Клинико-морфологические изменения внутренних органов при ассоциированной инфекции в эксперименте

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

ФГБОУ ВО Тюменский ГМУ Минздрава России

Клинико-морфологические изменения внутренних органов при ассоциированной инфекции в эксперименте

Сахаров С.П.

Фролова О.И.

г. Тюмень

Аннотация

Цель исследования. Изучить клинико-морфологические изменения во внутренних органах у экспериментальных животных при ассоциированной инфекции.

Материалы и методы. Для установления развития патологического процесса при инфицировании ассоциированными формами бактерий P. aeruginosa и S. aureus проведены исследования на 26 кроликах породы «Советская шиншилла».

Результаты. Общая летальность у экспериментальных животных составило 84,6%. В среднем гибель животных зафиксировали на 9,09 ± 0,38 сутки опыта. Анализ клинических проявлений инфекционного процесса выявил, что на первый план у кроликов выступали клинические симптомы поражения желудочно-кишечного тракта.

Заключение. Причиной смерти кроликов, погибших на 8-12 сутки, от инфекции стал системный воспалительный ответ на инфекционный агент.

Ключевые слова: патологический процесс, культивируемые формы бактерий, P. aeruginosa, St. аureus.

Abstract

Sakharov S.P., Frolova O.I.

Clinical and morphological changes of internal organs with associated infection in experiment

Aim. To study the clinical and morphological changes in the internal organs in experimental animals with an associated infection.

Materials and methods. To establish the development of the infectious pathological process when associated with bacteria P.aeruginosa and S.aureus. 26 rabbits of the «Soviet Chinchilla» breed were involved in the research. Results. Overall mortality in experimental animals was 84.6%. On average, the death of animals was recorded at 9.09±0.38 days of experience. An analysis of the clinical manifestations of the infectious process revealed that the clinical signs of gastrointestinal lesion were prevailing.

Conclusions. The cause of the death of rabbits, killed on days 8-12 from infection, was the systemic inflammatory response to the infectious agent.

Keywords: the pathological process, cultivated forms of the bacteria, P. aeruginosa, St. aureus.

Основная часть

Актуальность. Инфекция остается важнейшей проблемой в современной медицине. В патологии человека смешанные (ассоциированные) инфекции занимают особое положение в связи с их широким распространением, тяжестью клинических проявлений, высокими показателями летальности, трудностями диагностики, неудовлетворительными результатами лечения, увеличением сроков пребывание больных в стационаре и ежегодными экономическими потерями. Поэтому следует отметить, что ассоциированные инфекции из чисто медицинской проблемы перерастают в проблему общесоциальную [1, 2, 3, 5, 9, 11, 12].

По данным многоцентровых исследований, проводимых на территории Российской Федерации, у больных с гнойно-воспалительными заболеваниями хирургических отделений и отделений реанимации и интенсивной терапии ведущими возбудителями являются P. aeruginosa и St. aureus. На их долю приходится от 25 до 50% всех случаев заболевания [1, 4, 9, 13, 14].

Клиническая картина развития ассоциированных инфекций у больных характеризуется разнообразием. Каждая из сочетающихся инфекций может протекать как с типичными проявлениями, так и в виде атипичных форм заболеваний. Лечение данных микст- инфекций становится все трудней. Следовательно, знание патологических механизмов развития инфекционных осложнений при гнойно-воспалительных заболеваниях позволит нам улучшить результаты лечения и снизить летальность [6, 7, 8, 10].

Влияние на организм экспериментальных животных ассоциированной инфекцией, вызванной P. aeruginosa и S. aureus, мы в доступной нам литературе не встретили, поэтому решили провести данный опыт.

Цель исследования. Изучить клинико-морфологические изменения во внутренних органах у экспериментальных животных при ассоциированной инфекции

Задачи исследования:

1 Изучить сроки гибели экспериментальных животных при ассоциированной инфекции.

2 Изучить развитие клинических проявлений у экспериментальных животных при ассоциированной инфекции

3 Изучить развитие морфологических изменений во внутренних органах экспериментальных животных при ассоциированной инфекции.

