Раніше методом скануючої електронної мікроскопії на поверхні хламідій були виявлені куполоподібні структури, пронизані Мікрофіламентами. Мікрофіламенти, що виходять з їх центру досягають мембрани включень і пронизують її. Функцію цієї структури пов'язують з транспортом живильних речовин від еукаріотичних клітин до паразита. Виявлення в геномі хламідій генів, що кодують апарат для 3 типу секреції, який зумовлює вірулентність грамнегативних бактерій, дозволив припустити, що це утворення здійснює передачу сигналу від паразита до еукаріотичних клітин [4].
Як уже згадувалося, спороподібна форма (елементарні тільця) забезпечує реалізацію механізму передачі інфекції і виживання вигляду в зовнішньому середовищі [12]. Вегетативна форма (ретикулярні тільця) забезпечує репродукцію організму усередині клітин організму-хазяїна, але не здатна інфікувати інші клітки. Ці форми розрізняються по ультраструктурі і фізіологічним потенціям [13]. На поверхні очищених елементарних і ретикулярних тілець збудника менінгопневмонії (С. psittaci) були описані своєрідні трубчасті відростки діаметром 5 - 6 нм і завдовжки 35-40 нм, що начиняються, мабуть, від цитоплазматичної мембрани і що проходять через клітинну стінку [14].
На поверхні деяких елементарних тілець виявили кільцеподібні структури діаметром 15-22 нм, що мали світліший центр діаметром 4-7,5 нм. Вони були розташовані в гексагональній упаковці з відстанню між центрами 45 нм. Іноді на відстані 45 нм один від одного зустрічаються відростки діаметром 3 - 4 нм і завдовжки 10-20 нм.
Ці субодиниці клітинної стінки є характерним елементом поверхні більшості грамнегативних бактерій [15].
За розміром і періодичністю розташування виявлені відростки відповідають трубчастим відросткам, детально описаним на поверхні елементарних тілець збудника міненгопневмонії. Трубчасті відростки завдовжки 35-40 нм і діаметром 5-6 нм проходять, згідно моделі Matsumoto [16], через отвори в клітинній стінці - «розетки» - і кріпляться до цитоплазматичної мембрани у області В-структур - своєрідних вп'ячування цієї мембрани.
Кільцеподібні структури на поверхні елементарних тілець відповідають «розеткам». Модель Matsumoto була побудована на підставі вивчення за допомогою різних методів (негативного контрастування, заморожування - труять, спеціальних обробок ультратонких зрізів очищених препаратів елементарних тілець [16].
Трубчасті відростки є і у ретикулярних тілець [15]. У збудника менінгопневмонії їх діаметр 10-13 нм. Розміри розеток: зовнішній діаметр 17-18 нм, внутрішній 14-15 нм. Максимальне число їх спостерігається через 10 г після зараження L-клітин ( приблизно 45), а за тим поступово зменшувалося до 20 через 20 г після зараження. Розетки на клітинній стінці розташовуються або 1-2 групами, або безладно по всій поверхні (особливо для ранніх ретикулярних тілець).
Роль описаних відростків в прикріпленні хламідій поки встановити не вдалося, але на думку Matsumoto вони можуть служити своєрідним каналом, що зв'язує цитоплазми хламідій і клітини-хазяїна для транспорту метаболітів [13]. Можливо відростки елементарних тілець схожі до фімбрій бактерій.
Отже поверхня клітинної стінки хламідій утворена округлими субодиницями діаметром 4 нм, виявлені відростки і кільцеподібні структури, через які вони проходять, і розташовані вони в гексагональній упаковці.
4. Характеристика метаболізму та життєвий цикл хламідій
4.1 Характеристика метаболізму хламідій
Як вже згадувалось, хламідії, як енергетичні паразити живих епітеліальних клітин, використовують для свого метаболізму їх АТФ. В даний час аналіз генома показав, що хламідії здатні синтезувати АТФ, хоч і в незначних кількостях, шляхом гліколізу і розщеплювання глікогену [4].
Як було виявлено Weiss і співавт. (1964), у хламідій спостерігається анаеробний метаболізм глюкози, що проходить по шляху пептозофосфату і одного з гліколітичних шляхів. Тобто, при додаванні кофакторів яких вони потребують, хламідії можуть метаболізавати глюкозу, а також піровиноградну і глутамінову кислоти [7].
Ця активність здійснюється на низькому рівні і за цих умов приводить до втрати АТФ і НАД. Система транспорту електронів відсутній, хоча обидві частинки містять цитохром С-редуктазу. Макромолекулярний синтез клітин хазяїна гальмується хламідіями, і високоенергетичні субстанції кліток хазяїна переходять на синтез протеїнів і ліпідів хламідій. Таким чином, забезпечення мікроорганізму метаболітами здійснюється в основному за рахунок життєдіяльності клітин хазяїна. Деякі з цих метаболітів (ізолейцин) можуть бути інгібіторами зростання хламідій і, ймовірно, можуть мати відношення до латентної течії при хламідіозі [Hatch, 1975] [2].
