ბაქტერიულ ინფექციებთან ბრძოლაში ადამიანის ორგანიზმი ხშირად მიმართავს სტრატეგიას, რომელსაც „ნუტრიციული იმუნიტეტი“ ეწოდება. ამ დროს სხეული ცდილობს, რომ პათოგენებს სასიცოცხლო ელემენტებზე, პირველ რიგში კი რკინაზე, წვდომა მაქსიმალურად შეუზღუდოს. თუმცა, ზოგიერთმა აგრესიულმა ბაქტერიამ ამ „შიმშილის“ პირობებში გადარჩენისა და თავდასხმის უნიკალური მექანიზმები განივითარა.
ერთ-ერთი ასეთი პათოგენია Pseudomonas aeruginosa (ლურჯ-მწვანე ჩირქის ჩხირი). ის კისტოზური ფიბროზისა და ფილტვების ქრონიკული ობსტრუქციული დაავადების (COPD) დროს განვითარებული სასიკვდილო პნევმონიის მთავარი გამომწვევია. მეცნიერებისთვის დიდხანს გაურკვეველი რჩებოდა, თუ რატომ იწვევს ეს ბაქტერია ზოგ შემთხვევაში ქრონიკულ, მდგრად ინფექციას, ზოგჯერ კი ფილტვის ქსოვილის ელვისებურ და შეუქცევად დაზიანებას.
ამ საკითხის შესასწავლად ჩატარებულმა კვლევამ აჩვენა, რომ ბაქტერიის ქცევის ცვლილებას რკინის დონე განაპირობებს. სწორედ ეს მაჩვენებელი განსაზღვრავს პათოგენის ტოქსიკურობის ხარისხს.
რკინის როლი
ფილტვის ქსოვილში შეღწევისას P. aeruginosa ბიოაპკებს აყალიბებს. აღნიშნული სტრუქტურები პათოგენს ანტიბიოტიკების ზემოქმედებისგან იცავს. ბაქტერიის ვირულენტობას ისეთი ტოქსინები განაპირობებენ, როგორებიცაა პიოციანინი, ელასტაზა და ეგზოტოქსინი A.
ამ პროცესში რკინა ბაქტერიის ზრდისთვის აუცილებელ რესურსს წარმოადგენს. მასპინძელი ორგანიზმი ამ ელემენტს სპეციფიკურ ცილებში (მაგ. ტრანსფერინში) ინახავს, ბაქტერია კი მის მოპოვებას სიდეროფორების საშუალებით ცდილობს. კვლევამ დაადასტურა, რომ ჯანმრთელი ფილტვები პათოგენებს რკინის დეფიციტის პირობებში ამყოფებენ. ამის საპირისპიროდ, დაავადებულ ფილტვებში რკინის მაღალი კონცენტრაცია ინფექციის ქრონიკულ მიმდინარეობას უწყობს ხელს.
პაციენტებისგან გამოყოფილი შტამებისა და სტანდარტული კულტურების ანალიზმა აჩვენა, რომ რკინის სიჭარბე ბაქტერიული მასის მატებასა და მყარი ბიოაპკების ჩამოყალიბებას უწყობს ხელს. თუმცა, ყველაზე მოულოდნელი შედეგი რკინის დეფიციტის პირობებში გამოვლინდა. ასეთ გარემოში ბაქტერიები სუსტ დამცავ ბარიერებს ქმნიან, თუმცა მათი ვირულენტობა მკვეთრად იზრდება.
კვლევამ აჩვენა, რომ რკინის დეფიციტი ბაქტერიის ვირულენტობის ფაქტორებს სრულად ააქტიურებს. რკინის კონცენტრაციის შემცირებისას შიდა მარეგულირებელი ცილა (Fur) ტოქსინების სინთეზზე დამთრგუნველ ზემოქმედებას წყვეტს. შედეგად, პათოგენი ტოქსინების მასიურ გამოყოფას იწყებს, რაც ელასტაზასა და პროტეაზას გააქტიურებით ქსოვილების დეგრადაციას იწვევს. პარალელურად, ეგზოტოქსინი A-სა და პიოციანინის სეკრეციის გაძლიერება უჯრედების პირდაპირ განადგურებას განაპირობებს.
ცხოველებზე ჩატარებულმა ექსპერიმენტმა პარადოქსული სურათი გამოკვეთა. რკინით მდიდარ გარემოში ბაქტერიების პოპულაცია სწრაფად იზრდება, თუმცა ქსოვილის დაზიანება მინიმალურია. ამის საპირისპიროდ, რკინის დეფიციტის პირობებში ბაქტერიების რაოდენობა მცირდება, მაგრამ ფილტვებში მწვავე პათოლოგიური პროცესები ვითარდება. აღნიშნული მდგომარეობა ალვეოლების კოლაფსს, მძიმე შეშუპებასა და ფართომასშტაბიან სისხლჩაქცევებს განაპირობებს.
მოცემული კვლევა ადასტურებს, რომ ინფექციასთან ბრძოლის პროცესში მხოლოდ ბაქტერიების რაოდენობას გადამწყვეტი მნიშვნელობა არ აქვს. ამ შემთხვევაში პრიორიტეტული პათოგენის ქცევის მართვა ხდება. რკინის ჰომეოსტაზის კონტროლი თანამედროვე მედიცინისთვის ახალ გამოწვევას წარმოადგენს. აუცილებელია ბაქტერიების ზრდის ისეთი მექანიზმებით შეფერხება, რომლებიც მათ ტოქსიკურ გააქტიურებას არ განაპირობებენ.
წყარო: Frontiers in Microbiology
