Endotoxin of Yersinia pestis: Structural Peculiarities, Mechanisms of Reception and Induction of Cytopathogenic Effects
https://doi.org/10.21055/0370-1069-2008-4(98)-43-48
Abstract
Modern data on the Y. pestis lipopolysaccharide (LPS) structure and mechanisms of LPS reception by the host cells are reviewed. LPS is considered as a toxic pathogenicity factor produced by the plague microbe. Mechanisms of structural, metabolic and functional imbalance induced by the Y. pestis LPS at the initial stage of plague infection and intoxication are discussed. Clinical manifestations of cytopathogenic effects of LPS are cytokine-mediated and increase as hypoxic syndrome and free radical-induced destabilization of biological membranes develop.
About the Authors
G. A. Afanasieva
State Medical University, Saratov
Russian Federation
Russian Federation
N. P. Chesnokova
State Medical University, Saratov
Russian Federation
Russian Federation
S. M. Dalvadyantc
Russian Research Anti-Plague Institute “Microbe", Saratov
Russian Federation
Russian Federation
V. V. Kutyrev
Russian Research Anti-Plague Institute “Microbe", Saratov
Russian Federation
Russian Federation
References
1. Анисимов А.П. Факторы Y. pestis, обеспечивающие циркуляцию и сохранение возбудителя чумы в экосистемах природных очагов. Сообщение 1. Мол. генет., микробиол. и вирусол. 2002; 3:3-23.
2. Арутюнов Ю.И. Уроки эпидемии чумы в Индии. Эпидемиол. и инф. бол. 2004, 1:12-7.
3. Асеева Л.Е., Мишанькин М.Б., Гончаров Е.К. и др. Некоторые особенности действия «мышиного» токсина и антигенной фракции I Y. pestis на клетки чувствительных к чуме животных Бюл. эксп. биол. и мед. 1995; 2:193-5.
4. Асеева Л.Е., Мишанькин М.Б., Рублев В.Д. и др. Гемолитическая активность аденилатциклазы и ц-АМф-связывающего белка Y. pestis. Журн. микробиол., эпидемиол. и иммунобиол. 1993; 6:10-1.
5. Афанасьева Г.А. Состояние процессов перекисного окисления липидов и принципы патогенетической коррекции вторичных метаболических расстройств в динамике чумной интоксикации [автореф. дис.... канд. мед. наук]. Саратов; 1995.
6. Афанасьева Г.А., Чеснокова Н.П. Механизмы цитопатогенных эффектов эндотоксина Y. pestis. Успехи современного естествознания. 2007; 12(приложение):130.
7. Бахтеева И.В., Титарева Г.М., Шайхутдинова Р.З. и др. Изучение экспрессии TNF-α в сыворотке мышей при введении липоолигосахаридов (ЛОС) Yersinia pestis. В кн.: Сб. науч. тр., посв. 75-летию НИИ микробиологии МО РФ. Киров, 2003. С. 65-6.
8. Бахтеева И.В., Титарева Г.М., Шайхутдинова Р.З. и др. Способность липополисахарида Yersinia pestis вызывать эндотоксический шок. Успехи современного естествознания. 2003; 10:54.
9. Бондаренко В.М., Рябиченко Е.В., Веткова Л.Г. и др. Молекулярные аспекты повреждающего действия бактериальных липополисахаридов Журн. микробиол., эпидемиол. и иммунобиол. 2004; 3:98-105.
10. Брюханова Г.Д. Актуальные аспекты эпидемиологии и микробиологии чумы в современных условиях [автореф. дис.... канд. мед. наук]. Ставрополь; 2003.
11. Васильева Г.И., Иванова И.А., Беспалова И.А. и др. Сравнительная оценка нейтрофилокининдуцирующей активности липополисахаридов Yersinia pestis EV и Escherichia coli. Журн. микробиол., эпидемиол. и иммунобиол. 2001; 4:36-11.
