфекционного процесса с более 

выраженными патоморфологическими изменениями и более высокой летальностью в сравнении с контрольным заражением мышей 
одной только культурой клебсиелл.
Приведенные литературные данные описывают некоторые бактериальные и бактериально-грибковые ассоциации микрофлоры человека. В то же время в биотопах человека, в частности желудочнокишечном тракте, нередко встречаются простейшие. Известно, что 
простейшие выполняют резервуарную роль для широкого круга патогенных и условно-патогенных бактерий в природных биоценозах 
(Домарадский, 1998). Однако неизученными остаются механизмы, 
обеспечивающие такие симбиотические связи в природных бактериально-протозойных ассоциациях. 
Наибольший интерес среди многих патогенных и потенциально патогенных бактерий, взаимодействующих с простейшими, 
привлекли микобактерии, псевдомонады, иерсинии, холерные вибрионы, сальмонеллы, эшерихии, франциселлы, кампилобактеры, листерии (Ермолаева, Романова, Тартаковский, 2005). Все эти 
микроорганизмы, принадлежащие к различным таксономическим 
группам, связаны общей экологической чертой – возможностью существовать во внешней среде (Литвин, Пушкарёва, 1994).
Имеются сообщения об ассоциациях Yersinia pseudotuberculosis 
с сине-зелеными водорослями (Диденко, Константинова, Солохина и др., 2002). Показано, что в процессе взаимодействия с синезелеными водорослями происходит изменение ряда структурных и 
функциональных характеристик бактериальных клеток иерсиний, 
приводящих к постепенному переходу популяции в некультивируемое состояние. Однако эти изменения являются обратимыми и в 
определенных условиях, например, при взаимодействии с простейшими, покоящиеся формы иерсиний способны к восстановлению 
основных ультраструктурных характеристик. Такие цикличные 
ультра структурные изменения иерсиний могут, вероятно, иметь 
место в почвах природных очагов псевдотуберкулеза, которые поддерживают длительное существование бактериальной популяции в 
форме, наиболее адекватной конкретным условиям среды (Пушкарёва, Емельяненко, Диденко, 1998; Литвин, Гинцбург, Пушкарёва,