Динамика развития стрептококковой инфекции


Острый стрептококковый процесс, хорошо воспроизводимый в эксперименте на доступных лабораторных животных, широко использован в большом числе исследований, которым мы обязаны основными сведениями о патогенезе стрептококковой инфекции. С развитием знаний о свойствах возбудителя, его антигенной характеристике и продуцируемых им биологически активных веществах становилось все более необходимым расширять и углублять исследования в двух направлениях: в отношении динамики развития инфекционного процесса и характеристики активного и пассивного иммунитета. Для исследований по первому вопросу нужно было иметь в виду роль лимфатических барьеров в отграничении и локализации микробных очагов при разной вирулентности возбудителей, возможное участие стрептококковой гиалуронидазы и, наконец, характеристику процессов размножения и дезинтеграции микробов в зараженном организме. Следует отметить, что последний вопрос вообще не был до сих пор предметом изучения.

В отношении иммунологических исследований заслуживали внимания проявления активного (прививочного и постинфекционного) и пассивного противострептококкового иммунитета, роль клеточных и гуморальных факторов, количественная оценка защитного действия антител в разных условиях.

Для изучения динамики развития стрептококковой инфекции и последовательности распространения микробов в организме на разных этапах инфекционного процесса мышей заражали подкожно, в паховую область различными дозами гемолитических стрептококков разной вирулентности. Для заражения вирулентными стрептококками I серотипа, находившимися в R-фазе, использовали взвесь селезенки от очередной пассажной мыши. Животных обследовали в разные сроки после заражения, причем делали отдельные высевы на кровяной агар из регионарного, контрлатерального паховых, глубоких и поверхностных подмышечных узлов, селезенки, эмульгированной в физиологическом растворе, крови из сердца, а в некоторых опытах и подкожной клетчатки из местного очага. Исследования позволили охарактеризовать рассеивание инфекции: сравнительные темпы формирования микробных очагов в различных лимфатических узлах в зависимости от величины инфицирующей дозы и условия прорыва регионарного лимфатического узла и генерализации процесса.

Наиболее часто инфекция стрептококковая инфекция распространяется следующим путем: регионарный лимфатический и глубокие подмышечные лимфатические узлы, селезенка, контрлатеральный паховый узел, поверхностные подмышечные лимфатические узлы и кровь. В ряде опытов распространение инфекции начиналось на стороне, одноименной заражению. Так, если мышей заражали в левую паховую область, то стрептококковый процесс раньше и интенсивнее развивался в подмышечных узлах левой стороны тела.

Следует отметить, что при заражении большим количеством микробов (200 000) их удавалось обнаруживать в регионарном лимфатическом узле уже через 2 часа; через 6 часов посевы давали у большинства, а через 8 часов у всех животных обильный (сливной) рост колоний гемолитических. У части мышей стрептококки высевались (в небольшом количестве) из глубоких подмышечных лимфатических узлов и из селезенки. Посевы крови оставались стерильными.

Эти данные были подтверждены в дальнейших опытах с более точным количественным анализом: через 3 и 6 часов после заражения мышей в паховую область вирулентной стрептококковой культурой в количестве 25 или 2500 клеток посевы крови и селезенки от вскрытых животных оставались стерильными, а из регионарных лимфатических узлов удавалось высеять лишь единичные микробы и то не у всех мышей. К концу первых суток микробный очаг в регионарном лимфатическом узле у животных, зараженных меньшей дозой стрептококковой культуры, доходил до 2,5 млн. клеток, при этом из селезенки стрептококки высевались в сравнительно небольшом количестве (до 1500 на орган), а посевы крови оставались стерильными. При заражении большей дозой микробный очаг в регионарном лимфатическом узле превышал 25 млн. клеток, почти у всех животных и в большем количестве (в среднем 5000 клеток на орган) стрептококки высевались из селезенки, у части животных они высевались и из крови.