12. Васильева Г.И., Беспалова И.А., Мишанькин М.Б. и др. Сравнительная оценка цитотоксического действия препаратов ЛПС Yersinia pestis, полученных разными методами. Фундаментальные исследования. 2005; 2:25.
13. Вейнблат В.И., Дальвадянц С.М., Веренков М.С. Методы получения и очистки капсульного антигена и эндотоксина возбудителя чумы. Лаб. дело. 1983; 12:37-9.
14. Домарадский И.В. Чума. М.: Медицина; 1998.
15. Дальвадянц С.М., Белобородов Р.А. Изучение токсических свойств антигена, изолированного из чумного микроба по методу Вестфаля-Людеритца. Пробл. особо опасных инф. 1969; 2(6):138-42.
16. Дальвадянц С.М., Белобородов Р.А., Чумаченко В.Д. Феномен местной тканевой реактивности Шварцмана при действии препаратов эндотоксина возбудителя чумы. Пробл. особо опасных инф. 1971; 2(18):40-1.
17. Дальвадянц С.М., Земцова И.Н., Белобородов Р.А. и др. Биологическая активность эндотоксина чумного микроба Пробл. особо опасных инф. Саратов, 1980. С. 31-3.
18. Дентовская С.В., Бахтеева И.В., Титарева Г.М. и др. Структурное разнообразие и эндотоксическая активность липополисахарида Yersinia pestis. Биохимия. 2008; 73(2):237-46.
19. Евлахова С.П., Мишанькин Б.Н. Очистка и некоторые свойства протеазы чумного микроба. Биотехнология. 1994; 8:21-4.
20. Заболотный Д.К. Научные результаты экспедиции. Легочная чума в Маньчжурии в 1910-1911 гг. Петроград; 1915. Т. 1. С. 6-11.
21. Инфекционный процесс Под ред. Н.П. Чесноковой. М.: Академия естествознания; 2006. С. 37-56.
22. Лихолед В.Г., Кулешова Н.В., Сергиева Н.В. и др. Детекция эндотоксинов грамотрицательных бактерий по спектру частот электро-магнитных излучений. Журн. микробиол., эпидемиол. и иммунобиол. 2007; 3:3-6.
23. Лобанов В.Н. Патологическая анатомия и патогенез чумы у человека. М.: Медгиз; 1956.
24. Мишанькин М.Б. Структурно-функциональная характеристика «мышиного» токсина чумного микроба [автореф. дис.... канд. мед. наук]. Ростов н/Д; 1997.
25. Наумов А.В., Кузьмиченко И.А., Тараненко Т.М. Биохимические аспекты патогенности возбудителя чумы. Мед. паразитол. и паразитарн. бол. 1995; 4:17-22.
26. Николаев Н.И. Чума (клиника, диагностика, лечение, профилактика). М.: Медицина; 1968.
27. Пермяков Н.К., Аниховская И.А., Лихолед Н.В. и др. Иммуноморфологическая оценка резервов связывания эндотоксина полиморфноядерными лейкоцитами. Арх. патол. 1995; 2:4-7.
28. Понукалина Е.В. Состояние коагуляционного гемостаза при чумной интоксикации [автореф. дис.. канд. мед. наук]. Саратов; 1990.
29. Попов Н.В., Безсмертный В.Е., Новиков Н.Л. и др. Современнее состояние и прогноз эпизоотической активности природных очагов чумы Российской Федерации на 2007 год. Пробл. особо опасных инф. 2007; 1(93):11-6.
30. Поярков А.Ю., Сухоруков В.П., Романов В.Е. и др. Применение препарата инфукол ГЭК в комплексной терапии экспериментальной легочной чумы у обезьян павианов анубиусов на стадии эндотоксического шока. Вестник интенсивной терапии. 2004; 4:38-44.
31. Романов В.Е., Васильев Н.Т., Шабалин Б.А. и др. Изучение влияния антибактериальной терапии на эпидемическую опасность при экспериментальной легочной форме чумы у обезьян павианов гамадрилов. Антибиотики и химиотерапия. 2001; 46(4):16-8.
