Заикание код по мкб 10: Ошибка 404. Файл не найден

Заикание (запинание) > Клинические протоколы МЗ РК

Цели лечения: регрессия проявлений заикания.
 
Тактика лечения:            
При оценке микросоциальных условий как удовлетворительных и\или нетяжелом уровне расстройства рекомендуется преимущественно амбулаторное лечение. В случае усложненной клинической картины (за счет коморбидных состояний) и\или неэффективности вмешательства на амбулаторном этапе решается вопрос о госпитализации.
 
Немедикаментозное лечение:
Комплаенс — терапия, различные виды психотерапии, арт и игротерапия, занятия с логопедом, оказание специальных социальных услуг (приказ МЗ РК №630 от 30 октября 2009).
Режимы наблюдения (в зависимости от состояния пациента):
·          общий режим наблюдения – круглосуточное наблюдение без ограничения передвижения в отделении.
·           режим частичной госпитализации – возможность нахождения в отделении в дневное или ночное время с учетом необходимости его адаптации во внебольничных условиях.
·           режим лечебных отпусков – возможность нахождения, по решению ВКК вне отделения от нескольких часов до нескольких суток, с целью постепенной адаптации к внебольничным условиям, решения бытовых и социальных вопросов, а также оценки достигнутого лечебного эффекта.
·          усиленный режим наблюдения – круглосуточное наблюдение и ограничение передвижения за пределами отделения.
·          строгий режим наблюдения – круглосуточное непрерывное наблюдение, постоянное сопровождение медицинским персоналом в отделении и за его пределами.
 
Медикаментозное лечение: исключительно при проявлении вторичных невротических расстройств (см. протокол «расстройства психологической адаптации»).

 
Другие виды лечения: нет.
 
Хирургическое лечение: нет.

Индикаторы эффективности лечения:
·          Отсутствие проявлений заикания.

17. Прочие болезни / КонсультантПлюс

Статья расписания болезней/Код заболеваний по МКБ-10	Наименование болезней, степень нарушения функции	Категория годности к службе в органах принудительного исполнения
	недостаточное физическое развитие:
	масса тела менее 45 кг и (или) рост менее 150 см

 

Освидетельствуемые с массой тела менее 45 кг и (или) ростом менее 150 см подлежат медицинскому обследованию у врача-эндокринолога.

 

Статья расписания болезней/Код заболеваний по МКБ-10	Наименование болезней, степень нарушения функции	Категория годности к службе в органах принудительного исполнения
				поступающие — В сотрудники — Б-3

 

Граждане, поступающие на службу в органы принудительного исполнения, имеющие в анамнезе энурез, независимо от срока давности установленного диагноза, подлежат дополнительному медицинскому обследованию.

Медицинское лечение граждан, поступающих на службу в органы принудительного исполнения и сотрудников, страдающих ночным недержанием мочи, проводятся в стационарных условиях с участием врача-уролога, врача-невролога, врача-дерматовенеролога и в случае необходимости — врача-психиатра.

Освидетельствование проводится в случаях, когда наблюдение и результаты медицинского обследования подтверждают наличие ночного недержания мочи и эффект от лечения отсутствует.

Если ночное недержание мочи является одним из симптомов другого заболевания, заключение выносится по статье Расписания болезней, предусматривающей основное заболевание.

 

Статья расписания болезней/Код заболеваний по МКБ-10	Наименование болезней, степень нарушения функции	Категория годности к службе в органах принудительного исполнения
	нарушения речи:
	а) высокая степень заикания, охватывающая весь речевой аппарат, с нарушением дыхания и невротическими проявлениями, другие нарушения речи, делающие ее малопонятной			поступающие — В сотрудники — Б-4
	б) умеренное заикание и другие нарушения речи, делающие ее недостаточно внятной

 

При наличии нарушений речи освидетельствуемый подвергается углубленному медицинскому обследованию врачом-оториноларингологом, врачом-психиатром, врачом-неврологом, а при возможности — логопедом (или логоневрологом). Заключение о категории годности к службе в органах принудительного исполнения выносится на основании данных медицинского обследования и изучения документов, полученных из военного комиссариата, с места учебы или работы до поступления на службу в органы принудительного исполнения и характеризующих его состояние здоровья.

Степень выраженности заикания определяется путем динамического наблюдения за состоянием речевой функции в различных условиях и оценивается по ее состоянию в моменты наиболее выраженного проявления заболевания. Заключение о категории годности выносится с учетом способности освидетельствуемого исполнять должностные обязанности.

Задержка произношения, «спотыкание» в начале фразы, когда остальные слова небольшой фразы (на одном дыхании) произносятся свободно или слегка замедленно, но без повторения слов, не являются основанием для применения данной статьи и не препятствуют прохождению службы.

Нечеткое произношение отдельных звуков, не искажающее речь в целом, не является основанием для применения статьи.

Лица, поступающие на службу в органы принудительного исполнения, при наличии умеренного заикания и других нарушений речи, делающих ее недостаточно внятной, признаются не годными к службе в органах принудительного исполнения, это относится к сотрудникам кадровых подразделений, сотрудников пресс-службы.

Открыть полный текст документа

Логоневроз. Причины и лечение логоневроза в Петербурге (СПб)

Логоневроз – нарушение речи, которое проявляется повторением одних и тех же слов, произнесением отдельных звуков, разговорными паузами и прерывающейся речью.
Логоневроз по МКБ-10 имеет код F98.5 – это заикание/запинание. Логоневроз и заикание являются синонимичными понятиями, но чтобы понять разницу между ними, стоит обратить внимание на причины заикания. Если заикание носит невротический характер, то это логоневроз. Помимо этого бывает еще неврозоподобное или органическое заикание, связанное с физиологическими причинами. Ниже пойдет речь именно о невротическом заикании.
Логоневроз мешает человеку полноценно жить, поэтому с ним нужно начинать бороться в детском возрасте и как можно раньше. Чем раньше выявлено нарушение, тем проще его исправить и тем меньше имеется сопутствующих проблем (неуверенность в себе, низкая самооценка, тревога, боязнь говорить — логофобия). Прежде чем начать коррекцию речи, нужно выявить причины появления логоневроза.

По статистике логоневроз появляется в дошкольном возрасте. Мальчики в три раза чаще заикаются, чем девочки. Если логоневроз не вылечить, человек так и продолжит заикаться во взрослом возрасте.

Причины логоневроза

В настоящее время точные причины возникновения логоневроза неизвестны. Среди возможных причин называют:

1. Недоразвитие или дефекты артикуляционного аппарата;
2. При обучении разговорной речи мозг ребенка подвергался большой нагрузке, поэтому произошел сбой, ведущий к появлению дефекта речи.
3. Подражание. Если ребенок общается с заикающимся родственником, он копирует такую манеру общения.
4. Раннее развитие речи ребенка. Голосовые мышцы не успевают справляться с большим словарным запасом, если их формирование не завершилось.
5. Нездоровая атмосфера в кругу семьи, недостаток внимания. Дети заикаются, желая подсознательно привлечь внимание родных людей.
6. Строгость в воспитании и порицание (наказание) за шалости.
7. Раннее обучение ребенка языкам. Из-за перенасыщения детский мозг не успевает овладевать информацией.
8. Заучивание наизусть огромных и сложных стихов. Речевой аппарат не выносит тяжелой нагрузки. Если этот факт не учесть, может развиться  логоневроз.
9. Переучивание левши на правшу, при котором ребенок получает большой стресс.
10. Полученный сильный стресс или испуг.

Коррекция и лечение логоневроза

Диагноз «Логоневроз» обычно ставят в детском или подростковом возрасте. Если у вашего ребенка возник логоневроз, лечение необходимо начинать незамедлительно.
Обнаружив у ребенка речевые дефекты, родители должны показать его грамотным специалистам. При заикании врачи в основном назначают применение медицинских препаратов. Употребление одних лекарственных средств без психотерапии не приводит к ожидаемому результату, потому что полноценная коррекция речи возможна только при занятиях с логопедом и психологом. Также не стоит заниматься самолечением, а лучше обратиться к специалистам, так как проблему можно усугубить.

Специалисты центра Ember корректируют логоневроз у детей без назначения медицинских препаратов. Применяются специально разработанные методики, помогающие детям и взрослым навсегда избавиться от заикания.
Мероприятия, проводимые специалистами перед началом занятий:

1. Обследование клиента и выяснение причины речевого дефекта.
2. Определение необходимой программы коррекции.
3. Назначение регулярных занятий с постепенным усложнением.

Немаловажную роль в коррекции логоневроза у детей играют родители. Их задача:

• Организовать режим дня ребенка с дневным и полноценным ночным сном.
• Ограничить просмотр мультфильмов и доступ к компьютеру. Ограничение снижает перенапряжение мозговой деятельности.
• Организовать правильное, медленное и спокойное общение, четко проговаривать слова при беседе с ребенком. Тяжелые слова проговаривать неоднократно вместе с ним.
• Охранять речь ребенка. Читать знакомые книжки, не заучивать наизусть стихи, не просить пересказывать сказки, пока заикание полностью не пройдет.
• Выбирать спокойные игры: лепка, конструктор, рисование. В процессе игры ребенку нужно проговаривать выполняемые действия.

Взрослого человека лечить сложнее, чем ребенка, так как психика и речь ребенка более пластичны, дети имеют более высокий потенциал к компенсации дефектов. Со взрослыми коррекция логоневроза происходит тяжелей и дольше по времени. Но при желании клиента и регулярности занятий логоневроз у взрослых также устраняется.
Для коррекции логоневроза клиенту нужно строго соблюдать рекомендации, назначенные специалистом. В некоторых случаях нужно будет молчать на протяжении нескольких дней и выполнять специальные упражнения.

Куда обратиться для лечения логоневроза?

На протяжении всего времени существования центра Ember наши специалисты успешно избавляют от логоневроза своих клиентов (взрослых и детей). Заниматься коррекцией логоневроза должны грамотные специалисты.
Обращайтесь в наш центр и наши специалисты навсегда избавят вас или ваших близких от логоневроза. При необходимости занятия могут проходить на дому, в комфортной и знакомой клиенту обстановке.

Запишитесь на первичный приём по коррекции логоневроза по телефону (812) 642-47-02 или заполните форму заявки на сайте.

Заикание у взрослых: причины и лечение

Льюис Кэрролл и Уинстон Черчилль, Брюс Уиллис и Энтони Хопкинс, Джулия Робертс… Каждый из них – знаменитость. Однако, только ли известность их связывает? Заикание – проблема, с которой столкнулся каждый из них.

Об этом расстройстве мы сегодня беседуем с ведущим специалистом, неврологом ООО «Клиника Эксперт Курск» Умеренковой Натальей Владимировной.

Наталья Владимировна, что представляет собой заикание?

Это нарушение речи, выражающееся изменением ее нормального ритма, паузами, происходящими помимо воли человека во время высказывания, или же повторениями отдельных звуков. В итоге нарушается плавность речи, что приводит к затруднениям в общении.

Отражено ли заикание в качестве диагноза в МКБ-10?

Да. Его код F98.5.

Насколько оно распространено?

Преобладают пациенты детского возраста: по разным данным до 9% детей могут иметь это нарушение. У взрослых показатель гораздо ниже — около 1%.

Можно ли сказать, что этот один процент — это те же самые люди, которые сохранили заикание с детского возраста?

Не совсем так. Разумеется, у значительной части эта проблема идет из детства. Однако у некоторых она впервые появляется в более позднем возрасте.

Каковы причины заикания у взрослых?

С одной стороны это факторы, которые имели место еще в детстве, так что заикание сохранилось на многие годы. Это, в частности, генетические особенности речевого центра, тяжело протекающая беременность, родовая травма, частые заболевания в первые годы жизни.

Когда мы говорим о заикании во взрослом возрасте, то причины можно условно подразделить на две группы: с «органической» и невротической основой.

К первой можно отнести патологии вещества головного мозга. Например, состояния после перенесенной травмы, инсульты, опухоли. Часто в этом случае при исследовании мы можем обнаружить морфологический «субстрат», т.е. некие видимые изменения на томограммах мозга, при изучении его биоэлектрической активности и т.д.

Ко второй группе относятся расстройства невротического спектра, когда на фоне повышенной тревожности, непривычных эмоциональных нагрузок, стрессов, социофобии, человек может начать заикаться.

Наталья Владимировна, а каковы принципы диагностики заикания у взрослого человека?

Нужно постараться обнаружить причину, вызвавшую это расстройство. Если оно сохранилось с детства, то в этом случае диагностических сложностей будет меньше. Если же расстройство появилось во взрослом возрасте, то может понадобиться комплексное обследование разных специалистов с использованием, по показаниям, инструментальных методов исследования, таких как магнитно-резонансная томография, электроэнцефалография и другие.

Заикание у взрослых поддается лечению? Если да, то насколько успешно?

Да, оно возможно. Успех зависит от того, какие причины лежат в его основе и насколько они устранимы. Также важна заинтересованность самого пациента в избавлении от недуга.

Как проводится лечение заикания?

Обязательна терапия основного заболевания. Это могут быть медикаменты, направленные на коррекцию кровоснабжения головного мозга, психотропные препараты для устранения тревоги и страха. Также применяются психотерапия и гипноз, логопедические занятия, рефлексотерапия, дыхательные упражнения, пение.

Каков прогноз при заикании?

Зависит от нескольких факторов. Это и как можно более раннее начало терапевтических мероприятий; выраженность заболевания, на фоне которого появилось заикание; комплексность подхода, т.е. использование максимально широкого арсенала лечебных средств, показанных в каждом конкретном случае.

Наталья Владимировна, к специалисту какого профиля нужно обращаться при заикании, если это взрослый человек?

Лечением этой патологии занимаются врачи разных специальностей. В зависимости от конкретной ситуации и причины заикания это может быть логопед, невролог, психолог, психо- и/или гипнотерапевт, психиатр.

Для справки:

Умеренкова Наталья Владимировна

В 2004 году окончила Курский государственный медицинский университет.

В 2004-2005 годах прошла интернатуру по неврологии на базе вышеназванного университета.

С 2015 года работает в ООО «Клиника Эксперт Курск», является ведущим специалистом отделения неврологии.

Другие интервью с Умеренковой Н.В.:

«Как снять головную боль напряжения» 

 

МКБ-10: Код F — это… Что такое МКБ-10: Код F?

Список классов Международной классификации болезней 10-го пересмотра

Класс I. Некоторые инфекционные и паразитарные болезни Класс II. Новообразования Класс III. Болезни крови, кроветворных органов и отдельные нарушения, вовлекающие иммунный механизм Класс IV. Болезни эндокринной системы, расстройства питания и нарушения обмена веществ Класс V. Психические расстройства и расстройства поведения Класс VI. Болезни нервной системы Класс VII. Болезни глаза и его придаточного аппарата Класс VIII. Болезни уха и сосцевидного отростка Класс IX. Болезни системы кровообращения Класс X. Болезни органов дыхания Класс XI. Болезни органов пищеварения Класс XII. Болезни кожи и подкожной клетчатки Класс XIII. Болезни костно-мышечной системы и соединительной ткани Класс XIV. Болезни мочеполовой системы Класс XV. Беременность, роды и послеродовой период Класс XVI. Отдельные состояния, возникающие в перинатальном периоде Класс XVII. Врожденные аномалии (пороки крови), деформации и хромосомные нарушения Класс XVIII. Симптомы, признаки и отклонения от нормы, выявленные при клинических и лабораторных исследованиях, не классифицированные в других рубриках Класс XIX. Травмы, отравления и некоторые другие последствия воздействия внешних причин Класс XX. Внешние причины заболеваемости и смертности Класс XXI. Факторы, влияющие на состояние здоровья населения и обращения в учреждения здравоохранения

Содержание

Классификация психических расстройств по МКБ-10

Введение

В различных целях разработаны несколько разных версий Класса V (Психические и поведенческие расстройства) МКБ-10. Данная версия, Клинические описания и диагностические указания, предназначена для использования в клинических, образовательных и служебных целях. Исследовательские диагностические критерии разработаны для исследовательских целей и предназначены для использования в сочетании с данной книгой. Гораздо более короткий глоссарий, предусмотренный Главой V(F) МКБ-10, пригоден для использования статистиками и работниками медицинских канцелярий, а также служит отправной точкой для сравнения с другими классификациями; он не рекомендуется для использования психиатрами. В настоящее время готовятся более простые и короткие версии классификации, такие как многоосевая схема, для использования работниками первичного звена здравоохранения. Клинические описания и диагностические указания послужили основой для создания различных версий Класса V, и авторы с особой тщательностью пытались избежать их несовместимости между собой.

Общие положения

Перед использованием классификации важно изучить это общее введение, а также внимательно прочитать дополнительные вводные и разъяснительные тексты, помещенные в начале некоторых отдельных категорий. Это особенно важно при пользовании рубрикой F23.- (острые и транзиторные психотические расстройства) и разделом F30 — F39 (расстройства настроения (аффективные расстройства)). Учитывая давно существующие и пресловуто сложные проблемы, связанные с описанием и классификацией этих расстройств, объяснение подходов к их классификации проведено с особой тщательностью.

Для каждого расстройства предлагается описание как основных клинических признаков, так и любых значимых, но менее специфических признаков, которые связаны с ними. В большинстве случаев предлагаются «диагностические указания», определяющие количество и соотношение симптомов, необходимых для достоверной диагностики. Эти указания сформулированы таким образом, чтобы сохранить достаточную гибкость диагностических решений в клинической практике, особенно в тех ситуациях, где требуется установление временного диагноза, до того как станет полностью ясной клиническая картина или будет собрана полная информация. Для избежания повторений клинические описания и некоторые общие диагностические указания приводятся для определенных групп расстройств в дополнение к тем, которые относятся только к индивидуальным рубрикам.

При отчетливом выполнении требований, изложенных в диагностических указаниях, диагностика может рассматриваться как «достоверная». Если диагностические требования выполняются лишь частично, то все равно целесообразно регистрировать диагноз. В этих случаях диагностирующему предстоит решать, нужно ли отмечать меньшую степень диагностической достоверности (диагноз может определяться как «временный», если есть возможность расширить информацию, или как «предположительный», если получить новую информацию маловероятно).

Определение продолжительности симптоматики имеет значение скорее общего указания, нежели строгого требования; клиницисты должны сами выбирать адекватный диагноз, когда длительность отдельных симптомов слегка превышает или короче, чем установлено диагностическими критериями.

Диагностические указания должны также способствовать клиническому обучению, поскольку они отражают узловые пункты клинической практики, которые в более полной форме могут быть обнаружены в большинстве учебников по психиатрии. Они могут оказаться пригодными и для некоторых типов исследовательских проектов, где не требуются более точные (и следовательно более узкие) диагностические исследовательские критерии.

Настоящие описания и указания не несут в себе теоретического смысла и они не претендуют на всеобъемлющее определение современного состояния знаний о психических расстройствах. Они представляют собой просто группы симптомов и комментарии, относительно которых большое число советников и консультантов во многих странах мира договорились как о приемлемой основе определения границ категорий в классификации психических расстройств.

Основные различия между Классом V(F) МКБ-10 и Классом V МКБ-9

Общие принципы МКБ-10

МКБ-10 значительно превышает по объёму МКБ-9. В МКБ-9 использовались цифровые коды (001—999), тогда как в МКБ-10 принята буквенно-цифровая схема кодирования, основанная на кодах с одной буквой, за которой на трех-значном уровне следуют две цифры (A00 — Z99). Это значительно расширило число категорий, используемых для классификации.

В посвященной психическим расстройствам Классе МКБ-9 было только 30 трехзначных категорий (290—319), а Класс V(F) МКБ-10 содержит 100 таких категорий. Часть этих категорий остается пока не использованной, что позволит вносить изменения в классификацию без необходимости переиначивать всю систему.

МКБ-10 задумана как центральная («ядерная») классификация для группы классификаций по проблемам болезней и здоровья. Некоторые классификации из этой группы произведены за счет использования пятого или даже шестого знака для большей детализации. В других классификациях категории объединены для того, чтобы получить более широкие группы, пригодные для использования, например, в первичном здравоохранении или общей медицинской практике. Имеется многоосевой вариант Класс V(F) МКБ-10, а также специальная версия для детской психиатрической практики и исследований в этой области. Группа классификаций включает так же те, которые учитывают информацию, не содержащуюся в МКБ, но имеющую важное значение для медицины или здравоохранения, например, классификацию инвалидности, классификацию медицинских процедур и классификацию причин для контактов пациентов с работниками здравоохранения.

Невроз и психоз

В МКБ-10 не используется традиционная дифференциация между неврозами и психозами, которая была использована в МКБ-9 (хотя и намеренно оставленная там без каких-либо попыток дать дефиниции этим понятиям). Тем не менее, термин «невротические» все ещё сохраняется в отдельных случаях и используется, например, в названии большой группы (или раздела) расстройств F40 — F48 «Невротические, связанные со стрессом, и соматоформные расстройства». В этом разделе находится большинство расстройств, рассматривающихся в качестве неврозов теми, кто использует это понятие, за исключением депрессивного невроза и классифицированных в последующих разделах некоторых других невротических расстройств.

Вместо того, чтобы следовать дихотомии невроз—психоз, расстройства теперь сгруппированы в соответствии с основными общими характеристиками и описательной схожестью, что делает классификацию более удобной для использования. Например, циклотимия (F34.0) помещена в раздел F30 — F39 (расстройства настроения (аффективные расстройства)), а не в F60 — F69 (расстройства личности и поведения в зрелом возрасте). Равным образом, все расстройства, связанные с употреблением психоактивных веществ, сгруппированы в F10 — F19 независимо от их тяжести.

Термин «психотические» сохранен как удобный описательный термин, в частности, в F23.- (острые и преходящие психотические расстройства). Использование этого термина не подразумевает психодинамические механизмы, а просто указывает на наличие бреда, галлюцинаций или некоторых форм нарушения поведения, таких как резкое возбуждение и гиперактивность, выраженная психомоторная заторможенность и кататоническое поведение.

Другие различия между МКБ-10 и МКБ-9

Все расстройства, происхождение которых может быть приписано органическим факторам, сгруппированы в разделе F00 — F09, что делает эту часть классификации более легкой для употребления по сравнению с МКБ-9.

Новый порядок классификации психических и поведенческих расстройств, обусловленных употреблением психоактивных веществ, в разделе F10 — F19 оказался также более удобным, чем в предыдущей системе. Третий знак указывает на употребляемое вещество, а четвёртый и пятый знаки — на психопатологический синдром, от острой интоксикации до резидуальных состояний. Это позволяет кодировать все расстройства, связанные с употреблением одного вещества, уже по третьему знаку.

Раздел F20 — F29, включающий шизофрению, шизотипические состояния и бредовые расстройства, расширен за счет введения новых категорий, таких как недифференцированная шизофрения, постшизофреническая депрессия и шизотипическое расстройство. По сравнению с МКБ-9, значительно расширена классификация острых кратковременных психозов, которые часто наблюдаются в развивающихся странах.

В классификации аффективных расстройств более всего проявился принцип объединения состояний с общими клиническими проявлениями. Не используются такие термины как «невротическая депрессия» и «эндогенная депрессия», но среди различных типов депрессии и её градаций по тяжести выделены их фактические эквиваленты (включая дистимию (F34.-)).

Поведенческие синдромы и психические расстройства, сочетающиеся с физиологическими дисфункциями и гормональными изменениями, такие как расстройства приема пищи, расстройства сна неорганической природы и половые дисфункции, объединены в разделе F50 — F59 и описаны более подробно, чем в МКБ-9, в связи с возросшей потребностью в такой классификации. Раздел F60 — F69 содержит ряд новых расстройств поведения у взрослых, таких как патологическая склонность к азартным играм, пиромания и клептомания, наряду с более традиционными расстройствами личности. Расстройства полового предпочтения четко дифференцируются от расстройства половой идентификации, а гомосексуализм больше не учитывается в качестве самостоятельной категории.

Проблемы терминологии

Расстройство

Во всей классификации используется термин «расстройство», поскольку термины «болезнь» и «заболевание» вызывают при их использовании ещё большие сложности. «Расстройство» не является точным термином, но здесь под ним подразумевается клинически определенная группа симптомов или поведенческих признаков, которые в большинстве случаев причиняют страдание и препятствуют личностному функционированию. Изолированные социальные отклонения или конфликты без личностной дисфункции не должны включаться в группу психических расстройств.

Психогенное и психосоматическое

В названиях категорий термин «психогенное» не используется ввиду различий в его значении на разных языках и при разных психиатрических традициях. Тем не менее, он иногда встречается в тексте и указывает, что диагност рассматривает очевидные жизненные события или проблемы в качестве играющих важную роль в происхождении данного расстройства.

Термин «психосоматические» не используется по тем же причинам, а также для того, чтобы не подразумевалось, будто при других заболеваниях психологические факторы не имеют значения в их возникновении, течении и исходе. Расстройства, описываемые в других классификациях как психосоматические, могут быть обнаружены здесь в F45.- (соматоформные расстройства), F50.- (расстройства приема пищи), F52.- (сексуальная дисфункция) и F54.- (психологические и поведенческие факторы, связанные с расстройствами или заболеваниями, классифицированными в других разделах). Особенно важно отметить категорию F54.- (в МКБ-9 это категория 316) и напомнить, что она используется для указания на эмоциональное происхождение физических расстройств, классифицированных в других разделах МКБ-10. Обычным примером является кодирование психогенной астмы или экземы под рубрикой F54.- из Класса V(F) и одновременно под соответствующей рубрикой физического состояния из других Классов МКБ-10.

Нарушения в социально-психологической сфере

В этой главе используется ряд терминов, которые в соответствии с рекомендациями ВОЗ подразумевают нарушение психологического функционирования, снижение продуктивности и препятствие к выполнению социальной роли, хотя в некоторых случаях эти термины имеют более широкий смысл.

Специфические проблемы

Дети и подростки

Разделы F80 — F89 (расстройства психологического (психического) развития) и F90 — F98 (эмоциональные расстройства и расстройства поведения, начинающиеся обычно в детском и подростковом возрасте) охватывают лишь те расстройства, которые являются специфичными для детского и подросткового возраста. Ряд расстройств, помещенных в других разделах, могут возникать почти в любом возрасте и при необходимости их коды могут использоваться и у детей и подростков. Примерами являются расстройства приема пищи (F50.-), сна (F51.-) и половой идентификации (F64.-). Некоторые встречающиеся у детей типы фобий представляют собой особую классификационную проблему, как указывается в описательной части (F93.1 (фобическое тревожное расстройство в детском возрасте)).

Кодирование более одного диагноза

Клиницистам рекомендуется следовать общему правилу кодирования стольких диагнозов, сколько необходимо для того, чтобы отразить клиническую картину. При кодировании более одного диагноза обычно лучше всего отметить один из них в качестве основного, и остальные — в качестве вспомогательных или дополнительных. Предпочтение следует отдавать диагнозу, который больше всего подходит для целей, преследуемых в статистической работе; в клинической практике такой диагноз часто характеризует расстройство, послужившее причиной для консультации или обращения в стационарное, амбулаторное или полустационарное учреждение. В других случаях, например, когда оценивается анамнез больного, в качестве основного может быть «продольный» диагноз, который может не совпадать с тем, что отражает непосредственную причину консультации (например, больной с хронической шизофренией обращается за помощью в связи с симптомами острой тревоги). При сомнениях в выборе основного диагноза или неопределенности статистической задачи рекомендуется кодировать диагнозы в соответствии с их порядковыми номерами в данной классификации.

Кодирование диагнозов из других Классов МКБ-10

Убедительно рекомендуется использование других Классов МКБ-10 в дополнение к Классу V(F).

Примечания к отдельным категориям в классификации психических и поведенческих расстройств МКБ-10

В ходе подготовки Класса по психическим расстройствам МКБ-10 некоторые категории вызвали значительный интерес и споры, прежде чем заинтересованные лица смогли достичь достаточного уровня согласия. По некоторым из обсуждавшихся при этом вопросов приводятся следующие короткие замечания.

Деменция (F01 — F03)

Хотя для диагностики деменции необходимо снижение когнитивных способностей, в качестве диагностического критерия не используется возникающее в результате этого нарушение выполнения социальной роли ни в семейной, ни в профессиональных сферах. Это частный пример общего правила, распространяющегося на дефиниции всех расстройств Класса V МКБ-10 и принятого ввиду большого разнообразия в фактически доступных и считающихся адекватными социальных и трудовых ролях между различными культурами, религиями и национальностями. Тем не менее, установив диагноз с использованием другой информации, часто бывает целесообразным оценивать тяжесть заболевания по степени нарушений в сферах профессиональной занятости, семьи и досуга.

Продолжительность симптоматики, требуемой для диагностики шизофрении (F20.-)

Продромальные состояния

Перед развитием типично шизофренической симптоматики иногда в течение нескольких недель или месяцев, особенно у молодых людей, отмечаются неспецифические продромальные симптомы (такие как сужение интересов, избегание общества, прогулы работы, раздражительность и повышенная сензитивность). Эти симптомы не имеют диагностического значения для какого-либо конкретного расстройства, но они не являются типичными и для состояния здоровья. Часто они настолько же тягостны для семьи и настолько же инвалидизируют больного, насколько и развивающиеся позднее симптомы с более отчетливым болезненным характером, такие как бред и галлюцинации. При ретроспективном взгляде такие продромальные состояния представляются важным этапом в развитии заболевания, но пока малоизвестно, насколько характерны подобные продромы для других психических расстройств и возникают ли время от времени сходные состояния у лиц, никогда не обнаруживающих какого-либо диагностируемого психического расстройства.

Если бы могло быть выявлено и описано в воспроизводимых критериях типичное и специфичное для шизофрении продромальное состояние, которое было бы нехарактерно для других психических расстройств и для людей без психических расстройств, то было бы оправданным включить продромальное состояние среди факультативных критериев шизофрении. Учитывая задачи МКБ-10, имеющаяся в настоящее время информация по этой проблеме была расценена как недостаточная для того, чтобы оправдать включение продромального состояния в число диагностических критериев шизофрении. С данной проблемой тесно связана другая ещё неразрешенная проблема: в какой мере подобные продромальные состояния могут быть отдифференцированы от шизоидных и параноидных расстройств личности.

Дифференциация острых и преходящих психотических расстройств

(F23.-) от шизофрении (F20.-)

В МКБ-10 диагноз шизофрении зависит от наличия типичных симптомов бреда, галлюцинаций и других, приведенных в рубрике F20.-, а в качестве минимальной продолжительности симптоматики определен период в 1 месяц.

В ряде стран прочные клинические традиции, основанные на описательных, хотя и не эпидемиологических исследованиях, приводят к заключению, что, какова бы ни была природа ранней деменции Крепелина и шизофрений Блейлера, она (или они) представляет собой не то же самое, что и очень острые психозы с внезапным началом, краткосрочным течением за несколько недель или даже дней и благоприятным исходом.

В соответствии с установившимися традициями на разнообразие мнений по этой широко признанной проблеме указывают такие термины как «бредовые вспышки», «психогенный психоз», «шизофреноформный психоз», «циклоидный психоз» и «короткий реактивный психоз». Существующие данные и, соответственно, мнения относительно возможности развития при этих расстройствах транзиторной, но типичной шизофренической симптоматики и характерности или обязательности сочетания их с острым психологическим стрессом (бредовые вспышки, во всяком случае, первоначально описывались как чаще не связанные с явными психологическими провоцирующими факторами) также очень разнятся.

Учитывая, что знания о шизофрении и этих более острых расстройствах в настоящее время недостаточны, в МКБ-10 было решено предусмотреть такой необходимый для диагностики шизофрении период времени, который позволил бы симптоматике острых расстройств возникнуть, быть распознанной и в значительной мере уменьшиться. По сообщениям большинства клиницистов в подавляющем числе случаев этих острых психозов психотические симптомы возникают в течение нескольких дней, самое большее в течение 1-2 недель и многие больные выздоравливают в течение 2-3 недель независимо от проведения терапии. Поэтому представляется целесообразным определить 1-месячный период в качестве переходной точки между острыми расстройствами, при которых шизофренические симптомы были лишь одним из признаков, с одной стороны, и самой шизофренией, с другой. Для больных с психотическими, но нешизофреническими симптомами, которые сохраняются более одного месяца, нет необходимости изменять диагноз пока продолжительность состояния не достигает срока (3 месяца, смотри ниже), регламентируемого для бредового расстройства (F22.-).

О сходной продолжительности речь идет при острых симптоматических психозах (лучшим примером являются амфетаминовые психозы). Отмена токсического вещества обычно сопровождается исчезновением симптоматики в течение 8-10 дней, но поскольку часто требуется 7-10 дней, чтобы симптоматика проявилась и стала причинять неприятности (и чтобы больной обратился в психиатрическую службу), то в общем итоге продолжительность психоза составляет 20 дней и более. Таким образом, для определения расстройства в качестве шизофрении представляется адекватным исходить из необходимости примерно 30-дневного или одномесячного периода наблюдения (проспективного или ретроспективного) за сохраняющейся типичной симптоматикой. Принятие в качестве обязательного диагностического критерия шизофрении одномесячного периода типичной психотической симптоматики противоречит мнению о том, что шизофрения должна иметь относительно большую продолжительность. Не в одной национальной классификации минимальная длительность шизофрении принята за 6 месяцев, но при недостаточности современных знаний подобное ограничение диагноза шизофрении не представляется имеющим каких-либо преимуществ. В двух проводившихся под эгидой ВОЗ крупных международных мультицентровых исследованиях шизофрении и близких к ней расстройств (второе из этих исследований осуществлялось на основе эпидемиологического подхода) было выявлено, что у значительной части больных с отчетливой и типичной шизофренической симптоматикой длительность психоза составляла более месяца и менее 6 месяцев и наблюдалось хорошее или даже полное выздоровление. Поэтому для задач МКБ-10 представлялось целесообразным избегать каких-либо предположений о непременно хроническом характере шизофрении и рассматривать этот термин как описательный, соответствующий синдрому с разнообразными причинами (многие из которых до сих пор неизвестны) и с разнообразием исходов, зависящих от соотношения генетических, физических, социальных и культуральных воздействующих факторов.

Широкую дискуссию вызвал также вопрос о том, какую продолжительность симптоматики следует определить в качестве обязательной для диагностики хронического бредового расстройства (F22.-). В конечном итоге как наименее неудовлетворительный срок выбрали три месяца, поскольку откладывание принятия решения до 6 месяцев или более обусловливало бы необходимость введения другой диагностической категории, промежуточной между острыми и транзиторными психотическими расстройствами (F23.-) с одной стороны и хроническим бредовым расстройством с другой. Вся проблема взаимоотношений между обсуждаемыми расстройствами нуждается в получении более детальной и качественной информации, чем имеющаяся в настоящее время; сравнительно простое решение, в соответствии с которым диагностическое предпочтение отдается острым и транзиторным состояниям, представлялось наилучшим выходом из положения и способствующим дальнейшему развитию исследований в этой области.

Для острых и транзиторных психотических расстройств (F23.-) был использован такой принцип описания и классифицирования расстройства или группы расстройств, который скорее показывал бы возможные варианты решения, нежели опирался бы на традиционные посылки; эти и связанные с ними вопросы коротко обсуждаются во введении к рубрике

F23.-.

В данной классификации термин «шизофреноформное» не использовался для какого-то определенного расстройства. Это связано с тем, что за последние несколько десятилетий он применялся в нескольких различных клинических концепциях и определялся различными характеристиками, такими как острое начало, относительно небольшая продолжительность, атипичная симптоматика или атипичное сочетание симптомов и относительно благоприятный исход. Ввиду отсутствия данных, которые указывали бы на предпочтительность того или иного использования данного термина, его диагностическое применение было оценено как недостаточно обоснованное. Более того, необходимость в промежуточной рубрике такого типа устранена за счет использования F23.- и её подрубрик наряду с требованием наличия психотической симптоматики в течение месяца для диагноза шизофрении. Для тех, кто использует термин «шизофреноформное» в качестве диагностического термина даны указания по его включению в те расстройства, которые по своему значению совпадают с ним больше всего. К ним относятся: «шизофреноформный приступ» или «шизофреноформный психоз БДУ» в F20.8- (другие типы шизофрении) и «кратковременное шизофреноподобное расстройство или психоз» в F23.2х (острое шизофреноформное психотическое расстройство).

Простая шизофрения (F20.6-)

Эта рубрика сохранена в связи с её продолжающимся использованием в некоторых странах и неопределенностью природы простой шизофрении и её взаимоотношения с шизоидным расстройством личности и шизотипическим расстройством, разрешение которых потребует дополнительных данных. Предлагаемые критерии выделения простой шизофрении выдвигают проблемы определения в практическом аспекте границ всей этой группы расстройств.

Шизоаффективные расстройства (F25.-)

В настоящее время данные о целесообразности отнесения шизоаффективных расстройств (F25.-) в дефиниции МКБ-10 к разделу F20-F29 (шизофрения, шизотипические и бредовые расстройства) или к разделу F30-F39 ((аффективные) расстройства настроения) уравновешивают друг друга довольно точно. Окончательное решение поместить их в раздел F20-F29 было принято на основании испытания в национальных центрах проекта МКБ-10 за 1987 год, а также комментариев на этот проект, поступивших со всего мира от обществ-членов Всемирной психиатрической Ассоциации. Очевидно, что существуют широко распространенные и прочные клинические традиции, способствующие сохранению шизоаффективных психозов среди шизофрении и бредовых расстройств. В связи с этой дискуссией следует отметить, что при наличии набора аффективных симптомов добавление только неконгруентного аффекту бреда недостаточно для изменения диагноза на рубрику шизоаффективного расстройства. Во время того же эпизода расстройства наряду с аффективной симптоматикой должен присутствовать по меньшей мере один типично шизофренический симптом.

Расстройства настроения (аффективные расстройства)

(F30 — F39)

Видимо, дискуссия о классификации расстройств настроения будет продолжаться среди психиатров до тех пор, пока не будут разработаны такие методы подразделения клинических синдромов, которые хотя бы частично основывались бы на физиологических или биохимических измерениях и не ограничивались бы клиническими описаниями эмоций и поведения, как это имеет место в настоящее время. Пока сохраняется это ограничение, выбирать приходится главным образом между относительно простой классификацией, включающей несколько степеней тяжести, и более детализированной классификацией с более дробными подразделениями.

Использовавшийся в испытаниях национальными центрами проект МКБ-10 1987 года отличался простотой, включая, например, лишь легкие и тяжелые депрессивные эпизоды, отсутствовала дифференциация гипомании и мании и не выделялись известные клинические понятия, такие как «соматический» синдром или аффективные формы галлюцинаций и бреда. Тем не менее, результаты испытаний этого проекта МКБ-10 во многих центрах и другие комментарии от клиницистов показали потребность многих психиатров иметь возможность выделять несколько степеней тяжести депрессии и отмечать другие вышеуказанные особенности клинической картины. Кроме того, из предварительного анализа данных, полученных в ходе испытаний, стало ясным, что рубрика «легкого депрессивного эпизода» часто характеризуется сравнительно невысокой воспроизводимостью заключений разных клиницистов.

Выяснилось также, что мнения клиницистов относительно требуемого количества подрубрик депрессии в значительной мере зависят от клинического материала, с которым они чаще всего имеют дело. Те из них, кто работает в первичном здравоохранении, амбулаторной практике и в психиатрических кабинетах общесоматических учреждений, нуждаются в выделении рубрик, соответствующих легким, но клинически значимым состояниям депрессии, тогда как те врачи, которые работают с госпитализированными пациентами, нуждаются в использовании рубрик, предусмотренных для более тяжелых состояний. Дальнейшие консультации с экспертами по аффективным расстройствам привели к созданию версии, использованной в настоящем издании МКБ-10. В эту классификацию были включены варианты, учитывающие несколько аспектов клиники аффективных расстройств, которые, несмотря на отсутствие полной научной обоснованности, рассматриваются психиатрами во многих частях света как клинически полезные. Можно надеяться, что включение в МКБ-10 этих вариантов будет стимулировать дальнейшие дискуссии и исследования по их истинной клинической значимости.

Нерешенными остаются проблемы оптимального определения и диагностического использования неконгруентности бреда настроению. Имеющиеся по этой проблеме данные и клиническая потребность в подрубриках конгруентного и неконгруентного настроению бреда представляются достаточными, чтобы ввести их в МКБ-10 по крайней мере в качестве «дополнительного варианта» кодирования аффективных расстройств.

Рекуррентное кратковременное депрессивное расстройство

Со времени введения МКБ-9 накопились достаточные данные, обосновывающие включение специальной рубрики для кратковременных эпизодов депрессии, которые отвечают критериям тяжести, но не длительности депрессивного эпизода (F32.-). Эти рекуррентные состояния имеют неопределенное нозологическое значение и введение для них специальной рубрики должно способствовать сбору информации, которая приведет к уточнению их частоты и долгосрочного прогноза.

