MORPHOGENESIS OF LUNG DAMAGE AT THE INFECTION OF EXPERIMENTAL ANIMALS BY ASSOCIATION OF CULTIVATED AND NONCULTURED FORMS OF BACTERIA P. AERUGINOSA AND S. AUREUS
Main Article Content
Abstract
Objective – currently, associated infections in the structure of human infectious diseases cause high mortality, difficulty in diagnosis and treatment. In the literature, the issue of lung pathomorphology during infection with P. aeruginosa and S. aureus in cultivated and uncultivated forms of bacteria is insufficiently illuminated.
The aim of this study is to study the morphological features of lung damage in experimental infection caused by the association of cultivated and uncultivated forms of P. aeruginosa and S. aureus bacteria.
Methods. The experiment was carried out on 58 rabbits of the «Soviet Chinchilla» breed, divided into 3 experimental groups. To infect rabbits, a suspension of cultivated and uncultivated forms of bacteria P. aeruginosa and S. aureus isolated from patients undergoing treatment in the burn department of the Regional Clinical Hospital № 1 of the city of Tyumen was used. A microscopic examination of the lungs was performed using standard histological techniques.
Results. In the first group of experimental animals, the lethality was 22 (84.6 %) rabbits, of which on the 8-9 day – 18 (81.8 %) and on the 12th day – 4 animals (18.2 %). In group II, 24 (92.3 %) rabbits died, from the 2-5th day – 18 (75 %) and on the 8th day of the experiment – 6 (25 %) animals. Morphological changes in the lungs correspond to the first phase of diffuse alveolar injury (DAP) - exudative changes. With the use of cultured forms of bacteria, lethality is lower, morphological changes in the lungs correspond to the late manifestation of the DAP exudation phase (atelectasis, parenchymal distelectasis, hemorrhages and inflammatory lymphocytic infiltration of the interstitium). When uncultivated forms of P. aeruginosa and S. aureus bacteria are used, lethality is higher due to early changes in the phase of DAP exudation (alveolar edema, necrosis and desquamation of endothelial cells and type I alveocytes).
Conclusions. In animals that survived this critical line (days 2-5), the process acquires a favorable course due to the transition from uncultivated to cultivated forms of bacteria, the morphological picture of lung damage corresponds to the late manifestation of the DAP exudation phase.
Keywords
Article Details
Information about financing and conflict of interests
The authors declare that they have no apparent or potential conflicts of interest related to the publication of this article.
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.
How to Cite
References
Abo AMR, Rulevski NA, Belan GG. Histological spectrum and antibiotic resistance of strains isolated in wound infections. Scientific horizons. 2020; 10: 108-116. Russian (Або А.М.Р., Рулевски Н.А., Бэлан Г.Г. Гистологический спектр и резистентность к антибиотикам штаммов, выделенных при раневых инфекциях //Научные горизонты. 2020. № 10. С. 108-116)
Dyachenko SV, Bobrovnikova MYu, Slobodenyuk EV. Bacteriological monitoring of wound infections in a multidisciplinary surgical hospital. Pacific Medical Journal. 2015; 59(1): 80-82. Russian (Дьяченко С.В., Бобровникова М.Ю., Слободенюк Е.В. Бактериологический мониторинг раневых инфекций в многопрофильном хирургическом стационаре //Тихоокеанский медицинский журнал. 2015. Т. 59, № 1. С. 80-82)
Zuzov SA, Zubkov MM, Kononets PV. The problem of multidrug resistance of the main causative agents of nosocomial infection in surgical patients in a multidisciplinary oncological hospital. Clinical and Experimental Surgery. 2016; 12(2); 25-34. Russian (Зузов С.А., Зубков М.М., Кононец П.В. Проблема полирезистентности основных возбудителей нозокомиальной инфекции у хирургических пациентов в многопрофильном онкологическом стационаре //Клиническая и экспериментальная хирургия. 2016. Т. 12, № 2. С. 25-34)
Kubrakov KM, Kovaleva IA, Pavlenko AV, Konopelko EA. Etiological structure and resistance of the main causative agents of wound infection in patients with burn disease. News Surgery. 2012; 20(6): 53-59. Russian (Кубраков К.М., Ковалёва И.А., Павленко А.В., Конопелько Е.А. Этиологическая структура и резистентность основных возбудителей раневой инфекции у пациентов с ожоговой болезнью //Новости хирургии. 2012. Т. 20, №. 6. С. 53-59)
Kuzmenkov AYu. Etiological structure of causative agents of nosocomial surgical infections in multidisciplinary hospitals of the Russian Federation. Bulletin of the Smolensk State Medical Academy. 2017; 16(3): 84-89. Russian (Кузьменков А.Ю. Этиологическая структура возбудителей нозокомиальных хирургических инфекций в многопрофильных стационарах Российской Федерации //Вестник Смоленской государственной медицинской академии. 2017. Т. 16, № 3. С. 84-89)
Kutlaeva YuYu, Golubkova AA, Bagin VA. Ways of optimizing antibacterial therapy for purulent-septic infections in ICU patients of the burn center. Medical Almanach. 2020; 63(2): 57-63. Russian (Кутлаева Ю.Ю., Голубкова А.А., Багин В.А. Пути оптимизации антибактериальной терапии гнойно-септических инфекций у пациентов ОРИТ ожогового центра //Медицинский альманах. 2020. Т. 63, № 2. С. 57-63)
Kutsevalova OYu, Kit OI, Panova NI, Rosenko DA, Yakubenko SV, Gevorkyan YuA et al. Modern trends in antibiotic resistance of gram-negative causative agents of nosocomial infections in the Rostov region. Antibiotics and Chemotherapy. 2018; 63(11-12): 24-30. Russian (Куцевалова О.Ю., Кит О.И., Панова Н.И., Розенко Д.А., Якубенко С.В., Геворкян Ю.А. и др. Современные тенденции антибиотикорезистентности грамотрицательных возбудителей нозокомиальных инфекций в Ростовской области //Антибиотики и химиотерапия. 2018. Т. 63, № 11-12. С. 24-30)
Menshikova ED, Chernenkaya TV, Menshikov DD, Kiselevskaya-Babinina IV, Godkov MA. Etiological role and ecology of staphylococcus aureus in patients from specialized hospital departments with mono- and mixed wound infections. Infections Surgery. 2014; 12(2): 35-39. Russian (Меньшикова Е.Д., Черненькая Т.В., Меньшиков Д.Д., Киселевская-Бабинина И.В., Годков М.А. 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)
Orlova OA, Akimkin VG. Microbiological monitoring of ventilator-associated respiratory tract infections in patients with severe trauma. Epidemiology and Vaccine Prevention. 2014; 74(1): 34-42. Russian (Орлова О.А., Акимкин В.Г. Микробиологический мониторинг ИВЛ-ассоциированных инфекций дыхательных путей у пациентов с тяжелой травмой //Эпидемиология и вакцинопрофилактика. 2014. Т. 74, № 1. С. 34-42)
Сипливый В.А., Цыганенко А.Я., Конь Е.В., Евтушенко Д.В. Этиологическая структура и антибиотикочувствительность возбудителей инфекционных процессов в общехирургическом стационаре. Клінічна хірургія. 2009; 10: 29-32
Frolova AV, Kosinets AN, Okulich VK. Wound infection. State of the problem. Bulletin of the Vitebsk State Medical University. 2014; 13(2): 62-69. Russian (Фролова А.В., Косинец А.Н., Окулич В.К. Раневая инфекция. Состояние проблемы //Вестник Витебского государственного медицинского университета. 2014. Т. 13, № 2. С. 62-69)
Yakovlev SV, Protsenko DN, Shakhova TV, Suvorova MP, Ramishvili VSh, Ignatenko OV et al. Antibiotic resistance in the hospital: are we in control? Antibiotics and Chemotherapy. 2010; 55(1-2): 50-58. Russian (Яковлев С.В., Проценко Д.Н., Шахова Т.В., Суворова М.П., Рамишвили В.Ш., Игнатенко О.В. и др. Антибиотикорезистентность в стационаре: контролируем ли мы ситуацию? //Антибиотики и химиотерапия. 2010. Т. 55, № 1-2. С. 50-58)
Bessa LJ, Fazii P, Di Giulio M, Cellini L. Bacterial isolates from infected wounds and their antibiotic susceptibility pattern: some remarks about wound infection. International Wound Journal. 2015; 12(1): 47-52
Bayram Y, Parlak M, Aypak C, Bayram İ. Three-year review of bacteriological profile and antibiogram of burn wound isolates in Van, Turkey. International Journal of Medical Sciences. 2013; 10(1): 19-23
Dadzie I, Quansah N, Dadzie EK. Profile and Antimicrobial Susceptibility Pattern of Bacterial Isolates from Infected Wounds of Patients Attending Berekum Holy Family Hospital in Ghana. Journal of Advances in Medicine and Medical Research. 2018; 28(12): 1-8
Rai S, Yadav UN, Pant ND, Yakha JK, Tripathi PP, Poudel A et al. Bacteriological profile and antimicrobial susceptibility patterns of bacteria isolated from pus/wound swab samples from children attending a tertiary care hospital in Kathmandu, Nepal. International Journal of Microbiology. 2017; 2017: 6
Bozhkova SA, Kasimova AR, Tikhilov RM, Polyakova EM, Rukina AN, Shabanova VV et al. Adverse trends in the etiology of orthopedic infection: the results of 6-year monitoring of the structure and resistance of the leading pathogens. Traumatology and Orthopedics of Russia. 2018; 24(4): 20-31. Russian (Божкова С.А., Касимова А.Р., Тихилов Р.М., Полякова Е.М., Рукина А.Н., Шабанова В.В. и др. Неблагоприятные тенденции в этиологии ортопедической инфекции: результаты 6-летнего мониторинга структуры и резистентности ведущих возбудителей //Травматология и ортопедия России. 2018. Т. 24, № 4. С. 20-31)
Sakharov SP, Frolova OI. Clinical and morphological changes in internal organs in associated infection in experiment. Medical Science and Education of the Urals. 2019; 20(1): 66-70. Russian (Сахаров С.П., Фролова О.И. Клинико-морфологические изменения внутренних органов при ассоциированной инфекции в эксперименте //Медицинская наука и образование Урала. 2019. Т. 20, № 1. С. 66-70)
Dong K, Pan H, Yang D, Rao L, Zhao L, Wang Y. et al. Induction, detection, formation, and resuscitation of viable but non-culturable state microorganisms. Comprehensive Reviews in Food Science and Food Safety. 2020; 19(1): 149-183
Li L, Mendis N, Trigui H, Oliver JD, Faucher SP. The importance of the viable but non-culturable state in human bacterial pathogens. Frontiers in microbiology. 2014; 5: 258
Oliver JD. The viable but non-culturable state in bacteria. Journal of Microbiology. 2005; 43(1): 93-100
Oliver JD. Recent findings on the viable but nonculturable state in pathogenic bacteria. FEMS Microbiology Reviews. 2010; 34(4): 415-425
Ramamurthy T, Ghosh A, Pazhani GP, Shinoda S. Current perspectives on viable but non-culturable (VBNC) pathogenic bacteria. Frontiers in Public Health. 2014; 2: 103
Patent No. 2470074 of the Russian Federation IPC C12Q 1/04 Method of isolating uncultivated staphylococcus bacteria /Kozlov LB, Dits EV, Efimov VV, Sannikov AG, Butkov II , Kozlov A.L.; applicant and patentee Kozlov LB, Sannikov AG – No. 2011146052/10; declared 11/14/2011; publ. 20.12.2012, Bul. No. 35. Russian (Патент № 2470074 Российской Федерации МПК C12Q 1/04 Способ выделения некультивируемых бактерий стафилококка /Козлов Л.Б., Диц Е.В., Ефимов В.В., Санников А.Г., Бутков И.И., Козлов А.Л.; заявитель и патентообладатель Козлов Л.Б., Санников А.Г. – № 2011146052/10; заявл. 14.11.2011; опубл. 20.12.2012, Бюл. № 35)
Chernyaev AL, Samsonova MV. Diffuse alveolar injury: etiology, pathogenesis and pathological anatomy. Pulmonology. 2020; 4: 65-69. Russian (Черняев А.Л., Самсонова М.В. Диффузное альвеолярное повреждение: этиология, патогенез и патологическая анатомия //Пульмонология. 2020. № 4. С. 65-69)
Moroz VV, Golubev AM. Classification of acute respiratory distress syndrome. General Reanimatology. 2007; 3(6): 7-9. Russian (Мороз В.В., Голубев А.М. Классификация острого респираторного дистресс-синдрома //Общая реаниматология. 2007. Т. 3, № 6. С.7-9)
Moroz VV, Vlasenko AV, Golubev AM. ARDS pathogenesis and therapeutic targets. Anesthesiology and Reanimatology. 2014; 4: 45-52. Russian (Мороз В.В., Власенко А.В., Голубев А.М. ОРДС-патогенез и терапевтические мишени //Анестезиология и реаниматология. 2014. № 4. С. 45-52)
Sergienko VI, Petrosyan EA, Onopriev VI, Laipanov KhIKhM. Morphological changes in the lungs with the development of ischemia-reperfusion syndrome of the extremity. Bulletin of the St. Petersburg State Medical Academy. AI Mechnikov. 2006; 7(2): 113-116. Russian (Сергиенко В.И., Петросян Э.А., Оноприев В.И., Лайпанов Х.И.Х.М. Морфологические изменения легких при развитии синдрома ишемии-реперфузии конечности //Вестник Санкт-Петербургской государственной медицинской академии им. И.И. Мечникова. 2006. Т. 7, № 2. С. 113-116)
Rosstalnaya AL, Sabirov DM, Akalaev RN, Sharipova VKh, Rosstalnaya ML, Mamirov AO. Acute lung injury: controversial issues and unresolved problems (Literature review). Zhurnal im. NV Sklifosovsky. Emergency Medical Care. 2016; 3: 66-72. Russian (Росстальная А.Л., Сабиров Д.М., Акалаев Р.Н., Шарипова В.Х., Росстальная М.Л., Мамиров А.О. Острое повреждение легких: спорные вопросы и нерешенные проблемы (Обзор литературы) //Журнал им. НВ Склифосовского. Неотложная медицинская помощь. 2016. № 3. С. 66-72)
Timchenko OA. Morphological aspects of adult respiratory distress syndrome. Forensic Medicine. 2019; 5(S1): 91-92. Russian (Тимченко О.А. Морфологические аспекты респираторного дистресс-синдрома взрослых //Судебная медицина. 2019. Т. 5, № S1. С. 91-92)
Kirillov YuA, Chernov IA, Malysheva EM, Timofeev SE, Zharkov NV, Seiliev AA et al. Morphological characteristics of endothelial dysfunction in radio-induced lung pathology in the experiment and its modification with a pulmonary surfactant preparation. Medical Science and Education of the Urals. 2019; 100(4): 46-53. Russian (Кириллов Ю.А., Чернов И.А., Малышева Е.М., Тимофеев С.Е., Жарков Н.В., Сейлиев А.А. и др. Морфологическая характеристика эндотелиальной дисфункции при радиоиндуцированной патологии легких в эксперименте и ее модификация препаратом легочного сурфактанта //Медицинская наука и образование Урала. 2019. Т. 100, № 4. С. 46-53)
Moroz VV, Golubev AM. Principles of diagnosis of early manifestations of acute lung injury. General Resuscitation. 2006; 2(4): 5-7. Russian (Мороз В.В., Голубев A.М. Принципы диагностики ранних проявлений острого повреждения легких //Общая реаниматология. 2006. Т. 2, № 4. С. 5-7)
Moroz VV, Golubev AM, Lysenko DV, Meshcheryakov GN. Early hemodynamic disturbances in the development of APL in severe concomitant trauma. General Reanimatology. 2005; 1(6): 5-8. Russian (Мороз В.В., Голубев А.М., Лысенко Д.В., Мещеряков Г.Н. Ранние гемодинамические нарушения в развитии ОПЛ при тяжелой сочетанной травме //Общая реаниматология. 2005. Т. 1, № 6. С. 5-8)
Alipbekova AS. Clinical and physiological aspects of the formation of a «shock lung» (Review of the literature). Medicine. 2013; 9: 65-68. Russian (Алипбекова А.С. Клинико-физиологические аспекты формирования «шокового легкого» (Oбзор литературы) //Медицина. 2013. № 9. С. 65-68)