32. Рябиченко Е.В., Веткова Л.Г., Бондаренко В.М. Молекулярные аспекты повреждающего действия бактериальных липополисахаридов. Журн. микробиол., эпидемиол. и иммунобиол. 2004; 3:98-105.
33. Саникидзе Т.В., Тхилава Н.Г., Папава М.Б. и др. Роль свободных радикалов азота и кислорода в патогенезе ЛПС-индуцированной эндотоксемии. Бюл. эксп. биол. и мед. 2006; 2:172-6.
34. Симбирцев А.С., Громова А.Ю. Функциональный полиморфизм генов регуляторных молекул воспаления. Цитокины и воспаление. 2005; 4(1):3-10.
35. Сварваль А.В., Ценева Г.Я., Шендерович О.А. Липополисахарид иерсиний и его биологическая активность. Журн. микробиол., эпидемиол. и иммунобиол. 2006; 3:100-4.
36. Соколова Е.П. Механизмы активации токсических субстанций чумного микроба [автореф. дис.. канд. биол. наук]. Ростов н/Д; 2002.
37. Соколова Е.П., Марченков В.И., Демидова Г.В. и др. Комплексы «мышиного» токсина чумного микроба с модифицированными формами липополисахарида Yersinia pestis и с липополисахаридами других бактерий. Биотехнология. 2001; 4:53-8.
38. Соколова Е.П., Тынянова В.И., Демидова Г.В. и др. Образование комплекса «мышиный» токсин-липополисахарид у Yersinia pestis. Биотехнология. 2000; 5:25-30.
39. Титарева Г.М. Влияние структуры полисахарида на устойчивость Yersinia pestis к бактерицидному действию катионных антимикробных пептидов и комплемента сыворотки крови [автореф. дис.... канд. мед. наук]. М.; 2008. 28 с.
40. Титарева Г.М., Фурсова Н.К., Бахтеева И.В. и др. Штаммовые отличия Yersinia pestis по чувствительности к бактерицидному действию полимиксина В. Успехи современного естествознания. 2003; 10:100.
41. Федорова В.А., Девдариани З.Л. Изучение антигенных детерминантов ЛПС Yersinia pestis с помощью моноклональных антител. Мол. генет., микробиол. и вирусол. 1998; 3:22-6.
42. Черкасова Т.Д., Шепелева Г.К., Венгров П.Р. и др. Простагландины и циклические нуклеотиды в динамике развития экспериментального синдрома интоксикации, вызываемого липополисахаридом Yersinia pestis. Журн. микробиол., эпидемиол. и иммунобиол. 1989; 1:3-6.
43. Черкасский Б.Л. Справочник по особо опасным инфекциям. М.: Медицина;1996.
44. Чеснокова Н.П., Ледванов М.Ю. Активация свободно-радикального окисления-эфферентное звено типовых патологических процессов. Саратов; 2006.
45. Чеснокова Н.П., Понукалина Е.В., Афанасьева Г.А. Интегративные показатели реактогенности липополисахарида, плученного из вакцинного штамма ЕВ Yersinia pestis. Мед. акад. журн. 2003; 3(3, приложение 4):86-7.
46. Шайхутдинова Р.З., Титарева Г.М., Баннов В.А. и др. Получение штаммов Yersinia pestis, чувствительных к полимиксину В, методом инсерционного мутагенеза. В кн.: Матер. 7 Межгос. науч.-практ. конф. государств-участников СНГ «Чрезвычайные ситуации межгосударственного значения в общественном здравоохранении в решениях Санкт-Петербургского саммита государств-участников «группы восьми» и санитарная охрана территорий государств-участников СНГ». Оболенск; 2006. С. 130-1.
47. Achtman M., Morelli G., Zhu P. et al. Microevolution and history of the plague bacillus Yersinia pestis. PNAS; 2004. 101:17837-42.
