Биопленки и лор - заболевания

Сегодня известно, что большинство бактерий существуют в природе не в виде свободно плавающих клеток, а в виде специфически организованных биопленок (biofilms), причем сами бактерии составляют лишь 5-35% от массы биопленки, остальная часть – межбактериальный матрикс.

Теория о преобладании биопленок над свободно живущими формами микроорганизмов была постулирована в 1978 году. Согласно этой теории, бактерии основную часть времени развития и размножения находятся в матриксе биопленки, и эти прикрепленные клетки отличаются по физиологическим свойствам от клеток того же штамма, находящихся во взвешенном в среде состоянии (англ. planktonic state). Жизнедеятельность бактериальных биопленок подчинена некоторым общим закономерностям.

Биопленка – сообщество микробов, которые прикреплены к поверхности или друг к другу, заключены в матрикс синтезированных ими внеклеточных полимерных веществ, имеют измененный фенотип, проявляющийся другими параметрами роста и экспрессии специфичных генов. Такая форма существования предоставляет бактериям массу преимуществ в условиях воздействия неблагоприятных факторов внешней среды и организма хозяина. Микрофлора биопленки более устойчива к воздействию неблагоприятных факторов физической, химической, биологической природы по сравнению со свободно плавающими бактериями; микроорганизмы, входящие в ее состав, оказались очень устойчивы к воздействию ультрафиолетового излучения, дегидратации, антибиотикам и факторам иммунной защиты.

В биопленках может содержаться множество различных видов микроорганизмов, например, бактерии, простейшие, грибы; каждый из группы выполняет специализированные метаболические функции.

Важно учитывать следующие моменты:

• бактерии в биопленках могут обмениваться плазмидами-резистентности к антибиотикам (передача резистентности от вида к виду);

• биопленки могут снижать чувствительность бактерий к антимикробным агентам;

• биопленки с грамотрицательными бактериями способны продуцировать эндотоксин;

• бактерии в биопленке не поддаются воздействию иммунной системы хозяина.

Механизм формированя биоленки   состоит из четырех этапов: адгезия, накопление, созревание и отряд.

Первым этапом в формировании биопленки является присоединение бактерий к инородному телу или биоматериалу. Эти начальные взаимодействия являются неспецифическими и гидрофобными по природе.

Хорошо установлено то, что бактерии, растущие в биопленки, являются уникальными в отличие от тех, которые существуют в планктонных формах. Например, у стафилококка, растущего в биопленке наблюдается сдвиг метаболизма в сторону анаэробного или микроаэробного и наблюдается подавление белков клеточной стенки и синтеза ДНК

По мере развития стафилококковой биопленки, отдельные клетки или неповрежденные участки биопленки могут "шелушиться" и метастазировать в другие органы и системы.

Планктонную стадию можно рассматривать лишь как способ перемещения микробной клетки от одной поверхности к другой, то есть это кратковременное состояние в жизни бактерий. С практической точки зрения наиболее интересна именно первая стадия адгезии, так как бактериальная колония, защищенная матриксом биопленки, является неуязвимой для большинства антимикробных химиопрепаратов и факторов иммунитета макроорганизма. Концентрации антибиотиков, необходимые для достижения бактерицидного эффекта в отношении микроорганизмов, структурированных в биопленку, могут быть в 10–100 раз выше, чем для планктонных форм данной бактерии. Также важно, что бактерии в биопленках могут обмениваться плазмидами, содержащими гены, ответственные за их резистентность к антибиотикам.

В настоящее время большинство классов антибактериальных препаратов не обладает достаточной эффективностью в отношении микроорганизмов, образующих биопленки. В этих условиях наиболее эффективным методом лечения является применение препаратов, вызывающих дезинтеграцию матрикса биопленки.

Таким образом, антибиотики большинства классов способны уничтожить только планктонные клетки, при этом бактерии, находящиеся в биопленках, способны выживать и размножаться и после окончания терапии. Наиболее эффективным методом борьбы с бактериальными биопленками является предотвращение адгезии бактериальных клеток к поверхности. Неприкрепленные планктонные клетки не могут сформировать колонию и синтезировать вещества, составляющие основу матрикса биопленки. Идеальной «платформой» для прикрепления бактериальных клеток является гладкий чужеродный материал, например, тимпаностомическая или трахеостомическая трубка. Слизистая оболочка респираторного тракта или поверхность миндалин глотки в условиях длительно текущего воспалительного процесса (понижение рН секрета, понижение парциального давления кислорода, повышение осмолярности) также удовлетворяют условиям формирования и развития бактериальной биопленки.

Данные последних исследований свидетельствуют о значимой роли микроорганизмов, образующих биопленки, в развитии хронической ЛОР-патологии (хронического среднего отита, хронических аденотонзиллитов и хронических риносинуситов).

Персистирующая бактериальная инфекция – один из важнейших факторов в развитии хронической патологии дыхательной системы. Помимо роста уровня приобретенной резистентности бактерий к антибиотикам существует еще ряд факторов, обусловливающих отсутствие или кратковременность эрадикации бактериальных патогенов. Одним из таких факторов является способность бактерий к образованию биопленок. Все основные респираторные патогены способны к образованию биопленок.

Очевидно, что именно биопленки обусловливают персистенцию основных патогенных бактерий, снижая эффективность медикаментозной санации очага инфекции при хронической ЛОР-патологии. Неэффективность медикаментозной терапии в большинстве случаев обусловливает необходимость дальнейшего применения хирургических методов лечения. При этом нет убедительных данных о роли биопленок в развитии острой ЛОР-патологии. К сожалению, на данный момент не найдены абсолютно эффективные методы борьбы с биопленками.

При лечении ЛОР-заболеваний целесообразно применение топических препаратов N-ацетилцистеина. На сегодняшний день в Беларуси зарегистрировано препарат, содержащий N-ацетилцистеина для местного использования - «ринофлуимуцил»

 

 

 

Подготовила:

врач-отоларинголог УЗ «6-я ЦРКП Ленинского района г. Минска»

Мельникова Анна Ивановна