Як яскравий приклад метаболічної активності хламідій і впливу на метаболізм клітин хазяїна є дослідження Харківського ПІІ дерматології і венерології на споживання глюкози клітинами [17]. Досліди проводили на зараженій культурі клітин L-929. Утилізація глюкози інфікованою культурою достовірно вище протягом всього процесу культивування. Оскільки в інфікованій культурі інтенсивне зростання кліток не відбувається, можна припустити, що збільшення споживання глюкози кліткою пов'язано з цитоплазматичним включенням, що розвивається, тобто хламідійною інфекцією [18]. Через 5 г після зараження, коли фагосома з елементарних тілець (ET) переміщається в пластинчастий комплекс і ЕТ перетворюється на ретикулярні тільця (РT) через проміжні тільця (PT), споживання глюкози клітками культури більш ніж в 7 разів вище, норми. Можливо, в цей період активізуються біосинтетичні процеси клітини-хазяїна, продукти яких будуть використані збудником на побудову включення.
Згідно з літературними даними [19], починаючи з 10-12 г після впровадження збудника і до 36 г РT, зазнає 10-11 поділень, при цьому утворюється пул кліток, що є цитоплазматичним включенням. Звичайно цей процес закінчується до 24 г. Можливо, достовірне зниження споживання глюкози інфікованою клітиною, яке більш ніж в 4 рази вище в порівнянні з нормою, в цей період пов'язано з уповільненням її метаболічній активності при швидкому зростанні морфологічних структур збудника.
Можна припустити, що перетворення метаболічно активних РT в неактивні ЕТ, як правило, що завершується до 48 г, супроводжується розкріпаченням власних метаболічних процесів, клітини, і, як наслідок, спостерігається тенденція до збільшення споживання глюкози [18].
До 72 г цикл розвитку хламідій завершується. При мікроскопуванні препаратів спостерігали зрілі бочкоподібні включення збудника, що займають практично весь об'єм клітини. Значна частина моношару зруйнована, вміст глюкози в середовищі збільшений. І не дивлячись на це, споживання глюкози інфікованою клітиною в цей період в 3 рази вищий, норми.
Таким чином встановлено, що споживання глюкози інфікованою кліткою впродовж всього циклу розвитку збудника достовірно вищий, ніж у нормі. Спостерігаються певні кореляційні залежності між стадіями розвитку збудника і споживанням глюкози інфікованою кліткою.
Також проводилися дослідження синтезу білка в клітинах хазяїна по активності трансаміназ. Активність аланіномінотрансферази (AлT), аспартатаминотранферази (AсT) визначали по методу С. Райтмана, С. Френкеля (1957).
Так, до 24 гактивність обох трансфераз у сфері культивування нормальних клітин достовірно збільшилася (AсT - в 4 рази, АлТ-в 8 разів) і залишилася на досягнутому рівні весь період, що залишився. Можна припустити, що інтенсифікація діяльності ферментів до 24 г культивування пов'язана з посиленим утворенням амінокислот в ході реакцій трансамінування, які використовуються як субстрат при синтезі білкових молекул в культурі, що активно ділиться (експоненціальна фаза зростання). До 72 г розвиток клітин в культурі виходить на плато. Крім того, спостерігається деяка тенденція до зниження активності ферментів [17].
Через 24 г після інфікування не було відмічено достовірних відмінностей між активністю ферментів в середовищі культивування нормальних клітин і в середовищі культивування інфікованих клітин, тоді як у всіх інших часових інтервалах активність ферментів в середовищі культивування інфікованих клітин була достовірно вища. Відносно низька активність ферментів в середовищі інкубації інфікованої культури клітин через 24 г може свідчити, про те, що амінокислоти інтенсивно включаються в синтез білка, і немає сенсу здійснювати ширше їх використання для інших цілей [18]. Разом з тим в період від 24 до 48 г культивування активність AлT і AсT збільшувалася майже в 2 рази, причому в цей період вона вища, ніж в нормі, відповідно в 2,9 і 3,5 рази. Це може бути пов'язане з інтенсифікацією процесу глюконеогенезу в інфікованій культурі. Дійсно, згідно з літературними даними [19]. саме у цей період завершується ділення РT, починається їх перетворення в ЕТ, а при мікроскопуванні в інфікованих клітках виявили гранули глікогену. Іншою причиною такого швидкого зростання активності ферментів в середовищі може бути збільшення проникності мембран інфікованої клітки.
До 72 г активність AлT зростає ще в 2,1 рази, в цей період вона вища, ніж в нормі, в 6,7 рази, AсT, відповідно, - в 5,6 рази. У цей період закінчується цикл розвитку хламідій, клітини руйнуються і росте вміст ферменту і середовища [17].
Таким чином, виявлені достовірні відмінності у ферментативній активності клітин нормальної і інфікованої культур. Показано, що активність ферментів в середовищі культивування інфікованих кліток збільшується в процесі дослідження, що корелює з циклом розвитку збудника [17].