48. Brade H. Endotoxin in Health and Disease. N.Y.-Basel; 1999.
49. Gutsmann T., Larrick J., Seydel U. et al. Moleculer mechanisms of rabbit CAP18 with outer membranes of gram-negative bacteria. Biochemistry. 1999; 38:13643-53.
50. Heumann D. CD14 and LPB inendotoxinemia and infections caused by Gram-negative bacteria. J. Endotox. Res. 2001; 7(6):439-41.
51. Hou L., Sasaki H., Stashenko P. Toll-like receptor 4-deficient mice have reduced bone destruction following mixed anaerobic infection. Infect. Immun. 2000; 68(8):4681-7.
52. Hurley J.C., Levin J. The relevance endotoxin detection in sepsis. In: Endotoxin in Health and Disease. H.Brade et al. (ed.). N.Y.-Basel; 1999. P. 841-854.
53. Knirel A., Dentovskaya S., Senchenkova S. et al. Structural features and structural variability of the lipopolysaccaride of Yersinia pestis, the cause of plage. J. Endotoxin Res. 2006; 12(6):3-9.
54. Knirel Y., Kocharova N.A., Senchenkova S. et al. A role of the lipopolysaccharide structure in the resistance of Yersinia pestis to the bactericidal of polymyxin b and serum. In: Abstracts of the 2006 NIAID Research Conference. Opatija, Croatia; 2006. P. 27.
55. Lippi D., Conti А. Plague, policy, saints and terrorists: a historical survey. J. Infect. 2002; 44(4):226-8.
56. Minka S., Bruneteau М. Isolation and chemical characterization of type R lipopolysaccharides of a hypovirulent strain of Yersinia pestis. Can. J. Microbiol. 1998; 44(5):477-81.
57. Nicado H. Outer membrane. In: Neidhardt F.C., Curtiss III R., Ingraham J.L. et al. Escherichia coli bund Salmonella typh-imurium, Cellular and Molecular Biology. 2d ed. Washington, DC: American Society for Microbiology. 1996. P. 29-47.
58. Nicado H. Permeability of the lipid domains of bacterial membranes. In: Aloia R.C., Curtain C.C., Gordon L.M. Membrane Transport and Information Storage. Advances in Membrane Fluidity. N.Y.: Alan Riss. 1990; 4:165-90.
59. Proktor R. Handbook of endotoxin. Elsevier Press, Amsterdam-N.Y.-Oxford, 1984.
60. Savidge T.C., Newman P.G., Pan W.H. Lipopolysaccharideinduced human enterocyte tolerance to cytokine mediated interleukin-8 production may occur independently of TLR-4/MD-2 signaling. Pediatr. Res. 2006; 59(1):89-95.
61. Vita N., Lefort S., Sozzani P. Detection and biochemical characteristics of the receptor for complexes of soluble CD14 and bacterial lipopolysaccharide. J. Immunol. 1997; 158(7):3457-62.
62. Whitby M., Ruff T.A., Street A.C. et al. Biological agents as weapons 2: anthrax and plague. Med. J. Austral. 2002, 176(12):605-8.
63. Zahringer U., Lindner B., Rietschel E. Chemical structure of lipid A: recent advances in structural analysis of biologically active molecules. In: Endotoxin in Health and Disease. H. Brade et al. (ed.). N.Y.-Basel; 1999. P. 93-114.
64. Zhou Z., Iones B. The vascular response to adrenergic stimulation in pithed rats following endotoxin. Circulat. Shock. 1990; 32:5566.
Review
For citations:
Afanasieva G.A., Chesnokova N.P., Dalvadyantc S.M., Kutyrev V.V. Endotoxin of Yersinia pestis: Structural Peculiarities, Mechanisms of Reception and Induction of Cytopathogenic Effects. Problems of Particularly Dangerous Infections. 2008;(4(98)):43-48. (In Russ.) https://doi.org/10.21055/0370-1069-2008-4(98)-43-48
Views:
654
Email this article 