Материалы и методы исследования. Для выполнения поставленных задач исследование проводилось на 32 кроликах породы «Советская шиншилла» в виварии ФГБОУ ВО «Государственный аграрный университет Северного Зауралья» (Договор №12/03 от 28.01.2013 г.).

Кролики выбраны в качестве экспериментальной модели в связи с чувствительностью к бактериям S. aureus и P. aeruginosa. Животные массой 2500-3500 грамм содержали в клетках собственной конструкции (патент РФ №132314 от 20.09.2013 г.) в соответствии с требованиями санитарных правил 2.2.1.3218-14 («Санитарно-эпидемиологические требования к устройству, оборудованию и содержанию экспериментально-биологических клиник (вивариев)», утвержденных постановлением Главного государственного санитарного врача Российской Федерации от 29.08.2014 №51 (зарегистрированы в Министерстве юстиции Российской Федерации 31.10.2014 №34547)). Экспериментальная работа проведена в соответствии с законодательством РФ («Правила гуманного обращения с лабораторными животными», «Деонтология медико-биологического эксперимента») и этическими принципами, установленными Европейской конвенцией по защите позвоночных животных, используемых для экспериментальных и других научных целей (принятой в Страсбурге 18.03.1986 г. и подтвержденной в Страсбурге 15.06.2006 г.).

Для выявления особенностей течения ассоциированной инфекции, вызванной культивируемыми формами бактерий, были взяты здоровые кролики. Животные были разделены на 2 группы. В 1 группу вошло 26 животных, которых инфицировали культивируемыми формами бактерий, средняя масса тела составила 2365,0 ± 37,5 граммов (экспериментальная группа). Во 2 группу вошли 6 здоровых интактных животных, у которых не проводили эксперименты (контрольная группа), средняя масса тела составила 2565,0 ± 27,5 граммов.

Для заражения кроликов использовали взвесь культивируемых форм бактерий P. aeruginosa и S. аureus, которые получали по методике, предложенной Л.Б. Козловым с соавт. (патент №2470074 от 20.12.2012 г.). С целью развития бактериальной инфекции готовили разведения взвеси бактерий в концентрации 10⁵-10⁶ микробных клеток в 1 мл на физиологическом растворе хлорида натрия и вводили в правое или левое бедро животному

Температура тела - комплексный показатель теплового состояния организма животных. Лабораторные теплокровные животные способны сохранять относительное постоянство температуры своей внутренней среды. Согласно современным представлениям в основе механизма теплорегуляции лежит динамическое равновесие теплопродукции и теплоотдачи, управляемое центральными механизмами

Температуру тела измеряли удобным электронным термометром в прямой кишке животного.

У экспериментальных животных определяли биохимические показатели крови: активность аспартатаминотрансферазы (АСТ), аланинами - нотрансеразы (АЛТ), щелочной фосфатазы (ЩФ) и альфа-амилазы (АМ), концентрацию общего белка, общего билирубина, креатинина, мочевины и мочевой кислоты в сыворотке крови определяли с использованием коммерческих наборов реагентов производства АО «ДИАКОН-ДС» (Пущино, Россия). Биохимические исследования производили на автоматическом биохимическом анализаторе MINDRAY BS-200 (Китай)

Исследования выполнены в ФБУН «Тюменский научно-исследовательский институт краевой инфекционной патологии» Роспотребнадзора (директор - д. м. н., профессор Т.Ф. Степанова) (Договор №12/16 м от 01.03.2016 г.).