Результаты исследований давали основание предполагать, что прорыв регионарного барьера происходит, возможно, еще до истечения суток после заражения. Поэтому в следующем опыте животных, зараженных соответственно малой (21 клетка) или большой (2120 клеток) дозами вирулентной культуры, обследовали через 16 часов после заражения. При этом регионарные лимфатические узлы шести мышей растирали в ступке, эмульгировали в 1,0 мл физиологического раствора, и разные разведения полученной взвеси высевали мерно (по 0,05 мл) на чашку с кровяным агаром. Подобным же образом производились количественные высевы из около железистой клетчатки. Селезеночную эмульсию и кровь от каждой мыши высевали раздельно. У мышей, зараженных малой дозой, микробный очаг небольшим (в количественном выражении до 20 000 микробов); значительно большим он оказался в около железистой клетчатке, где число микробов доходило по результатам посевов до 15 млн. При этом лишь у одной мыши из шести были высеяны единичные стрептококки из селезенки и из крови. У животных, зараженных большей дозой, количество микробов в паховом лимфатическом узле достигало 700 000, а микробный очаг в около железистой клетчатке доходил до 50 млн.; у пяти из шести мышей были высеяны микробы из селезенки, причем у двух из них в большом количестве; бактериемия была установлена в одном случае. Для уточнения динамики накопления стрептококков в месте введения и в регионарном лимфатическом узле был поставлен дополнительный опыт, в котором мышей заразили сравнительно значительной дозой (1640 клеток) вирулентной культуры и обследовали в ранние сроки: от 30 мин до 4 часов после заражения. Оказалось, что число микробов, высеянных через 4 часа после заражения из клетчатки, оказалось большим (в 1000 раз) количества микробов, обнаруженных в регионарном лимфатическом узле. Если за первые 2 часа число микробов увеличилось в месте инокуляций в 10 раз, то в течение последующих 2 часов оно выросло почти в 30 раз, что указывало на быстрые темпы деления. Из регионарного лимфатического узла высевались в это время лишь единичные микробы. Конечно, кусок клетчатки, используемый для посева, по своей массе в 10-20 раз превосходил паховый лимфатический узел. Однако это не объясняет столь значительных различий в величине микробных очагов в лимфатических узлах и в окружающей их ткани. В дальнейшем, по мере нарастания микробного очага в регионарном лимфатическом узле, указанные различия сглаживались. Интенсивное нарастание числа микробов в регионарном лимфатическом узле происходило между 6 и 16 часами после заражения.

При заражении мышей малой дозой стрептококков микробный очаг в регионарном лимфатическом узле продолжал нарастать и далее - на сроке между 16 и 24 часами и увеличивался примерно в 100 раз. У животных, зараженных большей дозой, дальнейшее увеличение было менее значительным. Следует отметить, что на указанных сроках не всегда удавалось отделить регионарный лимфатический узел от окружающей его клетчатки. При посеве местного очага в целом максимальное число содержащихся в нем жизнеспособных микробов находилось в пределах 65-140 млн. и достигалось при разных инфицирующих дозах (от сотни до нескольких тысяч микробов) к 16 часам.

Изложенные материалы позволяли составить следующее представление о динамике развития стрептококковой инфекции при заражении небольшой дозой вирулентной культуры. Первичный очаг возникает в месте инокуляции стрептококков, т. е. в подкожной клетчатке. После начального стационарного периода (лагфазы), а возможно, даже периода снижения числа введенных микробов, начинается их быстрое размножение (4-5 делений в течение 2 часов). Максимальное число жизнеспособных микробов достигается в подкожном очаге, по-видимому, уже через 8-10 часов после заражения в случае заражения одной - двумя тысячами микробов, и через 16-18 часов при заражении несколькими десятками микробов, что, возможно, связано с большей продолжительностью лаг-периода. Формирование микробного очага в регионарном лимфатическом узле происходит не сразу после заражения. В первые 6-8 часов, когда количество поступающих микробов сравнительно невелико, регионарный лимфатический узел легко выполняет свои основные функции - фиксации и уничтожения инфекционного агента. В эти сроки высевы из лимфатических узлов дают отрицательные результаты. С нарастанием очага в около железистой соединительной ткани, увеличивается и количество микробов, поступающих в лимфатический узел, причем процесс их поступления явно превалирует над процессом разрушения; высевы, произведенные в эти сроки, дают положительный результат. Приблизительно в это же время развивается следующий этап, характеризующийся энергичным размножением стрептококков в самом регионарном узле, который, таким образом, становится вторичным очагом инфекции. Максимальное число жизнеспособных микробов, в случае заражения десятками их, в регионарном лимфатическом узле достигается к концу суток, после чего устанавливается, по-видимому, динамическое равновесие (как и в окружающей клетчатке). Преодоление регионарного лимфатического узла, обсеменение других узлов и селезенки происходит до достижения в первом максимального числа микробов, а выраженная бактериемия характерна уже для стадии динамического равновесия.

В связи с тем, что посевы из регионарных лимфатических узлов в течение многих часов после заражения оставались стерильными, возникал вопрос: действительно ли в них всегда отсутствуют микробы, или они по тем или иным причинам не выявляются на искусственных питательных средах?