Агорафобия и паническое расстройство

В последнее время широко дискутировался вопрос о возможности рассматривать агорафобию и приступы паники в качестве первичных расстройств. Имеющийся в различных странах опыт, учитывающий кросс-культуральный аспект проблемы, не оправдывает отказ от все ещё широко принятого мнения о том, что фобическое расстройство лучше всего рассматривать как первичное, при котором приступы паники свидетельствуют о его тяжести.

Смешанные категории тревоги и депрессии

Психиатры и другие медицинские работники, принимающие пациентов в системе первичного здравоохранения, будут особенно активно пользоваться рубриками F41.2 (смешанное тревожное и депрессивное расстройство), F41.3 (другие смешанные тревожные расстройства), различными подрубриками F43.2х (расстройство приспособительных реакций) и F44.7 (смешанные диссоциативные (конверсионные) расстройства). Назначение этих рубрик заключается в том, чтобы упрощенно описать расстройства, проявляющиеся таким смешением симптоматики, для которого неадекватны более простые и традиционные психиатрические рубрики, но которое, тем не менее, представляет собой значительно распространенные и тяжелые состояния, приводящие к нарушению функционирования. Эти состояния приводят также к частым обращениям в систему первичного здравоохранения, медицинские и психиатрические службы. Могут возникнуть трудности с использованием этих рубрик с достаточной степенью воспроизводимости диагностики, поэтому важными будут апробация их и, при необходимости, исправление дефиниций.

Диссоциативные и соматоформные расстройства, их отношение к истерии

Ни в одном из названий рубрик Класса V МКБ-10 термин «истерия» не употреблялся из-за многочисленности и разнообразия его значений. Вместо него предпочтение было отдано термину «диссоциативный», который объединил расстройства, считавшиеся ранее истерическими, причем как собственно диссоциативного, так и конверсионного типов. Во многом это связано с тем, что больные с диссоциативным и конверсионным типами расстройств часто обнаруживают и ряд других общих характеристик, а кроме того, у них нередки проявления обоих этих типов симптоматики одновременно или в разное время. Представляется также оправданным считать, что диссоциативные и конверсионные симптомы имеют одни и те же (или очень близкие) психологические механизмы развития.

В различных странах мира уже достаточно широко принята целесообразность объединения нескольких расстройств с преимущественно физическими или соматическими проявлениями под названием «соматоформные». Однако, по вышеуказанным причинам это новое понятие было сочтено недостаточным основанием для отделения амнезий и фуг от диссоциативной потери чувствительности и движений.

Если расстройство множественной личности (F44.81) действительно существует не как культурально специфическое или даже ятрогенное состояние, тогда можно предполагать, что его лучше всего поместить среди расстройств диссоциативной группы.

Неврастения

Хотя в ряде классификационных систем неврастения уже не упоминается, в МКБ-10 для неё сохранена рубрика, поскольку в некоторых странах этот диагноз используется ещё достаточно широко. Проводившиеся в различных условиях исследования показали, что значительная часть случаев, диагностированных в качестве неврастении, может быть также классифицирована под рубриками депрессии или тревоги, однако имеются случаи, в которых клиническое состояние не отвечает описанию любой другой рубрики, но соответствует критериям синдрома неврастении. Можно надеяться, что включение неврастении в МКБ-10 в качестве отдельной рубрики будет способствовать её дальнейшему изучению.

Культурально специфические расстройства

В последние годы все реже выражалась потребность в отдельной рубрике для таких расстройств как лата, амок, коро и ряда других возможно культурально специфических расстройств. Не увенчались успехом попытки обнаружить хорошие описательные исследования, предпочтительно с эпидемиологическим подходом, которые обосновывали бы включение этих расстройств в психиатрическую систематику в качестве отличающихся от других известных классификационных рубрик, поэтому в МКБ-10 они отдельно не кодируются. Имеющиеся в настоящее время в литературе описания этих расстройств предполагают, что они могут рассматриваться как варианты тревоги, депрессии, соматоформного расстройства или адаптационного расстройства; поэтому следует использовать наиболее близкий эквивалентный код с дополнительным указанием на конкретное культурально специфическое расстройство. Могут иметь место выраженные элементы поведения, направленного на привлечение внимания, или принятие роли больного по типу описанного в F68.1 (умышленное вызывание или симулирование симптомов или инвалидности физического или психологического характера), что также может регистрироваться при диагностике.

Психические расстройства и расстройства поведения, связанные с послеродовым периодом (F53.-)

Эта рубрика выглядит необычной и пародоксальной ввиду имеющейся рекомендации использовать её только при невозможности иной диагностики. Её включение в МКБ-10 является признанием весьма реальных практических проблем во многих развивающихся странах, заключающихся в фактической невозможности сбора детальной информации о случаях послеродового заболевания. Все же предполагается, что несмотря на отсутствие информации, позволяющей провести диагностику одного из подтипов аффективного расстройства (или, реже, шизофрении), она все же будет достаточной, чтобы установить наличие легкого (F53.0) или тяжелого (F53.1) послеродового расстройства; такое подразделение целесообразно при оценке рабочей нагрузки и при принятии решений относительно организации медицинского обслуживания.

Включение этой рубрики в МКБ-10 не должно подразумевать, что при наличии адекватной информации значительная часть случаев послеродовых психических заболеваний не может быть классифицирована в других рубриках. Большинство экспертов в этой области придерживаются мнения, что клиническая картина послеродовых психозов столь редко (если это вообще возможно) может быть надежно отграничена от аффективного расстройства или шизофрении, что введение специальной рубрики не оправдано. Любой психиатр, придерживающийся точки зрения, что на самом деле существуют особые послеродовые психозы, может использовать эту рубрику, имея при этом в виду её истинное назначение.

Специфические расстройства личности (F60.-)

Во всех современных психиатрических классификациях разделы, посвященные расстройствам зрелой личности, содержат ряд значительных проблем, решение которых потребует информации, полученной в ходе широких и долговременных исследований. При попытках изложить детальные диагностические критерии этих расстройств возникают особые трудности, связанные с различием между наблюдениями и интерпретацией; в свете современных знаний остается нерешенной проблема ряда критериев, которые должны быть удовлетворены прежде, чем диагноз будет считаться установленным. Тем не менее, сделанные попытки определения критериев для этой рубрики могут помочь продемонстрировать, что для описания расстройств личности требуется новый подход.

После первоначальных сомнений в качестве подрубрики эмоционально нестабильного расстройства личности (F60.3-) было включено короткое описание пограничного расстройства личности (F60.31х), что также вызывает надежды на стимулирование исследований по этой проблеме.

Другие расстройства личности и поведения в зрелом возрасте (F68.-)

Сюда включены две рубрики, которые отсутствуют в МКБ-9: F68.0 (преувеличение соматической психопатологии по психологическим причинам) и F68.1 (умышленное вызывание или симулирование симптомов или инвалидности физического или психологического характера (поддельное нарушение)) . Учитывая, что эти рубрики, строго говоря, соответствуют расстройствам ролевого поведения, психиатрам было бы удобно объединить их с другими расстройствами поведения у взрослых. Вместе с симуляцией (Z76.5), которая всегда помещалась вне психиатрического Класса МКБ, эти три диагностические рубрики часто должны рассматриваться вместе. Основным различием между первыми двумя и банальной симуляцией является очевидная мотивированность последней, которая обычно ограничивается ситуациями, включающими опасность лично для индивидуума, угрозу вынесения приговора в связи с криминальным деянием или заинтересованность в крупной сумме денег.

Умственная отсталость (F70 — F79)

Позиция создателей Класса V МКБ-10 всегда заключалась в том, чтобы изложить раздел, посвященный умственной отсталости, как можно короче и проще, признавая при этом, что адекватная классификация здесь возможна только при использовании всеобъемлющей, предпочтительно многоосевой, системы. Такая система нуждается в специальной разработке и в настоящее время создаются адекватные предложения для международного использования.

Расстройства с началом, специфическим для детского возраста

F80 — F89 Расстройства психологического (психического) развития

Расстройства детского возраста, такие как детский аутизм и дезинтегративный психоз, классифицировавшиеся в МКБ-9 в качестве психозов, теперь более адекватно помещены в F84.- (общие расстройства психологического (психического) развития). Информация о синдромах Ретта и Аспергера считается теперь достаточной, чтобы включить их в эту группу в качестве специфических расстройств, хотя и сохраняются некоторые сомнения относительно их нозологического положения. В эту же группу включено и гиперактивное расстройство, сочетающееся с умственной отсталостью и стереотипными движениями (F84.4), несмотря на смешанную природу расстройств этой рубрики, создание которой обосновывается данными, предполагающими её большую практическую полезность.

F90-F98 Эмоциональные расстройства и расстройства поведения, начинающиеся обычно в детском и подростковом возрасте

В течение многих лет хорошо известна проблема расхождения во взглядах между различными национальными школами относительно границ гиперкинетического расстройства. Эти различия детально обсуждались на встречах советников ВОЗ и других экспертов. В МКБ-10 гиперкинетическое расстройство определяется более широко, чем в МКБ-9. Другое отличие дефиниции МКБ-10 заключается в выделении относительного значения отдельных симптомов, образующих гиперкинетический синдром; поскольку в качестве основания для дефиниции использовались последние эмпирические данные, то можно обоснованно полагать, что в МКБ-10 она значительно улучшена.

Гиперкинетическое расстройство поведения (F90.1) является одним из немногих примеров комбинационной категории, сохранившейся в Классе V(F) МКБ-10. Использование этого диагноза указывает, что выполняются критерии одновременно гиперкинетического расстройства (F90.-) и расстройства поведения (F91.-). Эти несколько исключений из общего правила были сочтены оправданными, исходя из клинического удобства ввиду частого сосуществования этих расстройств и показанного позднее значения смешанного синдрома. Тем не менее в Исследовательских диагностических критериях МКБ-10 вероятно будет дана рекомендация для исследовательских целей описывать отдельно случаи, соответствующие этим категориям, в терминах гиперактивности, эмоциональных нарушений и тяжести расстройства поведения (в дополнение к комбинационной категории, используемой как общий диагноз).

В МКБ-9 не было оппозиционно-вызывающего расстройства (F91.3), но оно включено в МКБ-10, учитывая данные о его прогностическом значении: в этих случаях позднее развиваются проблемы поведения. При этом имеется предупреждающее замечание, рекомендующее использование этой рубрики главным образом у детей младшего возраста.

Рубрика 313 из МКБ-9 (нарушения эмоций, специфические для детского и подросткового возраста) разделена в МКБ-10 на две отдельные категории, а именно: эмоциональные расстройства, начало которых специфично для детского возраста (F93.-), и расстройства социального функционирования с началом, специфическим для детского и подросткового возраста (F94.-). Это связано с сохраняющейся потребностью в дифференциации различных форм болезненной тревоги и связанных с ней эмоций у детей и у взрослых. Отчетливыми показателями такой потребности являются частое начало невротических расстройств в зрелом возрасте, а также та частота, с которой наблюдаются эмоциональные расстройства в детском возрасте, при фактическом отсутствии сходных расстройств у взрослых. Ключевым критерием дефиниции этих расстройств в МКБ-10 является адекватность обнаруживаемой эмоции стадии развития ребенка плюс необычная степень её стойкости с нарушением функции. Другими словами, эти расстройства детского возраста, представляют собой значительное усиление эмоциональных состояний и реакций, которые рассматриваются в качестве нормальных для данного возраста, если только они возникают в легкой форме. Если необычно содержание эмоциональных переживаний или если эмоциональное состояние развивается в необычном возрасте, то следует использовать общие категории из других разделов классификации.

Вопреки названию новая категория F94.- (расстройства социального функционирования с началом, специфическим для детского и подросткового возраста) не противоречит общему правилу МКБ-10 не использовать нарушения социальной роли в качестве диагностического критерия. Дело в том, что аномалии социального функционирования, о которых идет речь в F94.-, являются ограниченными по количеству и касаются только взаимоотношений ребенка с родителями и его непосредственного семейного окружения; эти взаимоотношения имеют совсем не то же значение и обнаруживают совсем не те же культуральные вариации, что и взаимоотношения, формирующиеся на работе или при обеспечении семьи и не использующиеся в качестве диагностических критериев.

Ряд категорий, которыми будут часто пользоваться детские психиатры, такие как расстройства приема пищи (F50.-), расстройства сна неорганической природы (F51.-) и расстройства половой идентификации (F64.-) находятся в общих разделах классификации, поскольку они часто начинаются и обнаруживаются как у детей, так и у взрослых. Тем не менее, было решено, что специфичные для детского возраста клинические признаки оправдывают введение дополнительных рубрик расстройства приема пищи в младенческом и детском возрасте (F98.2) и поедания несъедобного младенцами и детьми (F98.3).

Психиатры, использующие разделы F80-F89 и F90-F98 должны знать также содержание неврологического Класса МКБ-10 (Класс VI(G)). В этом Классе содержатся синдромы с преимущественно физическими проявлениями и отчетливой «органической» этиологией, среди которых особый интерес для детских психиатров представляет синдром Кляйн-Левина (G47.8).

Неуточненные психические расстройства (F99.х)

Имеются практические причины, по которым потребовалось включение в МКБ-10 рубрики для «неуточненного психического расстройства»; тем не менее, это ставит проблему, связанную с тем, что все классификационное пространство Класса V разбито на 10 разделов, каждый из которых охватывает особую область психической патологии. Было решено, что наименее неудовлетворительным вариантом будет использование для неуточненного психического расстройства последней цифровой рубрики классификации, то есть F99.-.

Ликвидация категорий, предлагавшихся в предыдущих проектах МКБ-10

В ходе консультаций с экспертами и обзора литературы, которые предшествовали разработке проектов Класса V МКБ-10, были сделаны многочисленные предложения по изменению классификации. Целый ряд факторов повлиял на принятие решений по включению этих предложений в классификацию или отвержению их. К ним относились результаты апробации классификации в национальных центрах, консультации с руководителями сотрудничающих центров ВОЗ, результаты переводов классификации на другие.

F00-F09 — Органические, включая симптоматические психические расстройства

• F00. Деменция при болезни Альцгеймера
  • F00.0 Деменция при болезни Альцгеймера с ранним началом
  • F00.1 Деменция при болезни Альцгеймера с поздним началом
  • F00.2 Деменция при болезни Альцгеймера, атипичная или смешанного типа
  • F00.9 Деменция при болезни Альцгеймера неуточненная
• F01. Сосудистая деменция
  • F01.0 Сосудистая деменция с острым началом
  • F01.1 Мультиинфарктная деменция
  • F01.2 Подкорковая сосудистая деменция
  • F01.3 Смешанная корковая и подкорковая сосудистая деменция
  • F01.4 Другая сосудистая деменция
  • F01.5 Сосудистая деменция неуточненная
• F02. Деменция при других болезнях, классифицированных в других рубриках
  • F02.0 Деменция при болезни Пика
  • F02.1 Деменция при болезни Крейтцфельда-Якоба
  • F02.2 Деменция при болезни Гентингтона
  • F02.3 Деменция при болезни Паркинсона
  • F02.4 Деменция при болезни, вызванной вирусом иммунодефицита человека ВИЧ
  • F02.8 Деменция при других уточненных болезнях, классифицированных в других рубриках
• F03. Деменция неуточненная
• F04. Органический амнестический синдром, не вызванный алкоголем или другими психоактивными веществами
• F05. Делирий, не вызванный алкоголем или другими психоактивными веществами
  • F05.0 Делирий не на фоне деменции, так описанный
  • F05.1 Делирий на фоне деменции
  • F05.8 Другой делирий
  • F05.9 Делирий неуточненный
• F06. Другие психические расстройства, обусловленные повреждением и дисфункцией головного мозга или соматической болезнью
  • F06.0 Органический галлюциноз
  • F06.1 Органическое катаническое состояние
  • F06.2 Органическое бредовое шизофреноподобное расстройство
  • F06.3 Органические расстройства настроения аффективные
  • F06.4 Органическое тревожное расстройство
  • F06.5 Органическое диссоциативное расстройство
  • F06.6 Органическое эмоциональное лабильное [астеническое] расстройство
  • F06.7 Легкое когнитивное расстройство
  • F06.8 Другие уточненные психические расстройства, обусловленные повреждением и дисфункцией головного мозга или соматической болезнью
  • F06.9 Психическое расстройство, обусловленное повреждением и дисфункцией головного мозга или соматической болезнью, неуточненное
• F07. Расстройства личности и поведения, обусловленные болезнью, повреждением или дисфункцией головного мозга
  • F07.0 Расстройство личности органической этиологии
  • F07.1 Постэнцефалитный синдром
  • F07.2 Постконтузионный синдром
  • F07.8 Другие органические расстройства личности и поведения, обусловленные болезнью, травмой и дисфункцией головного мозга
  • F07.9 Органическое расстройство личности и поведения, обусловленное болезнью, повреждением или дисфункцией головного мозга, неуточненное
• F09. Органическое или симптоматическое психическое расстройство неуточненное

F10-F19 — Психические расстройства и расстройства поведения, связанные с употреблением психоактивных веществ

• F10. Психические и поведенческие расстройства, вызванные употреблением алкоголя
• F11. Психические и поведенческие расстройства, вызванные употреблением опиоидов
• F12. Психические и поведенческие расстройства, вызванные употреблением каннабиноидов
• F13. Психические и поведенческие расстройства, вызванные употреблением седативных или снотворных средств
• F14. Психические и поведенческие расстройства, вызванные употреблением кокаина
• F15. Психические и поведенческие расстройства, вызванные употреблением других стимуляторов (включая кофеин)
• F16. Психические и поведенческие расстройства, вызванные употреблением галлюциногенов
• F17. Психические и поведенческие расстройства, вызванные употреблением табака
• F18. Психические и поведенческие расстройства, вызванные употреблением органических летучих растворителей
• F19. Психические и поведенческие расстройства, вызванные одновременным употреблением нескольких наркотических средств и использованием других психоактивных веществ

• • (F1x.0) Острая интоксикация
  • (F1x.1) Пагубное употребление
  • (F1x.2) Синдром зависимости
  • (F1x.3) Абстинентное состояние
  • (F1x.4) Абстинентное состояние с делирием
  • (F1x.5) Психотическое расстройство
  • (F1x.6) Амнестический синдром
  • (F1x.7) Резидуальные и отсроченные психотические расстройства
  • (F1x.8) Другие психические расстройства и расстройства поведения
  • (F1x.9) Психическое расстройство и расстройство поведения неуточненное

F20-F29 — Шизофрения, шизотипические и бредовые расстройства

• F20. Шизофрения
  • F20.0 Параноидная шизофрения
  • F20.1 Гебефреническая шизофрения
  • F20.2 Кататоническая шизофрения
  • F20.3 Недифференцированная шизофрения
  • F20.4 Постшизофреническая депрессия
  • F20.5 Остаточная шизофрения
  • F20.6 Простой тип шизофрении
  • F20.8 Другой тип шизофрении
  • F20.9 Шизофрения неуточненная
• F21. Шизотипическое расстройство
• F22. Хронические бредовые расстройства
  • F22.0 Бредовое расстройство
  • F22.8 Другие хронические бредовые расстройства
  • F22.9 Хроническое бредовое расстройство неуточненное
• F23. Острые и преходящие психотические расстройства
  • F23.0 Острое полиморфное психотическое расстройство без симптомов шизофрении
  • F23.1 Острое полиморфное психотическое расстройство с симптомами шизофрении
  • F23.2 Острое шизофреноформное психотическое расстройство
  • F23.3 Другие острые преимущественно бредовые психотические расстройства
  • F23.8 Другие острые и преходящие психотические расстройства
  • F23.9 Острое и преходящее психотическое расстройство неуточненное
• F24. Индуцированное бредовое расстройство
• F25. Шизоаффективные расстройства
  • F25.0 Шизоаффективное расстройство, маниакальный тип
  • F25.1 Шизоаффективное расстройство, депрессивный тип
  • F25.2 Шизоаффективное расстройство, смешанный тип
  • F25.8 Другие шизоаффективные расстройства
  • F25.9 Шизоаффективное расстройство неуточненное
• F28. Другие неорганические психотические расстройства
• F29. Неорганический психоз неуточненный

F30-F39 — Расстройства настроения (аффективные расстройства)

• F30. Маниакальный эпизод
  • F30.0 Гипомания
  • F30.1 Мания без психотических симптомов
  • F30.2 Мания с психотическими симптомами
  • F30.8 Другие маниакальные эпизоды
  • F30.9 Маниакальный эпизод неуточненный
• F31. Биполярное аффективное расстройство
• F32. Депрессивный эпизод
  • F32.0 Депрессивный эпизод легкой степени
  • F32.1 Депрессивный эпизод средней степени
  • F32.2 Депрессивный эпизод тяжелой степени без психотических симптомов
  • F32.3 Депрессивный эпизод тяжелой степени с психотическими симптомами
  • F32.8 Другие депрессивные эпизоды
  • F32.9 Депрессивный эпизод неуточненный
• F33. Рекуррентное депрессивное расстройство
  • F33.0 Рекуррентное депрессивное расстройство, текущий эпизод легкой степени
  • F33.1 Рекуррентное депрессивное расстройство, текущий эпизод средней степени
  • F33.2 Рекуррентное депрессивное расстройство, текущий эпизод тяжелой степени без психотических симптомов
  • F33.3 Рекуррентное депрессивное расстройство, текущий эпизод тяжелой степени с психотическим симптомами
  • F33.4 Рекуррентное депрессивное расстройство, текущее состояние ремиссии
  • F33.8 Другие рекуррентные депрессивные расстройства
  • F33.9 Рекуррентное депрессивное расстройство неуточненное
• F34. Устойчивые расстройства настроения [аффективные расстройства]
  • F34.0 Циклотимия
  • F34.1 Дистимия
  • F34.8 Другие устойчивые расстройства настроения (аффективные)
  • F34.9 Устойчивое расстройство настроения (аффективное) неуточненное
• F38. Другие расстройства настроения [аффективные]
  • F38.0 Другие одиночные расстройства настроения (аффективные)
  • F38.1 Другие рекуррентные расстройства настроения (аффективные)
  • F38.8 Другие уточненные расстройства настроения (аффективные)
• F39. Расстройство настроения [аффективное] неуточненное

F40-F48 — Невротические, связанные со стрессом и соматоформные расстройства

• F40. Фобические тревожные расстройства
  • F40.0 Агорафобия
  • F40.1 Социальные фобии
  • F40.2 Специфические (изолированные) фобии
  • F40.8 Другие фобические тревожные расстройства
  • F40.9 Фобическое тревожное расстройство неуточненное
• F41. Другие тревожные расстройства
  • F41.0 Паническое расстройство [эпизодическая пароксизмальная тревожность]
  • F41.1 Генерализованное тревожное расстройство
  • F41.2 Смешанное тревожное и депрессивное расстройство
  • F41.3 Другие смешанные тревожные расстройства
  • F41.8 Другие уточненные тревожные расстройства
  • F41.9 Тревожное расстройство неуточненное
• F42. Обсессивно-компульсивное расстройство
  • F42.0 Преимущественно навязчивые мысли или размышления
  • F42.1 Преимущественно компульсивное действие [навязчивые ритуалы]
  • F42.2 Смешанные навязчивые мысли и действия
  • F42.8 Другие обсессивно-компульсивные расстройства
  • F42.9 Обсессивно-компульсивное расстройство неуточненное
• F43. Реакция на тяжелый стресс и нарушения адаптации
• F44. Диссоциативные [конверсионные] расстройства
  • F44.0 Диссоциативная амнезия
  • F44.1 Диссоциативная фуга
  • F44.2 Диссоциативный ступор
  • F44.3 Транс и одержимость
  • F44.4 Диссоциативные двигательные расстройства
  • F44.5 Диссоциативные конвульсии
  • F44.6 Диссоциативная анестезия или потеря чувственного восприятия
  • F44.7 Смешанные диссоциативные [конверсионные] расстройства
  • F44.8 Другие диссоциативные [конверсионные расстройства]
  • F44.9 Диссоциативное [конверсионное] расстройство неуточненное
• F45. Соматоформные расстройства
  • F45.0 Соматизированное расстройство
  • F45.1 Недифференцированное соматоформное расстройство
  • F45.2 Ипохондрическое расстройство
  • F45.3 Соматоформная дисфункция вегетативной нервной системы
  • F45.4 Устойчивое соматоформное болевое расстройство
  • F45.8 Другие соматоформные расстройства
  • F45.9 Соматоформное расстройство неуточненное
• F48. Другие невротические расстройства
  • F48.0 Неврастения
  • F48.1 Синдром деперсонализации-дереализации
  • F48.8 Другие уточненные невротические расстройства
  • F48.9 Невротическое расстройство неуточненное

F50-F59 — Поведенческие синдромы, связанные с физиологическими нарушениями и физическими факторами

• F50. Расстройства приема пищи
  • F50.0 Нервная анорексия
  • F50.1 Атипичная нервная анорексия
  • F50.2 Нервная булимия
  • F50.3 Атипичная нервная булимия
  • F50.4 Переедание, связанное с другими психологическими расстройствами
  • F50.5 Рвота, связанная с другими психологическими расстройствами
  • F50.8 Другие расстройства приема пищи
  • F50.9 Расстройство приема пищи неуточненное
• F51. Расстройства сна неорганической этиологии
  • F51.0 Бессонница неорганической этиологии
  • F51.1 Сонливость [гиперсомния] неорганической этиологии
  • F51.2 Расстройство режима сна и бодрствования неорганической этиологии
  • F51.3 Снохождение (сомнамбулизм)
  • F51.4 Ужасы во время сна [ночные ужасы]
  • F51.5 Кошмары
  • F51.8 Другие расстройства сна неорганической этиологии
  • F51.9 Расстройство сна неорганической этиологии неуточненное
• F52. Сексуальная дисфункция, не обусловленная органическими нарушениями или болезнями
  • F52.0 Отсутствие или потеря сексуального влечения
  • F52.1 Отвращение к половым сношениям и отсутствие полового удовольствия
  • F52.2 Недостаточность генитальной реакции
  • F52.3 Оргазмическая дисфункция
  • F52.4 Преждевременная эякуляция
  • F52.5 Вагинизм неорганического происхождения
  • F52.6 Диспареуния неорганического происхождения
  • F52.7 Повышенное половое влечение
  • F52.8 Другая сексуальная дисфункция, не обусловленная органическим нарушением или болезнью
  • F52.9 Сексуальная дисфункция, не обусловленная органическим нарушением или болезнью, неуточненная
• F53. Психические расстройства и расстройства поведения, связанные с послеродовым периодом, не классифицированные в других рубриках
  • F53.0 Легкие психические расстройства и расстройства поведения, связанные с послеродовым периодом, не классифицированные в других рубриках
  • F53.1 Тяжелые психические расстройства и расстройства поведения, связанные с послеродовым периодом, не классифицированные в других рубриках
  • F53.8 Другие психические расстройства и расстройства поведения, связанные с послеродовым периодом, не классифицированные в других рубриках
  • F53.9 Послеродовое психическое расстройство неуточненное
• F54. Психологические и поведенческие факторы, связанные с нарушениями или болезнями, классифицированными в других рубриках
• F55. Злоупотребление веществами, не вызывающими зависимость
• F59. Поведенческие синдромы, связанные с физиологическими нарушениями и физическими факторами, неуточненные

F60-F69 — Расстройства личности и поведения в зрелом возрасте

• F60. Специфические расстройства личности
  • F60.0 Параноидное расстройство личности
  • F60.1 Шизоидное расстройство личности
  • F60.2 Диссоциальное расстройство личности
  • F60.3 Эмоционально неустойчивое расстройство личности
  • F60.4 Истерическое расстройство личности
  • F60.5 Ананкастное расстройство личности
  • F60.6 Тревожное (уклоняющееся) расстройство личности
  • F60.7 Расстройство типа зависимой личности
  • F60.8 Другие специфические расстройства личности
  • F60.9 Расстройство личности неуточненное
• F61. Смешанные и другие расстройства личности
• F62. Стойкие изменения личности, не связанные с повреждением или болезнью головного мозга
  • F62.0 Стойкое изменение личности после переживания катастрофы
  • F62.1 Стойкое изменение личности после психического заболевания
  • F62.8 Другие стойкие изменения личности
  • F62.9 Стойкое изменение личности неуточненное
• F63. Расстройства привычек и влечений
• F64. Расстройства половой идентификации
  • F64.0 Транссексуализм
  • F64.1 Трансвестизм двойной роли
  • F64.2 Расстройство половой идентификации в детском возрасте
  • F64.8 Другое расстройство половой идентификации
  • F64.9 Расстройство половой идентификации, неуточненное
• F65. Расстройства сексуального предпочтения
• F66. Психологические и поведенческие расстройства, связанные с половым развитием и ориентацией
  • F66.0 Расстройство сексуального созревания
  • F66.1 Эгодистоническая половая ориентация
  • F66.2 Расстройство сексуальных отношений
  • F66.8 Другие расстройства психосексуального развития
  • F66.9 Расстройство психосексуального развития неуточненное
• F68. Другие расстройства личности и поведения в зрелом возрасте
• F69. Расстройство личности и поведения в зрелом возрасте неуточненное

F70-F79 — Умственная отсталость

• F70. Умственная отсталость легкой степени
  • F70.0 Умственная отсталость легкой степени – с указанием на отсутствие и слабую выраженность нарушения поведения
  • F70.1 Умственная отсталость легкой степени – значительное нарушение поведения, требующее ухода и лечения
  • F70.8 Умственная отсталость легкой степени – другие нарушения поведения
  • F70.9 Умственная отсталость легкой степени – без указаний на нарушение поведения
• F71. Умственная отсталость умеренная
  • F71.0 Умственная отсталость умеренная – с указанием на отсутствие и слабую выраженность нарушения поведения
  • F71.1 Умственная отсталость умеренная – значительное нарушение поведения, требующее ухода и лечения
  • F71.8 Умственная отсталость умеренная – другие нарушения поведения
  • F71.9 Умственная отсталость умеренная – без указаний на нарушение поведения
• F72. Умственная отсталость тяжелая
  • F72.0 Умственная отсталость тяжелая – с указанием на отсутствие и слабую выраженность нарушения поведения
  • F72.1 Умственная отсталость тяжелая – значительное нарушение поведения требующее ухода и лечения
  • F72.8 Умственная отсталость тяжелая — другие нарушения поведения
  • F72.9 Умственная отсталость тяжелая — без указаний на нарушение поведения
• F73. Умственная отсталость глубокая
  • F73.0 Умственная отсталость глубокая – с указанием на отсутствие и слабую выраженность нарушения поведения
  • F73.1 Умственная отсталость глубокая – значительное нарушение поведения требующее ухода и лечения
  • F73.8 Умственная отсталость глубокая – другие нарушения поведения
  • F73.9 Умственная отсталость глубокая – без указаний на нарушение поведения
• F78. Другие формы умственной отсталости
  • F78.0 Другие формы умственной отсталости – с указанием на отсутствие и слабую выраженность нарушения поведения
  • F78.1 Другие формы умственной отсталости – значительное нарушение поведения требующее ухода и лечения
  • F78.8 Другие формы умственной отсталости – другие нарушения поведения
  • F78.9 Другие формы умственной отсталости – без указаний на нарушение поведения
• F79. Умственная отсталость неуточненная
  • F79.0 Умственная отсталость неуточненная – с указанием на отсутствие и слабую выраженность нарушения поведения
  • F79.1 Умственная отсталость неуточненная – значительное нарушение поведения требующее ухода и лечения
  • F79.8 Умственная отсталость неуточненная – другие нарушения поведения
  • F79.9 Умственная отсталость неуточненная – без указаний на нарушение поведения

F80-F89 — Расстройства психологического развития

• F80. Специфические расстройства развития речи и языка
  • F80.0 Специфическое расстройство речевой артикуляции
  • F80.1 Расстройство экспрессивной речи
  • F80.2 Расстройство рецептивной речи
  • F80.3 Приобретенная афазия с эпилепсией [Ландау-Клефнера]
  • F80.8 Другие расстройства развития речи и языка
  • F80.9 Расстройства развития речи и языка неуточненные
• F81. Специфические расстройства развития учебных навыков
  • F81.0 Специфическое расстройство чтения
  • F81.1 Специфическое расстройство спеллингования
  • F81.2 Специфическое расстройство арифметических навыков
  • F81.3 Смешанное расстройство учебных навыков
  • F81.8 Другие расстройства развития учебных навыков
  • F81.9 Расстройство развития учебных навыков неуточненное
• F82. Специфические расстройства развития моторной функции
• F83. Смешанные специфические расстройства психологического развития
• F84. Общие расстройства психологического развития
  • F84.0 Детский аутизм
    • F84.01 Детский аутизм, обусловленный органическими заболеваниями головного мозга
    • F84.02 Детский аутизм вследствие других причин
  • F84.1 Атипичный аутизм
    • F84.11 Атипичный аутизм с умственной отсталостью
    • F84.12 Атипичный аутизм без умственной отсталости
  • F84.2 Синдром Ретта
  • F84.3 Другое дезентегративное расстройство детского возраста
  • F84.4 Гиперактивное расстройство, сочетающееся с умственной отсталостью и стереотипными движениями
  • F84.5 Синдром Аспергера
  • F84.8 Другие общие расстройства развития
  • F84.9 Общее расстройство развития неуточненное
• F88. Другие расстройства психологического развития
• F89. Расстройство психологического развития неуточненное

F90-F98 — Эмоциональные расстройства и расстройства поведения, начинающиеся обычно в детском и подростковом возрасте

• F90. Гиперкинетические расстройства
  • F90.0 Нарушение активности и внимания
  • F90.1 Гиперкинетическое расстройство поведения
  • F90.8 Другие гиперкинетические расстройства
  • F90.9 Гиперкинетическое расстройство неуточненное
• F91. Расстройства поведения
  • F91.0 Расстройство поведения, ограниченное рамками семьи
  • F91.1 Несоциализированное расстройство поведения
  • F91.2 Социализированное расстройство поведения
  • F91.3 Вызывающее оппозиционное расстройство
  • F91.8 Другие расстройства поведения
  • F91.9 Расстройство поведения неуточненное
• F92. Смешанные расстройства поведения и эмоций
  • F92.0 Депрессивное расстройство поведения
  • F92.8 Другие смешанные расстройства поведения и эмоций
  • F92.9 Смешанное расстройство поведения и эмоций неуточненное
• F93. Эмоциональные расстройства, начало которых специфично для детского возраста
  • F93.0 Тревожное расстройство у детей, вызванное разлукой
  • F93.1 Фобическое тревожное расстройство в детском возрасте
  • F93.2 Социальное тревожное расстройство в детском возрасте
  • F93.3 Расстройство сиблингового соперничества
  • F93.8 Другие эмоциональные расстройства в детском возрасте
  • F93.9 Эмоциональное расстройство в детском возрасте неуточненное
• F94. Расстройства социального функционирования, начало которых характерно для детского и подросткового возрастов
  • F94.0 Элективный мутизм
  • F94.1 Реактивное расстройство привязанностей в детском возрасте
  • F94.2 Расстройство привязанностей в детском возрасте по расторможенному типу
  • F94.8 Другие расстройства социального функционирования в детском возрасте
  • F94.9 Расстройство социального функционирования в детском возрасте неуточненное
• F95. Тики
  • F95.0 Транзиторные тики
  • F95.1 Хронические моторные тики или вокализмы
  • F95.2 Комбинирование вокализмов и множественных моторных тиков [синдром де ла Туретта]
  • F95.8 Другие тики
  • F95.9 Тики неуточненные
• F98. Другие эмоциональные расстройства и расстройства поведения, начинающиеся обычно в детском и подростковом возрасте
  • F98.0 Энурез неорганической природы
  • F98.1 Энкопрез неорганической природы
  • F98.2 Расстройство приема пищи в младенческом и детском возрасте
  • F98.3 Поедание несъедобного младенцами и детьми
  • F98.4 Стереотипные двигательные расстройства
  • F98.5 Заикание [запинание]
  • F98.6 Речь взахлеб
  • F98.8 Другие уточненные эмоциональные расстройства и расстройства поведения с началом, обычно приходящимся на детский возраст
  • F98.9 Эмоциональное расстройство и расстройство поведения с началом, обычно приходящимся на детский и подростковый возраст, неуточненное

F99 — Психическое расстройство без дополнительных уточнений

• F99. Психическое расстройство без дополнительных уточнений

См. также

Источники информации

http://www.who.int/classifications/apps/icd/icd10online/ — Оригинал ООН на англ. языке

Несколько сайтов с русской версией

Wikimedia Foundation. 2010.

Уточнен список болезней, с которыми нельзя получить водительские права — Российская газета

Этот перечень, действующий с 6 января, довольно долго ждали гаишники. Хотя в конечном итоге им нужна лишь только справка: годен — не годен. Возможность допуска водителя к управлению автомобилем устанавливает медицинская комиссия. На основании собранных данных она определяет возможность предоставления такого права соискателю или непредоставления его.

Список ограничений по-прежнему прост. Однако в него закрались некоторые нюансы. Например, управлять автомобилем нельзя людям с умственной отсталостью. Неважно, что под эту категорию подходят и те, кто не может сложить 2+2, а также те, кто не может отличить право от лево. Понятие умственная отсталость с медицинской точки зрения включает весьма широкий круг отклонений в психике — от банальной депрессии до неадекватного восприятия действительности.

Надо сказать, что категорические запреты применяются только в отношении болезней, установленных международной квалификацией болезней — МКБ. Последняя версия МКБ была выпущена под номером 10.

Можно понять, почему за руль нельзя садиться людям, страдающим эпилепсией, эта болезнь обозначена по квалификации G40. Любой приступ будет чреват аварией. Можно понять, почему нельзя садиться за руль тем, кто болен психическими болезнями в связи с употреблением различных веществ.

Нельзя сесть за руль тем, кто страдает всякими депрессиями или порывами, если это подтверждено медицинским заключением. У психиатров это называется расстройства настроения (аффективные расстройства).

В старых медицинских требованиях большинства подобных медицинских запретов просто не было. А теперь есть.

Но самое интересное — это запрет на управление транспортными средствами тем, у кого код заболевания соответствует F60 — F69 — расстройства личности и поведения в зрелом возрасте, в том числе и так называемые сексуальные аномалии.

Под этим имеются в виду в том числе трансвестизм, трансексуализм, фетишизм, эксгибитионизм, вуайеризм… Количество всяких разных поведений сексуального характера — огромно. И каждый владелец такого отклонения не имеет права управлять автомобилем. Эта тема довольно спорная. Совершенно непонятно, каким образом страсть к переодеванию в женское белье или мужское платье влияет на качество управление автомобилем.

Но список противопоказаний составлял минздрав. Чем руководствовались в этом ведомстве — пока не понятно. Возможно, просто забыли подчистить список и исключить из него те отклонения, которые никак не влияют на безопасность дорожного движения.

Медицинские показания отличаются для тех, кто управляет машинами с ручным управлением или машинами с автоматической трансмиссией. Также требования распространяются на машины, которыми управляют водители со слепотой одного глаза и при использовании водителем медицинских изделий для коррекции зрения.

Медицинские ограничения установлены в зависимости от категории и типа транспортных средств. Отдельно установлены требования к автомобилям с ручным управлением. Это касается тех, кто лишен какой-либо конечности.

Впервые прописаны требования к управлению автомобилями с автоматической коробкой передач. Теперь у некоторых инвалидов появилось право управлять автомобилями с автоматической трансмиссией.

Но как бы то ни было, эти ограничения уже вступили в силу. В ГИБДД придерживаются мнения, что права выдаются тем, кто предоставил соответствующую справку. А если справки нет, то права не выдаются. В то же время к медицинским работникам у ГИБДД не может быть претензий. Ведь инспекторы выдают права на основании медицинской справки. А устанавливать достоверность документа инспектор не обязан.

Комментарий

Валерий Евтушенко, председатель комиссии по правовым вопросам Российского общества психиатров:

— Положения постановления, которые призваны как-то упорядочить врачебный контроль, едва ли справляются с этой задачей. Так, в приводимом перечне психических заболеваний поясняется, что они принимаются в расчет «при наличии хронических и затяжных психических расстройств с тяжелыми стойкими или часто обостряющимися болезненными проявлениями».

Но даже с этим пояснением в документе все равно не хватает самого главного — констатации того, какое отношение характер расстройства психики имеет к управлению транспортом и как психические особенности человека в случае его болезни влияют на процесс управления автомобилем.

Неврозоподобная форма заикания: проявления, причины и коррекция

 

Заикание – это форма расстройства речи, которая проявляется нарушением ее плавности и ритма. В 70-х годах начали дифференцировать этот недуг на 2 формы: невротическую и неврозоподобную. Невротическое расстройство речи характеризуется тем, что возникает только в стрессовых ситуациях. Неврозоподобная форма заикания проявляется постепенным ухудшением речи, без видимой предшествующей причины. Подробнее об этой разновидности речевых нарушений далее в статье.

СодержаниеСвернуть

Актуальность проблемы и возраст развития патологии

Заикание не является редкой патологией. От нее страдает 1% взрослого населения и 2-3% детей. Причем мальчики заикаются в 4 раза чаще девочек. В Международной классификации болезней (МКБ) 10-го пересмотра заиканию соответствует код F98.5.

Первые признаки патологии, вне зависимости от формы, появляются в возрасте от 2 до 5 лет. В этот период формируется фразовая речь. Способность говорить становится самой уязвимой психической функцией ребенка.

Первые признаки неврозоподобной формы заикания проявляются в период 3-4 лет. Они нарастают постепенно. В отличие от невротической формы, начало расстройства не сопряжено с влиянием внешних факторов: испуга, стресса.

Особенность патологии в том, что ребенок начинает заикаться без видимых причин.

Причины неврозоподобного заикания

Неврозоподобную форму еще называют органической. Из второго названия понятно, что речевому расстройству предшествует повреждение центральной нервной системы. Чаще всего страдают дети из неблагополучных семей. Те, чьи матери были больны сифилисом или туберкулезом, курили, принимали наркотические вещества во время вынашивания ребенка.

Заболеванию также подвержены дети из социально безопасных семей. Причина развития дефекта – внутриутробное повреждение плода или во время родов. К неврозоподобной форме заикания приводят такие патологии:

• тяжелый токсикоз беременных;
• внутриутробная гипоксия плода;
• инфекционные заболевания;
• асфиксия при прохождении ребенка по родовым путям;
• черепно-мозговая травма.

Но далеко не все дети, перенесшие перечисленные выше заболевания, страдают от неврозоподобного заикания. Это объясняется наследственной предрасположенностью к речевому дефекту. Существенно повышается шанс развития заикания у ребенка, если есть генетическая отягощенность со стороны ближайших родственников.

Патогенез речевого дефекта

Патогенез – это этапы и механизмы развития болезни. Появление неврозоподобного дефекта речи связано со снижением активности коры головного мозга. Кора обладает тормозным влиянием на нижележащие структуры нервной системы. При нарушении ее функции подкорковые структуры становятся гиперактивными.

В норме от речевой системы идут импульсы обратно к головному мозгу. Благодаря им речь становится плавной, без запинок. При отсутствии тормозного влияния коры эти связи перестают быть эффективными. Формируются «неправильные» соединения, которые при формировании фразовой речи проявляются заиканием.

Так как в основе неврозоподобного заикания лежит органическое поражение коры, спонтанное выздоровление не характерно. Только усердные занятия с логопедом способны уменьшить выраженность дефекта.

Особенности развития детей с неврозоподобной формой заикания

В первые годы жизни малыша, еще до появления речевого дефекта, наблюдается нарушение поведения ребенка. Он криклив, плохо спит. Отстает от нормы физическое развитие. Детям тяжело сделать свои движения точными и координированными. Они расторможены, не понимают, что можно делать, а чего нельзя.

У некоторых детей можно заметить расстройства работы вегетативного звена нервной системы. Ребенок не может находиться в жарких помещениях, закрытых пространствах. Ему тяжело дается поездка в транспорте.

Клинические проявления

В зависимости от клиники заикание бывает тоническим и клоническим. При клоническом дефекте дети повторяют звуки и слова, при тоническом наблюдается задержка их проговаривания. Встречаются смешанные формы.

Неврозоподобное заикание начинается волнообразно. Периоды усиления дефекта речи чередуются с уменьшением его выраженности.

Полное прекращение заикания практически никогда не наблюдается.

Если вовремя не оказать логопедическую помощь, болезнь быстро прогрессирует. На речевой дефект наслаиваются дополнительные движения, эмболофразия (появление отвлекающих слов). Речевой дефект стабилизируется. Он монотонен, не зависит от факторов окружающей среды.

Еще больше ухудшается координация движений. Они становятся размашистыми, несоразмерными. Детям тяжело запомнить последовательность движений. Им трудно резко перестать делать одно занятие и приступить к другому. В запущенных стадиях нарушается походка, ребенок падает на ровном месте.

При неврозоподобной форме заикания наблюдаются такие сопутствующие проявления:

• дислексия – проблемы с чтением;
• дисграфия – нарушение письма;
• синкинезии – непроизвольные движения.

В зависимости от выраженности перечисленных выше симптомов выделяют 3 степени заикания:

• легкая – координационные расстройства выражены минимально, грамматика не страдает, речевое нарушение носит фонетический характер;
• средней тяжести – нарушена статика и динамика движений, грамматическое построение предложений, расстройство речи носит фонетико-фонематический характер;
• тяжелая – существенно страдает двигательная сфера, усиливается расстройство речи вплоть до общего недоразвития.

Отличие неврозоподобной формы от невротической

Помимо невротической и неврозоподобной форм, в некоторых источниках выделяют смешанное заикание. Основное отличие неврозоподобного заикания от остальных форм – отсутствие триггерных факторов для появления речевого дефекта. Перед появлением невротической формы возникает состояние психогении (сильный испуг или длительный стресс).

Невротическое заикание появляется внезапно в возрасте 2 лет. У некоторых детей возможно позднее развитие в 6 лет. Для этой формы не характерна гипоксия плода или черепно-мозговая травма в анамнезе.

Неврозоподобная форма характеризуется монотонностью. В отличие от нее, невротический дефект речи усиливается, если ребенок перенервничает. Отличаются изменения психики при двух формах болезни. При неврозоподобной ребенок вспыльчив, не слушается родителей, не может усидеть на месте. При невротической, наоборот, робок, плаксив, обидчив, тревожен.

Для последней не характерно нарушение координации, гиперактивность, однако развиваются такие сопутствующие симптомы:

• мутизм сразу после психической травмы – ребенок «замыкается в себе», не желает общаться;
• логофобия – страх говорить и сделать ошибку в речи;
• иногда дети полностью отказываются от общения.

Таким образом, невротическая форма заикания носит психогенный характер, а неврозоподобная развивается при органическом повреждении центральной нервной системы.

Коррекция неврозоподобной формы заикания

Лечение патологии должно быть комплексным. Терапевтический подход был разработан в 1930 году логопедами и психиатрами. Он предполагает одновременную работу специалистов разных областей.

Цели комплексного лечения следующие:

• избавление от судорог речевой мускулатуры, что приводит к устранению речевого нарушения;
• укрепление центральной нервной системы;
• психологическая помощь ребенку, перевоспитание, изменение его отношения к дефекту;
• социальная адаптация.

Комплексная терапия предполагает коррекционную и лечебно-оздоровительную работу. Один из важных аспектов коррекционного направления – психотерапия. Она направлена на устранение психологических наслоений: страха речи, изменения поведения, адаптации в социуме. Для устранения страха разговаривать используют суггестивную психотерапию. Но она чаще применяется при невротических речевых расстройствах, где эта фобия выступает на первый план.

Еще один вид психотерапии получил название тренировочного. Он разделяется на аутогенную и функциональную терапию. Аутогенный тренинг основан на самовнушении. Его цель – расслабить ребенка и закрепить у него это чувство.

При неврозоподобном заикании хорошо зарекомендовала себя частичная релаксация. Она направлена на устранение клонических судорожных сокращений речевого аппарата. Упражнения оформлены в виде игры, чтобы заинтересовать ребенка. Они также развивают внимание, память, мелкую моторику, мимику.

Важный этап логопедической работы – сделать речь интонационно выразительной. Специалисты корректируют темп речи, паузы, тембр голоса, ударения в предложении. Этим упражнениям сопутствуют занятия для восстановления ритма дыхания, артикуляции.

Помимо упражнений на артикуляцию, интонацию и другие аспекты речи, при неврозоподобном заикании важно корректировать двигательную функцию. Обращают внимание на такие моменты:

• Тренировки должны быть регулярными и длительными с постепенным усложнением заданий.
• Упражнения выполняются строго по образцу.
• Задания распределены на составляющие. Ребенок постепенно повторяет каждый этап, пока не выполнит все задание.
• Логопед комментирует все упражнения словесно.
• Дети с неврозоподобным заиканием осваивают двигательные упражнения гораздо дольше, чем малыши с невротическим дефектом.

Каждый урок строится индивидуально с учетом степени речевого расстройства, прогрессом ребенка на предыдущих занятиях, особенности конкретной формы заикания.

Прогноз заболевания

При отсутствии терапии с возрастом дефект укрепляется и прогрессирует. Речевые расстройства проявляются не только заиканием. Нарушается формирование произношения в целом. Предложения лишены смысла и логической последовательности, не закреплены базовые речевые навыки.

К возрасту 18 лет формируется психический ответ на собственный дефект. Возможно развитие логофобии. Хотя это патологическое состояние более характерно для невротического заикания.

Адекватная логопедическая помощь предотвращает значительные речевые нарушения, не дает сформироваться дефекту психики. Эффективность занятий зависит от тяжести патологии.

Важно! Большую роль играет настрой ребенка, его желание сделать речь лучше. Поэтому во время занятий логопед должен мотивировать, заинтересовать маленького пациента.

Заключение

Неврозоподобное заикание – серьезная патология, которая часто сопровождается психическими и двигательными расстройствами. Поэтому в лечении заболевания необходим комплексный подход с вовлечением логопеда, психолога и невролога. Своевременная помощь существенно улучшает прогноз, способствует социальной адаптации.

 

Микробная лаг-фаза может указывать на клеточный стресс или не зависеть от него.

1.

Дас, Б. и Гангопадхай, Г. Стохастическая теория кинетики межфазных ферментов: кинетическое исследование методом Монте-Карло. Chem. Phys. 393 , 58–64 (2012).

Артикул CAS Google ученый

2.

Бекховен, Дж., Хендриксен, В. Э., Копер, Г. Дж., Элкема, Р. и ван Эш, Дж. Х. Переходная сборка активных материалов, подпитываемая химической реакцией. Наука. 349 , 1075–1079 (2015).

Артикул ОБЪЯВЛЕНИЯ CAS Google ученый

3.

Тот, Л. Т., Каффнер, И. Б., Статакопулос, А., Шинн, Э. А. Промежуток в 3000 лет между геологическим и экологическим закрытием коралловых рифов Флориды. Global. Изменять. Биол. 24 , 5471–5483 (2018).

Артикул ОБЪЯВЛЕНИЯ Google ученый

4.

Сюжет, Р. и Бобарт, Дж. Рассуждение о влиянии сильного мороза на деревья и другие растения в 1683 г., составленное из ответов на вопросы о славе, разосланных в разные страны доктором Робом. Сюжет С. Р. С. и из нескольких наблюдений, сделанных в Оксфорде искусным ботаником г-ном Джейкобом Бобартом. Фил. Пер. Р. Соц . 14 (1684).

5.

Pasteur, L. Memoire sur les corpuscles организует спокойную даную атмосферу. Examen de la doctrine des generations spontanees.Анналы естественных наук. Z Biol Animale 16 , 5–98 (1861).

Google ученый

6.

Пенфолд У. Дж. О природе бактериального лага. J. Hyg. (Лондон). 14 , 215–241 (1914).

Артикул CAS PubMed PubMed Central Google ученый

7.

Лодж Р. М. и Хиншелвуд К. Н. Физико-химические аспекты роста бактерий.Часть IX. Лаг-фаза Bact. lactis aerogenes . J Chem Soc : 213–219 (1943).

8.

Watanabe, S. et al . Интенсивная репликация ДНК и метаболизм во время лаг-фазы у цианобактерий. PLOS. ОДИН. 10 , e0136800, https://doi.org/10.1371/journal.pone.0136800 (2015).

Артикул CAS PubMed PubMed Central Google ученый

9.

Vanacloig-Pedros, E., Бетс-Пласенсиа, К., Паскуаль-Ахуир, А. и Профт, М. Скоординированная регуляция генов в начальной фазе адаптации к солевому стрессу. J. Biol. Chem. 290 , 10163–10175 (2015).

Артикул CAS PubMed PubMed Central Google ученый

10.

Войлс, Дж. и др. . Разнообразие моделей роста среди штаммов смертельного грибкового патогена Batrachochytrium dendrobatidis в расширенных тепловых оптимумах. Oecologia. 184 , 363–373 (2017).

Артикул ОБЪЯВЛЕНИЯ PubMed PubMed Central Google ученый

11.

Osherov, N. & May, G. Прорастание конидий в Aspergillus nidulans требует передачи сигналов RAS и синтеза белка. Генетика. 155 , 647–656 (2000).

CAS PubMed PubMed Central Google ученый

12.

Рольфе, М. Д. и др. . Фаза задержки — это отдельная фаза роста, которая подготавливает бактерии к экспоненциальному росту и включает временное накопление металлов. J. Bacteriol. 194 , 686–701 (2012).

Артикул CAS PubMed PubMed Central Google ученый

13.

Холлсворт, Дж. Э. Микробам, не вызывающим стресса, не хватает жизнеспособности. Грибок. Биол. 122 , 379–385 (2018).

Артикул CAS Google ученый

14.

Dijksterhuis, J. Споры грибов: очень изменчивые и стрессоустойчивые носители для распространения. Еда. Microbiol. 81 , 2–11 (2019).

Артикул CAS Google ученый

15.

Дагнас, С., Гугули, М., Онно, Б., Кутсуманис, К. П. и Мембре, Ж.-П. Количественная оценка влияния активности воды и температуры хранения на время задержки отдельных спор трех форм, выделенных из испорченных хлебобулочных изделий. Внутр. J. Food. Microbiol. 240 , 75–84 (2017).

Артикул Google ученый

16.

Стивенсон А. и др. . Глицерин усиливает прорастание грибов на пределе активности воды на протяжении всей жизни. Environ. Microbiol. 19 , 947–967 (2017).

Артикул CAS Google ученый

17.

Стивенсон А. и др. . Aspergillus penicillioides дифференцировка и деление клеток при активности воды 0,585. Environ. Microbiol. 19 , 687–697 (2017).

Артикул CAS Google ученый

18.

Стивенсон А. и др. . Есть ли общий предел активности воды для трех сфер жизни? ISME. J. 9 , 1333–1351 (2015).

Артикул CAS Google ученый

19.

Кальдерини, Э. и др. . Сравнительная протеомика реакции на окислительный стресс Lactobacillus acidophilus NCFM показывает влияние на репарацию ДНК и синтез цистеина de novo. Протеомика. 17 , 1600178 (2017).

Артикул CAS Google ученый

20.

Altintas, A. et al. . Кинетика высокого разрешения и моделирование деградации перекиси водорода в живых клетках. Бесплатно. Радич. Биол. Med. 101 , 143–153 (2016).

Артикул CAS Google ученый

21.

Меллефонт, Л. А., МакМикин, Т. А. и Росс, Т. Оценки жизнеспособных подсчетов реакций времени задержки для Salmonella typhimurium M48, подвергнутых резким осмотическим сдвигам. Внутр. J. Food. Microbiol. 105 , 399–410 (2005).

Артикул CAS Google ученый

22.

Чжоу, К., Джордж, С. М., Метрис, А., Ли, П. Л. и Бараньи, Дж. Лаг-фаза Salmonella enterica в условиях осмотического стресса. заявл. Environ. Microbiol. 77 , 1758–1762 (2011).

Артикул CAS Google ученый

23.

Лима, С., Го, М.С., Чаба, Р., Гросс, К.А. и Зауэр, Р.Т. Двойные молекулярные сигналы опосредуют реакцию бактерий на стресс внешней мембраны. Наука. 340 , 837–841 (2013).

Артикул ОБЪЯВЛЕНИЯ CAS PubMed PubMed Central Google ученый

24.

Кар, Дж. Р., Холлсворт, Дж. Э. и Сингхал, Р. Ферментативное производство глицин бетаина и трегалозы из кислой сыворотки с использованием Actinopolyspora halophila (MTCC 263). Environ. Technol. Иннов. 3 , 68–76 (2015).

Артикул Google ученый

25.

Дейкстра, А. Р. и др. . Штамм-зависимые сигнатуры транскриптомов для устойчивости в Lactococcus lactis . PLOS ONE 11 , e0167944 (2016).

Артикул CAS PubMed PubMed Central Google ученый

26.

Марго, Х., Цвитеринг, М. Х., Йустен, Х. и Стефан, Р. Определение времени задержки отдельных клеток для Chronobacter spp. штаммы, подвергшиеся различным стрессовым условиям: Влияние на обнаружение. Внутр. J. Food. Microbiol. 236 , 161–166 (2016).

Артикул CAS Google ученый

27.

Ферро П., Ваз-Морейра И. и Манайя К. М. Связь между устойчивостью к гентамицину и толерантностью к стрессу у водных изолятов Ralstonia pickettii и R. mannitolilytica . Folia Microbiol. 64 , 63–72 (2019).

Артикул CAS Google ученый

28.

Callaway, R. et al. . Положительные взаимодействия между альпийскими растениями усиливаются при стрессе. Природа. 417 , 844–848 (2002).

Артикул ОБЪЯВЛЕНИЯ CAS Google ученый

29.

Fazal, H., Abbasi, BH, Ahmad, N., Ali, M. & Ali, S. Режимы осмотического стресса и фотопериода, вызванные сахарозой, увеличивают биомассу и продукцию вторичных метаболитов антиоксидантов в суспензии во встряхиваемой колбе культуры Prunella vulgaris L. Растительная клетка. Тисс. Org ’ 124 , 573–581 (2016).

30.

Хоссейни, Ф., Мосаддеги, М. Р., Декстер, А. Р. и Сепери, М. Влияние эндофитного гриба Piriformospora indica и водного стресса, вызванного ПЭГ, на максимальное давление роста корней и скорость удлинения кукурузы. Завод. Почва. 435 , 423–436 (2019).

Артикул CAS Google ученый

31.

Колларова, К., Куса, З., Ватехова-Виводова, З. и Лишкова, Д. Реакция протопластов кукурузы на кадмиевый стресс, смягчаемый кремнием. Ecotoxicol. Environ. Saf. 170 , 488–494 (2019).

Артикул CAS Google ученый

32.

Cray, J. A. et al. . Биология доминирования местообитаний; могут ли микробы вести себя как сорняки? Микробиол . Biotechnol. 6 , 453–492 (2013).

Google ученый

33.

Азеведо, Р. Ф. Ф., Соуза, Р. К. Ф., Брага, Г. У. Л. и Рангель, Д. Е. Н. Чувствительность энтомопатогенных грибов к окислительному стрессу, вызванному менадионом. Грибок. Биол. 118 , 990–995 (2014).

Артикул CAS Google ученый

34.

Сингх С., Фатима З. и Хамид С. Анализ механизма действия противокандидного монотерпеноида гераниола на травах выявил нарушение множественных механизмов МЛУ и признаков вирулентности у Candida albicans . Arch. Microbiol. 198 , 459–472 (2016).

Артикул CAS Google ученый

35.

Jabeen, B. et al. . Эктопическая экспрессия шаперона РНК растений, обеспечивающая множественную стрессоустойчивость в E. coli . Мол. Biotechnol. 59 , 66–72 (2017).

Артикул CAS Google ученый

36.

Banerjee, S., Мисра, А., Чаудхури, С. и Дам, Б. Штамм TCL Bacillus , выделенный из угольной шахты Джария, с замечательной реакцией на стресс, способностью к восстановлению хрома и потенциалом биоремедиации. J. Hazard. Матер. 367 , 215–223 (2019).

Артикул CAS Google ученый

37.

Араужо, А. С., и др. . Осмотолерантность как детерминант микробной экологии: исследование филогенетически разнообразных грибов. Грибок. Biol doi.org/10.1016/j.funbio.2019.09.001 (в печати).

38.

Лю, З. Л. и др. . Адаптивный ответ дрожжей на фурфурол и 5-гидроксиметилфурфурол и новые химические доказательства превращения HMF в 2,5-бис-гидроксиметилфуран. J. Ind. Microbiol. Biotechnol. 31 , 345–352 (2004).

Артикул ОБЪЯВЛЕНИЯ CAS Google ученый

39.

Лю З. Л. Геномная адаптация этанологических дрожжей к ингибиторам конверсии биомассы. заявл. Microbiol. Biotechnol. 73 , 27–36 (2006).

Артикул CAS PubMed PubMed Central Google ученый

40.

Ma, M. & Liu, ZL Сравнительный анализ профилей транскриптомов во время лаг-фазы выявил YAP1, PDR1, PDR3, RPN4 и HSF1 в качестве ключевых регуляторных генов в геномной адаптации к производному лигноцеллюлозы ингибитору HMF для Saccharomyces cerevisiae . BMC Genomics. 11 , 660 (2010).

Артикул CAS PubMed PubMed Central Google ученый

41.

Дютроше, H. L’Agent Immédiat Du Mouvement Vital Dévoilé Dans La Nature Et Dans Son Mode d’action, Chez Les Végétaux Et Les Animaux. (Baillière, J.B, 1826).

42.

Холлсворт, Дж. Э., Хейм, С. и Тиммис, К. Н. Хаотропные растворенные вещества вызывают водный стресс у Pseudomonas putida . Environ. Microbiol. 5 , 1270–1280 (2003).

Артикул CAS PubMed PubMed Central Google ученый

43.

Джаякоди, Л. Н. и др. . Экспрессия SUMO сокращает лаг-фазу роста дрожжей Saccharomyces cerevisiae , вызванную комплексным интерактивным действием основных смешанных ингибиторов ферментации, обнаруженных в лигноцеллюлозном гидролизате, обработанном горячим отжимом. заявл.Microbiol. Biotechnol. 99 , 501–515 (2015).

Артикул CAS PubMed PubMed Central Google ученый

44.

Джин, Дж. Х. и др. . Исследование кислотостойкости в зависимости от фазы роста у Bifidobacteria longum BBMN68. Curr. Microbiol. 73 , 660–667 (2016).

Артикул CAS PubMed PubMed Central Google ученый

45.

Tremonte, P. et al. . Гомологическое моделирование универсального стрессового белка из Listeria innocua , активированного в условиях кислотного стресса. Фронт. Microbiol. 7 , 2–17 (2016).

Артикул Google ученый

46.

Miladi, H., Elabed, H., Ben Slama, R., Rhim, A. & Bakhrouf, A. Молекулярный анализ роли переносчиков осмолита opuCA и betL в Listeria monocytogenes после простуды и морозный стресс. Arch. Microbiol. 199 , 259–265 (2017).

Артикул CAS PubMed PubMed Central Google ученый

47.

de Lima Alves, F. et al. . Сопутствующие осмотические и вызванные хаотропностью стрессы в Aspergillus wentii : совместимые растворенные вещества определяют биотическое окно. Curr. Genet. 61 , 457–477 (2015).

Артикул CAS PubMed PubMed Central Google ученый

48.

Стивенсон, А. и др. . Размножение микробов с активностью воды ниже 0,690: последствия для наземной и внеземной жизни. Environ. Microbiol. 2 , 257–277 (2015).

Артикул Google ученый

49.

Stevenson, A., Hamill, PG, Dijksterhuis, J. & Hallsworth, JE Водные, pH- и температурные отношения прорастания для экстремальных ксерофилов Xeromyces bisporus (FRR 0025), Aspergillus penicillioides (JH06THJ) и Eurotium halophilicum (FRR 2471). Microbiol. Biotechnol. 10 , 330–340 (2017).

Артикул CAS Google ученый

50.

Ли, К. Дж. Д. и др. . Рассолы, насыщенные NaCl, представляют собой термодинамически умеренную, а не экстремальную среду обитания микробов. FEMS. Microbiol. Ред. 42 , 672–693 (2018).

Артикул CAS PubMed PubMed Central Google ученый

51.

Уильямс, Дж. П. и Холлсворт, Дж. Э. Пределы жизни во враждебных условиях; нет ограничений для функционирования биосферы? Environ. Microbiol. 11 , 3292–3308 (2009).

Артикул CAS PubMed PubMed Central Google ученый

52.

Крей, Дж. А., Рассел, Дж. Т., Тимсон, Д. Дж., Сингхал, Р. С. и Холлсворт, Дж. Э. Универсальная мера хаотропности и космотропности. Environ. Microbiol. 15 , 287–296 (2013).

Артикул CAS PubMed PubMed Central Google ученый

53.

Маршалл Б. Дж., Охай Д. Ф. и Кристиан Дж. Х. Б. Устойчивость бактерий к высоким концентрациям NaCl и глицерина в среде для выращивания. заявл. Microbiol. 21 , 363–364 (1971).

Артикул CAS PubMed PubMed Central Google ученый

54.

Cray, J. A. et al. . Агенты биоконтроля способствуют росту патогенов картофеля в зависимости от условий окружающей среды. Microbiol. Biotechnol. 9 , 330–354 (2016).

Артикул CAS Google ученый

55.

Уильямс, Дж. П. Изучение воздействия экологически значимых растворенных веществ на пределы клеточной функции . Кандидатская диссертация. Белфаст, Северная Ирландия, Великобритания: Королевский университет Белфаста.(2010).

56.

Ли, С. Дж. и др. . Повышенная устойчивость к этанолу у Escherichia coli , полученной в этаноле, путем вставки генов теплового шока BEM1 и SOD2 из Saccharomyces cerevisiae . Biotechnol. Bioproc. E. 15 , 770–776 (2010).

Артикул CAS Google ученый

57.

Буй, Л. М. и др. . Повышенная толерантность к н-бутанолу у Escherichia coli за счет контроля функций, связанных с мембраной. J. Biotech. 204 , 33–44 (2015).

Артикул CAS Google ученый

58.

Chambers, S. & Kunin, C. M. Осмопротекторные свойства мочи для бактерий: защитный эффект бетаина и мочи человека против низкого pH и высоких концентраций электролитов, сахаров и мочевины. J. Infect. Дис. 152 , 1308–1316 (1985).

Артикул CAS PubMed PubMed Central Google ученый

59.

Исида, А., Каватаке, Ю. и Оно, Н. Осмотическое стрессовое кондиционирование для индукции приобретенной осмотолерантности у Escherichia coli . J. Gen. Appl. Microbiol. 40 , 35–42 (1994).

Артикул CAS Google ученый

60.

Abadias, M., Teixido, N., Usall, J., Vinas, I. & Magan, N. дрожжи biocontrol Candida sake . J. Appl Microbiol. 89 , 1009–1017 (2000).

Артикул CAS PubMed PubMed Central Google ученый

61.

Рамирес, М. Л., Чулз, С. Н. и Маган, Н. Влияние осмотического и матричного водного стресса на прорастание, рост, потенциал мицелиальной воды и эндогенное накопление сахаров и сахарных спиртов в Fusarium graminearum . Mycologia. 96 , 470–478 (2004).

Артикул CAS PubMed PubMed Central Google ученый

62.

Сартори М., Неши А. и Этчеверри М. Влияние осмотического / матричного стресса и теплового шока на индукцию устойчивости окружающей среды бактериальными агентами биологического контроля против Fusarium verticillioides . Res. Microbiol. 161 , 681–686 (2010).

Артикул PubMed PubMed Central Google ученый

63.

Холлсворт, Дж. Э. Водный стресс у дрожжей, вызванный этанолом. J. Ferment. Bioeng. 85 , 125–137 (1998).

Артикул CAS Google ученый

64.

Кетс, Э. П., Галински, Э. А., де Вит, М., де Бонт, Дж. А. и Хейпипер, Х. Дж. Маннитол, новое бактериально совместимое растворенное вещество в Pseudomonas putida S12. J. Bacteriol. 178 , 6665–6670 (1996).

Артикул CAS PubMed PubMed Central Google ученый

65.

Гантала, Б. П., Маршалл, Дж. Х. и Мэй, Дж. У. Ксеротолерантность у делящихся дрожжей и роль глицерина как совместимого растворенного вещества. Arch. Microbiol. 162 , 108–113 (1994).

Артикул CAS Google ученый

66.

Холлсворт, Дж. Э. и Маган, Н. Влияние концентрации KCl на накопление ациклических сахарных спиртов и трегалозы в конидиях трех энтомопатогенных грибов. Lett. Прил.Microbiol. 18 , 8–11 (1994).

Артикул CAS Google ученый

67.

Холлсворт, Дж. Э. и Маган, Н. Влияние типа и концентрации углеводов на полиолы и трегалозу в конидиях трех энтомопатогенных грибов. Микробиология. 140 , 2705–2713 (1994).

Артикул CAS Google ученый

68.

Холлсворт, Дж.Э. и Маган Н. Водные и температурные отношения роста энтомогенных грибов Beauveria bassiana , Metarhizium anisopliae и Paecilomyces farinosus . J. Invertebr. Патол. 74 , 261–266 (1999).

Артикул CAS PubMed PubMed Central Google ученый

69.

Холден П. А., Хант Дж. Р. и Файерстоун М. К. Диффузия и реакция толуола в ненасыщенных биопленках Pseudomonas putida . Biotechnol. Bioeng. 56 , 656–670 (1997).

Артикул CAS PubMed PubMed Central Google ученый

70.

Хэлверсон, Л. Дж. И Файерстоун, М. К. Дифференциальные эффекты проникающих и непроницаемых растворенных веществ на состав жирных кислот Pseudomonas putida . заявл. Environ. Microbiol. 66 , 2414–2421 (2000).

Артикул CAS PubMed PubMed Central Google ученый

71.

Свеннингсен, Н. Б. и др. . Pseudomonas putida mt-2 выдерживает активные формы кислорода, образующиеся во время матричного стресса, вызывая основной ответ окислительной защиты. BMC Microbiol. 15 , 202 (2015).

Артикул CAS PubMed PubMed Central Google ученый

72.

Сантос, Р., де Карвалью, К. С. Р., Стивенсон, А., Грант, И. Р. и Холлсворт, Дж. Э. Чрезвычайная устойчивость к стрессу от растворенных веществ способствует устойчивости микобактерий к окружающей среде. Environ. Микробный. Отчет 7 , 746–764 (2015).

Артикул CAS Google ученый

73.

Чин, Дж. П. и др. . Растворы определяют температурные окна для выживания и роста микробов. Proc. Natl. Акад. Sci. США 107 , 7835–7840 (2010).

Артикул ОБЪЯВЛЕНИЯ Google ученый

74.

Де Оливейра, М.В. В. и др. . Дифференциальные эффекты засоления и осмотического стресса на бактерии, способствующие росту растений Gluconacetobacter diazotrophicus PAL5. Arch. Microbiol. 198 , 287–294 (2016).

Артикул CAS PubMed PubMed Central Google ученый

75.

Príncipe, A., Jofré, E., Alvarez, F. & Mori, G. Роль D-аланил-D-аланин карбоксипептидазы серинового типа в выживаемости Ochrobactrum sp.11а при ионном и гиперосмотическом стрессе. FEMS. Microbiol. Lett. 295 , 261–273 (2009).

Артикул CAS PubMed PubMed Central Google ученый

76.

Холлсворт, Дж. Э. и Маган, Н. Манипуляции с внутриклеточным глицерином и эритритом усиливают прорастание конидий при низкой доступности воды. Микробиология. 141 , 1109–1115 (1995).

Артикул CAS PubMed PubMed Central Google ученый

77.

Hallsworth, J. E., Nomura, Y. & Iwahara, M. Водный стресс, вызванный этанолом, и рост грибков. J. Ferment. Bioeng. 86 , 451–456 (1998).

Артикул CAS Google ученый

78.

Cray, J. A. et al. . Хаотропность: ключевой фактор устойчивости продукта к микроорганизмам, продуцирующим биотопливо. Curr. Opin. Biotechnol. 33 , 228–259 (2015).

Артикул CAS PubMed PubMed Central Google ученый

79.

Дин, Дж. и др. . Сверхэкспрессия PEP3 укорачивает лаг-фазу, но не изменяет скорость роста у Saccharomyces cerevisiae , подвергшихся стрессу уксусной кислоты. заявл. Microbiol. Biotechnol. 99 , 8667–8680 (2015).

Артикул CAS PubMed PubMed Central Google ученый

80.

Акбар А. и Маган Н. Влияние взаимодействия воды и температуры на лаг-фазу, рост и потенциальную продукцию охратоксина А двумя новыми видами, Aspergillus aculeatinus и A.sclerotiicarbonarius на среде на основе зеленого кофе. Внутр. J. Food. Microbiol. 188 , 116–121 (2014).

Артикул CAS Google ученый

81.

Бьюкенен, Р. Л. и Цигнарович, М. Л. Математический подход к определению и вычислению длительности лаг-фазы. Еда. Microbiol. 7 , 237–240 (1990).

Артикул Google ученый

82.

Bréand, S., Fardel, G., Flandrois, J.P., Rosso, L. & Tomassone, R. Модель, описывающая взаимосвязь между временем задержки и продолжительностью умеренного повышения температуры. Внутр. J. Food. Microbiol. 38 , 157–167 (1997).

Артикул Google ученый

83.

Пирт С. Дж. Принципы культивирования микробов и клеток . (Блэквелл, 1975).

84.

Панчоли В. и Чхатвал Г.С. Ферменты домашнего хозяйства как факторы вирулентности для патогенов. Внутр. J. Med. Microbiol. 293 , 391–401 (2003).

Артикул CAS Google ученый

85.

Де Феррари, Л. и Эйткен, С. Разработка генов домашнего хозяйства с помощью наивного байесовского классификатора. BMC Genomics 7 , 1–14 (2006).

Артикул Google ученый

86.

Бертран, Р. Л. Лаговая фаза — это динамичный, организованный, адаптивный и развивающийся период, который подготавливает бактерии к делению клеток. J. Bacteriol. 201 , e00697–18 (2019).

Артикул PubMed PubMed Central Google ученый

87.

Ли, К. Ю. и Торрес, Дж. А. Взаимосвязь активности воды для выбранных мезофилов и психротрофов при температуре охлаждения. J. Food. Защищать. 56 , 612–615 (1993).

Артикул Google ученый

88.

Широда, М., Пратт, З. Л., Допфер, Д., Вонг, А. К. Л. и Каспар, К. В. RpoS влияет на лаг-фазу Salmonella enterica во время осмотического стресса. FEMS Microbiol. Lett. 357 , 195–200 (2014).

CAS Google ученый

89.

Aguirre, J. S. et al. . Характеристика повреждений Listeria innocua , выживших под воздействием импульсного света: влияние на рост, ДНК и протеом. Внутр. J. Food. Microbiol. 284 , 63–72 (2018).

Артикул CAS Google ученый

90.

Лю, С. Л., Ву, В. Дж. И Ю, П. Т. Влияние звуковой стимуляции на прорастание эндоспор Bacillus . FEMS. Microbiol. Lett. 363 , fnv217 (2016).

Артикул CAS Google ученый

91.

Тургеман Т. и др. . Роль аквапоринов в рН-зависимом прорастании спор Rhizopus delemar . PLOS ONE. 11 , e0150543 (2016).

Артикул CAS PubMed PubMed Central Google ученый

92.

Den Besten, H. M., Mols, M., Moezelaar, R., Zwietering, M. H. & Abee, T. Фенотипический и транскриптомный анализ клеток Bacillus cereus ATCC 14579, подвергшихся слабому и сильному солевому стрессу. заявл. Environ. Microbiol. 75 , 4111–4119 (2009).

Артикул CAS Google ученый

93.

Mensonides, F. I. C. et al. . Новый регуляторный принцип для in vivo биохимии: Плейотропная регуляция низкого сродства адениновыми нуклеотидами — проиллюстрировано для гликолитических ферментов Saccharomyces cerevisiae . FEBS Lett. 587 , 2860–2867 (2013).

Артикул CAS Google ученый

94.

Суфи Б., Круг К., Харст А. и Мацек Б. Характеристика протеома E. coli и его модификаций во время роста и этанолового стресса. Фронт. Microbiol. 6 , 1–11 (2015).

Артикул Google ученый

95.

Эрикссон, С., Лучинни, С., Томпсон, А., Рен, М. и Хинтон, Дж.C. D. Раскрытие биологии макрофагальной инфекции с помощью определения профиля внутриклеточной экспрессии Salmonella enterica . Мол. Microbiol. 47 , 103–118 (2003).

Артикул CAS Google ученый

96.

Perez-Samper, G. et al . Эффект крабтри формирует лаг-фазу Saccharomyces cerevisiae во время переключения между различными источниками углерода. mBio 9 , e01331–18 (2018).

Артикул CAS PubMed PubMed Central Google ученый

97.

Chitarra, G. S., Dijksterhuis, J., Breeuwer, P., Rombouts, F. M. & Abee, T. Дифференциация внутри многоклеточных макроконидий Fusarium culmorum во время раннего прорастания. Грибок. Genet. Биол. 42 , 694–703 (2005).

Артикул CAS Google ученый

98.

Touzain, F. et al. . Небольшие вариабельные сегменты составляют основной тип разнообразия бактериальных геномов на уровне видов. Геном. Биол. 11 , R45 (2010).

Артикул CAS PubMed PubMed Central Google ученый

99.

van Leeuwen, M. R. et al. . Влияние натамицина на транскриптом конидий Aspergillus niger . Шпилька. Mycol. 74 , 71–85 (2013).

Артикул Google ученый

100.

Vermeersch, L. et al. . О продолжительности лаг-фазы микробов. Curr. Genet. 65 , 1–7 (2019).

Артикул CAS Google ученый

101.

Cerulus, B. et al. . Переход от ферментации к дыханию определяет зависящее от истории поведение колеблющихся источников углерода. eLife 7 , e39234 (2018).

Артикул PubMed PubMed Central Google ученый

102.

Феофилова Е. П., Ивашечкин А. А., Алехинц А. И., Сергеева Ю. Е. Споры грибов: покой, прорастание, химический состав и роль в биотехнологии (обзор). заявл. Biochem. Microbiol. 48 , 1–11 (2012).

Артикул CAS Google ученый

103.

Педдиредди В., Доддам С. Н. и Ахмед Н. Системы покоя микобактерий и реакции хозяина при туберкулезе. Фронт. Иммунол. 8 , 1–19 (2017).

Артикул CAS Google ученый

104.

Пин, К. и др. . Сетевой анализ паттерна транскрипции молодых и старых клеток Escherichia coli во время лаг-фазы. BMC. Syst. Биол 3 , 108 (2009).

Артикул CAS PubMed PubMed Central Google ученый

105.

Болл, П. Вода как активный компонент в клеточной биологии. Chem. Revs. 108 , 74–108 (2008).

Артикул ОБЪЯВЛЕНИЯ CAS Google ученый

106.

Али, А. Дж. И Ломан, Т. М. Кинетическое измерение размера шага раскручивания ДНК с помощью геликазы Escherichia coli UvrD. Science 275 , 377–380 (1997).

Артикул CAS Google ученый

107.

Рашно, Ф. и др. . Очень быстрое образование амилоидных фибрилл бактериальной липазой при отсутствии обнаруживаемой лаг-фазы. BBA-Proteins Proteom. 1865 , 652–663 (2017).

Артикул CAS Google ученый

108.

Гейтенби, Р.А. и Фриден, Б. Р. Информационная динамика в канцерогенезе и росте опухолей. Mutat. Res. 568 , 259–273 (2004).

Артикул CAS Google ученый

109.

Паско П. Л., Парри Х. Э. и Хокинс А. Дж. С. Наблюдения за измерением и интерпретацией изменений скорости клиренса у двустворчатых моллюсков, питающихся суспензией Aquat . Biol. 6 , 181–190 (2009).

Google ученый

110.

Marsico, T. D. et al. . Недостаточно используемые ресурсы для изучения эволюции инвазивных видов во время их интродукции, акклиматизации и фазы задержки. Evol. Прил. 3 , 203–219 (2010).

Артикул PubMed PubMed Central Google ученый

111.

Smith, B.T. et al. . Роль исторических и современных процессов в филогеографической структуре и генетическом разнообразии Северного кардинала, Cardinalis cardinalis . BMC Evol. Биол. 11 , 136 (2011).

Артикул PubMed PubMed Central Google ученый

112.

Клементс Д. Р. и Дитоммазо А. Изменение климата и адаптация к сорнякам: может ли эволюция инвазивных растений привести к большему расширению ареала, чем прогнозировалось? Сорняк. Res. 51 , 227–240 (2011).

Артикул Google ученый

113.

Чжоу, А.Ф. и др. . Быстрое избирательное удаление уже существующих полиморфизмов и медленная фиксация новых мутаций в экспериментальной эволюции Desulfovibrio vulgaris . ISME. J. 9 , 2360–2372 (2015).

Артикул CAS PubMed PubMed Central Google ученый

114.

Круз, К. и Юлихер, Ф. Колебания в клеточной биологии. Curr. Opin. Клетка. Биол. 17 , 20–26 (2005).

Артикул CAS Google ученый

115.

Кубо И., Чена К. X., Нихейя К. И., Кальдерон Дж. С. и Сеспедес К. Л. Кинетика ингибирования тирозиназы анисовой кислоты. Z. Naturforsch. 58 , 713–718 (2003).

Артикул CAS Google ученый

116.

Перес-Гилабер, М., Санчес-Фелипе, И., Морте, А. Н. и Гарсия-Кармона, Ф.Кинетические свойства липоксигеназы пустынного трюфеля ( Terfezia claveryi ) Chatin ascocarps: действие ингибиторов и активаторов. J. Agric. Еда. Chem. 53 , 6140–6145 (2005).

Артикул CAS PubMed PubMed Central Google ученый

117.

Хубка В., Коларик М., Кубатова А. и Петерсон С. В. Таксономическая ревизия рода Eurotium и перенос видов в Aspergillus . Mycologia 105 , 912–937 (2013).

Артикул Google ученый

118.

Холлсворт, Дж. Э. и др. . Совместимые растворенные вещества защищают от неосмотического водного стресса, вызванного хаотропом (этанолом). заявл. Environ. Microbiol. 69 , 7032–7034 (2003).

Артикул CAS PubMed PubMed Central Google ученый

119.

Бекер М. Дж. И Рапопорт А. И. Консервация дрожжей путем обезвоживания. Adv. Biochem. Engin. Biotechnol. 35 , 127–171 (1987).

Google ученый

120.

Рапопорт А. Ангидробиоз и обезвоживание дрожжей. В кн .: Биотехнология дрожжей и нитчатых грибов (под ред. Сибирского А.). (Springer, 2017).

121.

Rapoport, A., Golovina, E.A., Gervais, P., Dupont, S. & Beney, L.Ангидробиоз: Внутри дрожжевых клеток. Biotechnol. Adv. 37 , 51–67 (2019).

122.

Рапопорт А. И., Хрусталева Г. М., Каманис Г. Дж. И Бекер М. Дж. Дрожжевой ангидробиоз: проницаемость плазматической мембраны. Микробиология 64 , 229–232 (1995).

Google ученый

123.

Rapoport, A. I. & Meissel, M. N. Показатели выживаемости дрожжевых организмов после обезвоживания, определенные с помощью флуоресцентной микроскопии. Microbiology 54 , 53–55 (1985).

Google ученый

124.

Рапопорт А., Русакова А., Хрусталева Г. и Уокер Г. Термостойкость Saccharomyces cerevisiae связана с устойчивостью к ангидробиозу. Процесс. Biochem. 49 , 1889–1892 (2014).

Артикул CAS Google ученый

125.

Albertyn, J., Hohmann, S., Thevelein, JM & Prior, B. GPD1, который кодирует глицерин-3-фосфатдегидрогеназу, необходим для роста в условиях осмотического стресса у Saccharomyces cerevisiae , и его экспрессия регулируется путь ответа на глицерин с высокой осмолярностью. Мол. Клетка. Биол. 14 , 4135–4144 (1994).

Артикул CAS PubMed PubMed Central Google ученый

126.

То, Т. Х. и др. . Влияние делеции FPS1 и содержания мембранного эргостерина на отток глицерина из Saccharomyces cerevisiae . Дрожжи FEMS. Res. 1 , 205–211 (2001).

CAS Google ученый

127.

Tejero-Sariñena, S., Barlow, J., Costabile, A., Gibson, GR & Rowland, I. In vitro оценка антимикробной активности ряда пробиотиков против патогенов: доказательства для действие органических кислот. Анаэроб 8 , 530–538 (2012).

Артикул CAS Google ученый

128.

Стивенсон А. и Холлсворт Дж. Э. Водные и температурные отношения почвенных актинобактерий. Environ. Microbiol. Отчет 6 , 744–755 (2014).

Артикул CAS Google ученый

129.

Issa, R. et al. . Потенциал антибиотикопленки очищенных препаратов экологического бактериофага против биопленок Pseudomonas aeruginosa на ранней стадии . J. Appl. Microbiol. 126 , 1657–1667 (2019).

Артикул CAS Google ученый

130.

Уинстон П. У. и Бейтс П. С. Насыщенные солевые растворы для контроля влажности в биологических исследованиях. Экология 41 , 232–237 (1960).

Артикул Google ученый

131.

Hallsworth, J. E. & Nomura, Y.Простой метод определения активности воды в этанолсодержащих образцах. Biotechnol. Bioeng. 62 , 242–245 (1999).

Артикул CAS PubMed PubMed Central Google ученый

Запаздывающая фаза — это динамичный, организованный, адаптивный и эволюционирующий период, который подготавливает бактерии к делению клеток

ИСТОРИЯ, ОПРЕДЕЛЕНИЯ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПРОДОЛЖИТЕЛЬНОСТИ ОТСТАВКИ временный период отсутствия репликации (1).Этот феномен был впервые обнаружен Мюллером в 1895 г. (2) и был идентифицирован как объяснение несогласованности измерений скорости роста бактериальных культур. Эта фаза, которую бактериологи называли «запаздыванием» или «латентностью», понималась как временный период отсутствия репликации, когда бактерии попадают в новую среду (2–7). Несмотря на то, что лаг-фаза была задокументирована более века назад, мало что известно о молекулярных и клеточных событиях, характеризующих латентный период, и не совсем понятно их влияние на выживание и пролиферацию клеток.Это связано с техническими проблемами, связанными с изучением небольшого количества клеток (8–10). Таким образом, обычное описание лаг-фазы сводится к определению, основанному на наблюдениях, что это время, когда бактерии еще не начали делиться. Тем не менее, недавние эксперименты начали предлагать некоторое понимание того, что происходит в этот нерепликативный период, что позволило бактериологам начать формулировать ответ на вопрос, впервые заданный Мюллером более века назад: что такое лаг-фаза? Два общих метода количественной оценки рост бактериальной культуры с течением времени определяется подсчетом жизнеспособных клеток и измерениями оптической плотности (11).Когда данные строятся полулогарифмически, можно выделить четыре фазы роста, а именно: (i) лаг-фазу, нерепликативный период; (ii) экспоненциальная фаза, репликативный период; (iii) стационарная фаза, прекращение репликации из-за истощения питательных веществ; и (iv) фаза упадка / смерти, постепенное снижение количества жизнеспособных клеток из-за голодания (рис. 1). Известно, что длительная стационарная фаза, состоящая из небольшого числа выживших бактерий, следует за фазой упадка (12), но не показана на рис.1. Было предложено множество определений для определения конечной точки лаг-фазы (11, 13). Наиболее часто используемым определением является момент в бактериальной культуре, когда экстраполированный наклон логарифмической линии на графике роста пересекает исходную концентрацию инокулята (рис. 1). Как показано ниже, теперь доступны биохимические, морфологические, физиологические и транскрипционные маркеры лаг-фазы. Тем не менее, это общее определение задержки полезно в качестве отправной точки для обсуждения и принято в этом обзоре для простоты.При обсуждении отдельной бактерии период задержки означает время, необходимое бактерии для достижения первого деления клетки.

РИС. 1

РИС. 1 Репрезентативный график роста бактериальной культуры. Пересечение пунктирных линий — это обычно определяемая конечная точка лаг-периода для бактериальной культуры. Для отдельных клеток отставание определяется как время, необходимое для достижения первого деления клеток. Из-за сложности экспериментального изучения небольшого количества клеток бактериологи разработали математические модели для изучения фазы задержки (14–24).Эта работа важна не только для наук об окружающей среде и фундаментальных клеточных исследований, но и для пищевой промышленности. Продолжительность задержки является основным фактором, определяющим порчу продуктов, зараженных бактериями. Целью охлаждения и других методов консервирования пищевых продуктов является продление периода задержки любых присутствующих загрязняющих организмов. Хотя эти математические модели здесь не рассматриваются для краткости, подчеркивается, что разработка точных моделей роста позволяет пищевой промышленности минимизировать отходы, разрабатывать процедуры управления рисками, экономить деньги и способствовать глобальной продовольственной безопасности (25).Чтобы понять, как бактерии реагируют на различные условия, бактериологи отслеживали продолжительность задержки в ответ на стресс или травму. Благодаря этой работе мы знаем, что на продолжительность лаг-периода большое влияние оказывает история привитой культуры. Например, бактерии, которые были предварительно адаптированы к экстремальным значениям pH, температуры или осмолярности, имеют более короткие периоды задержки при столкновении с идентичным стрессом, чем бактерии, которые не были предварительно адаптированы (26–37). В целом, величина изменения между старой и новой средой положительно коррелирует с продолжительностью периода задержки.Когда клетки помещают в условия, приближающиеся к порогу выживаемости, уменьшение количества жизнеспособных клеток также может происходить до начала экспоненциальной фазы. Бактериям, которые были повреждены замораживанием, голоданием, нагреванием или высушиванием или которые подверглись воздействию вредных химикатов, требуется больше времени для выхода из лаг-фазы (38–46). Количество бактерий, присутствующих в культуре, также влияет на продолжительность лага. фаза. По мере увеличения количества ячеек продолжительность лага уменьшается (41, 47–49).Исследования отдельных клеток показали, что отдельные бактерии различаются по времени, необходимому для достижения первого деления клетки. Кроме того, эти исследования показывают, что когда клетки травмируются или подвергаются стрессу, средний период задержки становится длиннее, а моменты времени, в которые отдельные клетки начинают делиться, показывают повышенное рассеяние (43–45, 50–57). Отдельные клетки с исключительно коротким временем задержки начнут быстро делиться и, следовательно, будут иметь непропорциональное влияние на график роста культуры. Если короткий лаг считается исключительным фенотипом, увеличение общей популяции бактерий будет иметь ожидаемый эффект увеличения числа бактерий с исключительно короткими фазами лага.Это математическое рассуждение может объяснить, почему более крупные популяции бактерий имеют более короткое время задержки. Фенотипические различия между генетически идентичными клетками, такие как индивидуальные различия в стрессоустойчивости и времени задержки, известны как фенотипическая дисперсия. В стрессовой и быстро меняющейся среде такая дисперсия выгодна для выживания родственной популяции, потому что она гарантирует, что подмножество бактериальной популяции переживет инсульт и позже вернется в норму, как только условия улучшатся. Это принцип, известный как «хеджирование ставок» (58–60).Таким образом, различия во времени задержки и толерантности к стрессу между отдельными клетками могут помочь родственной популяции размножаться в непредсказуемой среде, например, за счет наличия контингента клеток, которые могут быстро делиться во времена изобилия, и наличия контингента клеток, которые могут выжить при ухудшении условий. Как показано в статье «Лаг — эволюционирующий фенотип, который также может возникать» De Novo ниже, вариации в продолжительности лаг-фазы среди отдельных клеток также имеют отношение к выживанию родственной популяции в ответ на антибиотики.В совокупности эти исследования показывают, что задержка является адаптивной реакцией на стресс и травму, что бактерии могут быть заранее адаптированы к более коротким периодам задержки и что отдельные клетки различаются по времени задержки и устойчивости к стрессу.

ПРОГРАММЫ ДЛЯ ШИРОКОГО ЭКСПРЕССИИ ПРОИЗВОДИТ КЛЕТОЧНОЕ ОБОРУДОВАНИЕ, НЕОБХОДИМОЕ ДЛЯ ПРОЛИФЕРАЦИИ

Какие клеточные состояния наследуются бактериями в начале лаг-фазы? Бактериальный образ жизни — это пища и пост. Бактерии большую часть времени проводят в стационарной фазе из-за общего недостатка пищи в естественной среде (61, 62).Адаптации в этот период включают утолщение пептидогликанового слоя, конденсацию ДНК, дезактивацию (но не разрушение) рибосом и уменьшение объема цитоплазмы (63, 64). Окислительное повреждение биомолекул накапливается во время стационарной фазы (65–69). Чтобы снова начать деление, бактерия должна изменить свою надстройку ДНК, реструктурировать морфологию клетки, реорганизовать глобальный метаболизм и восстановить биомолекулы, поврежденные окислением. У хорошо изученных бактерий, таких как Escherichia coli и Salmonella enterica, начало деления клеток может произойти всего за один или два часа.Как все это делается и так быстро? Бактерии, вступающие в лаг-фазу, резко трансформируют свой транскриптом и протеом, чтобы производить клеточные компоненты, необходимые для накопления биомассы и деления. Эксперименты по изотопному мечению и двумерному (2D) электрофорезу на Lactobacillus delbrueckii предоставили одни из самых ранних свидетельств программы задержки, в данном случае выявив 47 белков, которые были продуцированы в течение этого периода (70). Анализ микроматрицы ДНК Bacillus licheniformis выявил 75 генов во время лаг-фазы, которые дифференциально экспрессировались (индукция или подавление по крайней мере в 2 раза) по сравнению с их экспрессией в предыдущей стационарной фазе (71).Комбинированный анализ экспрессии белков и генов в Lactococcus lactis впоследствии выявил 28 белков, которые высоко и дифференциально экспрессировались во время лаг-фазы (72). В этих исследованиях функции генов и белков связаны с различными метаболическими процессами, такими как гликолиз, метаболизм аминокислот, биосинтез нуклеотидов, транскрипция генов, трансляция белков, биосинтез коферментов, биосинтез клеточной стенки, переносчики фосфата, реакция на стресс, дыхание и клеточная активность. деление (70–72).Эти эксперименты показывают, что бактерии производят новые ферменты для переваривания пищи, создания биомассы и подготовки к делению клеток. Важное исследование транскрипционного профилирования Salmonella enterica, проведенное Хинтоном и Рольфом (73), показало, что изменения в экспрессии генов могут произойти всего за 4 секунды. мин после посева в жидкую среду. Экспрессия в общей сложности 1119 генов была изменена в течение 4 минут после инокуляции. К концу 2-часового лага более половины всех генов в геноме S. enterica участвовали в обширной программе транскрипции.Мутационные исследования Salmonella spp. ранее идентифицировали 356 генов, ответственных за важные биологические процессы (74). Экспрессия наиболее важных генов (60%) была изменена в течение первого часа лаг-фазы S. enterica (73). Фактор инициации транскрипции σ ⁷⁰ является основным сигма-фактором у бактерий и отвечает за индукцию основных метаболических генов (75, 76). Многие из ассоциированных с лагом генов, идентифицированных у S. enterica, обладают расположенным выше мотивом ДНК, соответствующим сайту связывания σ ⁷⁰ , что позволяет предположить, что этот фактор инициации может быть ответственным за регулирование экспрессии многих генов, наблюдаемых в лаг-транскриптоме. (73).Фактор для гена стимуляции инверсии ( fis ) представляет собой ДНК-рекомбиназу и ген регулятора транскрипции со специфическими для фазы роста эффектами экспрессии (77). Роль fis в лаг-фазе также была исследована как возможный глобальный стимулятор лаг-транскрипционных программ. Делеция fis в S. enterica вызвала более длительные лаг-фазы, когда бактерии были инокулированы в богатую среду, но не оказала явного влияния на продолжительность лаг-фазы при внесении в минимальную среду (73, 78).Роль fis в лаг-фазе остается неясной. В стационарной фазе Saccharomyces cerevisiae было обнаружено, что РНК-полимераза заранее позиционируется перед генами при подготовке к лаг-фазе (79). Анализ иммунопреципитации хроматина показал, что у S. enterica не было такого предварительного позиционирования (73). Это говорит о том, что РНК-полимераза в бактериях рекрутируется в гены во время самой лаг-фазы. Как РНК-полимераза может транскрибировать сотни генов за 4 минуты и без очевидного механизма предварительного позиционирования, остается примечательной загадкой.Гены, которые демонстрируют измененные паттерны экспрессии только во время лаг-фазы, называются генами-сигнатурами лаг-фазы. Всего у S. enterica было идентифицировано 39 генов-сигнатур лаг-фазы (73). Среди 20 сигнатурных генов, которые были активированы, 15 участвуют в поглощении железа и марганца, а также в кластерном биосинтезе [Fe-S]. 19 генов с пониженной регуляцией включали гены процессинга углерода, подлежащие катаболическому контролю, а также различные гены с неизвестной или предполагаемой функцией. Тот факт, что в метаболизм металлов вовлечено так много сигнатурных генов, предполагает, что приобретение металлов является важной особенностью лаг-фазы (73).Спекулятивные причины поглощения железа бактериями и его последствия обсуждаются ниже в статье «Приток железа во время задержки, вызывающей окислительный стресс и может быть связан с уклонением от иммунитета». Для преобразования генов в белки необходимы рибосомы. Клетки стационарной фазы сохраняют энергию за счет димеризации рибосом 70S в неактивные комплексы 100S (80). Этот процесс, известный как гибернация рибосом, служит для сохранения энергии при сохранении рибосом для реактивации, когда питательные вещества становятся доступными (81).В E. coli для димеризации рибосом необходимы два белка: фактор, способствующий гибернации (HPF; кодируется hpf ) и фактор модуляции рибосомы (RMF; кодируется rmf ). У Bacillus subtilis, Staphylococcus aureus и L. lactis более крупная версия HPF оказывается самодостаточной для димеризации рибосом (81). Процесс разборки и реактивации гибернирующих рибосом менее изучен, хотя известно, что он протекает быстро; прививка стационарной фазы E.coli в свежую среду приводит к деградации мРНК rmf , исчезновению димеризованных рибосом в течение 2 минут и трансляции белка в течение 6 минут (82, 83). Таким образом, этот процесс сохранения трансляционного аппарата позволяет бактериям, вступающим в лаг-фазу, быстро производить белки, в которых они нуждаются. Одной из особенностей лаг-фазы, по-видимому, является восстановление и замена поврежденных субклеточных компонентов. На программу репарации указывает индукция генов, связанных с репарацией ДНК, деградацией карбонилированных белков, восстановлением дисульфидных связей и репарацией окислительно поврежденных остатков аспартата (73).У полиплоидных цианобактерий также наблюдается быстрая репликация ДНК и увеличение числа копий хромосом (84). Биомасса накапливается во время лаг-фазы, так как непосредственно перед первым делением клеток эти клетки будут больше, чем те, которые наблюдаются в течение их последующего экспоненциального периода (73, 85). Скорость и масштабы клеточной реорганизации предполагают, что бактерии могут быстро ощущать изменения в своей среде и запускать обширные программы транскрипции для осуществления необходимого метаболизма. Потребуются дополнительные эксперименты, чтобы точно определить, как бактерии способны ощущать внеклеточные условия и запускать эту глобальную программу в ответ.

БАКТЕРИАЛЬНАЯ ИСТОРИЯ ОТРАЖАЕТ ДИНАМИЧЕСКИЙ ТРАНСКРИПЦИОННЫЙ ПРОФИЛЬ

Природа лаг-транскриптома зависит от истории бактериальной культуры. Какие гены экспрессируются и на интенсивность экспрессии влияют предшествующие условия. Например, вариации продукции рРНК во время лаг-фазы можно наблюдать в ответ на избыточное тепло или длительную стационарную фазу (86–88). Такое изменение наблюдается по всему транскриптому. Пин и соавторы (89) провели сетевой анализ транскрипционных профилей E.coli, которые были перенесены на свежую среду после голодания в стационарной фазе в течение 1 («молодые») или 16 («старые») дней. Как в молодых, так и в старых клетках E. coli гены, ответственные за осмотолерантность, кислотостойкость и окислительный стресс, были подавлены, что означает прекращение строгого ответа (89). Однако различия между молодыми и старыми профилями многочисленны и неожиданны. Можно было бы предположить, что старые клетки побудят большее количество генов восстанавливаться после длительного голодания. Можно также предположить, что молодые и старые клетки индуцируют одинаковый набор генов для подготовки к клеточному делению.Это тоже не правда. По сравнению со стационарной фазой количество генов, которые дифференциально экспрессировались в E. coli, было намного больше в молодых клетках (467 генов), чем в старых клетках (186 генов). Более того, только 62 из этих генов между молодой и старой E. coli были общими, что указывает на то, что молодые и старые клетки задействуют разные транскрипционные программы для подготовки к клеточному делению (Рис. 2). 62 гена, которые обычно подвергались повышенной или понижающей регуляции, связаны с метаболизмом глицин-бетаина, метаболизмом глутамата, системой кислотной устойчивости, детоксикацией, реакцией на окислительный стресс, анаэробным дыханием, ферментацией, биосинтезом энтеробактина, транспортными и связывающими белками для катионов и железа. несущие соединения, транспортные и связывающие белки для углеводов, органических спиртов и кислот, а также факторы транскрипции (89).Экспрессия генов, связанных с репарацией ДНК, наблюдалась только в молодых клетках (89). То, как реорганизуется метаболизм, также, по-видимому, различается между молодыми и старыми клетками: молодые клетки активировали гены, участвующие в цикле лимонной кислоты и аэробном дыхании, тогда как старые клетки активировали пути Энтнера-Дудорова и глюконат и подавляли пентозофосфатный путь (89). ). Эти данные предполагают, что лаг-транскриптом является динамичным по отношению к клеточной среде. При условии, что эти данные верны, примечательно, что молодые и старые бактерии могут достичь первого деления клеток, используя две разные программы.В разделе «Возможные направления исследований» ниже приводятся некоторые предположения о природе и обосновании этих двух различных программ.

FIG 2

FIG 2 Общее количество и общность генов в лаг-фазе «молодых» (1-дневный) и «старых» (16-дневный) клеток E. coli , которые экспрессировались по-разному по сравнению с предшествующая стационарная фаза. Диаграмма составлена ​​на основе данных, представленных Пином и соавторами (89).

ОПТИМИЗАЦИЯ ПЕРВИЧНОГО МЕТАБОЛИЗМА ХАРАКТЕРИСТИКА ЛАГ-ФАЗЫ

Углеводный обмен реорганизуется во время лаг-периода, чтобы максимизировать поток углерода.Об этом свидетельствует тот факт, что промежуточные продукты метаболических путей быстро накапливаются в течение периода задержки (84). Теперь также очевидно, что бактерии могут изменять свой ферментативный профиль во время лаг-фазы в ответ на различные питательные вещества. Например, если глюкоза заменяется менее предпочтительным углеводом, таким как арабиноза, наблюдаются две стадии метаболизма. Madar и соавторы (85) использовали флуоресцентные репортерные клетки и проточную цитометрию для мониторинга библиотеки штаммов E. coli в ответ на арабинозу.Арабиноза произвела две фазы, которые авторы назвали «Lag1» и «Lag2» (85). Экспрессия генов в Lag1, по-видимому, связана исключительно с биосинтезом белков, перерабатывающих углерод, в данном случае ферментов, необходимых для переваривания арабинозы. Как только достигается устойчивый поток углерода, клетки переходят к Lag2, включая биосинтез более широкого набора метаболических ферментов, необходимых для накопления биомассы и деления клеток. Если используются «предпочтительные» углеводы, такие как глюкоза, клетки сразу переходят к Lag2 (85).Что остается неясным, так это то, играет ли передача сигналов катаболитной репрессии роль в переходе от Lag1 к Lag2. Связанный с этим вопрос заключается в том, как бактерии сигнализируют о переходе между Lag1 и Lag2, а также как бактерии различают однофазные и двухфазные программы. Второй вопрос более подробно рассматривается в разделе «Возможные направления исследований» ниже. Фаза задержки начинается, когда бактерии сталкиваются с новыми питательными веществами, и включает экспрессию генов первичного метаболического пути. Логично ожидать, что преобладающий источник энергии, запускающий клеточный метаболизм, будет происходить от внеклеточного углерода, который импортируется в клетку.Совместное моделирование и экспериментальное исследование Ямамотоя с соавторами (90) вместо этого продемонстрировали, что гликоген, полисахарид, используемый организмами в качестве накопителя энергии, является основным источником энергии во время лаг-фазы (рис. 3). Хотя в лаг-фазных клетках содержится много внутриклеточной глюкозы, большая часть или вся она происходит за счет переваривания гликогена, на что указывает снижение запасов гликогена (90). На этом этапе глюкоза еще не импортируется в клетку быстро, по-видимому, потому, что необходимые для этого белки все еще производятся.Быстрое увеличение внутриклеточной концентрации глюкозо-6-фосфата (G6P), первого промежуточного продукта гликолиза, предполагает, что гликоген расщепляется с образованием энергии через путь гликолиза (90). В экспоненциальной фазе поток сахара теперь устанавливается (рис. 3). Импортируемая глюкоза направляется как в сторону гликолиза, так и в сторону сборки гликогена, а концентрация G6P изменяется на протяжении экспоненциальной фазы из-за колебаний потребности в энергии (рис. 3). По мере истощения внеклеточной глюкозы клетки переходят в стационарную фазу, и глюкоза преимущественно посвящена сборке гликогена (90).«Энергетический банк» дает подходящую аналогию для этих отношений; Как только бактерии чувствуют наличие новых питательных веществ, энергия сначала «заимствуется» из запасов гликогена, создавая «энергетический долг», который используется для поддержки усвоения глюкозы. Как только устанавливается устойчивый поток углеродной энергии, этот долг «погашается» путем отвода глюкозы обратно в запасы гликогена.

Рис. 3

Рис. 3. Тенденции метаболизма и роста бактериальных культур от задержки до ранней стационарной фазы. По материалам работы Ямамотоя с соавторами (90).Exp., Экспоненциальная фаза; OD — оптическая плотность; OD (600), OD при 600 нм; Конц., Концентрация.

КЛЕТОЧНЫЕ СОБЫТИЯ ОБЕСПЕЧИВАЮТ ФИЗИОЛОГИЧЕСКИЕ МАРКЕРЫ LAG

Физиологические паттерны поведения могут быть идентифицированы путем изучения метаболических, протеомных и биохимических тенденций, которые проявляются в латентный период. Хотя некоторые из этих тенденций зависят и отражают изменения в условиях инкубации, другие, по-видимому, возникают независимо от внеклеточных условий и поэтому могут быть охарактеризованы как физиологические маркеры отставания.Физиология Bacillus cereus при различных уровнях кислотного стресса была изучена Биеста-Петерс с соавторами (91). Уменьшение pH среды с 7,0 до 4,9 увеличивало продолжительность лаг-фазы с 1 до 5 часов. Некоторые физиологические тенденции оставались неизменными на протяжении этих испытаний, несмотря на различия в pH. Краткое изложение этих физиологических тенденций представлено на рис. 4. Например, при всех изученных условиях pH концентрация АТФ оставалась стабильной на протяжении всей лаг-фазы и составляла примерно 1 × 10 ¹⁸ молекул на клетку.В экспоненциальной фазе концентрация АТФ увеличивается примерно в 50 раз (91). Размер ячеек увеличивался на протяжении фазы задержки, о чем свидетельствует небольшое увеличение измерений оптической плотности. Максимальный размер клеток 2,5 мкм наблюдался непосредственно перед первым делением клеток (91). Бактерии, которые были внесены в среду с установленным pH от 4,9 до 7,0, не изменили pH среды во время лаг-фазы. Изменения pH среды наблюдались только тогда, когда деление клеток шло полным ходом (91). Активность эстеразы, отслеживаемая с помощью флуоресцентного сигнала, определялась на уровне около 100 единиц в течение периодов задержки при всех исследованных условиях pH, после чего увеличивалась примерно до 30000 единиц во время экспоненциальной фазы (рис.4). Мембранный потенциал (разница во внутреннем и внешнем заряде клетки) непрерывно уменьшался при всех испытанных условиях pH. К тому времени, когда клетки перешли в экспоненциальную фазу, примерно половина всех клеток не имела измеряемого мембранного потенциала (91). Активность цепи переноса электронов, отслеживаемая с помощью флуоресцентного сигнала, оставалась постоянной во время лаг-фазы и увеличивалась по интенсивности после начала экспоненциального роста (рис. 4). В начале лаг-фазы окрашивание йодидом пропидия показало, что в среднем 20% клеток обладали поврежденными мембранами.Этот процент уменьшается во время лаг-фазы, что позволяет предположить, что B. cereus может восстанавливать свою мембрану во время лаг-фазы. К середине экспоненциальной фазы дефекты мембраны видны только в 3% клеток (91). Хотя исследование ограничивалось только изменениями pH, универсальность тенденций позволяет предположить, что они могут быть физиологическими маркерами лаг-фазы и перехода от лаг-фазы к экспоненциальной фазе (рис. 4).

Рис. 4

Рис. 4 Абстракция физиологических тенденций в фазах задержки и экспоненциальной фазы B.cereus . Взято из работы Биеста-Петерс с соавторами (91). Также можно наблюдать отчетливые физиологические тенденции в ответ на стресс различной степени. В этих случаях эти тенденции включают ответы, зависящие от стимула. На примере биологии почвы известно, что повторное увлажнение высушенной почвы вызывает всплеск дыхания почвенных бактерий (92). Meisner и соавторы (93) наблюдали за обитающими в почве бактериями и количественно определяли дыхание (измеряемое как производство CO ₂ ) и биосинтез белка (включение [ ³ H] лейцина) после повторного заболачивания почвы через 4 дня или 1 год высыхания.Целью мониторинга биосинтеза белка была оценка роста бактерий с течением времени (93). Контрольный образец, помещенный в постоянную влажность, показал линейную и слегка снижающуюся скорость дыхания и синтеза белка с течением времени (рис. 5). Бактерии, повторно увлажненные через 4 дня, не показали заметной задержки фазы, устойчивого увеличения биосинтеза белка с течением времени и респираторного взрыва, который был максимальным через 1 час. В совокупности это было названо «паттерном типа I.» Напротив, клетки, высушенные в течение 1 года, показали длительную лаг-фазу (~ 16 ч), за которой последовал респираторный взрыв, который значительно превысил 4-дневный образец.В совокупности это было названо «паттерном типа II» (рис. 5). Хотя общий биосинтез белка был ниже в 1-летней выборке, скорость биосинтеза белка была выше. Представлен образец типа I или типа II, зависит от степени и продолжительности высыхания. Например, более длительные периоды засухи приводят к более длительным фазам задержки и большему кумулятивному дыханию, что близко соответствует модели типа II (94). Не полностью сухая почва приводит к более коротким периодам задержки и более низкому кумулятивному дыханию, что соответствует структуре типа I (95).Некоторые факторы остаются неучтенными, и их следует учитывать при интерпретации этих результатов. Например, остается неизвестным, сколько видов бактерий присутствует в этих образцах почвы, а также относительный вклад каждого вида в достижение этих результатов. Также остается неясным, играет ли внутри- и межвидовое восприятие / коммуникация кворума роль в изменении скорости дыхания и протеиногенеза, а также то, объединяются ли результаты из-за прорастания спор в почве, процесса, отличного от лаг-фазы.Тем не менее, эти данные ценны, потому что изучение физиологии лаг-фазы в условиях, приближенных к естественной среде обитания бактерий, с большей вероятностью даст данные, которые точно отражают физиологию лаг-фазы, которую испытывают бактерии в естественных условиях. Таким образом, эти исследования почвы показывают, что изменение условий может стимулировать лаг-фазы у бактерий, которые коррелируют с различными респираторными и протеиногенными физиологическими последствиями.

Рис. 5

Рис. 5. Физиологические тенденции синтеза белка (A) и дыхания (B) у бактерий, обитающих в почве.Почву сушили 4 дня или 1 год. Затем почву повторно увлажняли и наблюдали в течение 125 часов. Контрольную культуру инкубировали во влажной почве. По материалам работы Мейснера с соавторами (93).

ВЛИЯНИЕ ЖЕЛЕЗА ВО ВРЕМЯ ЗАДЕРЖАНИЯ ПРОИЗВОДИТ ОКСИДАТИВНЫЙ СТРЕСС И МОЖЕТ БЫТЬ СВЯЗАНО С ИММУННЫМ УКЛОНЕНИЕМ

Активные формы кислорода (АФК) — это химически активные кислородсодержащие молекулы, которые повреждают биомолекулы. Примеры включают супероксид (O ₂ ^{· —} ), пероксид водорода (H ₂ O ₂ ) и гидроксильный радикал (OH ^· ).Большинство АФК образуются как побочные продукты клеточного дыхания (96–100). Ферменты, которые выводят токсины на свободные радикалы, включают каталазу, супероксиддисмутазу, глутатионредуктазу, тиоредоксины и глутаредоксины (101, 102). Окислительный стресс, по-видимому, является признаком лаг-фазы; Помещение клеток E. coli на твердый агар приводит к индукции регулонов теплового шока (RpoH, RpoE и CpxAR) и регулонов окислительного стресса (SoxRS, OxyR и Fur) (103). Все три изофермента супероксиддисмутазы, фермента, улавливающего супероксидные радикалы, индуцируются (103).Подобные закономерности реакции на окислительный стресс можно увидеть, когда S. enterica помещают в жидкую среду (77). Эти данные свидетельствуют о том, что окислительный стресс возникает во время лаг-фазы. Металлы абсорбируются или выводятся из S. enterica при входе в лаг-фазу. Увеличение внутриклеточных концентраций железа, марганца и кальция наблюдалось во время лаг-фазы, тогда как концентрации кобальта, никеля, натрия и молибдена снижались (73). Это происходит быстро, так как общее содержание железа в S. enterica удваивается уже через 4 мин (73).Индукция генов, ответственных за рекрутирование и метаболизм железа, наблюдается в лаг-фазах S. enterica и E. coli (73, 89). Железо в избытке токсично, потому что оно катализирует образование вредных гидроксильных радикалов из перекиси водорода в результате реакции Фентона (104). Таким образом, прокариоты выработали сложные регуляторные механизмы, обеспечивающие железо для необходимого метаболизма, одновременно снижая токсичность железа (105). Быстрое накопление железа в S. enterica вызывает гиперчувствительность к перекиси водорода, предположительно в результате химии Фентона (рис.6). Обработка S. enterica перекисью водорода во время этого притока железа снизила жизнеспособность S. enterica в 800 раз (73). Это говорит о том, что накопление железа в S. enterica вызывает гиперчувствительность к перекиси водорода и потенцирует летальное окислительное повреждение.

Рис. 6.

. Рис. 6. Количественная оценка внутриклеточной концентрации железа (A) и чувствительности к H ₂ O ₂ обработка (представлена ​​как кратное снижение жизнеспособности) (B) во время и после 2-часовой лаг-фазы в S .enterica . По материалам работы Рольфе с соавторами (73). Inoc., Прививка. С точки зрения репродуктивной пригодности и эволюции, быстрое всасывание железа до смертельной гиперчувствительности к перекиси водорода вызывает недоумение. Почему бактерии так страдают из-за железа? Я выдвинул гипотезу, касающуюся взаимодействий между хозяином и патогеном (106), что позвоночные блокируют инфекции, секвестрируя биодоступное железо, процесс, известный как «пищевой иммунитет» (107–109).Таким образом, для патогенных бактерий было бы выгодно заранее получить железо до того, как хозяин сформирует эффективный иммунный ответ (106). Эту гипотезу еще предстоит проверить экспериментально. Как происходит накопление железа, также вызывает недоумение, поскольку содержание железа строго регулируется. У грамотрицательных бактерий, таких как S. enterica и E. coli, это происходит с помощью регулятора захвата железа (Fur) по механизму отрицательной обратной связи (110). Таким образом, нормальная активность меха должна предотвращать быстрые изменения содержания железа.Возможное объяснение того, как происходит приток железа в S. enterica, может быть предложено путем изучения экспрессии Fur-регулируемых белков во время лаг-фазы. Фермент, регулируемый Fur, — это супероксиддисмутаза (SOD). Двумя преобладающими изоферментами E. coli являются вариант, связанный с марганцем (MnSOD) и вариант, связанный с железом (FeSOD). По разным механизмам Fur (при активации двухвалентным железом) подавляет MnSOD и активирует FeSOD (111). Таким образом, добавление двухвалентного железа к культуре приводит к снижению экспрессии MnSOD и увеличению экспрессии FeSOD (112).В серии экспериментов наша группа использовала неденатурирующий полиакриламидный электрофорез и количественный анализ активности ферментов для мониторинга изменений экспрессии изофермента SOD в ответ на лечение железом во время лаговой, экспоненциальной и стационарной фаз E. coli (113–115). В то время как экспрессия изофермента SOD предсказуемо реагировала на обработку железом в экспоненциальной и стационарной фазах, никаких изменений в ферментативном профиле SOD во время лаг-фазы не наблюдалось. В лаг-фазе E. coli экспрессия MnSOD была высокой, независимо от отсутствия или присутствия железа, а экспрессия FeSOD была низкой, независимо от отсутствия или присутствия железа (113, 114).Транскрипционное профилирование, выполненное в другом месте, также выявило высокий уровень sodA (MnSOD) и низкий уровень sodB (FeSOD) во время лаг-фазы E. coli, обеспечивая соответствие между данными транскрипции и трансляции (89). Мы предположили, что низкий уровень белка Fur или его отсутствие может объяснить эти наблюдения, поскольку низкий уровень белка Fur приведет к дерепрессии MnSOD и увеличению FeSOD (113, 114). Если это действительно так, низкий уровень белка Fur в лаг-фазе также может объяснить, как S.enterica может быстро абсорбировать железо без срабатывания переключателя отрицательной обратной связи (106). Примечательно, что удаление fur в E. coli приводит к быстрому накоплению железа и окислительному стрессу, что также наблюдается в лаг-фазе S. enterica (116). Было бы полезно охарактеризовать активность Fur во время лаг-фаз S. enterica и E. coli для изучения этих гипотез. Следует предупредить, что транскрипционные или метаболические изменения, связанные с металлами во время лага, до сих пор были продемонстрированы только у S.enterica и E. coli. У обоих организмов метаболизм железа регулируется Fur (110). У многих других бактерий вместо Fur используются регуляторы, такие как репрессор дифтерийного токсина (DtxR) (117). Из-за этой изменчивости не следует предполагать, что накопление железа в лаг-фазе S. enterica также происходит и у других прокариот. Потребуются дальнейшие исследования, чтобы выяснить, являются ли быстрые изменения содержания металлов во время лаг-фазы общим явлением среди прокариот.

ЧУВСТВИТЕЛЬНОСТЬ НУТРИЕНТОВ СВЯЗАНА С РАЗДЕЛЯЮЩИМ ОБОРУДОВАНИЕМ ДЛЯ ЗАПУСКА ПЕРВОГО РАЗДЕЛЕНИЯ КЛЕТКИ

Экспоненциально реплицирующиеся бактерии в богатой питательными веществами среде обычно используются для изучения деления прокариотических клеток (118–121).Однако бактерии в естественной среде проводят большую часть своего времени в бедном питательными веществами и нерепликативном состоянии. Поэтому вопрос о том, как бактерии инициируют первое деление клеток в конце лаг-фазы после длительного периода голодания, остается малоизученным. Одним из белков, связанных с делением клеток, является FtsZ (кодируется ftsZ ), прокариотический цитоскелетный белок, который подобен тубулину у эукариот. FtsZ полимеризуется с образованием кольца, известного как «кольцо Z», в середине клеток, где должно произойти деление клеток в будущем (122).Это Z-кольцо отвечает за задействование механизма деления, который отвечает за синтез пептидогликана и сужение мембраны, в результате чего образуется перегородка, которая позволяет расщеплять дочерние клетки (123). Секар и соавторы (124) недавно продемонстрировали, что накопление в зависимости от питательных веществ FtsZ во время лаг-фазы у E. coli является триггером первого деления клеток после периода голодания. Эксперименты по метаболомике в реальном времени и микрофлюидной микроскопии одиночных клеток выявили заметное увеличение количества промежуточных продуктов метаболического пути, а также мономеров аминокислот и нуклеотидов в ответ на импульсное питание глюкозой (124).Импульсное кормление E. coli меченной изотопом глюкозой продемонстрировало, что подаваемая глюкоза использовалась для создания новых белков и ДНК. В ответ на импульсное кормление также наблюдалось многократное увеличение концентрации FtsZ, что позволяет предположить, что FtsZ является одним из белков, синтезируемых из глюкозы. По мере увеличения частоты импульсного кормления фаза лага укорачивается (124). Транскрипция ftsZ репрессируется репрессором пируватдегидрогеназного комплекса (PdhR, кодируемый pdhR ) (125).Экспрессия PdhR активируется белком рецептора цАМФ (CRP-цАМФ, кодируемым crp ) (126), глобальным регулятором транскрипции, который очень активен во время углеродного голодания у E. coli (127). Поскольку CRP-cAMP подавляется в ответ на глюкозу (128), биосинтез FtsZ опосредуется доступностью глюкозы. Поэтому ожидается, что концентрация FtsZ будет снижаться, когда клетки голодают, и повышаться, когда обнаруживаются питательные вещества. Примечательно, что делеция crp или pdhR в E.coli приводили к клеткам, которые немедленно начинали делиться без детектируемого периода задержки, тогда как подача PdhR через плазмиду экспрессии восстанавливала период задержки. Это говорит о том, что биодоступность FtsZ опосредует время первого деления клеток E. coli (124). Чтобы подтвердить это открытие, авторы исследовали роль ClpXP (кодируемого clpX и clpP ), комплекса, который действует как протеаза FtsZ и как ингибитор полимеризации FtsZ (129, 130).Делеция clpX и clpP приводила к увеличению концентрации FtsZ и более короткому лагу, тогда как сверхэкспрессия ClpX уменьшала количество FtsZ и вызывала длительный лаг-период (124). Когда применялась смесь ингибиторов протеазы, продолжительность задержки сокращалась на 30%, что еще раз подтверждает роль ClpXP. Поэтому авторы предположили, что концентрация FtsZ, опосредованная доступностью питательных веществ и протеолизом, служит общим временным механизмом для запуска первого деления клеток и завершения лаг-фазы (124).Эта модель кратко представлена ​​на рис. 7.

Рис. 7

Рис. 7 (A) Активирующие и репрессирующие элементы, определяющие концентрацию FtsZ и запуск первого деления клеток в конце лаг-фазы. (B) Абстракция концентрации FtsZ во время стационарной фазы, лаг-фазы и первого деления клеток. Адаптировано из работы Секара с соавторами (124). В результате этой работы возникает несколько интригующих вопросов. Во-первых, помимо CRP-cAMP и ClpXP существует множество факторов, которые влияют на биосинтез и полимеризацию FtsZ.Например, в E. coli глюкозилтрансфераза OpgH (UgtP в B. subtilis), как известно, локализуется в месте будущего деления, чтобы противодействовать сборке FtsZ, тем самым предотвращая преждевременное деление до тех пор, пока клетка не накопит достаточно биомассы для деления (131, 132). У B. subtilis пируватдегидрогеназа, по-видимому, связывает метаболизм глюкозы с образованием Z-кольца, тем самым согласовывая скорость деления с доступностью питательных веществ (133). Как такие элементы влияют на время первого деления клеток, остается предметом будущих исследований.Во-вторых, и в более широком смысле, это исследование предполагает, что первое деление клеток и деления, наблюдаемые в культурах с средней экспоненциальной фазой, по-видимому, регулируются разными механизмами. Принимая во внимание, что Sekar и соавторы (124) обрисовали в общих чертах зависящую от концентрации роль FtsZ в определении начала первого деления в E. coli, также известно, что экспоненциально реплицирующиеся клетки E. coli и B. subtilis присутствуют с постоянной концентрацией FtsZ на всем протяжении клеточный цикл, и то, что индуцирование изменений уровней FtsZ мало влияет на частоту образования Z-кольца (134, 135).Означает ли это, что время первого деления продиктовано концентрацией FtsZ, тогда как в экспоненциальной фазе время продиктовано другими факторами, связанными с FtsZ, например его клеточной локализацией и способностью полимеризоваться? В-третьих, и не связано с первым делением клеток как таковым , наблюдение Секара и его коллег (124) о том, что введение в E. coli ¹³ C-меченой глюкозы приводит к образованию меченных изотопами метаболитов во время лаг-фазы, по-видимому, противоречит энергетической оценке. банковская модель (см. выше, клеточные события предоставляют физиологические маркеры отставания).Как обсуждалось ранее, Ямамотоя и соавторы (90) утверждали, что гликоген является основным источником глюкозы во время лаг-фазы E. coli. Значительное включение изотопных меток из [ ¹³ C] глюкозы является наблюдением, которое, по-видимому, не согласуется с этой моделью. Для согласования этих, казалось бы, расходящихся наблюдений потребуются дополнительные исследовательские работы. Несмотря на эти соображения, модель, предоставленная Sekar и соавторами (124), обеспечивает элегантную демонстрацию того, как восприятие питательных веществ может быть связано с механизмом деления, чтобы запустить первое деление клеток в конце лаг-фазы.

ЛАГ — ЭВОЛЮЦИОННЫЙ ФЕНОТИП, КОТОРЫЙ ТАКЖЕ МОЖЕТ ВЫРАЖАТЬСЯ

DE NOVO Продолжительная лаг-фаза, по-видимому, является защитным механизмом, который позволяет бактериям переносить стресс. Например, эксперименты по инкубации Streptococcus pneumoniae показали, что у серотипов с большей склонностью к инвазивным заболеваниям были более длительные лаг-фазы. Это предполагает, что более длительные лаг-фазы могут способствовать способности S. pneumoniae уклоняться от иммунных ответов хозяина (136). Аналогичный случай сейчас делается в отношении толерантности к антибиотикам.Первый пример взаимосвязи между более длительными периодами задержки и толерантностью к антибиотикам был обнаружен Дином и Хиншелвудом в 1957 г. (137). Бактерии с более длительной лаговой фазой более толерантны к антибиотикам (138–145). Например, сублетальное воздействие на Enterococcus faecium различных антибиотиков привело к задержке до 30 часов. После длительной лаг-фазы культура, обработанная антибиотиками, делилась быстрее и имела более высокую конечную плотность культуры, чем контрольная культура без антибиотиков (143).Это говорит о том, что адаптивные процессы происходили в течение периода задержки E. faecium, что не только придавало толерантность к антибиотикам, но и усиливало последующую пролиферацию. Тревожным открытием этого исследования было то, что некоторые периоды задержки были длиннее, чем стандартизованный период культивирования от 16 до 24 часов, рекомендованный (на момент публикации) Институтом клинических и лабораторных стандартов. Поэтому длительные лаг-фазы могут привести к переоценке эффективности антибиотиков в рутинных тестах на чувствительность к антибактериальным препаратам (143).В выделенном случае было бы интересно периодически повторно подвергать E. faecium воздействию одних и тех же антибиотиков, чтобы окончательно исключить возможность возникновения механизма устойчивости к антибиотикам in situ и предоставить дополнительную эмпирическую поддержку защитной функции длительного периода задержки. . Как «фенотип с длительным лагом» может вызвать повышенную толерантность к антибиотикам, обсуждается ниже в разделе «Возможные направления исследований». Фридман с соавторами исследовали, является ли длительное отставание эволюционирующим фенотипом (144).Авторы предположили, что бактерии могут развиваться, чтобы продлить период задержки в ответ на длительную программу воздействия антибиотиков. Например, регулируя время воздействия ампициллина на E. coli, авторы смогли установить приблизительно коррелятивную взаимосвязь между длительностью задержки и продолжительностью воздействия антибиотика (144). Когда толерантные к ампициллину клетки E. coli подвергались воздействию норфлоксацина (антибиотик с механизмом действия, отличным от действия ампициллина), также наблюдалась толерантность к норфлоксацину (144).Это говорит о том, что длительное отставание само по себе является адаптивным признаком толерантности к антибиотикам — феномен, который авторы назвали «толерантностью по задержке». Перекрестная защита адаптированных к ампициллину штаммов E. coli к норфлоксацину также указывает на то, что механизм толерантности не включает развитие устойчивости к специфическим антибиотикам, а, скорее, включает обобщенный адаптивный ответ на антибиотический стресс. Секвенирование генома и восстановление аллелей дикого типа выявили мутации в трех генах, которые вызвали длительный лаг-период.Из этих трех генов функции двух известны и связаны с путями, включающими модули токсин-антитоксин и аминоацил-тРНК-синтетазы (144). В совокупности эти наблюдения предполагают, что длительное отставание — это эволюционирующий фенотип, который обеспечивает широкую толерантность к антибиотикам. Длительное отставание также, по-видимому, является приемлемым фенотипом, который может проявиться de novo в ответ на терапию антибиотиками. Феномен «клеток-персистеров» был в центре нашего внимания по поводу устойчивости к антибиотикам с тех пор, как Биггер впервые обнаружил их участие в устойчивости Staphylococcus spp.на пенициллин в 1944 г. (146). Персистеры — это клетки, которые выживают после уничтожения антибиотиками, но не имеют генетических изменений, обеспечивающих устойчивость к антибиотикам (147). Vulin с соавторами (148) исследовали взаимосвязь между длительным лагом и феноменом персистирования у S. aureus. Когда клетки S. aureus отбирают из участков тела хозяина и высевают на твердую среду, размер колоний варьируется. Небольшие колонии, известные как варианты малых колоний, обладают фенотипом устойчивости к антибиотикам. По сравнению с контрольными клетками, предварительно подвергнутыми воздействию нейтрального pH, S.aureus, предварительно подвергнутые кислому pH, или взятые из абсцессов мыши, представленные с большим количеством вариантов небольших колоний при посеве на твердый агар. Автоматическая визуализация и покадровая микроскопия показали, что эти небольшие варианты колоний являются результатом того, что клеткам требуется больше времени для выхода из лаг-фазы (148). Воздействие антибиотиков увеличивало количество образующихся вариантов небольших колоний. Субкультивирование маленьких колоний привело к появлению на агаре как больших, так и маленьких колоний. Это показывает, что длительное отставание S.aureus не является фиксированным фенотипом, но появляется de novo в ответ на воздействие антибиотиков (148). Таким образом, длительное отставание в S. aureus является приемлемым фенотипом, который придает толерантность к антибиотикам in vitro и in vivo (148). Вообще говоря, фенотипическая изменчивость S. aureus следует тому же принципу хеджирования ставок, который, как известно, играет роль в выживании бактериальной популяции в ответ на стрессоры окружающей среды (см. Историю, определения и детерминанты длительности лаг-фазы, выше).В случае антибиотиков фенотип с длительным лагом является примером того, как бактерии могут генерировать разнообразие фенотипов в генетически идентичной популяции, чтобы гарантировать, что подмножество родственного сообщества выживет и восстановится в ответ на схему антибиотиков (149–14). 151). В других обстоятельствах фенотип с коротким лагом также может быть полезным. Бактерии, которые могут быстро делиться и использовать новые питательные вещества, могут вытеснить бактерии, которые этого не могут. Экспрессия и каталитический потенциал ферментов регулируются эволюцией, чтобы максимизировать приспособленность (152).В этом случае продолжительность задержки, по-видимому, является фенотипом, который может быть изменен эволюционными изменениями каталитического потенциала основных ферментов, участвующих во время задержки. Примером может служить аденилаткиназа (AdK), фосфотрансфераза, которая обратимо превращает АДФ в АТФ и АМФ. Мутационное исследование AdK, проведенное Адкаром и соавторами (153), показало, что общая каталитическая емкость этого фермента (определяемая как комбинация каталитической скорости и изобилия фермента) обратно пропорциональна продолжительности лаг-фазы у E.coli. Это было продемонстрировано путем создания серии мутаций в AdK, которые привели к более длительным лаг-фазам (153). Поскольку быстрый метаболизм и пролиферация клеток считаются маркерами приспособленности бактерий, это исследование предполагает, что короткая лаг-фаза является желательным фенотипом, который может быть вызван мутациями, повышающими каталитическую способность основных ферментов (153).

К БОЛЕЕ ПОЛНОМУ ПОНИМАНИЮ ЗАДЕРЖКИ

Что такое лаг-фаза? Общее описание состоит в том, что отставание — это переходный период отсутствия репликации, когда клетки готовятся к делению, адаптируясь к стрессу и восстанавливая клеточные компоненты.Эта характеристика лага как подготовительного периода хорошо подтверждается имеющимися доказательствами. Однако он неполный. Обратите внимание на следующее.

Запаздывающая фаза динамическая.

На продолжительность задержки влияет история посевного материала (см. «История, определения и детерминанты длительности лаг-фазы» выше). Молодые и старые бактерии представлены различными транскрипционными программами и стратегиями омоложения микробных популяций (см. Бактериальная история, отражающая динамический профиль транскрипции, выше).Бактерии реагируют на первичные или вторичные источники углерода с помощью однофазных или двухфазных программ, чтобы минимизировать время задержки (см. Оптимизация первичного метаболизма, характерная для фазы задержки, выше).

Организована лаг-фаза.

Бактерии быстро запускают программу транскрипции, включающую более половины всех генов в геноме, начиная всего через несколько минут после инокуляции (см. «Программы широкой экспрессии, производящие клеточные механизмы, необходимые для распространения», выше). Эти изменения энергетически спонсируются перевариванием запасов гликогена аналогично энергетическому банку (см. Выше, оптимизация первичного метаболизма, характерная для лаг-фазы).Бактерии улавливают, когда становятся доступными питательные вещества, и в ответ запускают первое деление клеток (см. Раздел «Чувствительность к питательным веществам в сочетании с механизмом деления для запуска первого деления клеток» выше).

Фаза запаздывания адаптивна.

Неоднородность времени задержки между отдельными клетками соответствует принципам хеджирования ставок, позволяющим родственным популяциям выжить в окружающей среде (см. Историю, определения и детерминанты длительности лаг-фазы выше) и антибиотиках (см. Лаг — эволюционируемый фенотип, который также может возникать. De Novo , выше) угроз.Стресс вызывает различные периоды задержки, которые связаны с различными физиологическими паттернами, а в некоторых случаях — с повышенными маркерами приспособленности (см. «Клеточные события, обеспечивающие физиологические маркеры отставания» выше). Предполагается, что накопление металлов является конкурентным поведением, позволяющим бактериям уклоняться от пищевого иммунитета хозяина (см. Приток железа во время задержки, вызывающий окислительный стресс и может быть связан с уклонением от иммунитета, выше). Длительное отставание — это фенотип, который может проявиться de novo в ответ на воздействие антибиотиков (см. «Запаздывание — эволюционируемый фенотип, который также может возникать De Novo » выше).

Запаздывающая фаза эволюционирует.

Длительное отставание — это эволюционирующий фенотип, который придает перекрестную толерантность к различным антибиотикам. Общая метаболическая емкость первичных ферментов оптимизирована эволюцией, чтобы минимизировать продолжительность задержки (см. «Лаг — эволюционируемый фенотип, который также может возникать De Novo » выше).

Эти идеи еще не нашли должного отражения в учебных материалах. Рассмотрим следующие отрывки из учебников с 1937 по 2019 год.Несмотря на успехи в понимании лаг-фазы, то, как этот период описывается студентам, практически не изменилось на протяжении восьми десятилетий.

1937 : «Во время первой или лаг-фазы заметного роста бактерий не наблюдается…. Истинное объяснение этой фазы несколько спорно, но, несомненно, представляет собой приспособление бактерии к изменению окружающей среды »(184).

1951 : «Некоторые клетки действительно показывают отставание в метаболизме и росте, особенно клетки с более привередливыми потребностями в питательных веществах.Этот период может совпадать со временем, необходимым для накопления концентрации основных промежуточных продуктов »(185).

1959 : «Сначала есть период« запаздывания »(например, два часа), в течение которого не происходит размножения, хотя наблюдается увеличение размера клеток, сопровождающееся интенсивной метаболической активностью» (186).

1974 : «Лаговая фаза представляет собой период, в течение которого спящие организмы, используемые в качестве инокулята, вероятно, впитывают воду, восстанавливают РНК… возможно, производят индуцируемые ферменты, чтобы справляться с новыми питательными веществами, набухать и иным образом приспосабливаются к новой среде» (187).

2008 : «Хотя деление клеток происходит не сразу и нет чистого увеличения массы, клетка синтезирует новые компоненты…. Клетки перестраиваются, реплицируют свою ДНК, начинают увеличиваться в массе и, наконец, делятся »(188).

2019 : «Клетки начинают синтезировать ферменты, необходимые для роста…. [I] f клетки переносятся в среду, которая содержит меньше питательных веществ, лаг-фаза будет дольше »(189).

Подготовительное объяснение задержки, безусловно, понятно, учитывая то, что мы до сих пор не знаем о задержке, сложности изучения небольшого числа ячеек и относительно недавних сообщений о многих из наиболее впечатляющих фактов.Тем не менее отставание, очевидно, является более сложным явлением, как бы мало мы его ни понимали. Отставание является не только подготовительным, но также динамичным, организованным, адаптивным и развивающимся. По мере появления новых открытий может появиться более полное понимание этой фазы, отражающее удивительную сложность бактериальной жизни и ее актуальность для различных научных дисциплин.

Широкое распределение времени задержки нарушает компромисс между размножением и выживанием бактерий.

В природе бактерии живут в высокодинамичной среде, где они редко испытывают постоянный приток питательных веществ.Вместо этого условия часто чередуются между периодами голода и изобилия ресурсов (1⇓ – 3). При обнаружении новых ресурсов голодающие популяции бактерий не возобновляют рост немедленно, а скорее демонстрируют задержку на уровне популяции, известную как время задержки. Эта задержка может иметь важные последствия для долгосрочной динамики популяции из-за фундаментального компромисса между воспроизводством и выживанием, лежащего в основе переходов между состояниями роста и отсутствия роста: хотя быстрое возобновление роста дает прямую выгоду, нерастущие клетки менее восприимчивы к внешние стрессоры, чем активно делящиеся клетки.

Медленно или неделящиеся бактериальные клетки особенно важны в контексте бактериальных инфекций, поскольку они могут пережить воздействие антибиотиков, не будучи генетически устойчивыми к антибиотикам (4, 5). Такие клетки могут возникать в результате переключения стохастического фенотипа из клеток в стационарной или экспоненциальной фазе и тогда известны как персистеры (4, 6–9). В то время как различные эмпирические и теоретические исследования изучали возникновение и динамику субпопуляций персистеров (10, 11), гораздо меньше известно о том, как отсроченное возобновление роста после голодания может привести к увеличению выживаемости при приеме антибиотиков [явление, известное как толерантность по задержке (12). )].В частности, не выяснены как степень вариации времени задержки на уровне отдельной клетки, так и ее последствия для роста и выживания популяции.

Здесь мы количественно оцениваем фенотипические вариации времени запаздывания в клональных популяциях бактерий и объединяем эти наблюдения с экспериментами по селекции и математическим моделированием для исследования эволюции распределений времени запаздывания. Мы начинаем с количественной оценки распределения времени задержки путем прямого наблюдения за отдельными клетками, выходящими из состояния голода; Полученные данные показывают существенные различия в задержке между отдельными клетками, которая увеличивается с продолжительностью голодания и зависит от природы ресурса, с которым сталкивается при возобновлении роста.Затем мы исследуем эволюцию распределений времени запаздывания, изучая последствия изменения времени запаздывания на рост и выживаемость популяции. Мы экспериментально показываем, что бактерии эволюционируют с узким распределением времени задержки при повторном прохождении циклов голодания и еды, когда отбор постоянно способствует быстрому росту. Однако для изменяющегося режима отбора как на рост, так и на выживаемость прогнозы моделирования показывают, что бактерии могут решить возникающий в результате компромисс между этими двумя компонентами приспособленности путем развития фенотипической гетерогенности в лаге.Мы показываем, что эта стратегия особенно эффективна, потому что клетки с противоположными крайностями распределения времени задержки оказывают непропорциональное влияние на рост и выживаемость на уровне популяции: хотя в росте преобладают клетки с наименьшим временем задержки, устойчивость к стрессу антибиотиками обеспечивается. ячейками с наибольшим временем запаздывания.

Результаты

Мы разработали микрофлюидную установку для измерения распределения времени задержки клональных популяций Escherichia coli , возобновляющих рост после углеродного голодания (рис.1). Бактерии загружали в микрожидкостное устройство и постоянно контролировали с помощью покадровой микроскопии. Клеткам не хватало углерода, подключив устройство к периодической культуре, растущей от экспоненциальной к стационарной фазе в минимальной среде M9 с глюкозой, аналогично ранее разработанному подходу (7). С момента инокулирования периодической культуры за бактериями наблюдали в микрофлюидном устройстве в течение различных периодов голодания ( методы ). По истечении этого времени мы снабдили голодные бактерии свежей средой и количественно оценили время задержки на уровне отдельных клеток.Мы изучали возобновление роста в минимальной среде M9 с двумя разными источниками углерода (глюкоза или лактоза), поскольку в природе бактерии могут обычно возобновлять рост в другом источнике углерода, чем тот, с которым они встречались до голодания. Известно, что при переключении между альтернативными источниками углерода активно делящиеся популяции клеток демонстрируют диауксический рост с фазой задержки роста в момент, когда клетки переключаются с использования одного источника углерода на другой. В сочетании с длительным голоданием такое диакси может привести к длительному лагу на уровне популяции ( SI Приложение , рис.S1) из-за времени и ресурсов, которые клетки должны вкладывать в экспрессию белков для метаболизма нового источника углерода (13). Чтобы исследовать этот эффект, мы сравнили возобновление роста с изменением доступного источника углерода и без него. Мы использовали лактозу в качестве альтернативного ресурса, потому что она демонстрирует длительную задержку на уровне популяции, обеспечивая при этом скорость роста, аналогичную скорости роста глюкозы ( SI Приложение , рис. S1).

Рис. 1.

Количественная оценка распределения времени задержки после длительного голодания.( A ) Микрожидкостная установка для количественного определения времени задержки на уровне отдельной ячейки. ( Top ) Бактерии загружают в микрофлюидное устройство (обозначено красной стрелкой) и наблюдают с помощью покадровой микроскопии. Устройство подключено к партии культуры, засеянной с низкой плотностью. Таким образом, клетки в микрожидкостном устройстве находятся в условиях, подобных бактериям в периодической культуре: они сначала растут экспоненциально, пока ресурсы не истощаются, а затем становятся голодными. ( Низ ) Голодание прекращается, когда устройство отключается от пакетной культуры и переключается на свежую среду.( B ) Мы используем микрофлюидное устройство с конструкцией «материнская машина», которая позволяет отслеживать отдельные клетки через их вход, пребывание и выход из стационарной фазы. Для всех анализов, представленных в этой статье, количественно оценивалось только поведение клеток на дне канала роста (желтая рамка). (Масштабная шкала, 5 мкм.)

Количественная оценка времени задержки на уровне отдельных клеток соответствовала измерениям на уровне популяции и показала, что бактериям требуется в среднем больше времени, чтобы возобновить рост в лактозе, чем в глюкозе, после длительного голодания ( Инжир.2 А ). Что еще более важно, наблюдаемое распределение времени задержки показало, что возобновление роста очень неоднородно среди генетически идентичных клеток, особенно когда клетки испытывают диауксический сдвиг от глюкозы к лактозе после возобновления роста. Чтобы еще больше разобраться в роли голодания и диоксии в задержке, мы измерили распределение времени задержки у бактерий, возобновляющих рост в лактозе как после короткого голодания, так и непосредственно в результате экспоненциального роста глюкозы. Интересно, что мы обнаружили, что голодание и диауксии имеют синергетический эффект на время задержки (рис.2 В ). Эта синергия может происходить из сочетания стохастичности диссоциации репрессора lac от оперона lac (14) и низкого энергетического состояния клеток, выходящих из голодания, что может привести к тому, что многие события диссоциации репрессора не закончатся. в успешном производстве белка. Тем не менее, такая синергия не является просто следствием экспрессии белка, поскольку мы обнаружили, что даже если бактерии индуцируют экспрессию оперона lac перед голоданием, возобновление роста лактозы все равно происходит медленнее, чем глюкозы ( SI Приложение , рис.S4). Мы предполагаем, что в дополнение к экспрессии оперона lac , активность пермеазы lac может быть особенно дорогостоящей для клеток, выходящих из состояния голодания, потому что этот белок работает, используя протонную движущую силу (PMF) клетки (15 ), который истощается во время голодания. Это может объяснить постоянную разницу во времени задержки на уровне популяции, которую мы наблюдаем для сахаров, импортируемых PMF или АТФ-зависимыми переносчиками, по сравнению с сахарами, импортируемыми с использованием фосфотрансферазных систем (таких как глюкоза) ( SI Приложение , рис.S1), поскольку последние зависят от фосфоенолпирувата, промежуточного продукта метаболизма, который временно увеличивается при углеродном голодании в E. coli в отличие от PMF или ATP (16).

Рис. 2.

Среднее значение и дисперсия распределения времени задержки зависят от характера переключения ресурсов. ( A ) Распределение времени задержки E. coli MG1655, возобновляющего рост в среде M9 с глюкозой (зеленый) или лактозой (красный) после длительного голодания в среде M9 с глюкозой (40-часовой цикл роста, где клетки проводят ~ 32 часа). голодал).Данные гистограммы берутся из одной реплики для каждого условия. Распределения для двух дополнительных повторов для каждого состояния приведены в приложении SI , рис. S2. Время задержки количественно определяется как время до первого деления после подачи свежей среды. Концентрации лактозы и глюкозы 1,11 мМ. ( B ) Среднее время задержки как функция продолжительности голодания и переключения ресурсов. «Длительное» голодание соответствует данным, приведенным в A , где цикл роста длится 40 часов. «Короткое» голодание соответствует циклам роста от 16 до 18 часов (∼8 часов голодания).«Нет» соответствует диауксическому сдвигу, при котором клетки переключаются на лактозу при экспоненциальном росте глюкозы. Время задержки для диауксического сдвига рассчитывается как разница между временем разделения до и после переключения на лактозу (подробности см. В Методы и SI Приложение , Рис. S3). Увеличение как среднего, так и дисперсии распределения времени задержки в зависимости от продолжительности голодания выше, когда бактерии возобновляют рост в лактозе, чем когда они возобновляют рост в глюкозе.Эти взаимодействия значительны, как показано двумя моделями смешанных эффектов ( F = 79,8 и F = 62,5 для среднего и дисперсии, соответственно, с P <0,005 для обоих случаев). Для каждого условия показаны три независимых повтора. Каждая реплика соответствует данным не менее 130 ячеек.

Важно отметить, что такое сильное изменение времени задержки, которое мы находим для перехода на лактозу, может иметь серьезные последствия для роста популяции: учитывая, что после длительного голодания ранние и поздние респонденты различаются по времени задержки более чем на 10 часов (что примерно в 10 раз превышает время удвоения в экспоненциальной фазе в лактозе), наиболее быстро возобновившие рост клетки могут оставить во вновь сформированной популяции в 1000 раз больше потомства, чем их генетически идентичные сестринские клетки, которые возобновили рост 10 часами позже.

На основании этого наблюдения мы спросили, могут ли бактерии достичь узкого распределения времени задержки, когда все клетки возобновляют деление, как только ресурсы становятся доступными, поскольку это будет наилучшей возможной стратегией быстрого роста после голодания для изогенной популяции. Мы сделали это путем эволюции E. coli в режиме, который выбирает для быстрого роста лактозы после длительного голодания, с использованием установки серийного разведения, которая имитирует условия для наших микрофлюидных измерений: бактерии были инокулированы в минимальную среду M9 с глюкозой, а затем 40 ч голодные культуры разводили в минимальной среде М9 с лактозой.Бактерии оставались в этой свежей среде только в течение 8 часов, после чего их снова переносили в M9 с глюкозой, перезапуская цикл отбора ( SI, приложение , рис. S5). Мы развили шесть независимых популяций при этом режиме для ~ 600 поколений, используя в качестве предка E. coli MG1655.

Развитые популяции быстро улучшили свои показатели по сравнению с предками ( SI Приложение , рис. S5). Это согласуется с динамикой долгосрочного эволюционного эксперимента с E.coli , где время задержки было одним из признаков с самой крутой реакцией отбора в течение первых 2000 поколений режима пира и голода (17). Более того, мы обнаружили, что распределение времени задержки стало намного более узким во всех популяциях (рис. 3), что указывает на то, что E. coli может двигаться к оптимальному распределению для быстрого возобновления роста, когда все клетки начинают очень быстро делиться после того, как ресурсы становятся доступными. . Секвенирование показало, что во всех популяциях накапливались мутации в репрессоре оперона lac , LacI, что приводило к конститутивной дерепрессии оперона lac ( SI, приложение , таблица S1) (18).Это наблюдение дополнительно подтверждает, что одним из основных препятствий для возобновления роста лактозы после длительного голодания по глюкозе является экспрессия оперона lac . Кроме того, в большинстве популяций накапливались мутации в семействе белков, связанных с азотным голоданием, YeaH и YeaG (19), в опероне rph-pyrE (20) и в различных субъединицах РНК-полимеразы ( SI Приложение ). , Таблица S1).

Рис. 3.

Фенотипическая неоднородность по времени задержки может быть уменьшена при длительном отборе для быстрого возобновления роста после голодания.Распределение времени задержки для одного клона, выделенного из эволюционировавшей популяции, возобновляющей рост в среде M9 с лактозой после длительного голодания в среде M9 с глюкозой. Концентрация обоих сахаров составляет 1,11 мМ, как на фиг. 2. Клон был выделен из одной из шести повторных популяций после ~ 600 поколений селекции для уменьшения времени задержки лактозы после голодания. На вставке показаны сводные статистические данные (среднее значение и отношение дисперсии к среднему) для трех повторных измерений предка (красные точки) и четырех клонов, выделенных из независимых популяций в конце эволюционного эксперимента, включая тот, который показан на гистограмме. (синие точки).Клон, показанный на основном рисунке, — 1Gc. См. SI Приложение , Рис. S6 и Таблицу S1 для распределения оставшихся клонов и генетической информации для всех клонов.

Хотя этот эволюционный эксперимент устанавливает, что длительное время задержки является дорогостоящим и что бактерии могут быстро изменять свое распределение времени задержки в ответ на отбор на быстрый рост (рис. 3 и SI Приложение , рис. S5 и S6), короткие времена задержки не обязательно выгодны при любых условиях.В частности, в присутствии антибиотиков отсрочка возобновления роста после появления новых ресурсов может иметь жизненно важное значение для того, чтобы пережить период воздействия антибиотиков. Поддержка этой идеи исходит из экспериментов, которые показывают, что бактерии развиваются с более длительным лагом, когда они подвергаются импульсному воздействию антибиотиков во время появления новых питательных веществ (12), условия, которые способствуют выживанию клеток, устойчивых к задержке.

Для дальнейшего изучения компромисса между ростом и выживанием мы анализируем, как распределение времени задержки определяет оба этих компонента приспособленности в клональной популяции.Мы начнем с сосредоточения внимания на росте населения и изучим, как производительность на уровне популяции определяется распределением времени запаздывания. Важно отметить, что основной особенностью динамики роста является то, что существует нелинейная взаимосвязь между временем задержки клетки и приспособленностью на индивидуальном уровне, определяемой здесь как количество потомков, внесенных клеткой в ​​растущую популяцию в определенный период времени. : Из-за природы роста бактерий это число будет экспоненциально уменьшаться с задержкой клетки.Чтобы проиллюстрировать это, рассмотрим одну ячейку с временем запаздывания τ. Предполагая, что эта ячейка начинает экспоненциально делиться со скоростью r после выхода из лага, количество потомков, которые у нее будут в момент времени t , будет равно N ( t ) = 2 ^{r ( т — τ )} для т > τ. Соответственно, количество потомков отстающей клетки уменьшается в 2 ^rτ по сравнению с клеткой, которая возобновляет рост сразу после появления ресурсов.

Чтобы изучить, как эта нелинейность влияет на возобновление роста популяции, когда распределения времени запаздывания неоднородны, мы разработали простую математическую модель. Мы предполагаем, что каждая клетка в популяции измеряет время запаздывания от распределения, определяемого генотипом популяции. Когда ресурсы становятся доступными, клетки ждут это время, а затем возобновляют рост с максимальной скоростью роста. Кроме того, мы предполагаем, что после возобновления роста бактерий они остаются в экспоненциальной фазе.Мы моделируем распределения времени задержки как гамма-распределения, которые представляют собой семейство распределений, обычно используемых для описания времени ожидания. Используя эти предположения, мы выводим уравнение для размера в момент времени t клональной популяции, которая инициируется из клеток N ₀ с гетерогенным временем задержки, которые возобновляют рост после голодания, Nt = N02rt1 + υr⁡log2u / υ . [1] Здесь r — скорость удвоения, а u и v — параметры, определяющие форму распределения времени запаздывания популяции с E [τ] = u и Var [τ] = uv ( SI Приложение ).Числитель уравнения. 1 соответствует классическому экспоненциальному росту, в то время как знаменатель можно интерпретировать как стоимость для населения невозобновления деления, как только появляются ресурсы. Естественно, эта стоимость увеличивается со средней задержкой и . Кроме того, он увеличивается с до , отражая, что быстрорастущие генотипы платят более высокую цену за то, что не возобновляют рост сразу после окончания голодания. Важно отметить, что эта стоимость уменьшается, если дисперсия времени задержки увеличивается или, точнее, если увеличивается отношение дисперсии к среднему в распределении v времени задержки.Таким образом, на приспособленность генотипа будет сильно влиять форма его распределения времени запаздывания, а не только его среднее значение. Фактически, клетка, время запаздывания которой соответствует среднему арифметическому для популяции, вносит вклад в растущую популяцию меньше, чем среднее количество потомства, потому что динамика возобновления роста удовлетворяет неравенству Дженсена (21) ( SI Приложение ). Мы проиллюстрируем эту концепцию, моделируя динамику возобновления роста двух популяций с различным распределением времени задержки (рис.4 А ). Хотя синяя популяция имеет более короткое среднее время задержки, чем красная популяция, последняя имеет лучшие общие показатели при возобновлении роста после голодания.

Рис. 4.

Клетки с самым коротким временем задержки доминируют при росте популяции. ( A ) Кривые роста двух популяций с различным распределением времени задержки (, вставка ), возобновляющих рост после голодания. Светлые цвета показывают 100 копий стохастических траекторий роста, смоделированных для каждой из популяций.Сплошные линии показывают аналитические прогнозы по формуле. 1 . Среднее время задержки синей популяции составляет 10 часов, а среднее время задержки красной популяции — 15 часов. Несмотря на более высокое среднее время задержки, красная популяция возобновляет рост быстрее, чем синяя популяция. Другие параметры: v _синий = 0,5, v _{красный} = 4, N ₀ = 100, r = 1 h ⁻¹ . ( B ) Смоделированные совокупные распределения потомства двух популяций, показанные в A .Линия x = y представляет сценарий, в котором каждая клетка оставляет точно такое же количество потомков, как только популяция возобновляет рост после голодания. Обе популяции отклоняются от нейтрального ожидания, хотя отклонение сильнее для красной популяции. В этой популяции более 70% потомства после голодания происходят только от 5% исходной популяции (пунктирные линии). ( C ) Смоделированные кумулятивные распределения потомства в 100 популяциях с распределением времени задержки, измеренным для голодающих E.coli возобновляет рост лактозы (рис. 2 A ). Мы предполагаем, что ресурсы, появляющиеся после голодания, ограничены для моделирования более реалистичного сценария развития бактерий в природе ( SI Приложение ). Клетки с коротким лагом быстро возобновляют рост и истощают ресурсы. В результате 10% исходной популяции оставляет в среднем более 60% потомков. Параметры: N ₀ = 100, K = 10 000, r = 1 h ⁻¹ , где K — грузоподъемность.

Нелинейность, присущая процессу экспоненциального роста, объясняет, почему форма распределения времени задержки оказывает такое сильное влияние на приспособленность: когда появляются новые ресурсы, в общем возобновлении роста преобладают клетки с наименьшим отставанием. Следовательно, как показали предыдущие модели времени запаздывания (22, 23), эффективность популяции будет в основном определяться положением левого хвоста в распределении времени запаздывания, где находятся самые ранние респонденты. Мы количественно оценили этот эффект, построив кумулятивное распределение потомков в наших смоделированных популяциях.В популяции с высокой дисперсией лага 5% особей, которые возобновляют рост в первые 5 часов, производят более 70% потомков популяции, тогда как в популяции с низкой дисперсией лага размеры потомства распределяются гораздо более равномерно ( Рис.4 B ). Таким образом, хотя время запаздывания у большинства особей в гетерогенной популяции равно или выше, чем у гомогенной популяции, возобновление роста в первой доминирует небольшой фракцией, которая возобновляет рост очень рано (до того, как основная часть гомогенной популяции возобновляется). численность населения).Важно отметить, что это показывает, что присутствие некоторых особей с длительным временем задержки не требует значительных затрат для клональных популяций.

Теперь мы переключим наше внимание на другой компонент компромисса и изучим, как распределение времени запаздывания влияет на выживаемость популяции. Известно, что активно делящиеся клетки более восприимчивы, чем нерастущие, к внешним стрессорам и особенно к антибиотикам (6, 12, 24). Используя нашу микрофлюидическую установку, мы спросили, выиграет ли популяция бактерий с гетерогенным распределением времени задержки от наличия некоторых клеток с длительным временем задержки, поскольку эти клетки будут дольше оставаться защищенными от антибиотического стресса.Для этого бактерии голодали по глюкозе и переходили на M9 с лактозой, как и раньше (рис. 1). Затем через 8,6 ч после перехода на свежую среду был применен импульс антибиотика, временное окно, которое было выбрано для обеспечения того, чтобы при применении импульса некоторые клетки уже возобновили рост, а другие остались в лаг-фазе. Пульс длился 80 мин и состоял из той же ростовой среды с 100 мкг мл ^-1 ампициллина. Мы наблюдали за бактериями в течение 20 часов после подачи импульса и отслеживали каждое деление и событие лизиса с момента подачи лактозы.Мы обнаружили, что клетки, которые не делились до импульса, имели значительно больше шансов пережить воздействие антибиотиков, чем клетки, которые уже делились (рис. 5). Кроме того, мы наблюдали, что после удаления антибиотика распределение времени задержки не изменилось ( SI Приложение , рис. S7). Последнее предполагает, что воздействие антибиотиков оказывает незначительное влияние на процесс возобновления роста, лежащий в основе распределения времени задержки.

Рис. 5.

Клетки с длительным лагом защищены от антибиотиков.События деления и лизиса популяции E. coli , подвергшейся воздействию импульса антибиотика после возобновления роста лактозы после голодания. За исключением импульса антибиотика, экспериментальные условия такие же, как при переключении глюкозы на лактозу, представленном на рис. 2 A . Во время импульса в среду M9 с лактозой добавляли 100 мкг-мл ^-1 ампициллина. Все точки на одной вертикальной линии соответствуют одной клеточной линии, а линии отсортированы по оси x по времени задержки.Чтобы проиллюстрировать это, вертикальные линии показаны для первых пяти клеточных линий. Импульс антибиотика (красные линии) подавали с 8,6 до 10 часов после перехода на лактозу (при t = 0 часов). Мы записывали каждое деление до и во время пульса. Мы предположили, что если клетка делится три раза после импульса, клетка пережила воздействие антибиотика, и мы перестали регистрировать события деления. Клетки, которые не делились до импульса, имели значительно более высокий шанс выжить после воздействия антибиотиков, чем клетки, которые делились раньше ( n = 291; χ ² = 80.85; P <10 ⁻¹⁰ ). Обратите внимание, что некоторые клетки лизируются, никогда не делясь (крайние правые клетки только с красной точкой).

Важно отметить, что мы повторили этот эксперимент для менее гетерогенных переключателей, изученных ранее (рис.2 B ), и обнаружили, что толерантность, измеряемая как доля клеток, которые выживают после пульса, уменьшается в отсутствие диауксии или голодания ( SI Приложение , рис. S8). Это демонстрирует, что толерантность по задержке — это черта, которая сильно зависит от характера колебаний окружающей среды, в отличие от других менее зависимых от контекста черт, таких как устойчивость к антибиотикам.Мы также применили импульсную дозу антибиотиков к эволюционировавшим штаммам и обнаружили, что в результате отбора для быстрого возобновления роста эти штаммы стали менее толерантными к антибиотикам при том же сдвиге глюкозы в лактозу ( SI Приложение , рис. S9). Это показывает, как мутации, направленные на метаболизм бактерий, могут влиять на толерантность к антибиотикам, и дополнительно подчеркивает компромисс между ростом и выживанием, лежащим в основе режимов застолья и голода.

Затем мы спросили, существуют ли режимы окружающей среды, которые могут быть выбраны из-за высокой дисперсии времени запаздывания.Чтобы изучить этот вопрос, мы расширили нашу предыдущую математическую модель, чтобы изучить эволюцию распределений времени запаздывания. Как и раньше, мы предположили, что отдельная ячейка измеряет время запаздывания по гамма-распределению. Параметры этого распределения определяются двумя развивающимися характеристиками: среднее время запаздывания и и отношение дисперсии к среднему против . Используя стохастическое моделирование, мы сначала изучили, как эволюционируют распределения времени запаздывания, когда есть только выбор для быстрого возобновления роста.Мы предполагаем, что как u , так и v могут мутировать при делении клеток с вероятностью µ , и что мутация является ступенчатой, поэтому мутировавший признак повышается или понижается на фиксированный размер шага δ. Когда появляются новые ресурсы, бактерии отбирают время задержки и начинают делиться, пока популяция не достигнет установленной емкости. Затем случайным образом отбирается небольшая часть последней популяции, чтобы начать новый цикл роста.

Мы находим, как и ожидалось, что при выборе для возобновления быстрого роста среднее время задержки стремится к нулю (рис.6 A и B ). По мере того как среднее время задержки уменьшается, форма распределения также реагирует на выбор; Фактически, модельные совокупности эволюционируют в сторону оптимального однородного распределения за счет увеличения отношения дисперсии к среднему в распределении времени запаздывания. Обратите внимание, что по мере того, как v становится выше, обе крайности распределения времени запаздывания сдвигаются, поэтому появляется не только больше ячеек с более коротким запаздыванием, но также больше ячеек с очень длинными задержками. Это дополнительно демонстрирует, что стоимость пригодности, связанная с наличием ячеек с длительным лагом, может быть легко компенсирована наличием ячеек с более коротким лагом.Важно отметить, что степень, в которой выбор для возобновления быстрого роста приведет к увеличению отношения дисперсии к среднему в распределении времени запаздывания, зависит от того, насколько тесна взаимосвязь между средним и дисперсией ( SI Приложение , Supplementary Обсуждение ). В частности, здесь мы предположили, что дисперсия может изменяться независимо от среднего, что способствует увеличению отношения дисперсии к среднему как стратегии сокращения запаздывания популяции. Однако для альтернативной параметризации гамма-распределения, где среднее значение и дисперсия более тесно связаны, модель предсказывает, что дисперсия распределения уменьшается при единственном выборе для возобновления быстрого роста ( SI Приложение , рис.S10). Этот результат отражает результаты нашего эволюционного эксперимента (рис. 3), показывая, что для переключателей, выбранных в этом эксперименте, среднее значение и дисперсия распределения времени задержки могут быть тесно связаны из-за молекулярных механизмов, лежащих в основе задержки в экспериментальном эксперименте. штамм ( SI Приложение , Дополнительное обсуждение ).