У экспериментальных животных для гистологических исследований брали кусочки внутренних органов (печени, легких, почек, головного мозга и кишечника) фиксировали в 10% растворе нейтрального формалина, обезвоживали и заливали в парафин Гистологические срезы толщиной 5 ц окрашивали гематоксилином и эозином. Исследование выполнялось с применением светового микроскопа «Axio Lab. A1» (Carl Zeiss, Германия) и гистосканера «MIRAX MIDI» (Carl Zeiss, Германия)

Результаты исследований обрабатывали при помощи стандартных статистических пакетов («SPSS V19 в Windows 10»). Для определения статистической значимости различий величин использовался t-критерий Стьюдента. Непрерывные переменные представлены в виде М±т (выборочное среднее ± ошибка среднего). В данном исследовании использовался критический уровень значимости р, где он не превышал 0,05 (р<0,05), что означало достоверность полученных отличий

Обсуждение результатов. Летальность - статистический показатель, равный отношению числа умерших животных от какой-либо болезни к числу переболевших этой болезнью, за определенный временной промежуток. Поэтому мы решили изучить влияние ассоциированных форм бактерий на исход инфекционного процесса у животных.

После инфицирования культивируемыми формами бактерий: 8 (30,8%) животных погибли на 8-е сутки, 10 (38,4%) - на 9 день и по 2 (7,7%) кролика на 11 и 12 день инфекционного процесса. В среднем гибель животных зафиксировали на 9,09±0,38 сутки опыта. Следует отметить, что четыре кролика (15,4%) прожили 21 день

Температура тела человека и животных отражает типовой патологический процесс, выработанный в ходе эволюции, в котором участвуют цитокины и(IL-1, IL-6, TNF, IL-8), интерферон а и у, воспалительный макрофагальный белок 1. Наиболее сильными экзогенными пирогенами являются капсульные термостабильные полисахариды грамотрицательных бактерий. Полисахариды бактерий вызывают повышение температуры тела (ответ острой фазы), а при больших концентрациях клинически диагностируют токсический шок. Не случайно высокопирогенный липополисахарид (пирогенал) получают из культуры P. aeruginosa. Поэтому, температура тела кролика является основным показателем клинических проявлений болезни

После инфицирования у животных в течение 3-х дней ректальная температура колебалась от 38,7°С до 39,1°С К 8 дню болезни у 22 (84,6%) кроликов показатель ректальной температуры повышался до 40,1-40,5°С, в среднем находился 40,3 ± 0,5°С и достоверно отличался (р<0,05) от нормальной температуры 38,3 ± 0,3°С.

У 4 (15,4%) экспериментальных животных с 1 по 8 день и с 15 по 21 сутки проведения опыта регистрировалась преимущественно нормальная температура и составила в среднем 38,7 ±0,1°C, а в течении 5 суток (с 9 по 14 сутки заболевания) у них повышалась температура до 39,5-41,0°С Таким образом, можно предположить, что у экспериментальной группы животных развивался инфекционный процесс, но они прожили 21 день

Из рисунка 1 видно, что 17 (65,4%) кроликов были вялыми и отказывались от еды. У 24 (92,3%) животных при осмотре отмечали резкое вздутие живота. При этом у 12 (46,2%) кроликов при аускультации не выслушивали перистальтические шумы и наблюдали отсутствие стула

Таблица 1. Результаты биохимических показателей крови у кроликов, (M ± m)

Примечание: * - достоверные различия между здоровыми кроликами и погибшими кроликами (р < 0,05).

Нами проведен анализ морфологических исследований легких, печени, почек и кишечника у экспериментальной группы животных в сравнении со здоровыми кроликами

Рис. 1 . Основные симптомы поражения желудочно-кишечного тракта у кроликов 1 группы

Рис. 2А. Легкое кролика, интактное животное. Окраска гематоксилин - эозином, увеличение100х

Рис. 2Б. Легкие, очаговая серозно-десквамативная пневмонии у кролика, погибшего на 9-е сутки. Окраска гематоксилин - эозином, увеличение 100х. Обозначения: «а» - эмфизематозно-расширенные альвеолы, «в» - полностью спавшиеся альвеолы, чёрная жирная стрелка - эритроциты в просвете альвеол, чёрная тонкая стрелка - утолщенные отёчные межальвеолярные перегородки со скудной воспалительной инфильтрацией, синяя тонкая стрелка - истонченные межальвеолярные перегородки

При биохимическом исследовании крови, как видно из таблицы 1, на 8-12 сутки инфекционного процесса, у погибших животных было достоверно увеличена концентрация: щелочной фосфотазы и аланинтрансферазы, а мочевина и общий билирубин находилась ниже показателей нормы у здоровых кроликов (р < 0,05).

У 18 (69,2%) животных, при морфологическом обследовании легких констатирована пневмония (рис. 2Б).

При микроскопическом изучении ткани лёгких наблюдали повышенную воздушность, часть альвеол содержали клетки слущеного альвеолярного эпителия с примесью эритроцитов, лимфоцитов и лейкоцитов, большинство просветов альвеол были пусты, стенки их несколько утолщены за счёт отёка и воспалительной инфильтрации.

Морфологические изменения в 20 (76,9%) препаратах печени указывали на картину серозно-гнойного интерстициального гепатита, с холестазом (рис. 3Б).

Рис. 3А. Печень кролика, интактное животное. Окраска гематоксилин - эозином, увеличение 400х

Рис. 3Б. Печень, острый микроабсцесс с лимфоцитарной инфильтрацией у кролика, погибшего на 11-е сутки. Окраска гематоксилин-эозином, увеличение 100х. Обозначения: «а» - портальный тракт, чёрные стрелки - острый микроабсцесс

При микроскопическом исследовании в ткани печени наблюдали полнокровие сосудов портальных трактов, дискомплексацию печёночных балок, паренхиматозную белковую и жировую мелкокапельную дистрофию гепатоцитов, лимфогистиоцитарную инфильтрацию портальных трактов, внутриклеточный холестаз.

Морфологическую картину серозного интерстициального нефрита отметили у 16 (61,5%) кроликов (рис. 4Б), в сравнении со здоровыми животными.

Микроскопические исследования ткани почек показали полнокровие и эритростазы в просветах сосудов, белковую дистрофию эпителия извитых канальцев нефрона, очаговую десквамацию эпителия, фиброзные капсулы клубочков были утолщены, за счёт отёка и явлений мукоидного набухания, так же отмечали мелкоочаговую инфильтрацию паренхимы лимфоцитами с примесью единичных нейтрофильных лейкоцитов.

Рис. 4А. Почка кролика, интактное животное. Окраска гематоксилин - эозином, увеличение 200х

Рис. 4Б. Почка, серозный интерстициальный нефрит у кролика, погибшего на 9-е сутки. Окраска гематоксилин-эозином, увеличение 100х. Обозначения: чёрная стрелка - утолщенная капсула клубочка, красная стрелка - капсула клубочка без изменений

Как видно из рисунка 5Б, при морфологическом исследовании кишечника у 12 (46,2%) животных 1 группы наблюдали колит

При микроскопическом изучении ткани кишечника наблюдали выраженную инфильтрацию межжелезистой стромы слизистой оболочки лимфоцитами и плаз - моцитами с примесью единичных нейтрофильных гранулоцитов. Скудную воспалительную инфильтрацию и умеренный интерстициальный отёк собственной пластинки слизистой оболочки лимфоцитарную инфильтрацию ворсин слизистой оболочки

У 3 (11,5%) из 4 (15,4%) кроликов экспериментальной группы, проживших 21 день после инфекции, в легочной ткани отмечали признаки перенесенной пневмонии с перибронхиальной очаговой лимфоидной инфильтрацией, а в остальных органах (почках, печени) в гистологических срезах не выявили патологических изменений.

Рис. 5А. Толстая кишка у кролика, интактное животное. Окраска гематоксилин-эозином, увеличение 400х

Рис. 5Б. Толстая кишка, колит у кролика, погибшего на 8-е сутки. Окраска гематоксилин-эозином, увеличение 200х. Обозначения: черные стрелки - инфильтрация стромы слизистой оболочки, синяя стрелка - интерстициальный отёк слизистой оболочки

Выводы. Анализ клинических проявлений инфекционного процесса выявил, что на первый план у кроликов выступали клинические симптомы поражения желудочно-кишечного тракта.

Таким образом, морфологические изменения внутренних органов у кроликов, погибших на 8-12 сутки от инфекции, вызванной ассоциацией культивируемых форм бактерий P. aeruginosa и S. aureus стал системный воспалительный ответ на инфекционный агент.