Для выяснения этого вопроса был поставлен следующий опыт. Мышам двух групп были введены в паховую область разные дозы стрептококковой эмульсии - большая (2960 клеток) и малая (29 клеток). Через 6 часов после заражения все мыши были вскрыты, после чего раздельно от 5 мышей каждой группы были приготовлены эмульсии из смеси растертых в ступке регионарных паховых узлов и такие же эмульсии из смеси окружающей клетчатки. Все 4 эмульсии высевали на чашки с кровяным агаром (по 0,05 мл) и одновременно с этим вводили подкожно в паховую область здоровым мышам 4 групп (каждая из которых состояла из 2 животных) в объеме 0,25 мл. По результатам этого опыта можно видеть, что обе мыши, зараженные эмульсией из регионарных узлов тех животных, которым вводилась большая доза микробов, пали от стрептококковой инфекции, хотя посевы той же взвеси на кровяной агар дали отрицательный результат. Аналогичные данные отмечались и в отношении животных, зараженных малой дозой: обе мыши, которым была введена взвесь из подкожной клетчатки в месте инокуляции, оказавшаяся при высеве "стерильной", погибли от стрептококкового сепсиса в течение 2-3 дней после заражения. С другой стороны, мыши, зараженные взвесью из регионарных лимфатических узлов, оказались свободными от стрептококков, которых не удалось обнаружить и при 3 последующих пассажах in vivo.

Полученные данные указывали на то, что отрицательные результаты посевов не являются однозначными и что в ряде случаев надлежит учитывать возможность торможения роста микробов в искусственных условиях при малом их содержании в посевном материале. Это относится особенно к вирулентным микробам, в большой степени адаптированным к животному организму.

При внутрибрюшинном заражении мышей разными дозами вирулентной культуры (от нескольких десятков клеток до 3 млн.) микробы в наибольшем количестве накапливались в брюшной полости, и их число превосходило во много раз количество микробов в селезенке и лимфатических узлах, вместе взятых. Оно достигало, независимо от величины инфицирующей дозы, но, разумеется, в разные сроки (от 6 часов при заражении 3 миллионами клеток до 22 часов при введении 40 клеток), определенного максимума (в условиях наших опытов 600-800 млн. клеток), на котором оставалось до наступавшей гибели животных. Лишь в некоторых опытах отмечалось уменьшение количества микробов в брюшной полости мышей, вскрытых в начале вторых суток после заражения. Возможно, что последнее было связано с происходившим отбором животных: к более позднему сроку значительная часть мышей погибала и оставались животные, обладавшие большей резистентностью к стрептококковой инфекции, у которых инфекционный процесс развивался более медленными темпами. Можно было рассчитать, что в зависимости от величины инфицирующей дозы число генераций до достижения максимального количества жизнеспособных клеток колебалось от 8 до 24, а среднее время генерации исчислялось при этом в 40-50 мин. Следует подчеркнуть, что эти показатели не могут претендовать на абсолютную точность, тем более, что при анализе и исчислениях учитывался лишь процесс размножения микробов, а их гибель и распад остались вне учета. Последнее не учитывается и при размножении микробной культуры in vitro до достижения ею максимальной стационарной фазы.

Но условия в искусственной питательной среде и в организме, конечно, не одинаковы.

При заражении слабовирулентной культурой процесс носил совершенно иной характер: несмотря на массивную дозу (десятки миллионов клеток), он, как правило, не выходил за пределы регионарного лимфатического узла. Со 2-3-го дня намечалась тенденция к "очищению" от возбудителя, хотя у части животных большие микробные очаги в регионарном лимфатическом узле сохранялись еще к 7-му дню наблюдения.

Подытоживая изложенное, можно констатировать, что удалось охарактеризовать развитие экспериментальной стрептококковой инфекции при внутрибрюшинном и в особенности при подкожном заражении вирулентной культурой. В последнем случае удалось изучить динамику формирования микробных очагов в месте инокуляции и в регионарном лимфоузле, представить их количественную характеристику, определить последовательность инфицирования лимфоузлов разной локализации, а тем самым характер рассеивания инфекции и условия прорыва местных барьеров. Вместе с тем были получены некоторые результаты, представляющие значительный общий интерес. К ним относятся данные, позволяющие говорить о "микробном числе" in vivo, как это было установлено в отношении микробного очага в брюшной полости, и о "динамическом равновесии", которое характеризует местный микробный очаг при подкожном заражении. Мы вернемся к обсуждению этих вопросов в общем заключении.



Ваше имя:
Защита от автоматических сообщений:
Защита от автоматических сообщений Символы на картинке: