Сельскохозяйственная биология, 2009, № 6, с. 103-106.

УДК [636.03+599.89]:591.111.1:571.27

АНТИМИКРОБНОЕ ДЕЙСТВИЕ β-ЛИЗИНОВ КРОВИ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ ЖИВОТНЫХ И ЧЕЛОВЕКА

В.Я. САРУХАНОВ, Н.Н. ИСАМОВ, П.Г. ЦАРИН

Изучали антимикробное действие β-лизинов крови у коров черно-пестрой породы, беспородных коз и лошадей, а также у клинически здоровых людей. Установили, что в основе действия β-лизинов крови сельскохозяйственных животных лежит процесс агрегации тест-культуры с последующим лизисом. В сыворотке крови человека преобладает объединение частиц тест-культуры в микробные конгломераты.

Ключевые слова: сельскохозяйственные животные, естественная резистентность организма животных, сыворотка крови, β-литическая активность сыворотки крови.

В обеспечении естественной резистентности организма млекопитающих важную роль играют бактериолизины лизоцим и β-лизины, а также система комплемента, которая в комплексе с антителами в значительной степени определяет бактерицидные свойства крови (1-3). Защитное действие комплемента, лизоцима и антител изучено достаточно подробно, в то время как число публикаций, посвященных β-литической активности крови, ограничено. В большинстве таких работ представлена иммунологическая характеристика различных патологических процессов у человека, однако механизм их действия не вполне ясен.

Считают, что β-лизины представляют собой термостабильную субстанцию, обладающую бактерицидной активностью в отношении аэробных спорообразующих бактерий, особенно Вacillus subtilis и В. anthracis. Действие β-лизинов проявляется в кислой среде очага воспаления, где они провоцируют автолиз микробной клетки (4). Повышение b-литической активности крови отмечали при острой пневмонии у детей и неспецифическом воспалении половых органов у женщин (5, 6), понижение — при стафилококковой пневмонии, хроническом остеомиелите, черепно-мозговой и ожоговой травмах. Перед смертью от черепно-мозговой травмы этот показатель был минимальным (2, 4, 5, 6-8).

В немногочисленных исследованиях на сельскохозяйственных животных установлено, что сыворотка крови лошадей обладает максимальной β-литической активностью (до 80 %), крупного рогатого скота и овец — минимальной (до 35 %) (9-15). Относительно высокие значения этого показателя характерны для осенне-зимнего, более низкие — для весенне-летнего сезона (11, 14). Гамма-облучение овец и лошадей в сублетальных дозах (2 и 3 Гр) повышало β-литическую активность крови, тогда как летальные дозы (4-6 Гр) угнетали ее на 25-50 % (12, 16).

Целью настоящей работы было изучение антимикробного действия b-лизинов крови у крупного рогатого скота, коз, лошадей и человека.

Методика. Объектом исследования служила сыворотка крови коров черно-пестрой породы (n = 20), беспородных коз (n = 10), беспородных лошадей (n = 10) и сборная сыворотка крови клинически здоровых людей (n = 30). Кровь у животных отбирали из яремной вены утром натощак. Сыворотку получали общепринятым методом.

Для инактивации комплемента сыворотку нагревали на водяной бане при температуре 56 °C в течение 20 мин. В реакции использовали суточную культуру эталонного штамма сенной палочки. В сыворотке крови человека активность β-лизинов определяли общепринятыми методами (4, 12). Для качественной оценки действия β-лизинов смесь сыворотки крови с тест-куль-турой фотографировали под микроскопом Биолам-2 (Россия) с помощью микрофотонасадки МФН-11 (Россия), используя фотоаппарат Nikon E 8400 (Япония) (при исследовании сыворотки крови крупного рогатого скота и коз — через 30, 60, 120 и 180 мин; лошадей — через 30, 60 и 120 мин; человека — через 120 мин после начала реакции). С помощью программы Image Expert Pro на полученных фотографиях определяли размер микробных конгломератов. В дублирующих пробах определяли β-литическую активность в нативной и инактивированной сыворотке крови.

Статистическую обработку полученных данных проводили с вычислением средней и ошибки средней в программе Exсel.

Результаты. Инактивация сыворотки крови человека не вызывала достоверного изменения β-литической активности, которая в нативной сыворотке составляла 32,4±3,6, в инактивированной — 31,6±2,5 %. Микробные конгломераты размером соответственно 52 700±12 500 и 111 000±6900 мкм² характеризовались гомогенной структурой. Инактивация сыворотки крови коров, лошадей и коз вызывала понижение b-литической активности соответственно с 38,5±2,8 до 12,5±1,5; с 57,5±2,5 до 15,5±3,5 и с 38,5±2,5 до 25,5±2,0 %. В инактивированной сыворотке крови коров микробные конгломераты имели гомогенную структуру, в нативной — гетерогенную с участками просветления по краям; их размер составлял соответственно 16 300±3600 и 600±150 мкм². У лошадей конгломераты также характеризовались гомогенной структурой в инактивированной и гетерогенной — в нативной сыворотке при размере соответственно 2000±780 и 6870±3800 мкм².

В нативной сыворотке крови коз встречались конгломераты как с гомогенной, так и с гетерогенной структурой (размер 800±200 мкм²), в инактивированной сыворотке все они имели гомогенную структуру (размер 14 870±10 200 мкм²).

Бета-литическая активность крови сельскохозяйственных животных в зависимости от времени инкубации с тест-культурой Вacillus subtilis: 1 — лошади, 2 — козы, 3 — коровы.

В сыворотке крови коров частицы колоний тест-культуры через 30 мин инкубации объединялись в микробные конгломераты (800-6000 мкм²) с гомогенной структурой. При инкубации в течение 60 мин наблюдалось их дальнейшее объединение до размеров 7200-15 000 мкм², β-литическая активность составляла 8,5±2,5 % (рис.). Увеличение времени инкубации до 120 и 180 мин сопровождалось уменьшением частиц соответственно до 4500±2500 и 400±120 мкм², по их краям появлялись участки просветления, а β-литическая активность при этом  повышалась до 23,5±2,5 и 35,6±1,5 %.
Исследование сыворотки крови лошадей показало, что микробные конгломераты через 30 и 60 мин имели гомогенную структуру и размеры соответственно 5000-15 000 и 13 000-30 000 мкм², β-литическая активность составляла при этом 12,5±2,5 и 41,5±1,5 %. При инкубации смеси в течение 120 мин наблюдалось появление очагов просветления по всей поверхности конгломератов и уменьшение их размера до 2000±780 мкм². Значения β-литической активности крови достигали 56,7±3,5 %.

Инкубация сыворотки крови коз с тест-культурой В. subtilis в течение 30 и 60 мин приводила к образованию гомогенных микробных конгломератов размером 6000-20 000 и 600-20 000 мкм² как с участками просветления по краям, так и с гомогенной структурой. Через 120 и 180 мин частицы уменьшались до 3500±1720 и 900±300 мкм², по всей их поверхности наблюдалось просветление. Показатели β-литической активности через 30, 60, 120 и 180 мин составляли соответственно 15,5±2,2; 27,6±2,5; 29,4±2,5 и 40,5±2,5 %.

У лошадей, крупного рогатого скота и коз наблюдалось объединение тест-культуры в частицы с однородной структурой, размеры которых уменьшались с увеличением времени инкубации, а сама структура становилась гетерогенной с участками просветления. Следовательно, у сельскохозяйственных животных реакция β-литической активности крови протекает в два этапа. Вначале происходит агглютинация тест-культуры с образованием хлопьев, затем — их лизис. То есть действие β-лизинов у сельскохозяйственных животных аналогично действию антител-лизинов, образующих на первом этапе комплекс антиген—антитело, к которому присоединяется комплемент (1, 2, 4). Механизм действия β-лизинов человека, вероятно, связан с агрегацией тест-культуры в конгломераты, которые впоследствии под действием комплемента распадаются на более мелкие частицы, что незначительно отражается на показателях β-литической активности крови. Ранее О.В. Бухариным с соавт. уже было выдвинуто предположение о том, что β-лизины крови человека провоцируют автолиз микробной клетки независимо от системы комплемента (4).

Таким образом, в основе действия β-лизинов крови сельскохозяйственных животных лежит процесс агрегации тест-культуры с последующим лизисом. В сыворотке крови человека преобладает объединение частиц тест-культуры в микробные конгломераты.

Л И Т Е Р А Т У Р А

1. П е т р о в  Р.В. Иммунология. М., 1983.
2. Б а ш м а к о в  Г.А. Факторы естественной резистентности и методы их изучения. Военно-медицинский журнал, 1982, 6: 38-40.
3. Б у х а р и н  О.В.,  В а с и л ь е в  Н.В. Лизоцим и его роль в биологии и медицине. Томск, 1974.
4. Б у х а р и н  О.В.,  В а с и л ь е в  Н.В. Система бета-лизина и ее роль в клинической и экспериментальной медицине. Томск, 1977.
5. М а л е е в а  Н.П. Состояние естественной резистентности при острой пневмонии у детей в зависимости от проводимой терапии. В сб.: Факторы естественного иммунитета /Под. ред. О.В. Бухарина. Оренбург, 1979: 84-86.  
6. Р ы ж а н о в а  О.М. О динамике показателей естественной резистентности организма у женщин с неспецифическим воспалением внутренних половых органов. В сб.: Факторы естественного иммунитета /Под. ред. О.В. Бухарина. Оренбург, 1979: 111-114. 
7. П а в л о в и ч е в  С.А. Состояние естественной резистентности при сочетанной черепно-мозговой травме. В сб.: Факторы естественного иммунитета /Под. ред. О.В. Бухарина. Оренбург, 1979: 69-71.
8. Н и к и т е н к о  Н.К.,  С а ф р о н о в  А.А.,  А н д р и я н о в  В.Н. Клинико-иммунологическая характеристика хронического остеомиелита. В сб.: Факторы естественного иммунитета /Под. ред. О.В. Бухарина. Оренбург, 1979: 99-101.
9. Б р и т в и н а  Г.И. Распространение бета-лизинов у животных В сб.: Факторы естественного иммунитета /Под. ред. О.В. Бухарина. Оренбург, 1979: 13-16.
10. С а р у х а н о в  В.Я.,  И с а м о в  Н.Н.,  И с а м о в а  Л.В. Хронические инфекции и естественная резистентность сельскохозяйственных животных, облученных в результате аварии на Чернобыльской АЭС. С.-х. биол., 2001, 6: 85-88.
11. Б о д я г и н  Е.В.,  Л у ш н и к о в  М.В. К вопросу о возрастных и сезонных колебаниях показателей естественной резистентности организма. В сб.: Факторы естественного иммунитета /Под. ред. О.В. Бухарина. Оренбург, 1979: 20-23.
13. С а р у х а н о в  В.Я.,  И с а м о в  Н.Н.,  Г р у д и н а  Н.В. и др. Метод определения бета-литической активности крови крупного рогатого скота. С.-х. биол., 2005, 6: 115-116.
Н и к у л и н  Д.М. Влияние озона на резистентность новорожденных телят. Ветеринария, 2003, 3: 40-42.
14. Х р а м о в  Ю.В. Суточная динамика гуморальных факторов у коз при электрообезболивании. Докл. РАСХН, 1999, 3: 43-44.
15. С а р у х а н о в  В.Я.,  И с а м о в  Н.Н. Бета-литические свойства крови при действии ионизирующих излучений. С.-х. биол., 2005, 3: 116-118.
16. К у р и л о  А.И. Каротиноиды Platimonas viridis как стимулятор резистентности облученных животных: Автореф. канд. дис. Л., 1986.

ANTIMICROBIAL ACTION OF β-LYSINES IN BLOOD OF AGRICULTURAL ANIMALS AND HUMAN

V.Ya. Sarukhanov, N.N. Isamov, P.G. Tsarin

The antimicrobial action of blood β-lysines was studied in the cows of the Black-and-White breed, outbred goats and horses, and also in clinically healthy mens. It was established, that at the heart of action of blood β-lysines in agricultural animals is the aggregation of test-culture with following lysis. In serum of human blood the particles of test-culture combine into microbial conglomerations.

Key words: agriculture animals, nature resistance organism of agriculture animals, serum of blood, β-lysine activities of blood serum.

Оформление электронного оттиска