Общая летальность у экспериментальных животных составило 84,6%.

Литература

1 Алексеев А.А., Крутиков М. Г, Яковлев В.П. Ожоговая инфекция. Этиология, патогенез, диагностика и лечение: монография. М.: Вузовская книга, 2010. С. 416.

2 Бондаренко В.М. Роль условно-патогенных бактерий при хронических воспалительных процессах различной локализации. Тверь: Триада, 2011. С. 88.

3 Брусина Е.Б., Дмитренко О.А., Глазовская Л.С., Ефимова Т.В. Эпидемиология и эпидемиологический мониторинг инфекций, вызванных метициллинрезистентными штаммами золотистого стафилококка. Федеральные клинические рекомендации / под. ред. Е.Б. Брусина, О.А. Дмитренко, Л.С. Глазовская, Т.В. Ефимова. М.: Мин. здравоохранения РФ, 2014. 50 с.

4 Егорова О.Н. Инфекции, обусловленные Pseudomonas aeruginosa в отделении реанимации // Общая реаниматология. 2010. Т. VI, №5. С. 51-54.

5 Егорова О.Н., Брусина Е.Б., Григорьев Е.В. Эпидемиология и профилактика синегнойной инфекции: федеральные клинические (методические) рекомендации / под. ред. О. Н Егорова, Е.Б. Брусина, Е.В. Григорьев. М.: Мин. здравоохранения РФ, 2014. 78 с.

6 КозловЛ. Б., Диц Е.В. Роль микробных ассоциаций в инфекционной патологии человека // Фундаментальные исследования. 2013. №9. С. 366-370.

7 Лазарева А.В., Чеботарь И.В., Крыжановская О.А., Чеботарь В.И. и др. Pseudomonas aeruginosa: патогенность, патогенез и патология // Клиническая микробиология и антимикробная химиотерапия. 2015. Т. 17, №3. С. 170-186.

8 Меньшикова Е.Д., Черненькая Т.В., Меньшиков Д.Д., Киселевская-Бабинина И.В. и др. Этиологическая роль и экология Staphylococcus aureus у больных специализированных отделений стационара при моно- и смешанных раневых инфекциях // Инфекции в хирургии. 2014.Т. 12, №2. С. 35-39.

9 Подсвирова И.А. Микробиологический мониторинг патогенов гнойно-воспалительных заболеваний в хирургических отделениях и отделении реанимации и интенсивной терапии в многопрофильном стационаре: дис…. канд. мед. наук: 03.02.03. М., 2014. 147 с.

10. Сахаров С.П. Аксельров М.А., Аксельров А.М., Свазян В.В. Морфологические изменения внутренних органов при ассоциированной инфекции в эксперименте // Вятский медицинский вестник. 2017. Т. 56, №4. С. 53-58.

11 Сидоренко С.В., Яковлев С.В. Инфекции в интенсивной терапии / под ред. С.В. Сидоренко, С.В. Яковлев. М.: Издательство «Бионика», 2003. С. 208.

12 УнижаеваА. Ю., МартынчикС.А. Медико-экономическая оценка затрат и качества стационарной помощи при ожоговой травме // Электронное научное издание (научнопрактический журнал) «Социальные аспекты здоровья населения». 2012. Т. 28, №6. URL: http://vestnik. mednet. ru/ content/view/447/30/lang, ru/ (дата обращения: 24.02.2019).

13 Хабарова Н.Р., КафтыреваЛ.А. Pseudomonas aeruginosa как этиологический фактор внутрибольничных инфекций в отделениях реанимации и интенсивной терапии: микробиологические и эпидемиологические особенности // Владикавказский медико-биологический вестник. 2012. Т. XV, Вып. 23. С. 149-159.

14 Yi Dou, Jingning Huan, Feng Guo, Zengding Zhou «et al.» Pseudomonas aeruginosa prevalence, antibiotic resistance and antimicrobial use in Chinese burn wards from 2007 to 2014 // J. of Inter. Med. Res. 2017. Vol. 45, №3. Р. 1124-1137.

Размещено на Allbest.ru