Рис. 6.

Эволюционная динамика распределений времени запаздывания. ( A , слева ) Градиент выделения, рассчитанный по формуле. 1 , иллюстрирующие направления повышения приспособленности, когда бактерии отбираются только для быстрого возобновления роста. Траектория одного репрезентативного эволюционного моделирования нанесена поверх градиента выбора. По мере того, как среднее время запаздывания приближается к нулю, отношение дисперсии к среднему увеличивается. Эти результаты предназначены для параметризации модели, в которой среднее значение и отношение дисперсии к среднему в распределении времени запаздывания могут развиваться как независимые признаки (см. SI Приложение , рис.S10 и Дополнительное обсуждение для результатов альтернативной параметризации). ( A , Right ) Распределение времени запаздывания для исходной популяции (черный), эволюционной промежуточной популяции (красный) и гипотетического эволюционного промежуточного звена, где распределение времени запаздывания сузится до того, как сместится к нулю (синий). Несмотря на снижение среднего времени запаздывания, такой гипотетический промежуточный результат не реализуется, потому что отношение дисперсии к среднему находится в процессе отбора для увеличения. B подчеркивает общность паттерна, наблюдаемого в A , показывая графики эволюционных временных рядов среднего и отношения дисперсии к среднему, собранные из 100 повторных симуляций. Параметры: N ₀ = 100, K = 500, r = 1 час ⁻¹ , µ = 10 ⁻⁴ , δ = 0,1. ( C ) Пригодность ландшафтов, когда есть одновременный отбор для воспроизводства и выживания для различных вероятностей встречи p импульса антибиотика, происходящего в фиксированное время T _a после окончания голодания.Фитнес увеличивается с синего до желтого. Для всех панелей T _a = 4 часа, s _d = 0,001 и s _l = 0,7, где s _d и s _l — вероятности выживания после импульса антибиотика для клетки, делящиеся до импульса, и неделящиеся клетки соответственно. ( слева ) Когда p = 0,1, отбор преобладает над воспроизведением. Таким образом, динамика в этом сценарии такая же, как в A и B , где наивысшая пригодность достигается, когда среднее время задержки равно нулю.( справа ) Когда p = 0,9, отбор определяется выживаемостью до импульса антибиотика, поэтому наивысшая приспособленность достигается, если все клетки возобновляют рост сразу после импульса. ( Средний ) Когда p = 0,5, бактерии максимизируют приспособленность за счет развития распределений с промежуточным средним и большой дисперсией. Альтернативная параметризация гамма-распределения, где среднее значение и время запаздывания более тесно связаны, также предсказывает эволюцию распределений времени с большим запаздыванием для промежуточных значений p ( SI Приложение , Дополнительное обсуждение и рис.S10).

Затем мы изучили эволюцию распределений времени задержки при отборе на рост и выживаемость. Мы предполагаем, что бактерии сталкиваются с импульсом антибиотика во время цикла роста с вероятностью p . Импульс происходит в фиксированное время T _a после предоставления новых ресурсов. Основываясь на наших экспериментальных наблюдениях, мы делаем два предположения. Во-первых, мы предполагаем, что клетки, которые уже делились до импульса, умирают с гораздо большей скоростью, чем клетки, которые еще не делились (рис.5). Во-вторых, мы предполагаем, что время запаздывания клеток, которые не делились до импульса и выжили, остается неизменным после импульса ( SI Приложение , рис. S7). Для экстремальных значений p , мы обнаруживаем, что отбор определяется либо ростом, либо выживанием (рис. 6 C ): Когда p низкий, основное давление отбора направлено на быстрое возобновление роста. Это соответствует сценарию, проанализированному на рис. 6 A , где приспособленность увеличивается с меньшим средним временем задержки и более высоким отношением дисперсии к среднему и его максимумом, если все клетки возобновляют рост сразу после окончания голодания.Напротив, когда p высокий, бактерии развивают однородное распределение времени задержки, при котором все клетки возобновляют рост в момент времени T _a , то есть сразу после импульса антибиотика. Компромисс между воспроизводством и выживанием более распространен при промежуточных вероятностях обнаружения импульса антибиотика; в этих условиях ни немедленное возобновление роста на новом ресурсе, ни длительное время задержки для всех клеток в популяции не благоприятствуют отбору. Вместо этого для этих условий мы обнаруживаем, что бактерии эволюционируют с широким распределением времени задержки с промежуточным средним значением (рис.6 С ). Наконец, обратите внимание, что даже если бактерии всегда сталкиваются с импульсом антибиотика ( p = 1), может произойти компромисс между ростом и выживанием, если время появления импульса непредсказуемо. В этом сценарии мы также обнаруживаем, что распределения с большим временем запаздывания являются выгодным способом преодоления такого компромисса ( SI Приложение , Дополнительное обсуждение и рис. S11).

Обсуждение

Бактериям в природе часто требуется быстрое возобновление роста после продолжительных периодов голодания.Здесь мы разработали метод для количественной оценки времени задержки на уровне одной клетки и показали, что популяции голодных бактерий демонстрируют сильную фенотипическую гетерогенность в лаге, особенно при возобновлении роста источников углерода, которые они не метаболизировали до того, как впали в голод. Объединив наши одноклеточные измерения с математическим моделированием, мы также показали, что это изменение может позволить бактериальным популяциям решить фундаментальный компромисс между воспроизводством и выживанием в истории жизни и, как результат, поддерживать клетки с длительным временем задержки, которые переносят антибиотики.Более того, для режимов отбора, в которых этот компромисс является слабым и доминирует либо воспроизводство, либо выживание, наша модель отражает результаты двух отдельных эволюционных экспериментов (Рис. 6 C ). Во-первых, он предсказывает, что режим с преобладанием воспроизводства будет выбран для бактерий с более коротким временем задержки, которые станут менее устойчивыми к антибиотикам, что наблюдалось в эволюционном эксперименте, представленном в этой статье (рис. 3 и SI Приложение , рис. S9). . Во-вторых, он предсказывает, что режим, в котором преобладает выживаемость, будет выбран для бактерий с длительным временем задержки, которые возобновят рост после воздействия антибиотиков, как сообщили Фридман и др.(12).

Здесь мы сосредоточены на выживании после возобновления роста, но бактерии потенциально могут решить другие проблемы, присущие их преобладающему образу жизни, связанному с застольем и голодом, путем фенотипической диверсификации. Например, одно из условий отбора, которое сформировало стратегии роста и использования ресурсов многих видов бактерий, проистекает из решения о том, как подготовиться к голоданию (25): при инактивации механизмов роста (например, димеризации рибосом) и повышающей регуляции стресса гены ответа могут увеличить выживаемость во время голодания (1, 2, 26, 27), эта стратегия может задержать возобновление роста при появлении ресурсов.Фактически, было показано, что бактерии, отобранные для увеличения выживаемости во время длительного голодания, становятся менее конкурентоспособными при росте в свежей среде (28). В конечном итоге оптимальное количество подготовки к голоданию будет зависеть от продолжительности этого периода, который часто может быть непредсказуемым для бактерий. Помимо продолжительности голодания, еще одна переменная, которую бактерии часто не могут предвидеть, — это источник углерода, с которым они столкнутся после возобновления роста. Известно, что у микробов преобладают метаболические компромиссы, и в результате возобновление роста одного источника углерода может происходить за счет отсроченного возобновления роста других источников углерода (29⇓ – 31).В обоих сценариях вариация продолжительности голодания (32, 33) или колебания типа новых ресурсов (31, 34) могут привести к сильным компромиссам, которые могут быть смягчены фенотипической диверсификацией, приводящей к неоднородности времени запаздывания.

Мы показали, что фенотипические меньшинства на противоположных сторонах распределения времени задержки могут доминировать в динамике популяции после возобновления роста. Важным следствием этого открытия является то, что популяции бактерий в природе, которые часто чередуются между режимами еды и голода, могут часто проходить через узкие места, когда люди с экстремальным временем задержки производят большую часть потомства после голодания.Мы определили степень этого эффекта для количественного распределения времени задержки в лактозе после длительного голодания и обнаружили высокий уровень репродуктивного перекоса (рис. 4 C ). Более того, мы ожидаем, что этот эффект имеет аналогичную величину для переходов к различным другим источникам углерода, учитывая длительные задержки, наблюдаемые на уровне популяции ( SI Приложение , рис. S1). Неравномерное распределение потомства у бактерий было недавно зарегистрировано в других контекстах (35) и может сильно влиять на динамику бактериальной популяции, поскольку снижает эффективный размер популяции, усиливая эффект генетического дрейфа (36).

Помимо постоянной настройки своих фенотипов, изогенные популяции микробов могут адаптироваться к постоянно меняющейся среде за счет фенотипической диверсификации. Таким образом, часть населения всегда готова к будущим экологическим режимам за счет плохой работы в текущих условиях. Например, микробы могут использовать эту стратегию, чтобы пережить непредсказуемые стрессоры путем стохастической споруляции (37, 38) или подготовиться к колебаниям в типе доступных ресурсов (29–31).Мы показали здесь, что цена фенотипической гетерогенности снижается, когда карты соответствия фенотипа нелинейны. В этом сценарии изогенные популяции микробов могут позволить себе поддерживать субпопуляции особей, которые плохо адаптированы к текущей среде, поскольку в динамике популяции доминируют фенотипические меньшинства. Этот эффект обсуждался ранее в контексте одного из хвостов фенотипического распределения (39). Важно отметить, что мы показали, что эти меньшинства могут существовать в обоих хвостах фенотипического распределения, что позволяет микробам решать фундаментальный компромисс в истории жизни путем развития фенотипической гетерогенности.

Методы

Бактериальные штаммы и условия роста.

Все штаммы, использованные в этом исследовании, произошли от E. coli MG1655. Информация о штаммах, выделенных в ходе эволюционного эксперимента, приведена в Приложении SI , Таблица S1. Бактерии выращивали при 37 ° C в среде, состоящей из солей M9, 1 мМ MgSO ₄ , 0,1 мМ CaCl ₂ и 0,01% Tween 20. В среду M9 добавляли указанный сахар в указанной концентрации. Все мультимедийные компоненты поставляются Sigma-Aldrich.

Пакетные эксперименты.

Изголодавшиеся культуры начали путем разбавления культуры, выращенной в течение ~ 12 часов из одной колонии, собранной из чашки с агаром Лурия-Бертани (LB), в среде M9 с 1,11 мМ глюкозы. Используемый фактор разведения был 250-кратным, и бактерии выращивали в инкубаторе со встряхиванием при 220 об / мин. Через 40 часов после инокуляции голодные культуры инокулировали в свежую среду с добавлением 1,11 мМ указанного источника углерода в 96-луночные планшеты. Это соответствует ~ 32 часам голодания, поскольку бактериям требуется ~ 8 часов, чтобы достичь стационарной фазы с учетом фактора разбавления.За ростом популяции следили с помощью микропланшетного спектрометра Synergy, снимая показания каждые 3 мин при 600 нм ( OD, ₆₀₀ ). Данные были сглажены с использованием скользящего среднего с окном в 1 час, а максимальная скорость роста была рассчитана с использованием скользящего окна длительностью 9 минут и нахождения максимального наклона линейного метода наименьших квадратов, аппроксимирующего логарифмически преобразованные данные. Учитывались только данные с OD ₆₀₀ > 0,005 из-за низкой надежности машины при более низкой плотности клеток.На полученные параметры роста не влияет игнорирование более низких данных OD ₆₀₀ , поскольку мгновенные производные кривых роста отображают отдельный одиночный пик. Время задержки популяции рассчитывалось как пересечение линии регрессии в точке максимальной скорости роста и линии y = log ( N ₀ ), где N ₀ — плотность посева.

Микрожидкостные эксперименты.

Форма для микрожидкостного устройства была изготовлена ​​с использованием стандартных методов мягкой литографии в помещении FIRST для чистых помещений в ETH Zurich.Конструкция состоит из восьми параллельных каналов, каждый из которых разделяется на два основных проточных канала высотой 21 мкм и шириной 200 мкм. Каналы роста перпендикулярны основным каналам потока и имеют высоту 0,93 мкм, длину 25 мкм и ширину от 1,2 до 1,6 мкм. Для приготовления микрофлюидного устройства полидиметилсилоксан (PDMS, Sylgard 184 Silicone Elastomer Kit, Dow Corning) тщательно перемешивали с отвердителем в соотношении 10: 1, выливали на пластину, дегазировали с помощью эксикатора и отверждали при 80 ° C в течение 1 ч.Затем устройство PDMS вырезали и отделяли от пластины, и пробивали отверстия для входов и выходов. Наконец, устройство было прикреплено к покровному стеклу микроскопа с помощью плазменной обработки.

Для загрузки клеток ночную культуру в среде M9 с 5,55 мМ глюкозы разводили свежей средой в 20-кратном коэффициенте. Два часа спустя растущую культуру концентрировали центрифугированием, и клетки загружали в микрофлюидное устройство с помощью пипетки. Затем бактерии были подключены к среде M9 с помощью 1.11 мМ глюкозы в течение нескольких часов для акклиматизации.

Чтобы умерщвлять бактерии голодом, микрофлюидное устройство было затем подключено к бактериальной культуре, растущей из экспоненциальной фазы в стационарную в колбе для сыворотки объемом 250 мл. Среду откачивали из колбы с помощью перистальтического насоса (ISMATEC IPC-N24) с трубкой Pharmed ISMAPRENE (VWR) со скоростью 0,5 мл ч ^-1 . Сначала колба, содержащая только среду M9 с 1,11 мМ глюкозы, была подключена к микрофлюидному устройству, и клетки были загружены, как описано ранее.Затем через 6-10 часов в колбу инокулировали путем разбавления культуры, выращенной в течение ~ 12 часов из одной колонии, собранной с чашки LB, в среде M9 с 1,11 мМ глюкозы. Коэффициент разбавления был 250-кратным. Бактериальные культуры хранили в инкубаторе микроскопа (Life Imaging Services) при 37 ° C и постоянно встряхивали при 320 об / мин. Каждый канал питался независимой бактериальной культурой. По истечении указанного времени после инокуляции перистальтический насос был заменен шприцевым насосом NE-1600 со шприцами на 50 мл, заполненными средой M9 с 1.11 мМ глюкозы или лактозы. Время запаздывания рассчитывалось с момента переключения. В экспериментах, где бактерии подвергались воздействию импульса антибиотика, шприцы со средой M9 с 1,11 мМ глюкозы или лактозы были позже заменены в течение 80 минут на шприцы с той же средой и 100 мкг-мл ^-1 ампициллина (Sigma-Aldrich).

Для экспериментов, в которых бактерии претерпевали диауксический сдвиг без голодания, загрузка выполнялась, как указано ранее, и клетки оставались в среде M9 с 1.11 мМ глюкозы в течение не менее 12 ч после нагрузки. Затем мы переключили клетки на среду M9 с 1,11 мМ лактозы, заменив шприцевой насос. Время задержки было рассчитано как t _a — t _b , где t _a — это время между первым делением после переключения и последним делением перед переключением и t _b — это время последнего разделения перед выполнением переключения (т.е.е., когда в глюкозе еще росли бактерии). Мы включили в анализ только клетки, которые делились не менее трех раз за 5 ч до переключения, чтобы убедиться, что клетки находятся в экспоненциальной фазе при переключении на лактозу.

Микроскопия.

Микроскопию выполняли с использованием полностью автоматизированного инвертированного микроскопа Olympus IX81. Визуализацию проводили с помощью масляно-фазового объектива 100 × с числовой апертурой 1.3 (Olympus) и камеры ORCA-flash 4.0 v2 sCMOS (Hamamatsu). Фазово-контрастные изображения получали каждые 12 мин.Цейтраферные фильмы анализировали в Vanellus (40) путем записи событий деления и лизиса посредством визуального осмотра. Все анализы, представленные в документе, являются результатом количественной оценки поведения клеток на дне каналов роста устройства (рис. 1 B ). Если на дне канала роста было две клетки, для анализа случайным образом выбиралась одна. При переходе от голодания к свежей среде, представленной на рис. 2, небольшая часть клеток лизируется без возобновления деления (менее 3% во всех случаях).Эти ячейки исключаются из данных для построения распределения времени запаздывания.

Эволюционный эксперимент.

Мы развили шесть повторяющихся популяций для уменьшения времени задержки лактозы при возобновлении роста после голодания. Половина популяций имела в качестве предка E. coli MG1655 Ara +, который является штаммом, который мы используем в данной статье, а другая половина имела в качестве предка E. coli MG1655 Ara-, обеспечивающую метод проверки потенциальных перекрестное загрязнение между повторяющимися линиями.Все популяции были начаты из одной колонии с чашки с агаром LB. Бактерии выращивали в 15 мл культуральных пробирках во встряхиваемом инкубаторе при 37 ° C и 220 об / мин. Среда для выращивания содержала те же компоненты, что описаны ранее, за исключением Твина 20. Глюкозу и лактозу добавляли в концентрации 0,56 мМ. Все популяции серийно размножали в течение 40 циклов. В каждом цикле их сначала переносили в среду M9 с глюкозой на 40 часов, а затем в среду M9 с лактозой на 8 часов. Культуры имели объем 5 мл и разбавлялись в 250 раз при каждом переносе.При заключительном переносе каждую популяцию высевали на чашку с агаром M9 с 0,56 мМ глюкозы, и из чашки случайным образом отбирали одну колонию. Эту колонию выращивали в течение ночи в среде M9 с 0,56 мМ глюкозы, а затем замораживали с 80% глицерином при -80 ° C. Полученные в результате запасы колоний из различных популяций были использованы для получения данных, представленных на рис. 3 и SI Приложение , рис. S5 и S6 и таблица S1.

Идентификация секвенирования и мутаций.

Геномную ДНК обоих предковых штаммов и шести изолированных клонов экстрагировали с использованием набора для очистки геномной ДНК Wizard (Promega).Контроль качества и подготовка библиотеки были выполнены GATC (Констанц, Германия) и секвенированы на машине Illumina HiSeq4000 с использованием считывания парных концов из 150 пар оснований. Необработанные чтения были обрезаны, а адаптеры удалены с использованием настроек по умолчанию Trimmomatic версии 0.35 (41). Все правильно спаренные чтения с минимальной длиной 2 × 80 п.н. были сохранены. Последовательности были сопоставлены с эталонным геномом E. coli MG1655 (инвентарный номер RefSeq NC_000913.2), и мутации были идентифицированы с использованием настроек по умолчанию конвейера breseq (версия 0.30.1) (42). Мутации в каждом из эволюционировавших клонов были идентифицированы с помощью gdtools путем сравнения с соответствующим секвенированным предком.

О продолжительности микробной лаг-фазы

Другой аспект лаг-фазы, выявленный с помощью одноклеточного анализа, заключается в том, что, несмотря на генетическую идентичность, отдельные клетки в популяции часто демонстрируют очень разное поведение (рис. 1b). В то время как некоторые клетки способны выйти из лаг-фазы через пару часов после сдвига, другим клеткам требуется более 20 часов (Cerulus et al.2018). Еще более удивительно то, что значительная часть клеток, кажется, вообще никогда не выходит из лаг-фазы. В некоторых условиях и для некоторых генетических фонов доля клеток, которым не удается выйти из лаг-фазы, составляет более 90%. Это довольно загадочно, поскольку можно было бы интуитивно ожидать, что клетки эволюционировали, чтобы реагировать как можно быстрее на изменения окружающей среды. В конце концов, клетки, которые адаптируются быстрее, могут выйти из лаг-фазы и быстрее возобновить рост, тем самым превосходя клетки, которым требуется больше времени для выхода.Более того, кажется логичным предположить, что генетически идентичные клетки в однородной среде будут одинаково реагировать на триггеры окружающей среды. Почему же тогда некоторые клетки изогенной популяции, находящиеся в одной и той же среде, способны быстро переключаться, в то время как некоторые другие даже полностью не могут выйти из лаг-фазы?

Одно простое объяснение состоит в том, что продолжительность задержки зависит от стадии клеточного цикла, на которой находится конкретная клетка, когда происходит сдвиг источника углерода. Другая возможность заключается в том, что более старые материнские клетки, которые росли в глюкозе намного дольше, чем новорожденные дочерние клетки, демонстрируют более медленные переходы.Однако не было обнаружено зависимости от клеточного цикла или репликативного возраста (Cerulus et al. 2018). Чем же тогда можно объяснить различия между отдельными клетками? Одна из гипотез состоит в том, что во время роста на глюкозе некоторые клетки демонстрируют более сильное подавление дыхания, чем другие. Частично дышащие клетки могут показывать более короткие фазы задержки, возможно, за счет приспособленности во время роста глюкозы. Действительно, было показано, что сильная катаболитная репрессия приводит к оптимальной приспособленности в условиях стабильной глюкозы, тогда как более расслабленная репрессия может быть более благоприятной в изменчивой и непредсказуемой среде (рис.1b) (Нью и др., 2014; Ван и др., 2015). Таким образом, в зависимости от конкретных условий, для клеток может быть полезно не переключаться слишком быстро при изменении окружающей среды.

Интересно, что различные анализы отдельных клеток продемонстрировали существование, казалось бы, стохастических различий между генетически идентичными клетками. Эти различия, часто называемые биологическим шумом, могут быть результатом различных источников, ни в коей мере не стохастических процессов, связанных с молекулярными взаимодействиями, экспрессией генов, стабильностью и наследованием белков (Newman et al.2006; Махешри и О’Ши 2007; New et al. 2014). Более того, теоретические исследования показывают, что быстрый и единообразный ответ, возможно, не всегда является лучшей стратегией, и что шум в некоторых случаях может быть полезным. Например, основополагающее исследование Куссела и Лейблера предсказывает, что в некоторых случаях может быть более благоприятным, если клетки в популяции не будут равномерно адаптироваться к изменениям окружающей среды, а вместо этого будут использовать стохастическое переключение между различными состояниями, при этом каждое состояние соответствует определенной среде. (Куссел и Лейблер 2005).Это означает, что в любой данной популяции и в любой данной среде часть клеток не адаптирована оптимально. Однако оборотной стороной этой стратегии является то, что популяция всегда содержит определенную долю клеток, которые могут возобновить рост, как только появится новая среда. Кроме того, математические модели предполагают, что эффект приспособленности части медленно растущих клеток в популяции намного меньше, чем можно было бы интуитивно предсказать (Cerulus et al., 2016). Предлагаемое стохастическое переключение было бы наиболее благоприятным, когда изменения окружающей среды также являются стохастическими и нечастыми, поскольку затраты на поддержание системы датчиков и сигнализации возрастают, если наличие датчика становится полезным только изредка.Конечно, многое также зависит от скорости переключения стохастической системы; Предполагается, что они эволюционно настроены на скорость, с которой происходят изменения окружающей среды. Точно так же теоретическая работа также предсказывает, что форма эпигенетической памяти или гистерезиса также может помочь в дальнейшей настройке адаптивного ответа клеток (Kussell and Leibler 2005; Friedman et al. 2014). В этом сценарии длительное пребывание в данной среде интерпретируется как признак того, что эта среда имеет высокие шансы на возвращение, что делает выгодным не все люди быстро переходить в новое состояние, когда происходит (временное) изменение.

Однако неясно, действительно ли вариация лаг-фазы между отдельными клетками является адаптивной, а не просто следствием биологического шума. В этом отношении было бы интересно соревноваться с изогенными вариантами, которые демонстрируют различное поведение лагов, от одинаково коротких лагов до весьма неоднородных длинных лагов, в различных средах. Действительно ли будет правдой, что штаммы, демонстрирующие более зависимое от истории поведение и разнородные лаг-фазы, демонстрируют повышенную приспособленность в сильно изменчивой и непредсказуемой среде? Чтобы исследовать это, сначала нужно идентифицировать естественные аллели, которые объясняют вариации в поведении лагов, например, с помощью анализа локуса количественных признаков (QTL), начиная с нескольких штаммов с быстрым и медленным переключением.Затем, вводя только те мутации, которые вызывают различие в поведении лагов, можно получить идеальный набор вариантов для изучения последствий короткого или большого времени лага.

Вместе новые результаты показывают, что, хотя активация определенных генов, участвующих в поглощении и метаболизме альтернативных сахаров, таких как гены GAL и MAL , необходима для возобновления роста на альтернативных источниках углерода после того, как закончится глюкоза. , клеткам сначала необходимо произвести более серьезные изменения в своем метаболизме, а именно перенаправить поток углерода с ферментации на дыхание (Perez-Samper et al.2018; Cerulus et al. 2018). Это серьезное изменение маршрута, по крайней мере, в некоторых случаях, является этапом, ограничивающим скорость, и чем дольше клетки росли на глюкозе и чем больше их метаболизм адаптирован к этому, тем сложнее и медленнее переключиться на новый источник углерода. становится даже для клеток, которые родились в последние несколько часов или минут перед переключением с глюкозы на мальтозу или галактозу. Интересно, что неоднородность лаг-фазы между разными штаммами дрожжей и между разными клетками в одной и той же популяции предполагает, что лаг-фаза может быть эволюционно оптимизирована с помощью различных механизмов, включая генетические механизмы, которые определяют силу подавления дыхания в глюкозе (New et al. .2014), а также уровень стохастичности отклика (Cerulus et al., 2016, 2018). В свете этих новых результатов Perez-Samper et al. и Cerulus et al. (2018), также может быть интересно исследовать, может ли этот переход от ферментации к дыханию быть связан с механизмами, лежащими в основе других важных биологических явлений, таких как стрессоустойчивость, долголетие и покой (Miles and Breeden 2017; Soontorngun 2017; Zhang and Cao 2017; Паскуаль-Ахуир и др. 2018).

Сепсис: механизмы бактериального поражения пациента | Скандинавский журнал травм, реанимации и неотложной медицины

1.

ВАЗ принимает постановление по сепсису. Йена, Германия: Глобальный альянс по сепсису, 26 мая 2017 г. (https://www.global-sepsis-alliance.org/news/2017/5/26/wha-adopts-resolution-on-sepsis).

2.

Ли Ч.Р., Ли Дж. Х., Пак К. С., Ким И. Б., Чжон Британская Колумбия, Ли Ш. Глобальное распространение Klebsiella pneumoniae, продуцирующей карбапенемазу: эпидемиология, генетический контекст, варианты лечения и методы обнаружения. Front Microbiol. 2016; 7: 895.

PubMed PubMed Central Google ученый

3.

Ли XZ, Никайдо Х. Лекарственная устойчивость у бактерий, опосредованная оттоком: обновленная информация. Наркотики. 2009. 69 (12): 1555–623.

CAS PubMed PubMed Central Статья Google ученый

4.

Cirz RT, Chin JK, Andes DR, de Crécy-Lagard V, Craig WA, Romesberg FE. Подавление мутаций и борьба с развитием устойчивости к антибиотикам. PLoS Biol. 2005; 3 (6): e176.

PubMed PubMed Central Статья CAS Google ученый

5.

Robicsek A, Jacoby GA, Hooper DC. Появление во всем мире плазмид-опосредованной устойчивости к хинолонам. Lancet Infect Dis. 2006. 6 (10): 629–40.

CAS PubMed Статья PubMed Central Google ученый

6.

Fleischmann C, Scherag A, Adhikari NKJ, et al. Оценка глобальной заболеваемости и смертности от госпитализированного сепсиса: текущие оценки и ограничения. Am J Respir Crit Care Med. 2016; 193: 259–72.

CAS PubMed Статья PubMed Central Google ученый

7.

Рейнхарт К., Дэниэлс Р., Киссун Н., Мачадо Ф.Р., Шахтер Р.Д., Финфер С. Признание сепсиса глобальным приоритетом здравоохранения — резолюция ВОЗ. N Engl J Med. 2017; 377: 414–7.

PubMed Статья PubMed Central Google ученый

8.

Деллинджер Р.П., Карлет Дж. М., Мазур Х., Герлах Х., Каландра Т., Коэн Дж. И др. Пережить сепсис: рекомендации кампании по ведению тяжелого сепсиса и септического шока. Crit Care Med. 2004. 32: 858–73.

PubMed Статья PubMed Central Google ученый

9.

Винсент Дж. Л., Маршалл Дж. К., Намендис-Силва С. А. и др. Оценка мирового бремени критических заболеваний: аудит интенсивной терапии над нациями (ICON). Ланцет Респир Мед. 2014; 2: 380–6.

PubMed Статья PubMed Central Google ученый

10.

Opal SM. Эволюция понимания сепсиса, инфекции и реакции хозяина: краткая история.Crit Care Clin. 2009. 25 (4): 637–63.

PubMed Статья PubMed Central Google ученый

11.

Деллинджер Р.П., Леви М.М., Родос А., Аннан Д., Герлах Х. и др. Кампания по выживанию после сепсиса: международные рекомендации по ведению тяжелого сепсиса и септического шока: 2012 г. Crit Care Med. 2013; 41: 580–637.

PubMed Статья PubMed Central Google ученый

12.

Сунг Дж., Сони Н. Сепсис: признание и лечение. Clin Med. 2012; 12: 276–80.

CAS Статья Google ученый

13.

Siddiqui S, Razzak J. Ранняя и поздняя госпитализация в отделение предварительной интенсивной терапии антибиотиков широкого спектра действия при тяжелом сепсисе у взрослых. Кокрановская база данных Syst Rev.2010; 10: CD007081.

Google ученый

14.

Textoris J, Wiramus S, Martin C, Leone M.Обзор антимикробной терапии в отделениях интенсивной терапии. Expert Rev Anti-Infect Ther. 2011; 9: 97–109.

PubMed Статья PubMed Central Google ученый

15.

Garnacho-Montero J, Ortiz-Leyba C, Herrera-Melero I, Aldabó-Pallás T, Cayuela-Dominguez A, Marquez-Vacaro JA, Carbajal-Guerrero J, Garcia-Garmendia JL. Смертность и заболеваемость, связанные с неадекватной эмпирической антимикробной терапией у пациентов, поступивших в отделение интенсивной терапии с сепсисом: согласованное когортное исследование.J Antimicrob Chemother. 2008. 61 (2): 436–41.

CAS PubMed Статья PubMed Central Google ученый

16.

Аланис А.Дж. Устойчивость к антибиотикам: мы живем в постантибиотическую эру? Arch Med Res. 2005; 36: 697–705.

PubMed Статья PubMed Central Google ученый

17.

Спеллберг Б., Бартлетт Дж. Г., Гилберт Д. Н.. Будущее антибиотиков и резистентности.N Engl J Med. 2013. 368 (4): 299–302.

CAS PubMed PubMed Central Статья Google ученый

18.

Бхуллар К., Ваглехнер Н., Павловски А. и др. Устойчивость к антибиотикам преобладает в изолированном микробиоме пещеры. PLoS One. 2012; 7 (4): e34953.

CAS PubMed PubMed Central Статья Google ученый

19.

Kendrick SFW, Jones DEJ.Механизмы врожденного иммунитета при сепсисе. В: Бодуэн С.В., редактор. Сепсис; 2008. с. 5–10.

Глава Google ученый

20.

Хобе К., Янссен Э., Бейтлер Б. Интерфейс между врожденным и адаптивным иммунитетом. Nat Immunol. 2004; 5: 971–4.

CAS PubMed Статья PubMed Central Google ученый

21.

Mackaness GB. Иммунологические основы приобретенной клеточной резистентности.J Exp Med. 1964; 120: 105–20.

CAS PubMed PubMed Central Статья Google ученый

22.

Мынасян Х. Фагоцитоз и оксицитоз: две стороны врожденного иммунитета человека. Immunol Res. 2018; 66: I 271–80.

Артикул CAS Google ученый

23.

Минасян Х. Механизмы и пути удаления бактерий из кровообращения при здоровье и болезнях.Патофизиология. 2016; 23: 61–6.

PubMed Статья PubMed Central Google ученый

24.

Минасян Г. Сепсис и септический шок: патогенез и перспективы лечения. J Crit Care. 2017; 18 (40): 229–42.

Артикул CAS Google ученый

25.

Минасян Х. Эритроциты и лейкоциты: два партнера в уничтожении бактерий. Int Rev Immunol. 2014. 33 (6): 490–7.

CAS PubMed Статья PubMed Central Google ученый

26.

Робертс И.С. Биохимия и генетика образования капсульных полисахаридов у бактерий. Annu Rev Microbiol. 1996. 50: 285–315.

CAS PubMed Статья PubMed Central Google ученый

27.

Офир Т., Гутник Д.Л. Роль экзополисахаридов в защите микроорганизмов от высыхания.Appl Environ Microbiol. 1994; 60: 740–5.

CAS PubMed PubMed Central Google ученый

28.

Houdt RV, Michiels CW. Роль структур бактериальной клеточной поверхности в формировании биопленок Escherichia coli. Res Microbiol. 2005; 156: 626–33.

PubMed Статья CAS PubMed Central Google ученый

29.

Campos MA, Vargas MA, Regueiro V, Llompart CM, Sebastian A, Bengoechea JA.Капсульный полисахарид обеспечивает устойчивость бактерий к антимикробным пептидам. Заражение иммунной. 2004; 72: 7107–14.

CAS PubMed PubMed Central Статья Google ученый

30.

Smith HE, Damman M, van der Velde J, Wagenaar F, Wisselink H, Stockhofe-Zurwieden N, Smits M. Идентификация и характеристика локуса cps Streptococcus suis серотипа 2: капсула защищает от фагоцитоза и является важным фактором вирулентности.Заражение иммунной. 1999. 67: 1750–6.

CAS PubMed PubMed Central Google ученый

31.

Кумар А., Schweizer HP. Устойчивость бактерий к антибиотикам: активный отток и пониженное поглощение. Adv Drug Deliv Rev.2005; 57: 1486–513.

CAS PubMed Статья PubMed Central Google ученый

32.

Delcour AH. Проницаемость внешней мембраны и устойчивость к антибиотикам.Biochim Biophys Acta. 2009; 1794: 808–16.

CAS PubMed Статья PubMed Central Google ученый

33.

Cheng K, Ren L, Tsai K. Концентрация канамицина в присутствии ppGpp-синтазы RelA обеспечивает защиту от последующих летальных атак антибиотиков в E. coli CP78. J Exp Microbiol Immunol. 2010; 14: 51–6.

Google ученый

34.

Cho S, Law J, Ng CK.Влияние роста канамицина при сублетальных концентрациях на целостность клеточной мембраны и количество капсулярной глюкароновой кислоты у Escherichia coli дикого типа и штамма с мутацией cpsB. J Exp Microbiol Immunol. 2009; 13: 29–35.

Google ученый

35.

Наими И., Назер М., Онг Л., Тонг Э. Роль wza в уровнях внеклеточного капсульного полисахарида во время воздействия сублетальных доз стрептомицина. J Exp Microbiol Immunol.2009; 13: 36–40.

Google ученый

36.

Фишер Э., Браун В. Барьер проницаемости оболочек бактериальных клеток как причина устойчивости к антибиотикам. Immun Infekt. 1981. 9 (3): 78–87.

CAS PubMed PubMed Central Google ученый

37.

Сухитасри В., Ниша Н., Бисвас Л., Анил Кумар В., Бисвас Р. Врожденное иммунное распознавание компонентов микробной клеточной стенки и микробные стратегии уклонения от такого распознавания.Microbiol Res. 2013; 168: 396–406.

CAS PubMed Статья PubMed Central Google ученый

38.

Адамс Д.В., Эррингтон Дж. Деление бактериальных клеток: сборка, обслуживание и разборка Z-кольца. Nat Rev Microbiol. 2009; 7: 642–53.

CAS PubMed Статья PubMed Central Google ученый

39.

Аллан Э. Дж., Хойшен К., Гумперт Дж.Бактериальные L-формы. Adv Appl Microbiol. 2009. 68: 1–39.

CAS PubMed Статья PubMed Central Google ученый

40.

Мерсье Р., Каваи Ю., Эррингтон Дж. Общие принципы образования и распространения у бактерий состояния, свободного от стенок (L-формы). eLife. 2014; 3: 642.

Артикул Google ученый

41.

Робертс РБ. Получение L-форм Neisseria meningitidis с помощью антибиотиков.Exp Biol Med. 1967. 124 (2): 611–5.

CAS Статья Google ученый

42.

Yamamoto A, Homma JY. L-форма синегнойной палочки. II антибиотикочувствительность L-форм и их родительских форм. Jpn J Exp Med. 1978; 48: 355–62.

CAS PubMed PubMed Central Google ученый

43.

Onwuamaegbu ME, Belcher RA, Soare C. Бактерии с дефицитом клеточной стенки как причина инфекций: обзор клинического значения.J Int Med Res. 2005; 33: 1–20.

CAS PubMed Статья PubMed Central Google ученый

44.

Холл-Стодли Л., Костертон Дж. В., Стодли П. Бактериальные биопленки: от окружающей среды до инфекционных заболеваний. Nat Rev Microbiol. 2004. 2 (2): 95–108.

CAS Статья Google ученый

45.

Стодли П., Зауэр К., Дэвис Д.Г., Костертон Дж. У. Биопленки как сложные дифференцированные сообщества.Annu Rev Microbiol. 2002; 56: 187–209.

CAS PubMed Статья PubMed Central Google ученый

46.

Эрнандес-Хименес Э, дель Кампо Р., Толедано В., Вальехо-Кремадес МТ, Муньос А., Ларго С., Арналич Ф., Гарсия-Рио Ф, Куббилос-Сапата С., Лопес-Колласо Е. Биопленка vs. планктонный бактериальный способ роста: какие макрофаги человека предпочитают? Биохимические и биофизические исследования. Связь. 2013; 441 (4): 947–52.

Google ученый

47.

Дэвис Д. Понимание устойчивости биопленок к антибактериальным агентам. Nat Rev Drug Discov. 2003; 2: 114–22.

CAS PubMed Статья PubMed Central Google ученый

48.

Costerton JW. Введение в биопленку. Int J Antimicrob Agents. 1999. 11 (3–4): 217–21.

CAS PubMed Статья PubMed Central Google ученый

49.

Høiby N, Bjarnsholt T, Givskov M, et al.Устойчивость бактериальных биопленок к антибиотикам. Int J Antimicrob Agents. 2010. 35 (4): 322–32.

PubMed Статья CAS PubMed Central Google ученый

50.

Hengzhuang W, Wu H, Ciofu O, et al. Фармакокинетика / фармакодинамика колистина и имипенема на мукоидных и немукоидных биопленках Pseudomonas aeruginosa . Антимикробные агенты Chemother. 2011; 55 (9): 4469–74.

PubMed PubMed Central Статья CAS Google ученый

51.

Куинн Г.А., Малой А.П., Банат М.М., Банат ИМ. Сравнение эффектов антибиотиков широкого спектра действия и биосурфактантов на установленные бактериальные биопленки. Curr Microbiol. 2013; 67 (5): 614.

CAS PubMed Статья PubMed Central Google ученый

52.

Райан Г.Б., Майно Г. Острое воспаление. Обзор. Am J Pathol. 1977; 87 (1): 183–276.

Google ученый

53.

Окампо ПС, Лазар В., Папп Б. и др. Преобладает антагонизм между бактериостатическими и бактерицидными антибиотиками. Антимикробные агенты Chemother. 2014. 58 (8): 4573–82.

PubMed PubMed Central Статья CAS Google ученый

54.

Панки Г.А., Сабат Л.Д. Клиническая значимость бактериостатических и бактерицидных механизмов действия при лечении грамположительных бактериальных инфекций. Clin Infect Dis. 2004. 38 (6): 864–70.

CAS PubMed Статья PubMed Central Google ученый

55.

Pradipta IS, Sodik DC, Lestari K, et al. Устойчивость к антибиотикам у пациентов с сепсисом: оценка и рекомендации по применению антибиотиков. N Am J Med Sci. 2013. 5 (6): 344–52.

PubMed PubMed Central Статья Google ученый

56.

Слигл В., Тейлор Дж., Бриндли П.Г. Пять лет внутрибольничной грамотрицательной бактериемии в отделении общей интенсивной терапии: эпидемиология, характеристики чувствительности к противомикробным препаратам и исходы.Int J Infect Dis. 2006. 10 (4): 320–32.

CAS PubMed Статья PubMed Central Google ученый

57.

Perez-Chaparro PJ, Meuric V, De Mello G, Bonnaure-Mallet M. Бактериемия орального происхождения. Rev Stomatol Chir Maxillofac. 2011; 112 (5): 300–3.

CAS PubMed Статья PubMed Central Google ученый

58.

Всемирная организация здравоохранения.Безопасность инъекций, информационный бюллетень № 231. (2006).

59.

Санде М.А., Ли Б.Л., Миллс Дж. Эндокардит у потребителей инъекционных наркотиков. В: Кэй Д., редактор. Инфекционный эндокардит. Нью-Йорк: Raven Press; 1992. стр. 345.

Google ученый

60.

Spijkerman IJ, van Ameijden EJ, Mientjes GH, et al. Инфекция вируса иммунодефицита человека и другие факторы риска кожных абсцессов и эндокардита среди потребителей инъекционных наркотиков.J Clin Epidemiol. 1996; 49: 1149.

CAS PubMed Статья PubMed Central Google ученый

61.

Левин Д.П., Кран LR, Зервос М.Дж. Бактериемия у наркозависимых в Детройте. II. Инфекционный эндокардит: проспективное сравнительное исследование. Rev Infect Dis. 1986. 8 (3): 374–96.

CAS PubMed Статья PubMed Central Google ученый

62.

Chalmeau J, Monina N, Shin J, Vieu C, Noireaux V. Формирование пор α-гемолизина в поддерживаемом фосфолипидном бислое с использованием бесклеточной экспрессии. Biochim Biophys Acta. 2011; 1808 (1): 271–8.

CAS PubMed Статья PubMed Central Google ученый

63.

Dalla Serra M, Coraiola M, Viero G, Comai M, Potrich C, Ferreras M, Baba-Moussa L, Colin DA, Menestrina G, Bhakdi S, Prévost G. Staphylococcus aureus bicomponent gamma-hemolys , HlgB и HlgC могут образовывать смешанные поры, содержащие все компоненты.Модель J Chem Inf. 2005. 45 (6): 1539–45.

CAS PubMed Статья PubMed Central Google ученый

64.

Шембри М.А., Далсгаард Д., Клемм П. Капсула экранирует функцию коротких бактериальных адгезинов. J Bacteriol. 2004. 186 (5): 1249–57.

CAS PubMed PubMed Central Статья Google ученый

65.

Lammers AJ, de Porto AP, Florquin S, de Boer OJ, Bootsma HJ, Hermans PW, van der Pol T.Повышенная уязвимость сепсиса Streptococcus pneumoniae во время асплении определяется бактериальной капсулой. Иммунология. 2011; 216 (8): 863–70.

CAS Google ученый

66.

Shirtliff ME, Mader JT. Острый септический артрит. Clin Microbiol Rev.2002; 15 (4): 527–44.

PubMed PubMed Central Статья Google ученый

67.

Стодли П., Уилсон С., Холл-Стодли Л., Бойл Дж. Д. и др.Рост и отделение кластеров клеток от зрелых биопленок смешанных видов. Appl Environ Microbiol. 2001; 67: 5608–13.

CAS PubMed PubMed Central Статья Google ученый

68.

Stickler DJ. Бактериальные биопленки и инкрустация уретральных катетеров. Биообрастание. 1996; 94: 293–305.

Артикул Google ученый

69.

Evans DJ, Allison DG, Brown MRW, Gilbert P.Восприимчивость биопленок Pseudomonas aeruginosa и Escherichia coli к ципрофлоксацину: влияние удельной скорости роста. J Antimicrob Chemother. 1991; 27: 177–84.

CAS PubMed Статья PubMed Central Google ученый

70.

Suci PA, Mittelman MW, Yu FP, Geesey GG. Исследование проникновения ципрофлоксацина в биопленки синегнойной палочки. Антимикробные агенты Chemother. 1994; 38: 2125–33.

CAS PubMed PubMed Central Статья Google ученый

71.

Михайлова Л., Куссовский В., Радучева Т., Жорданова М., Маркова Н. Персистентность L-формы Staphylococcus aureus при экспериментальной инфекции легких у крыс. FEMS Microbiol Lett. 2007. 268: 88–97.

CAS PubMed Статья PubMed Central Google ученый

72.

Девайн КМ. Бактериальные L-формы на разливе: улучшенная методология получения L-форм Bacillus subtilis знаменует новую эру исследований.Mol Microbiol. 2012; 83: 10–1.

CAS PubMed Статья PubMed Central Google ученый

73.

Маркова Н., Славчев Г., Михайлова Л. Присутствие L-форм микобактерий в крови человека: проблема вакцинации БЦЖ. Hum Vaccin Immunother. 2015; 11: 1192–200.

PubMed PubMed Central Статья Google ученый

74.

Domingue GJ. Демистификация плеоморфных форм в персистировании и выражении болезни: являются ли они бактериями и является ли пептидогликан решением проблемы? Discov Med.2010; 10: 234–46.

PubMed PubMed Central Google ученый

75.

Пиз П. Морфологические проявления бактериальной L-формы, растущей вместе с эритроцитами пациентов с артритом. Ann Rheum Dis. 1970. 29 (4): 439–44.

CAS PubMed PubMed Central Статья Google ученый

76.

Тедески Г.Г., Амичи Д., Сантарелли I, Папарелли М., Витали К.Нестабильные L-формы микрококков в тромбоцитах человека. В: Фуллер Р., Лавлок Д.В., редакторы. Микробная ультраструктура: использование электронного микроскопа. Лондон: Appl Bact Tech Series 10; 1976. с. 325.

Google ученый

77.

Корнгут М.Л., Кунин СМ. Поглощение антибиотиков эритроцитами человека. J Infect Dis. 1976; 133: 175–84.

CAS PubMed Статья PubMed Central Google ученый

78.

Браун Н.К., Персиваль А. Проникновение противомикробных препаратов в ткани и лейкоциты. Scand J Infect Dis. 1978; S14: 251–60.

Google ученый

79.

Эррингтон Дж., Мицкевич К., Каваи Й, Ву Л.Дж. Бактерии L-формы, хронические заболевания и истоки жизни. Philos Trans R Soc Lond Ser B Biol Sci. 2016; 371 (1707): 20150494.

Артикул Google ученый

80.

Фаулер В.Г., Scheld WM, Bayer AS.Эндокардит и внутрисосудистые инфекции. В: Mandell GL, Bennett JE, Dolin R, редакторы. Принципы и практика инфекционных заболеваний Манделла, Дугласа и Беннета. 6. Филадельфия: Черчилль Ливингстон; 2005. с. 975–1021.

Google ученый

81.

Verhagen DW, Vedder AC, Speelman P, van der Meer JT. Антимикробное лечение инфекционного эндокардита, вызванного стрептококками viridans, очень чувствительными к пенициллину: исторический обзор и перспективы на будущее.J Antimicrob Chemother. 2006. 57 (5): 819–24.

CAS PubMed Статья PubMed Central Google ученый

82.

Gutman LT, Turck M, Petersdorf RG, Wedgwood RJ. Значение бактериальных вариантов в моче больных хронической бактериурией. J Clin Invest. 1965. 44 (12): 1945–52.

CAS PubMed PubMed Central Статья Google ученый

83.

Astrauskiene D, Bernotiene E. Новые взгляды на устойчивость бактерий при реактивном артрите. Clin Exp Rheumatol. 2007; 25: 470–9.

CAS PubMed PubMed Central Google ученый

84.

Амар Дж., Серино М., Ланге С. и др. Участие тканевых бактерий в развитии диабета у людей: доказательства концепции. Диабетология. 2011; 54: 3055–61.

CAS PubMed Статья PubMed Central Google ученый

85.

Lanter BB, Sauer K, Davies DG. Бактерии, присутствующие в бляшках сонных артерий, обнаруживаются в виде отложений биопленки, которые могут способствовать повышенному риску разрыва бляшек. mBio. 2014; 5 (3): e01206–14.

PubMed PubMed Central Статья CAS Google ученый

86.

Hansen GM, Belstrøm D, Nilsson M, Helqvist S, Nielsen CH, Holmstrup P, et al. Pseudomonas aeruginosa микроколоний в коронарных тромбах пациентов с инфарктом миокарда с подъемом сегмента ST.PLoS One. 2016; 11 (12): e0168771.

PubMed PubMed Central Статья CAS Google ученый

87.

Кэмпбелл Л.А., Розенфельд М. Инфекция и развитие атеросклероза. Arch Med Res. 2015; 46 (5): 339–50.

CAS PubMed PubMed Central Статья Google ученый

88.

Либби П., Ридкер П.М., Мазери А. Воспаление и атеросклероз. Тираж.2002; 105: 1135–43.

CAS PubMed PubMed Central Статья Google ученый

89.

Расмуссен М. Рецидивирующий сепсис, вызываемый Streptococcus pyogenes . J Clin Microbiol. 2011. 49 (4): 1671–3.

PubMed PubMed Central Статья Google ученый

90.

DeMerle KM, Royer S, Mikkelsen ME, Prescott HC. Повторная госпитализация по поводу рецидивирующего сепсиса: новая или рецидивирующая инфекция? Crit Care Med.2017; 45 (10): 1702–8.

PubMed PubMed Central Статья Google ученый

91.

Гордон П., Грант Л., Ирвин Т. Рецидив пилонидального сепсиса. Ольстер Мед Дж. 2014; 83 (1): 10–2.

PubMed PubMed Central Google ученый

92.

Tuuminen T, Osterblad M, Hamalainen R, Sironen R. Рецидивирующие эпизоды сепсиса Escherichia coli с CTX-M ESBL или дерепрессия генов ampC у пациента с хронической аутоиммунной гиперемией поджелудочной железы .Новые микробы. Новый зараз. 2016; 9: 50–3.

CAS PubMed Статья PubMed Central Google ученый

93.

Sriskandan S, Cohen J. Грамположительный сепсис: механизмы и отличия от грамотрицательного сепсиса. Заражение Dis Clin N Am. 1999. 13 (2): 397–412.

CAS Статья Google ученый

94.

Рамачандран Г. Грамположительные и грамотрицательные бактериальные токсины при сепсисе.Вирулентность. 2014; 5 (1): 213–8.

PubMed Статья PubMed Central Google ученый

95.

Моррисон, округ Колумбия, Райан Дж. Л.. Эндотоксины и механизмы заболевания. Annu Rev Med. 1987. 38: 417–32.

CAS PubMed Статья PubMed Central Google ученый

96.

Кость RC. Грамотрицательный сепсис: дилемма современной медицины. Clin Microbiol Rev.1993; 6 (1): 57–68.

CAS PubMed PubMed Central Статья Google ученый

97.

Shepard CC, Levy L, Fasal P. Дальнейший опыт быстрого бактерицидного действия рифампицина на Mycobacterium leprae . Am J Trop Med Hyg. 1974; 23: 1120–4.

CAS PubMed Статья PubMed Central Google ученый

98.

Grosset JH, Ji B, Guelpa-Lauras CC, Perani EG, N’Deli L.Клинические испытания пефлоксацина и офлоксацина в лечении лепроматозной лепры. Int J Lepr. 1990; 58: 281–95.

CAS Google ученый

99.

Джи Б., Джамет П., Перани Э. Г., Бобин П., Гроссет Дж. Х. Мощное бактерицидное действие кларитромицина и миноциклина против Mycobacterium leprae при лепроматозной лепре. J Infect Dis. 1993; 168: 188–90.

CAS PubMed Статья PubMed Central Google ученый

100.

Kahawita IP, Локвуд DN. К пониманию патологии лепрозной узловатой эритемы. Trans R Soc Trop Med Hyg. 2008. 102: 329–37.

CAS PubMed Статья PubMed Central Google ученый

101.

Walker SL, Waters MF, Lockwood DN. Роль талидомида в лечении лепрозной узловатой эритемы. Лепр Rev.2007; 78: 197–215.

PubMed PubMed Central Google ученый

102.

Паррилло Дж. Э., Паркер М. М., Натансон С., Суффредини А. Ф., Даннер Р. Л., Каннион Р. Э., Огнибене Ф. П.. Септический шок у человека. Достижения в понимании патогенеза, сердечно-сосудистой дисфункции и терапии. Ann Intern Med. 1990; 113: 227–42.

CAS PubMed Статья PubMed Central Google ученый

103.

Мартин Г.С., Маннино Д.М., Итон С., Мосс М. Эпидемиология сепсиса в США с 1979 по 2000 год.N Engl J Med. 2003; 348: 1546–54.

PubMed Статья PubMed Central Google ученый

104.

Opal SM, Garber GE, LaRosa SP, Maki DG, Freebairn RC, Kinasewitz GT, Dhainaut JF, Yan SB, Williams MD, Graham DE, et al. Системные ответы хозяина при тяжелом сепсисе проанализированы с помощью возбудителей и лечебных эффектов дротрекогина альфа (активированного). Clin Infect Dis. 2003. 37: 50–8.

CAS PubMed Статья PubMed Central Google ученый

105.

Алфери Д.Д., Раушер А. Столбняк: обзор. Crit Care Med. 1979; 4: 176–81.

Артикул Google ученый

106.

Любран ММ. Бактериальные токсины. Ann Clin Lab Sci. 1988; 18: 58–71.

CAS PubMed PubMed Central Google ученый

107.

Woodford N, Livermore DM. Инфекции, вызываемые грамположительными бактериями: обзор глобальной проблемы. J Inf Secur.2009. 59 (1): 4–16.

Google ученый

108.

Пул К. Преодоление устойчивости к противомикробным препаратам путем воздействия на механизмы устойчивости. J Pharm Pharmacol. 2001. 53 (3): 283–94.

CAS PubMed Статья PubMed Central Google ученый

109.

Тиссари П., Зумла А., Таркка Е. и др. Точная и быстрая идентификация видов бактерий из положительных культур крови с помощью платформы микрочипов на основе ДНК: обсервационное исследование.Ланцет. 2010; 375: 224–30.

CAS PubMed Статья PubMed Central Google ученый

110.

Wllinghausen N, Kochem AJ, Disque C и др. Диагностика бактериемии в образцах цельной крови с использованием коммерческой универсальной ПЦР на основе гена 16S рРНК и анализа последовательностей. J Clin Microbiol. 2009. 47 (9): 2759–65.

Артикул CAS Google ученый

111.

Sanguinetti M, Posteraro B.Применение масс-спектрометрии в микробиологии помимо идентификации микробов: прогресс и потенциал. Эксперт Rev Proteomics. 2016; 13 (10): 965–77.

CAS Статья Google ученый

112.

Сандрин Т.Р., Демирев П.А. Использование масс-спектрометрии для идентификации и характеристики бактерий: масс-спектрометрия позволяет исследователям дифференцировать бактериальные штаммы и отличать устойчивые к лекарствам изоляты, чувствительные к лекарствам.Микроб. 2014; 9 (1): 23–9.

Google ученый

113.

Бейтлер Б. Эндотоксин, фактор некроза опухоли и родственные медиаторы: новые подходы к шоку. New Horiz. 1993; 1: 3–12.

CAS PubMed PubMed Central Google ученый

114.

Tracey KJ, Fong Y, Hesse DG, Manogue KR, Lee AT, Kuo GC, Lowry SF, Cerami A. Моноклональные антитела против кахектина / TNF предотвращают септический шок при летальной бактериемии.Природа. 1987. 330: 662–4.

CAS PubMed Статья PubMed Central Google ученый

115.

Чемпион К., Чиу Л., Фербас Дж., Пепе М. Нейтрализация эндотоксинов как биомонитор воспалительного заболевания кишечника. PLoS One. 2013; 8 (6): e67736.

CAS PubMed PubMed Central Статья Google ученый

116.

Munford RS. Обзор детоксикации эндотоксина: время, место и человек.J Endotoxin Res. 2005. 11 (2): 69–84.

CAS PubMed PubMed Central Google ученый

117.

Чаби Р. Молекулы, связывающие липополисахариды: переносчики, блокаторы и сенсоры. Cell Mol Life Sci. 2004. 61 (14): 1697–713.

CAS PubMed Статья PubMed Central Google ученый

118.

Bates JM, Akerlund J, Mittge E, Guillemin K. Щелочная фосфатаза кишечника выводит токсины из липополисахаридов и предотвращает воспаление у рыбок данио в ответ на микробиоту кишечника.Клеточный микроб-хозяин. 2007. 2 (6): 371–82.

CAS PubMed PubMed Central Статья Google ученый

119.

Манфорд Р., Лу М., Варлей А.В. Убить бактерии … а также их посланников? Adv Immunol. 2009. 103: 29–48.

CAS PubMed PubMed Central Статья Google ученый

120.

Джерала Р., Порро М. Пептиды, нейтрализующие эндотоксины. Curr Top Med Chem.2004. 4 (11): 1173–84.

CAS PubMed Статья PubMed Central Google ученый

121.

Вонг К.Ф., Лук Дж. М.. Эндотоксин-нейтрализующие пептиды в качестве грамотрицательных терапевтических средств при сепсисе. Protein Pept Lett. 2009. 16 (5): 539–42.

CAS PubMed Статья PubMed Central Google ученый

122.

Андрэ Дж, Гутсманн Т., Гаридель П., Бранденбург К. Механизмы нейтрализации эндотоксинов синтетическими катионными соединениями.J Endotoxin Res. 2006; 12 (5): 261–77.

PubMed PubMed Central Google ученый

123.

van der Poll T, Lowry SF. Фактор некроза опухоли при сепсисе: медиатор полиорганной недостаточности или важная часть защиты хозяина? Шок. 1995; 3: 1–12.

PubMed PubMed Central Google ученый

124.

Мияке К. Молекулы распознавания эндотоксина MD-2 и толл-подобный рецептор 4 как потенциальные мишени для терапевтического вмешательства при эндотоксиновом шоке.Препарат Curr предназначен для лечения аллергии на воспаление. 2004. 3 (3): 291–7.

CAS PubMed Статья PubMed Central Google ученый

125.

Кость RC. Как грамположительные организмы вызывают сепсис. J Crit Care. 1993. 8 (1): 51–9.

CAS PubMed Статья PubMed Central Google ученый

126.

Кульханкова К., Кинг Дж., Сальгадо-Пабон В. Синдром токсического шока стафилококка: суперантиген-опосредованное усиление эндотоксинового шока и адаптивное подавление иммунитета.Immunol Res. 2014; 59 (1-3): 182-7.

127.

Bohach GA, Fast DJ, Nelson RD, Schlievert PM. Изучите пирогенные токсины стафилококков и стрептококков, вызывающие синдром токсического шока и связанные с ним заболевания. Crit Rev Microbiol. 1990. 17 (4): 251–72.

CAS PubMed Статья PubMed Central Google ученый

128.

Маррак П., Капплер Дж. Стафилококковые энтеротоксины и их родственники. Наука. 1990; 248: 1066.

CAS PubMed Статья PubMed Central Google ученый

129.

Герман А., Капплер Дж. У., Маррак П., Пуллен А. М.. Суперантигены: механизм стимуляции Т-клеток и роль в иммунных ответах. Анну Рев Иммунол. 1991; 9: 745–72.

CAS PubMed Статья PubMed Central Google ученый

130.

Стивенс Д. Инвазивные стрептококковые инфекции группы А.Clin Infect Dis. 1992; 14: 2–13.

CAS PubMed Статья PubMed Central Google ученый

131.

Алуф Дж. Э., Мюллер-Алуф Х. Стафилококковые и стрептококковые суперантигены: молекулярные, биологические и клинические аспекты. Int J Med Microbiol. Февраль 2003 г., 292 (7–8): 429–40.

CAS PubMed Статья PubMed Central Google ученый

132.

Burnett JC, Henchal EA, Schmaljohn AL, Bavari S.Развивающаяся область биозащиты: терапевтические разработки и диагностика. Nat Rev Drug Discov. 2005; 4: 281–97.

CAS PubMed Статья PubMed Central Google ученый

133.

Панг Л.Т., Кум В.В., Чоу А.В. Ингибирование индуцированной стафилококком энтеротоксина B пролиферации лимфоцитов и секреции фактора некроза опухоли α с помощью MAb5, моноклональных антител к токсину 1 от синдрома токсического шока. Заражение иммунной. 2000; 68: 3261–8.

CAS PubMed PubMed Central Статья Google ученый

134.

Маккормик Дж. К., Ярвуд Дж. М., Шливерт П. М.. Синдром токсического шока и бактериальные суперантигены: обновленная информация. Annu Rev Microbiol. 2001; 55: 77–104.

CAS PubMed Статья PubMed Central Google ученый

135.

Sidhu SS, Fellouse FA. Синтетические терапевтические антитела. Nat Chem Biol.2007; 2: 682–8.

Артикул CAS Google ученый

136.

Miersch S, Sidhu SS. Синтетические антитела: концепции, возможности и практические соображения. Методы. 2012. 57 (4): 486–98.

CAS PubMed Статья PubMed Central Google ученый

137.

Кум WW, Laupland KB, Chow AW. Определение нового домена токсина-1 синдрома токсического шока стафилококка, критического для связывания класса II главного комплекса гистосовместимости, суперантигенной активности и летальности.Может J Microbiol. 2000; 46: 171–9.

CAS PubMed Статья PubMed Central Google ученый

138.

Эрикссон А., Холм С.Е., Норгрен М. Идентификация доменов, участвующих в суперантигенности стрептококкового пирогенного экзотоксина F (SpeF). Microb Pathog. 1998. 25: 279–90.

CAS PubMed Статья PubMed Central Google ученый

139.

Висванатан К., Чарльз А., Баннан Дж., Пугач П., Кашфи К., Забриски Дж.Ингибирование бактериальных суперантигенов пептидами и антителами. Заражение иммунной. 2001. 69 (2): 875–84.

CAS PubMed PubMed Central Статья Google ученый

140.

Merriman JA, Nemeth KA, Schlievert PM. Новые антимикробные пептиды, подавляющие синтез грамположительных бактериальных экзотоксинов. PLoS One. 2014; 9 (4): e95661.

PubMed PubMed Central Статья CAS Google ученый

141.

Ян X, Буонпаре Р.А., Моза Б., Рахман А.К., Ван Н., Шливерт П.М., Маккормик Дж. Нейтрализация множества суперантигенов стафилококка одноцепочечным белком, состоящим из повторов вариабельного домена с созревшей аффинностью. J Infect Dis. 2008. 198 (3): 344–8.

CAS PubMed PubMed Central Статья Google ученый

142.

Лин Ю.К., Шливерт П.М., Андерсон М.Дж., Ярмарка К.Л., Шеферс М.М., Мутьяла Р., Петерсон М.Л. Действие монолаурата глицерина и додецилглицерина на Staphylococcus aureus и токсин-1 синдрома токсического шока in vitro и in vivo.PLoS One. 2009; 4 (10): e7499.

PubMed PubMed Central Статья CAS Google ученый

143.

Ларкин Е.А., Стайлз Б.Г., Ульрих Р.Г. Ингибирование токсического шока человеческими моноклональными антителами против стафилококкового энтеротоксина B. PLoS One. 2010; 5 (10): e13253.

PubMed PubMed Central Статья CAS Google ученый

144.

Norrby-Teglund A, Basma H, Andersson J, Mcgeer A, Low D, Koth M.Различные титры нейтрализующих антител к суперантигенам стрептококков в различных препаратах нормального полиспецифического иммуноглобулина G: значение для терапевтической эффективности. Clin Infect Dis. 1998. 26: 631–8.

CAS PubMed Статья PubMed Central Google ученый

145.

Баучер Х.В., Талбот Г.Х., Брэдли Дж. С., Эдвардс Дж. Э., Гилберт Д. и др. Плохие ошибки, никаких лекарств: нет ESKAPE! Новости Общества инфекционных болезней Америки.Clin Infect Dis. 2009; 48: 1–12.

PubMed Статья PubMed Central Google ученый

146.

Хайамс К., Камберлейн Э, Коэн Дж. М., Бакс К., Браун Дж. С.. Капсула Streptococcus pneumoniae подавляет активность комплемента и фагоцитоз нейтрофилов с помощью множества механизмов. Заражение иммунной. 2010; 78: 704–15.

CAS PubMed Статья PubMed Central Google ученый

147.

Раско Д.А., Сперандио В. Антивирулентные стратегии для борьбы с болезнями, опосредованными бактериями. Nat Rev Drug Discov. 2010; 9: 117–28.

CAS PubMed Статья PubMed Central Google ученый

148.

Агарвал С., Васудев С., ДеОливейра Р. Б., Рам С. Ингибирование классического пути комплемента менингококковыми капсульными полисахаридами. J Immunol. 2014; 193 (4): 1855–63.

CAS PubMed PubMed Central Статья Google ученый

149.

Dinkla K, Sastalla I, Godehardt AW, Janze N, Chhatwal GS, Rohde M, Medina E. Повышающая регуляция капсулы позволяет Streptococcus pyogenes уклоняться от иммунного распознавания антиген-специфическими антителами, направленными на связывание G-связанного альфа2-макроглобулина белок GRAB расположен на бактериальной поверхности. Микробы заражают. 2007; 9: 922–31.

CAS PubMed Статья PubMed Central Google ученый

150.

Clark SE, Eichelberger KR, Weiser JN.Уклонение от уничтожения человеческими антителами и дополнение посредством множественных вариаций поверхностного олигосахарида Haemophilusinfluenzae . Mol Microbiol. 2013; 88: 603–18.

CAS PubMed PubMed Central Статья Google ученый

151.

Бендер М.Х., Карти Р.Т., Йотер Дж. Положительная корреляция между фосфорилированием тирозина CpsD и производством капсульного полисахарида в Streptococcus pneumoniae .J Bacteriol. 2003; 185: 6057–66.

CAS PubMed PubMed Central Статья Google ученый

152.

Soulat D, Jault JM, Duclos B, Geourjon C, Cozzone AJ, et al. Золотистый стафилококк управляет фосфорилированием тирозина с помощью определенного механизма. J Biol Chem. 2006; 281: 14048–56.

CAS PubMed Статья PubMed Central Google ученый

153.

Standish AJ, Salim AA, Zhang H, Capon RJ, Morona R. Химическое ингибирование бактериальной протеинтирозинфосфатазы подавляет образование капсул. PLoS One. 2012; 7 (5): e36312.

CAS PubMed PubMed Central Статья Google ученый

154.

Стюарт П.С., Уильям СиДжей. Устойчивость бактерий к антибиотикам в биопленках. Ланцет. 2013. 58 (9276): 135–8.

Артикул Google ученый

155.

Донлан Р.М., Костертон Дж. У. Биопленки: механизмы выживания клинически значимых микроорганизмов. Clin Microbiol Rev.2002; 15 (2): 167–93.

CAS PubMed PubMed Central Статья Google ученый

156.

Simoesa M, Simoesa MJ, Vieirab J. Обзор текущих и возникающих стратегий контроля биопленки. LWT Food Sci Technol. 2010. 43 (4): 573–83.

Артикул CAS Google ученый

157.

Hentzer M, Riedel K, Rasmussen TB. Ингибирование кворума у ​​бактерий биопленки Pseudomonas aeruginosa галогенированным фураноновым соединением. Микробиология. 2002. 148 (1): 87–102.

CAS PubMed Статья PubMed Central Google ученый

158.

Stewat PS. Новые способы остановить заражение биопленками. Ланцет. 2003; 361: 97.

Артикул Google ученый

159.

Ху Дж.Ф., Гаро Э., Геринг МГ. Ингибиторы бактериальной биопленки из Diospyros dendo . J Nat Prod. 2006. 69 (1): 118–20.

CAS PubMed Статья PubMed Central Google ученый

160.

Гаро Э., Элдридж Г.Р., Геринг М.Г. Азиатская кислота и корозолевая кислота повышают чувствительность биопленок Pseudomonas aeruginosa к тобрамицину. Антимикробные агенты Chemother. 2007. 51 (5): 1813–7.

CAS PubMed PubMed Central Статья Google ученый

161.

Ву Х, Ли Б., Ян Л. Влияние женьшеня на подвижность Pseudomonas aeruginosa и образование биопленок. FEMS Immunol Med Microbiol. 2011. 62 (1): 49–56.

CAS PubMed Статья PubMed Central Google ученый

162.

Lee JH, Cho MH, Lee J. 3-индолилацетонитрил снижает Escherichia coli O157: образование биопленок H7 и вирулентность Pseudomonas aeruginosa . Environ Microbiol. 2011; 13 (1): 62–73.

CAS PubMed Статья PubMed Central Google ученый

163.

Мартино П.Д., Фурси Р., Брет Л., Сундарараджу Б., Филипс Р.С. Индол может действовать как внеклеточный сигнал для регулирования образования биопленок Escherichia coli и других индолпродуцирующих бактерий. Может J Microbiol. 2003. 49 (7): 443–449.

PubMed Статья PubMed Central Google ученый

164.

Ли Дж. Х., Ли Дж. Индол как межклеточный сигнал в микробных сообществах. FEMS Microbiol Rev.2010; 34 (4): 426–44.

CAS PubMed Статья PubMed Central Google ученый

165.

Бансал Т., Энглерт Д., Ли Дж., Хегде М., Вуд Т.К., Джаяраман А. Дифференциальные эффекты адреналина, норадреналина и индола на Escherichia coli O157: хемотаксис, колонизация и экспрессия генов H7. Заражение иммунной. 2007. 75 (9): 4597–607.

CAS PubMed PubMed Central Статья Google ученый

166.

Геске Г.Д., Веземан Р.Дж., Сигел А.П., Блэквелл Х. Низкомолекулярные ингибиторы обнаружения кворума бактерий и образования биопленок. J Am Chem Soc. 2005. 127 (37): 12762–3.

CAS PubMed Статья PubMed Central Google ученый

167.

de la Fuente-Núňez C, Korolik V. Bains M Подавление образования бактериальной биопленки и подвижности роения с помощью небольшого синтетического катионного пептида.Антимикробные агенты Chemother. 2012. 56 (5): 2696–704.

PubMed PubMed Central Статья CAS Google ученый

168.

Колодкин-Гал I, Ромеро Д., Као С., Кларди Дж., Колтер Р., Лосик Р. D-аминокислоты запускают разборку биопленки. Наука. 2010. 328 (5978): 627–9.

CAS PubMed PubMed Central Статья Google ученый

169.

Ма Й, Чен М., Джонс Дж. Э., Ритц А. С., Ю Кью, Сун Х.Ингибирование биопленки Staphylococcus epidermidis с помощью плазменного покрытия триметилсиланом. Антимикробные агенты Chemother. 2012. 56 (11): 5923–37.

CAS PubMed PubMed Central Статья Google ученый

170.

Busetti A, Crawford DE, Earle MJ. Антимикробная и антибиотикопленочная активность ионных жидкостей 1-алкилхинолиния бромида. Green Chem. 2010. 12 (3): 420–5.

CAS Статья Google ученый

171.

Whitchurch CB, Tolker-Nielsen T, Ragas PC. Внеклеточная ДНК необходима для образования бактериальной биопленки. Наука. 2002; 295: 1487.

CAS PubMed PubMed Central Статья Google ученый

172.

Iwase T, Uehara Y, Shinji H, Tajima A, Seo H, Takada K, Mizunoe Y. Staphylococcus epidermidis Esp ингибирует образование биопленок Staphylococcus aureus и колонизацию в носу. Природа. 2010; 465: 346–9.

CAS PubMed Статья PubMed Central Google ученый

173.

Каплан Дж. Б., Рагунатх С., Рамасуббу Н., Штраф DH. Отделение клеток биопленки Actinobacillus actinomycetemcomitans за счет эндогенной бета-гексозаминидазной активности. J Bacteriol. 2003; 185: 4693–8.

CAS PubMed PubMed Central Статья Google ученый

174.

Барро Н., Хассет Д. Д., Хван Ш., Райс С. А., Кьеллеберг С., Уэбб Дж. С.. Участие оксида азота в диспергировании биопленок Pseudomonas aeruginosa .J Bacteriol. 2006. 188 (21): 7344–53.

CAS PubMed PubMed Central Статья Google ученый

175.

Garrison AT, Bai F, Abouelhassan Y, Paciaroni NG, Jin S, Huigens RW III. Производные бромфеназина с сильной ингибирующей, диспергирующей и эрадикационной активностью против биопленок Staphylococcus aureus . RSC Adv. 2015; 5: 1120–4.

CAS Статья Google ученый

176.

Jennings MC, Ator LE, Paniak TJ, Minbiole KP, Wuest WM. Биопленочные свойства амфифилов четвертичного аммония: простые имитаторы антимикробных пептидов. Chembiochem. 2014; 5 (15): 2211–5.

Артикул CAS Google ученый

177.

Smith JL. Физиологическая роль ферритиноподобных соединений в бактериях. Crit Rev Microbiol. 2004. 30 (3): 173–85.

CAS PubMed Статья PubMed Central Google ученый

178.

Парроу Н.Л., Флеминг Р.Э., Минник М. Секвестрация и удаление железа при инфекции. Заражение иммунной. 2013. 81 (10): 3503–14.

CAS PubMed PubMed Central Статья Google ученый

179.

Чераил Б.Дж. Роль железа в иммунном ответе на бактериальную инфекцию. Immunol Res. 2011; 50 (1): 1–9.

CAS PubMed PubMed Central Статья Google ученый

180.

Вайс Г. Модификация регуляции железа при воспалительной реакции. Лучшая практика Res Clin Haematol. 2005. 18 (2): 183–201.

CAS PubMed Статья PubMed Central Google ученый

181.

Krewulak KD, Vogel HJ. Структурная биология поглощения железа бактериями. Biochim Biophys Acta Biomembr. 2008. 1778 (9): 1781–804.

CAS Статья Google ученый

182.

Эндрюс С.К., Робинсон А.К., Родрикес-Хинонес Ф. Гомеостаз бактериального железа. FEMS Microbiol Rev.2003 июн; 27 (2–3): 215–37.

CAS PubMed Статья PubMed Central Google ученый

183.

Donahue JA. Антистафилококковые гемолизины и ингибитор дельта-гемолизина в сыворотке взрослого человека. Может J Microbiol. 1969; 15 (8): 957–9.

CAS PubMed Статья PubMed Central Google ученый

184.

Рани Н., Сараванан В., Лакшми PTV, Аннамалай А. Ингибирование порообразования путем блокирования сборки α-гемолизина Staphylococcus aureus с помощью нового пептидного ингибитора: подход in Silco. Int J Pept Res Ther. 2014; 20: 575.

CAS Статья Google ученый

185.

Ши К., Чжао Х, Ли В., Мэн Р., Лю З., Лю М., Гуо Н., Ю. Л. Ингибирующее действие тотарола на экзотоксиновые белки, гемолизин и энтеротоксины, секретируемые Staphylococcus aureus .Мир J Microbiol Biotechnol. 2015; 31: 1565.

CAS PubMed Статья PubMed Central Google ученый

186.

Omae Y, Hanada Y, Sekimizu K, Kaito C. Белок аполипофорина шелкопряда подавляет экспрессию гена гемолизина Staphylococcus aureus посредством связывания с липотейхоевыми кислотами на поверхности клеток. J Biol Chem. 2013. 288 (35): 25542–50.

CAS PubMed PubMed Central Статья Google ученый

187.

Mestre MB, Коломбо, Мичиган. цАМФ и EPAC являются ключевыми игроками в регуляции пути передачи сигнала, участвующего в аутофагическом ответе α-гемолизина. PLoS Pathog. 2012; 8 (5): e1002664.

CAS PubMed PubMed Central Статья Google ученый

188.

Холливелл Б. Супероксиддисмутаза, каталаза и глутатионпероксидаза: решения проблем жизни с кислородом. Новый Фитол. 1974; 73: 1075–86.

CAS Статья Google ученый

189.

Фан TN, Кирш AM, Маркиз RE. Избирательная сенсибилизация бактерий к перекисному повреждению, связанная с ингибированием фторидом каталазы и псевдокаталазы. Oral Microbiol Immunol. 2001. 16 (1): 28–33.

CAS PubMed Статья PubMed Central Google ученый

190.

Tamanai-Shacoori Z, Shacoori V, Jolivet-Gougeon A, Vo Van JM, Repère M, Donnio PY, Bonnaure-Mallet M. Антибактериальная активность трамадола в отношении бактерий, связанных с инфекционными осложнениями после местной или региональной анестезии .Anesth Analg. 2007; 105: 524–7.

CAS PubMed Статья PubMed Central Google ученый

191.

Аль-Кураиши Х.М. Возможные антибактериальные свойства трамадола гидрохлорида при инфекции мочевыводящих путей: исследование in vitro. Int Pharmaceutical Sciencia. 2012; 2: 97–102.

CAS Google ученый

192.

Минаи-Тегерани Д., Ашрафи И.С., Мохаммади М.К., Дамавандифар З.С., Зонуз Е.Р., Пиршахед Т.Э.Сравнение ингибирующего действия трамадола на каталазу синегнойной палочки и печени мыши. Curr Enzym Inhib. 2014; 10: 54–8.

CAS Статья Google ученый

193.

Damo S, Chazin WJ, Skaar EP, Kehl-Fie TE. Подавление супероксидной защиты бактерий. Новый фронт борьбы между хозяином и патогеном. Вирулентность. 2012. 3 (3): 325–8.

PubMed PubMed Central Статья Google ученый

194.

Kehl-Fie TE, Chitayat S, Hood MI, Damo S, Restrepo N, Garcia C и др. Секвестрация питательных металлов кальпротектином подавляет бактериальную супероксидную защиту, увеличивая нейтрофилы Staphylococcus aureus . Клеточный микроб-хозяин. 2011; 10: 158.

CAS PubMed PubMed Central Статья Google ученый

195.

Archambaud C, Nahori MA, Pizarro-Cerda J, Cossart P, Dussurget O. Контроль супероксиддисмутазы Listeria путем фосфорилирования.J Biol Chem. 2006. 281 (42): 31812–22.

CAS PubMed Статья PubMed Central Google ученый

196.

Hayes JD, Flanagan JU, Jowsey IR. Трансферазы глутатиона. Annu Rev Pharmacol Toxicol. 2005. 45: 51–88.

CAS Статья Google ученый

197.

Бренот А., Кинг К.Ю., Яновяк Б., Гриффит О., Капарон М.Г. Вклад глутатионпероксидазы в вирулентность Streptococcus pyogenes.Заразить Imm. 2004. 72 (1): 408–13.

CAS Статья Google ученый

198.

Pompella A, Visvikis A, Paolicchi A, De Tata V, Casini AF. Меняющиеся лица глутатиона, главного героя клетки. Biochem Pharmacol. 2003. 66 (8): 1499–503.

CAS PubMed Статья PubMed Central Google ученый

199.

Иидзука М., Иноуэ Й, Мурата К., Кимура А.Дж.Очистка и некоторые свойства глутатион-S-трансферазы из Escherichia coli B. Бактериол. 1989; 171: 6039–42.

CAS Статья Google ученый

200.

Arca P, Garcia P, Hardisson C, Suérez JE. Очистка и исследование бактериальной глутатион-S-трансферазы. FEBS Lett. 1990; 263: 77–9.

CAS PubMed Статья PubMed Central Google ученый

201.

Перито B, Аллокати N, Казалон E, Массули M, Драгани B, Полсинелли M, Ацето A, Ди Илио C. Молекулярное клонирование и сверхэкспрессия гена глутатионтрансферазы из Proteus mirabilis . Biochem J. 1996; 318: 157–62.

CAS PubMed PubMed Central Статья Google ученый

202.

Фарр С.Б., Когома Т. Реакции на окислительный стресс у Escherichia coli и Salmonella typhimurium. Microbiol Rev.1991; 55: 561–85.

CAS PubMed PubMed Central Google ученый

203.

Миллер Р.А., Бритиган Б.Е. Роль оксидантов в патофизиологии микробов. Clin Microbiol Rev.1997; 10: 1–18.

CAS PubMed PubMed Central Статья Google ученый

204.

Moore TDE, Sparling PF. Прерывание гена gpxA увеличивает чувствительность Neisseria meningitidis к параквату.J Bacteriol. 1996; 178: 4301–5.

CAS PubMed PubMed Central Статья Google ученый

205.

Pérez-Donoso JM, Imlay JA, Vasquez CC. Ген Escherichia coli btuE кодирует глутатионпероксидазу, которая индуцируется в условиях окислительного стресса. Biochem Biophysd Res Comm. 2010. 398 (4): 690–4.

Артикул CAS Google ученый

206.

Lobritz MA, Belenky P, Porter CBM, Gutierrez A, Yang JH, Schwarz EG, Dwyer DJ, Khalil AS, Collins JJ. Эффективность антибиотиков связана с клеточным дыханием бактерий. PNAS. 2015; 112 (27): 8173–80.

CAS PubMed Статья PubMed Central Google ученый

207.

Рокко В., Овертурф Г. Ингибирование хлорамфениколом бактерицидного действия ампициллина против Haemophilus influenzae. Антимикробные агенты Chemother.1982. 21 (2): 349–51.

CAS PubMed PubMed Central Статья Google ученый

208.

Brown TH, Alford RH. Антагонизм левомицетином антибиотиков широкого спектра действия в отношении Klebsiella pneumoniae. Антимикробные агенты Chemother. 1984. 25 (4): 405–7.

CAS PubMed PubMed Central Статья Google ученый

209.

Мэтис А.В. мл., Лидом Дж. М., Ивлер Д., Верле П. Ф., Портной Б.Антагонизм антибиотиков при бактериальном менингите. Противомикробные агенты Chemother (Bethesda). 1967; 7: 218–24.

Google ученый

210.

Стивенс Д.Л., Ма Й., Салми Д. Б., МакИндоо Е., Уоллес Р. Дж., Брайант А. Е.. Влияние антибиотиков на экспрессию генов экзотоксинов, связанных с вирулентностью, в метициллин-чувствительном и метициллин-резистентном Staphylococcus aureus. J Infect Dis. 2007. 195 (2): 202–11.

CAS PubMed Статья PubMed Central Google ученый

211.

Stouthamer AH. Теоретическое исследование количества АТФ, необходимого для синтеза микробного клеточного материала. Антони Ван Левенгук. 1973; 39 (3): 545–65.

CAS PubMed Статья PubMed Central Google ученый

212.

Li GW, Burkhardt D, Gross C, Weissman JS. Количественная оценка абсолютных скоростей синтеза белка раскрывает принципы, лежащие в основе распределения клеточных ресурсов. Клетка. 2014. 157 (3): 624–35.

CAS PubMed PubMed Central Статья Google ученый

213.

Koebmann BJ, Westerhoff HV, Snoep JL, Nilsson D, Jensen PR. Гликолитический поток в Escherichia coli контролируется спросом на АТФ. J Bacteriol. 2002. 184 (14): 3909–16.

CAS PubMed PubMed Central Статья Google ученый

214.

Lin X, Kang L, Li H, Peng X. Для Escherichia coli требуется флуктуация множественных метаболических путей в ответ на хлортетрациклиновый стресс. Mol BioSyst. 2014; 10 (4): 901–8.

CAS PubMed Статья PubMed Central Google ученый

215.

Rittershaus ES, Baek SH, Sassetti CM. Нормальность покоя: общие темы покоя микробов. Клеточный микроб-хозяин. 2013. 13 (6): 643–51.

CAS PubMed PubMed Central Статья Google ученый

216.

Dwyer DJ, Kohanski MA, Hayete B, Collins JJ. Ингибиторы гиразы вызывают путь гибели клеток при окислительном повреждении у Escherichia coli.Mol Syst Biol. 2007; 3: 91.

PubMed PubMed Central Статья CAS Google ученый

217.

Кохански М.А., Дуайер Д.Д., Хайете Б., Лоуренс, Калифорния, Коллинз Дж. Дж. Распространенный механизм гибели клеток, вызванный бактерицидными антибиотиками. Клетка. 2007. 130 (5): 797–810.

CAS PubMed Статья PubMed Central Google ученый

218.

Kohanski MA, Dwyer DJ, Wierzbowski J, Cottarel G, Collins JJ.Неправильная трансляция мембранных белков и активация двухкомпонентной системы вызывают гибель клеток, опосредованную антибиотиками. Клетка. 2008. 135 (4): 679–90.

CAS PubMed PubMed Central Статья Google ученый

219.

Мелетис Г. Устойчивость к карбапенему: обзор проблемы и перспективы на будущее. Ther Adv Infect Dis. 2016; 3 (1): 15–21.

CAS PubMed PubMed Central Google ученый

220.

Рохас Л.Дж., Салим М., Кобер Е., Рихтер С.С., Перес Ф., Салата Р.А., Калайджиан Р.С.Р.Р.Р., Маршалл С., Рудин С.Д. Устойчивость к колистину у устойчивых к карбапенемам Klebsiella pneumoniae: лабораторное обнаружение и влияние на смертность. Clin Infect Dis. 2017; 64: 711–8.

CAS PubMed PubMed Central Google ученый

221.

Вэй Х. Бактериофаги, оживленные после 100 лет пребывания в тени антибиотиков. Virol Sin. 2015; 30 (1): 1-2.

CAS PubMed Статья PubMed Central Google ученый

222.

Кляйн ГО. Бактериофаговая терапия может быть спасением, когда антибиотики перестают действовать. Lakartidningen. 2009. 106 (40): 2530–3.

PubMed PubMed Central Google ученый

223.

Hanlon GW. Бактериофаги: оценка их роли в лечении бактериальных инфекций. Int J Antimicrob Agents. 2007. 30: 118–28.

CAS PubMed Статья PubMed Central Google ученый

224.

Адхья С., Меррил К. Путь к фаговой терапии. Природа. 2006; 443: 754–5.

CAS Статья Google ученый

225.

Райт А., Хокинс С.Х., Анггард Е.Е., Харпер ДР. Контролируемое клиническое испытание терапевтического препарата бактериофага при хроническом отите, вызванном устойчивостью к антибиотикам Pseudomonas aeruginosa; предварительный отчет об эффективности. Клин Отоларингол. 2009. 34 (4): 349–57.

CAS PubMed Статья PubMed Central Google ученый

226.

Gaidelytė A, Vaara M, Bamford DH. Бактерии, фаги и септицемия. PLoS ONE. 2007; 2 (11): e1145.

PubMed PubMed Central Статья CAS Google ученый

227.

Виттеболе X, Де Рок С., Опал С. Исторический обзор бактериофаговой терапии как альтернативы антибиотикам для лечения бактериальных патогенов. Вирулентность. 2014. 5 (1): 226–35.

PubMed Статья PubMed Central Google ученый

228.

Kadouri DE, To K, Shanks RM, Doi Y. Хищные бактерии: потенциальный союзник против грамотрицательных патогенов с множественной лекарственной устойчивостью. PLoS One. 2013; 8: e63397.

CAS PubMed PubMed Central Статья Google ученый

229.

Харини К., Аджила В., Хегде С. Bdellovibrio bacteriovorus : Будущее противомикробное средство? J Indian Soc Periodontol. 2013. 17 (6): 823–5. https://doi.org/10.4103/0972-124X.124534.

CAS Статья PubMed PubMed Central Google ученый

230.

Sockett RE. Хищный образ жизни Bdellovibrio bacteriovorus. Annu Rev Microbiol. 2009; 63: 523-39.

231.

Monnappa AK, Dwidar M, Seo JK, Hur JH, Mitchell RJ. Bdellovibrio bacteriovorus подавляет образование биопленок Staphylococcus aureus и инвазию в эпителиальные клетки человека. Научный отчет 2014; 22 (4): 3811.

Google ученый

232.

Dashiff A, Junka RA, Libera M, Kadouri DE. J Appl Microbiol. 2011; 110 (2): 431-44.

233.

Иебба В., Тотино В., Сантанджело Ф., Гальярди А., Чотоли Л., Вирга А., Амбрози С., Помпили М., Де Биасе Р. В., Селан Л. и др. Bdellovibrio bacteriovorus напрямую атакует изоляты муковисцидоза Pseudomonas aeruginosa и Staphylococcus aureus. Front Microbiol. 2014; 5: 280 Epub 2014 5 июня.

PubMed PubMed Central Статья Google ученый

234.

Столп Х., Старр М.П. Bdellovibrio bacteriovorus gen.Эцп.н., хищный, эктопаразитарный и бактериолитический микроорганизм. Антони Ван Левенгук. 1963; 29: 217–48.

CAS PubMed Статья PubMed Central Google ученый

235.

Кадури Д., О’Тул, Джорджия. Восприимчивость биопленок к атаке Bdellovibrio bacteriovorus . Appl Environ Microbiol. 2005. 71: 4044–51.

CAS PubMed PubMed Central Статья Google ученый

236.

Sockett RE. Хищный образ жизни Bdellovibrio bacteriovorus. Annu Rev Microbiol. 2009; 63: 523–39.

CAS PubMed Статья PubMed Central Google ученый

237.

Dwidar M, Monnappa AK, Mitchell RJ. Двойная пробиотическая и антибиотическая природа Bdellovibrio bacteriovorus . BMB Rep. 2012; 45: 71–8.

CAS PubMed Статья PubMed Central Google ученый

238.

McFarland LV, Surawicz CM, Greenberg RN, et al. Рандомизированное плацебо-контролируемое исследование Saccharomyces boulardi в комбинации со стандартным антибиотиком для лечения болезни Clostridium difficile. ДЖАМА. 1994; 271: 1913–8.

CAS PubMed Статья PubMed Central Google ученый

239.

Bleichner G, Blehaut H, Mentec H, Moyse D. Saccharomyces boulardii предотвращает диарею у тяжелобольных пациентов, находящихся на зондовом питании. Многоцентровое рандомизированное двойное слепое плацебо-контролируемое исследование.Intens Care Med. 1997; 23: 517–23.

CAS Статья Google ученый

240.

Mumy KL, Chen X, Kelly CP, McCormick BA. Saccharomyces boulardii вмешивается в патогенез Shigella посредством постинвазионных сигнальных событий. Am J Physiol Gastrointest Liver Physiol. 2008; 294: G599–609.

CAS PubMed Статья PubMed Central Google ученый

241.

Збинден Р., Бонци Э., Альтвегг М.Ингибирование Saccharomyces boulardii при клеточной инвазии Salmonella typhimurium и Yersinia enterocolitica . Micro Ecol Health Dis. 1999; 11: 158–62.

Google ученый

242.

Альтвегг М., Шнак Дж., Збинден Р. Влияние Saccharomyces boulardii на гемолизин Aeromonas. Med Microbiol Lett. 1995; 4: 417–25.

CAS Google ученый

243.

Castagliuolo I, Lamont JT, Nikulasson ST, Pothoulakis C. Протеаза Saccharomyces boulardii подавляет эффекты токсина A Clostridium difficile в подвздошной кишке крысы. Заражение иммунной. 1996. 64: 5225–32.

CAS PubMed PubMed Central Google ученый

244.

Buts JP, Dekeyser N, StilmanT C, Delem E, Smets F, Sokal E. Saccharomyces boulardii продуцирует в тонком кишечнике крыс новую протеинфосфатазу, которая ингибирует эндотоксин Escherichia coli путем дефосфорилирования.Pediatr Res. 2006; 60: 24–9.

CAS PubMed Статья PubMed Central Google ученый

245.

Buts J, de Keyser N. Влияние Saccharomyces boulardii на слизистую оболочку кишечника. Digest Dis Sci. 2006; 51: 1485–92.

PubMed Статья PubMed Central Google ученый

246.

Swidsinski A, Loening-Baucke V, Verstraelen H, Osowska S, Doerffel Y.Биоструктура фекальной микробиоты здоровых людей и пациентов с хронической идиопатической диареей. Гастроэнтерология. 2008; 135: 568–79.

PubMed Статья PubMed Central Google ученый

247.

Marks DH, Medina F, Lee S, Blackmon A, Schuschereba ST. Удаление бактерий из крови путем гемоперфузии древесным углем. Biomater Artif Cells Artif Organs. 1988. 16 (1–3): 135–40.

CAS PubMed Статья PubMed Central Google ученый

248.

Д. Зидель, К. Боос. «Устройство для удаления бактериальных токсинов из крови или плазмы, полезное для лечения сепсиса, а также для анализа и диагностики, включает материал из полых волокон для избирательного связывания токсинов». Патент DE 10258944 (Германия), 1 июля 2004 г.

249.

Lee JJ, Jeong KJ, Hashimoto M, Kwon AH, Rwei A, Shankarappa SA, Tsui JH, Kohane DS. Магнитные наночастицы, покрытые синтетическим лигандом, для отделения микрофлюидных бактерий от крови. Nano Lett. 2014; 14 (1): 1–5.

PubMed Статья CAS PubMed Central Google ученый

250.

Кан Дж. Х., Супер МИ, Юнг К. В., Купер Р. М., Доманский К., Гравелин АР. Аппарат экстракорпоральной очистки крови для терапии сепсиса. Nat Med. 2014; 20: 1211–6. https://doi.org/10.1038/nm.3640.

CAS Статья PubMed PubMed Central Google ученый

251.

Marshall JC. Сепсис: переосмысление подхода к клиническим исследованиям. J Leukoc Biol. 2008; 83: 471–82.

CAS PubMed Статья PubMed Central Google ученый

252.

Сандеман С.Р., Хауэлл С.А., Михаловский С.В., Филлипс Г.Дж., Ллойд А.В., Дэвис Дж. Г., Теннисон С.Р., Роулинсон А.П., Козинченко ОП. Удаление воспалительных цитокинов устройством с активированным углем в проточной системе. Биоматериалы. 2008; 29: 1638–44.

CAS PubMed Статья PubMed Central Google ученый

253.

ДиЛео М.В., Фишер Д.Д., Бертон Б.М., Федершпиль В.Дж. Избирательное улучшение захвата фактора некроза опухоли в устройстве для гемоадсорбции цитокинов с использованием иммобилизованного фактора некроза опухоли.J Biomed Mater Res B Appl Biomater. 2011; 96: 127–33.

PubMed PubMed Central Статья CAS Google ученый

254.

Шмидт Дж., Манн С., Мор В.Д., Ламперт Р., Фирла У., Цирнгибл Х. Плазмаферез в сочетании с непрерывной венозной гемофильтрацией у хирургических пациентов с сепсисом. Intensive Care Med. 2000; 26: 532.

CAS PubMed Статья PubMed Central Google ученый

255.

Аннан Д. Заместительная терапия гидрокортизоном при катехоламинзависимом септическом шоке. J Endotoxin Res. 2001. 7 (4): 305–9.

CAS PubMed Статья PubMed Central Google ученый

256.

Аннане Д. Глюкокортикоиды в лечении тяжелого сепсиса и септического шока. Curr Opin Crit Care. 2005. 11 (5): 449–53.

PubMed Статья PubMed Central Google ученый

257.

de Kruif MD, Lemaire LC, Giebelen IA, et al. Преднизолон в зависимости от дозы влияет на воспаление и коагуляцию при эндотоксемии человека. J Immunol. 2007. 178 (3): 1845–51.

PubMed Статья PubMed Central Google ученый

258.

Huh JW, Lim CM, Koh Y, Hong SB. Эффект низких доз гидрокортизона у пациентов с септическим шоком и относительной надпочечниковой недостаточностью: 3 дня против 7 дней лечения [аннотация].Crit Care Med. 2006; 34: A101.

Артикул Google ученый

259.

Келлум Дж. А., Конг Л., Финк М. П., GenIMS Investigators, et al. Понимание воспалительного цитокинового ответа при пневмонии и сепсисе: результаты исследования генетических и воспалительных маркеров сепсиса (GenIMS). Arch Intern Med. 2007. 167 (15): 1655–63.

CAS PubMed PubMed Central Статья Google ученый

260.

Russell JA. Вазопрессин при сосудорасширяющем и септическом шоке. Curr Opin Crit Care. 2007; 13: 383–91.

PubMed Статья PubMed Central Google ученый

261.

Vanhorebeek I, Langouche L, Van den Berghe G. Жесткий контроль уровня глюкозы в крови с помощью инсулина в отделении интенсивной терапии: факты и противоречия. Грудь. 2007; 132: 268–78.

CAS PubMed Статья PubMed Central Google ученый

262.

Рассел Дж. А., Уолли К. Р., Зингер Дж. И др. Вазопрессин по сравнению с инфузией норадреналина у пациентов с септическим шоком. New Engl J Med. 2008; 358: 877–87.

CAS PubMed Статья PubMed Central Google ученый

263.

Анжелуси А., Карагеоропулос Д., Капаскелис А., Фалагас М. Связь между тестами функции щитовидной железы на исходном уровне и исходом пациентов с сепсисом или септическим шоком: систематический обзор. Eur J Endocrinol.2011; 164: 147–55.

CAS PubMed Статья PubMed Central Google ученый

264.

Такала Дж., Руокенен Э., Вебстер Н., Нильсен М., Зандстра Д., Вунделинкс Г. и др. Повышенная смертность, связанная с лечением гормоном роста у взрослых в критическом состоянии. N Engl J Med. 1999; 341: 785–92.

CAS PubMed Статья PubMed Central Google ученый

265.

Yi C, Cao Y, Mao SH, Liu H, Ji LL, Xu SY, et al. Рекомбинантный гормон роста человека улучшает выживаемость и защищает от острого повреждения легких при сепсисе мышиного Staphylococcus aureus. Inflamm Res. 2009. 58 (12): 855–62.

CAS PubMed Статья PubMed Central Google ученый

266.

Rettew JA, Huet YM, Marriott I. Эстрогены увеличивают экспрессию TLR4 на клеточной поверхности макрофагов мышей и регулируют восприимчивость к сепсису in vivo.Эндокринология. 2009. 150 (8): 3877–84.

CAS PubMed Статья PubMed Central Google ученый

267.

Канда Н., Цучида Т., Тамаки К. Тестостерон подавляет выработку иммуноглобулина мононуклеарными клетками периферической крови человека. Clin Exp Immunol. 1996. 106 (2): 410–5.

CAS PubMed PubMed Central Статья Google ученый

268.

Parienti JJ, Mongardon N, Mégarbane B, Mira JP, Kalfon P, Gros A, Marqué S, Thuong M, Pottier V, Ramakers M, Savary B, Seguin A, Valette X, Terzi N, Sauneuf B , Cattoir V, Mermel LA, du Cheyron D.Внутрисосудистые осложнения катетеризации центральных вен по месту введения. N Engl J Med. 2015; 373 (13): 1220–9.

CAS Статья Google ученый

269.

Ge X, Cavallazzi R, Li C, Pan SM, Wang YW, Wang FL. Места центрального венозного доступа для профилактики венозного тромбоза, стеноза и инфекции. Кокрановская база данных Syst Rev.2012; 14 (3): CD004084.

Google ученый

270.

Марик П.Е., Флеммер М., Харрисон В. Риск катетерной инфекции кровотока с катетерами бедренной вены по сравнению с подключичными и внутренними яремными венозными катетерами: систематический обзор литературы и метаанализ. Crit Care Med. 2012. 40 (8): 2479–85.

PubMed Статья PubMed Central Google ученый

271.

Raad I, Costerton W, Sabharwal U, Sacilowski M, Anaisse E, Bodey GP. Ультраструктурный анализ постоянных сосудистых катетеров: количественная взаимосвязь между колонизацией просвета и продолжительностью размещения.J Infect Dis. 1993. 168: 400–7.

CAS PubMed Статья PubMed Central Google ученый

272.

Safdar N, Fine JP, Maki DG. Мета-анализ: методы диагностики инфекции кровотока, связанной с внутрисосудистыми устройствами. Ann Intern Med. 2005. 142 (6): 451–66.

PubMed PubMed Central Статья Google ученый

273.

Мимоз О., Виллемини С., Рагот С. и др.Антисептический раствор на основе хлоргексидина по сравнению с повидон-йодом на спиртовой основе для ухода за центральным венозным катетером. Arch Intern Med. 2007. 167 (19): 2066–72.

CAS PubMed Статья PubMed Central Google ученый

274.

Кобб Д.К., Хай КП, Сойер Р.Г. и др. Контролируемое испытание плановой замены катетеров центральных вен и легочной артерии. N Engl J Med. 1992. 327 (15): 1062–8.

CAS PubMed Статья Google ученый

275.

Frasca D, Dahyot-Fizelier C, Mimoz O. Профилактика инфекций, связанных с центральным венозным катетером, в отделении интенсивной терапии. Crit Care. 2010; 14 (2): 212.

PubMed PubMed Central Статья Google ученый

276.

Ноэлтинг Дж., Юревич Б., Аллард Дж. П. Неантибиотические антимикробные растворы для фиксации катетера у пациентов, находящихся на домашнем парентеральном питании. Питательные вещества. 2018; 10 (9). https://doi.org/10.3390/nu100

277.

Деллинджер Р.П., Леви М.М., Карлет Дж. М. и др. Кампания по выживанию при сепсисе: международные рекомендации по ведению тяжелого сепсиса и септического шока: 2008 г. [опубликованные исправления опубликованы в журнале интенсивной терапии. 2008. 34 (4): 783–785. Intensive Care Med. 2008. 34 (1): 17–60.

PubMed Статья Google ученый

278.

Родс А., Эванс Л. Е., Альхазани В., Леви М. М., Антонелли М., Феррер Р., Кумар А., Севрански Д. Е., Спрунг К. Л., Наннелли М. Е. и др.Кампания Surviving Sepsis: международные рекомендации по ведению сепсиса и септического шока: 2016. Intensive Care Med. 2017; 43: 304–77.

Артикул PubMed Google ученый

279.

Леви М.М., Эванс Л.Э., Родс А. Комплект кампании «Выжившие при сепсисе»: обновление 2018 г. Intensive Care Med. 2018; 44 (6): 925–8.

CAS PubMed Статья PubMed Central Google ученый

Нокаут промотора транспозона приводит к гибели детенышей у мышей; аналогичные промоторы обнаружены у многих млекопитающих — ScienceDaily

Почти половина нашей ДНК была списана как мусор, выбросы эволюции: побочные или сломанные гены, вирусы, которые застряли в нашем геноме и были расчленены или заглушены, все это не имеет отношения к человеческому организму или эволюции человека.

Но исследования, проведенные за последнее десятилетие, показали, что часть этой генетической «темной материи» действительно имеет функцию, в первую очередь регулируя экспрессию генов хозяина — всего 2% нашего общего генома — кодирующих белки. Однако биологи продолжают спорить о том, играют ли эти регуляторные последовательности ДНК существенную или пагубную роль в организме или они являются всего лишь случайностью, случайностью, без которой организм может жить.

Новое исследование, проведенное учеными из Калифорнийского университета в Беркли и Вашингтонского университета, изучило функцию одного компонента этой мусорной ДНК, транспозонов, которые представляют собой эгоистичные последовательности ДНК, способные проникать в геном их хозяина.Исследование показывает, что по крайней мере одно семейство транспозонов — древних вирусов, которые вторглись в наш геном миллионами — играет решающую роль в жизнеспособности мышей и, возможно, всех млекопитающих. Когда исследователи выбили определенный транспозон у мышей, половина их детенышей умерла до рождения.

Это первый пример фрагмента «мусорной ДНК», имеющего решающее значение для выживания млекопитающих.

У мышей этот транспозон регулирует пролиферацию клеток в раннем оплодотворенном эмбрионе и время имплантации в матку матери.Исследователи изучили семь других видов млекопитающих, включая человека, а также обнаружили регуляторные элементы, происходящие от вируса, связанные с пролиферацией клеток и временем имплантации эмбриона, что позволяет предположить, что древняя вирусная ДНК была одомашнена независимо и сыграла решающую роль в раннем эмбриональном развитии во всех странах. млекопитающие.

По словам старшего автора Лин Хе, профессора молекулярной и клеточной биологии Калифорнийского университета в Беркли, результаты подчеркивают часто игнорируемый драйвер эволюции: вирусы, которые интегрируются в наш геном и становятся регуляторами генов хозяина, открывая возможности эволюции, недоступные ранее. .

«Мышь и люди имеют 99% генов, кодирующих белок, в своих геномах — мы очень похожи друг на друга», — сказал он. «Итак, в чем заключаются различия между мышами и людьми? Одно из основных различий заключается в регуляции генов — мыши и люди имеют одни и те же гены, но они могут регулироваться по-разному. Транспозоны обладают способностью генерировать большое разнообразие регуляторных генов и может помочь нам понять видовые различия в мире.«

Коллега и соавтор Тинг Ван, заслуженный профессор медицины Санфорда и Карен Лёвентхейл на факультете генетики Медицинской школы Вашингтонского университета в Сент-Луисе, штат Миссури, согласны с этим.

«Настоящее значение этой истории в том, что она рассказывает нам о том, как эволюция работает самым неожиданным образом», — сказал Ван. «Транспозоны долгое время считались бесполезным генетическим материалом, но они составляют такую ​​большую часть генома млекопитающих. Многие интересные исследования показывают, что транспозоны являются движущей силой эволюции генома человека.Тем не менее, это первый известный мне пример, когда делеция фрагмента мусорной ДНК приводит к летальному фенотипу, демонстрируя, что функция конкретных транспозонов может иметь важное значение ».

Это открытие может иметь значение для человеческого бесплодия. По словам первого автора Эндрю Модзелевски, научного сотрудника Калифорнийского университета в Беркли, почти половина всех выкидышей у людей не диагностируется или не имеет явного генетического компонента. Могут ли быть задействованы такие транспозоны?

«Если 50% нашего генома не кодирует или повторяется — это темная материя — очень заманчиво задать вопрос, можно ли объяснить воспроизводство человека и причины человеческого бесплодия с помощью ненужных последовательностей ДНК», — сказал он. сказал.

Имплантация эмбриона

Он, заслуженный профессор кафедры Томаса и Стейси Сибел в Калифорнийском университете в Беркли, изучает 98% или более нашего генома, который не кодирует белки. На протяжении большей части своей карьеры Хе сосредоточивалась на микроРНК и более длинных частях некодирующих РНК, которые являются мощными регуляторами генов. Однако пять лет назад ее команда случайно обнаружила регулятор микроРНК для семейства транспозонов под названием MERVL (эндогенные ретровирусные элементы мыши), который участвовал в определении клеточной судьбы ранних эмбрионов мыши.Неожиданное обилие транскрипции транспозонов в эмбрионах мышей побудило команду Хэ исследовать онтогенетические функции транспозонов, которые поселились в геномах почти каждого организма на Земле.

В статье, опубликованной на этой неделе в журнале Cell , он и ее команда определяют ключевую задействованную регуляторную ДНК: часть транспозона — вирусного промотора, — который был перепрофилирован в качестве промотора для гена мыши, который производит белок, участвующий в пролиферации клеток в развивающемся эмбрионе и во времени имплантации эмбриона.Промотор — это короткая последовательность ДНК, которая необходима перед геном, чтобы ген транскрибировался и экспрессировался.

Дикие мыши используют этот промотор транспозона, называемый MT2B2, для инициации транскрипции гена Cdk2ap1 у ранних эмбрионов, чтобы продуцировать короткую «изоформу» белка, которая увеличивает пролиферацию клеток в оплодотворенном эмбрионе и ускоряет его имплантацию в матку. Используя CRISPR-EZ, простой и недорогой метод, который Модзелевски и Хэ разработали несколько лет назад, они отключили промотор MT2B2 и обнаружили, что мыши вместо этого экспрессировали ген Cdk2ap1 из своего промотора по умолчанию в виде более длинной формы белка, длинной изоформы, которая имели противоположный эффект: уменьшили пролиферацию клеток и задержали имплантацию.

Результатом этого нокаута стала смерть при рождении примерно половины детенышей.

Modzelewski сказал, что короткая форма белка, по-видимому, заставляет многие эмбрионы мыши имплантировать с постоянным интервалом внутри матки, предотвращая скученность. Когда промотор выбит так, что присутствует только длинная форма, эмбрионы имплантируются случайно, некоторые из них находятся над шейкой матки, что блокирует выход полностью развитого плода и иногда убивает мать во время процесса родов.

Они обнаружили, что в течение 24 часов до имплантации эмбриона промотор MT2B2 усиливает экспрессию гена Cdk2ap1 настолько, что короткая форма белка составляет 95% двух изоформ, присутствующих в эмбрионах. Длинная изоформа обычно продуцируется на более поздних сроках беременности, когда промотор по умолчанию выше гена Cdk2ap1 становится активным.

Работая с Ванцин Шао, соавтором исследования и докторантом в группе Вана в Вашингтонском университете, команда исследовала опубликованные данные о доимплантационных эмбрионах восьми видов млекопитающих — человека, макаки-резуса, мартышки, мыши, козы и т. Д. корова, свинья и опоссум — чтобы увидеть, включаются ли транспозоны на короткое время перед имплантацией другим видам.Эти онлайн-данные были получены с помощью метода, называемого секвенированием РНК одной клетки, или scRNA-seq, который регистрирует уровни информационной РНК в отдельных клетках, указывая, какие гены включены и транскрибируются. Во всех случаях им приходилось извлекать данные о некодирующей ДНК, потому что она обычно удаляется перед анализом, исходя из предположения, что это неважно.

Хотя транспозоны обычно специфичны для отдельных видов — например, люди и мыши имеют в значительной степени разные наборы — исследователи обнаружили, что различные видоспецифичные семейства транспозонов включались на короткое время перед имплантацией всем восьми млекопитающим, включая опоссум, единственное млекопитающее в группе, которое не использует плаценту для имплантации эмбрионов в матку.

«Что удивительно, так это то, что разные виды имеют в значительной степени разные транспозоны, которые экспрессируются в доимплантационных эмбрионах, но глобальные профили экспрессии этих транспозонов почти идентичны для всех видов млекопитающих», — сказал он.

Коллега и соавтор исследования Давиде Риссо , , бывший научный сотрудник Калифорнийского университета в Беркли, а ныне адъюнкт-профессор статистики Падуанского университета в Италии, разработал метод связывания конкретных транспозонов с доимплантационными генами, чтобы отсеять тысячи копии родственных транспозонов, существующих в геноме.Этот метод имеет решающее значение для идентификации отдельных элементов транспозонов с важной регуляторной активностью генов.

«Интересно отметить, что данные, которые мы использовали, были в основном основаны на предыдущей технологии секвенирования, называемой SMART-seq, которая охватывает полную последовательность молекул РНК. Текущая популярная методика, технология 10-кратной геномики, не показала бы нам различные уровни изоформ протеина. Они не видят их », — сказал Риссо.

Вирусы — резервуар эволюции

Исследователи обнаружили, что почти у всех восьми видов млекопитающих встречаются как короткие, так и длинные изоформы Cdk2ap1, но они включаются в разное время и в разных пропорциях, которые коррелируют с тем, имплантируются ли эмбрионы рано, как у мышей, или поздно, как у мышей. коровы и свиньи.Таким образом, на уровне белка и короткая, и длинная изоформы кажутся консервативными, но паттерны их экспрессии видоспецифичны.

«Если у вас много короткой изоформы Cdk2ap1, как у мышей, вы имплантируете очень рано, в то время как у таких видов, как корова и свинья, у которых отсутствует или очень мало короткой изоформы, до имплантации может пройти до двух недель или дольше. «, — сказал Модзелевский.

Ван подозревает, что промотор, который генерирует длинную форму белка, мог быть исходным промотором мыши, но что вирус, который давно интегрировался в геном, позже был адаптирован в качестве регуляторного элемента для получения более короткой формы и противоположного эффекта.

«Итак, здесь появился вирус, специфичный для грызунов, и затем каким-то образом хозяин решил:« Хорошо, я собираюсь использовать вас в качестве своего промоутера для выражения этой более короткой изоформы Cdk2ap1 ». Мы видим встроенную в систему избыточность, благодаря которой мы можем воспользоваться всем, что нам подбрасывает природа, и сделать это полезным », — сказал он. «А потом этот новый промотор оказался сильнее старого промотора. Я думаю, это коренным образом изменило фенотип грызунов; может быть, именно это заставляет их расти быстрее — подарок в виде более короткого времени до имплантации.Так что, вероятно, они получили пользу от этого вируса ».

«Что бы вы ни посмотрели в биологии, вы увидите, что используются транспозоны просто потому, что существует так много последовательностей», — добавил Ван. «По сути, они обеспечивают эволюционный резервуар, на который действует отбор».

Другими соавторами исследования являются Джингки Чен, Ангус Ли, Синь Ци, Маккензи Нун, Кристи Тьокро и Энн Битон из Калифорнийского университета в Беркли; Терри Спид из Института медицинских исследований Уолтера и Элизы Холл в Мельбурне, Австралия, ; Апарна Ананд из Вашингтонского университета и Габриэле Сейлз из Падуанского университета.Работа была поддержана в первую очередь стипендией факультета Медицинского института Говарда Хьюза и Национальным институтом здоровья.

9: Рост микробов — Биология LibreTexts

При правильных условиях (еда, правильная температура и т. Д.) Микробы могут расти очень быстро. В зависимости от ситуации, это может быть хорошо для людей (дрожжи, растущие в сусле для производства пива) или плохо (бактерии, растущие в горле, вызывающие стрептококковое горло). Важно знать об их росте, чтобы мы могли прогнозировать или контролировать их рост в определенных условиях.В то время как рост многоклеточных организмов обычно измеряется с точки зрения увеличения размера отдельного организма, рост микробов измеряется увеличением популяции, либо путем измерения увеличения числа клеток, либо увеличения общей массы.

Бактериальный отдел

Бактерии и археи размножаются только бесполым путем, в то время как микробы-эукартиоты могут участвовать в половом или бесполом размножении. Бактерии и археи чаще всего участвуют в процессе, известном как бинарное деление , когда одна клетка разделяется на две клетки одинакового размера.Другие, менее распространенные процессы могут включать в себя множественное деление , почкование и образование спор .

Процесс начинается с удлинения клетки, что требует осторожного увеличения клеточной мембраны и клеточной стенки в дополнение к увеличению объема клетки. Клетка начинает реплицировать свою ДНК, готовясь получить две копии своей хромосомы, по одной для каждой вновь образованной клетки. Белок FtsZ необходим для образования перегородки, которая первоначально проявляется в виде кольца в середине удлиненной клетки.После того, как нуклеоиды разделены на каждый конец удлиненной клетки, формирование перегородки завершается, и удлиненная клетка разделяется на две дочерние клетки одинакового размера. Весь процесс или цикл клеток может занять всего 20 минут для активной культуры бактерий E. coli .

Кривая роста

Поскольку бактерии легко выращивать в лаборатории, их рост тщательно изучен. Было определено, что в закрытой системе или в периодической культуре (без добавления пищи, без удаления отходов) бактерии будут расти по предсказуемой схеме, в результате чего кривая роста состоит из четырех различных фаз роста: лаг фаза, экспоненциальная или логарифмическая фаза, стационарная фаза и фаза смерти или упадка.Кроме того, эта кривая роста может дать время генерации для конкретного организма — время, необходимое для удвоения популяции.

Кривая роста бактерий. Михал Коморничак. Если вы используете на своем веб-сайте или в своей публикации мои изображения (оригинальные или измененные), вас просят сообщить мне подробности: Michał Komorniczak (Польша) или Michal Komorniczak (Польша). Для получения дополнительной информации напишите на мой адрес электронной почты: [email protected] [CC BY-SA 3.0], через Wikimedia Commons

Детали, связанные с каждой кривой роста (количество клеток, длина каждой фазы, скорость роста или гибели, общее количество времени), будут варьироваться от организма к организму или даже с разными условиями для одного и того же организма. Но модель из четырех различных фаз роста обычно сохраняется.

Запаздывающая фаза

Лаг-фаза — это период адаптации, когда бактерии приспосабливаются к новым условиям. Продолжительность лаг-фазы может значительно варьироваться в зависимости от того, насколько условия отличаются от условий, из которых произошли бактерии, а также от состояния самих бактериальных клеток.Активно растущие клетки, перенесенные из среды одного типа в среду одного типа в одинаковых условиях окружающей среды, будут иметь самый короткий период задержки. Поврежденные клетки будут иметь длительный период задержки, так как они должны восстановить себя, прежде чем они смогут начать воспроизводство.

Обычно клетки в лаг-период синтезируют РНК, ферменты и основные метаболиты, которые могут отсутствовать в их новой среде (например, факторы роста или макромолекулы), а также приспосабливаются к изменениям окружающей среды, таким как изменения температуры, pH или кислорода. доступность.Они также могут проводить любой необходимый ремонт поврежденных клеток.

Экспоненциальная или логарифмическая фаза

Как только клетки накопили все, что им нужно для роста, они переходят к делению клеток. Экспоненциальная фаза или логарифмическая фаза роста отмечена предсказуемым удвоением популяции, где 1 клетка становится 2 клетками, становится 4, становится 8 и т. Д. Условия, которые оптимальны для клеток, приведут к очень быстрому росту (и более крутому наклону на кривой роста), а менее чем идеальные условия приведут к более медленному росту.Клетки в экспоненциальной фазе роста являются наиболее здоровыми и однородными, что объясняет, почему в большинстве экспериментов используются клетки из этой фазы.

Скорость роста бактерий.

Из-за предсказуемости роста в этой фазе, эту фазу можно использовать для математического расчета времени, необходимого для удвоения численности бактериальной популяции, известного как время генерации ( г ) . {n} \]

, где \ (N \) — конечная концентрация клеток, \ (N_0 \) — начальная концентрация клеток, а \ (n \) — количество поколений, которые произошли между заданным периодом времени.

Время генерации ( г ) может быть представлено как t / n , где t — указанный период времени в минутах, часах, днях или месяцах. Таким образом, если кто-то знает концентрацию клеток в начале экспоненциальной фазы роста и концентрацию клеток после некоторого периода времени экспоненциального роста, можно рассчитать количество поколений. Затем, используя количество времени, в течение которого рост продолжался ( t ), можно вычислить g .

Стационарная фаза

Все хорошее когда-нибудь заканчивается (иначе бактерии за 7 дней сравнялись бы с массой Земли!). В какой-то момент бактериальная популяция исчерпывает жизненно важные питательные вещества / химические вещества, или ее рост тормозится из-за ее собственных отходов (это закрытый контейнер, помните?) Или недостатка физического пространства, в результате чего клетки переходят в стационарную фазу . . В этот момент количество продуцируемых новых клеток равно количеству отмирающих клеток или полностью прекращенному росту, что приводит к сглаживанию роста на кривой роста.

Физиологически клетки на этой стадии становятся совершенно другими, поскольку они пытаются приспособиться к новым условиям голодания. Немногочисленные новые клетки становятся меньше по размеру, а бациллы приобретают почти сферическую форму. Их плазматическая мембрана становится менее жидкой и проницаемой, с более гидрофобными молекулами на поверхности, которые способствуют адгезии и агрегации клеток. Нуклеоид конденсируется, и ДНК связывается с ДНК-связывающими белками из голодных клеток (DPS) , чтобы защитить ДНК от повреждений.Изменения призваны позволить клетке выжить в течение более длительного периода времени в неблагоприятных условиях, ожидая появления более оптимальных условий (например, вливания питательных веществ). Эти же стратегии используются клетками в олиготрофных, или мало питательных средах. Была выдвинута гипотеза, что клетки в естественном мире (то есть вне лаборатории) обычно существуют в течение длительных периодов времени в олиготрофных средах, с лишь спорадическими вливаниями питательных веществ, которые возвращают их к экспоненциальному росту на очень короткие периоды времени.

Во время стационарной фазы клетки также склонны продуцировать вторичных метаболитов или метаболитов, образующихся после активного роста, таких как антибиотики. Клетки, способные образовывать эндоспоры, активируют необходимые гены на этой стадии, чтобы запустить процесс споруляции.

Фаза смерти или упадка

В последней фазе кривой роста, фазе гибели или упадка , количество жизнеспособных клеток уменьшается предсказуемым (или экспоненциальным) образом.Крутизна наклона соответствует тому, насколько быстро клетки теряют жизнеспособность. Считается, что условия культивирования ухудшились до такой степени, что клеткам наносится непоправимый ущерб, поскольку клетки, собранные на этой фазе, не демонстрируют роста при переносе в свежую среду. Важно отметить, что если мутность культуры измеряется как способ определения плотности клеток, измерения могут не уменьшаться во время этой фазы, поскольку клетки могут оставаться неповрежденными.

Было высказано предположение, что клетки, которые считались мертвыми, могут быть восстановлены при определенных условиях, состояние, описанное как жизнеспособные, но некультивируемые (VBNC) .Это состояние может иметь значение для патогенов, когда они входят в состояние очень низкого метаболизма и отсутствия клеточного деления, чтобы возобновить рост позже, когда условия улучшатся.

Также было показано, что 100% -ная гибель клеток маловероятна для любой клеточной популяции, поскольку клетки мутируют, чтобы адаптироваться к условиям окружающей среды, какими бы суровыми они ни были. Часто наблюдается эффект «хвоста», когда небольшая популяция клеток не может быть уничтожена. Кроме того, эти клетки могут получить выгоду от их смерти других клеток, которые обеспечивают питательными веществами окружающую среду, поскольку они лизируют и высвобождают свое клеточное содержимое.

Ключевые слова

бинарное деление, множественное деление, почкование, споры, клеточный цикл, замкнутая система, периодическая культура, кривая роста, лаг-фаза, экспоненциальная или логарифмическая фаза, время генерации ( г, ), N, N0, n , t , стационарная фаза, ДНК-связывающие белки из голодных клеток (DPS), олиготрофные, вторичные метаболиты, фаза гибели или упадка, жизнеспособные, но некультивируемые (VBNC).

Основные вопросы / цели

1. Как измеряется рост микробных популяций?
2. Чем отличаются эукариоты и бактерии / археи по способам воспроизводства?
3. Каковы этапы двойного деления? Что происходит на каждом этапе?
4. Узнайте, как выглядит кривая роста организма, выращенного в закрытой системе.Знайте различные стадии и то, что происходит на каждой стадии, физиологически. Что может повлиять на фазу задержки? Каковы 2 различных объяснения потери клеток в фазе смерти или старения?
5. Узнайте о времени генерации и о том, как его определить на графике зависимости числа ячеек от времени.