배지의 pH변화가 질트리코모나스(Trichomonas vaginalis)의 증식, 효소양상 및 형태학적 구조에 미치는 영향

Abstract

[영문]

[한글]

질트리코모나스(Trichomonas vaginalis)는 인간의 비뇨생식기에 기생하여 질병을 유발

하는 원충으로 pH, 산소량, 온도 등이 충체의 증식, 병원성, 대사과정 및 형태 등에 영향

을 미칠 수 있다는 사실이 부분적으로 연구되어온 바 Trusaell 및 Plass(1940), Schapira

(1965), Parson등(1977)에 의하여 pH 6.0내외의 혐기성 상태에서 본 원충의 증식과 병원

성이 고조된다는 결과가 보고되었다. 또한 Wirtschafter(1954), John 및 Squires(1978)는

부적합한 배양조건에서 질트리코모나스의 형태학적 변화를 관찰하였으며 Kupferberg(194

0)는 배지의 pH변화가 충체의 크기에 영향을 준다고 하였다.

한편 Soliman등(1982)은 질트리코모나스의 isoenzyme주행양상이 주(株)에 따라 달라짐

을 관찰하고 이를 주 감별에 이용할 수 있을 것이라 하였다. 그러나 배지의 pH변화나 배

양시간, 배지의 양등이 질트리코모나스의 증식, 효소양상, 형태 등에 미치는 영향에 대한

포괄적인 연구는 아직 미흡한 실정이다.

본 연구는 배지의 pH변화가 질트리코모나스에 미치는 영향 즉 pH 4∼10까지의 TPS-1배

지(Diamond, 1968)에 배양된 본 원충의 증식률, starch-gel 전기영동법에 의한 isoenzyme

양상 및 주사전자현미경과 투과전자현미경을 이용한 미세구조의 변화를 관찰하기 위하여

연구를 진행하였으며 다음과 같은 결과를 얻었다.

1. 배양시험관내 산소량에 따른 원충의 증식률은 17ml들이 시험관에 질트리코모나스를

10,000∼13,000/m1씩 넣고 배지 15m1을 넣은 경우 pH 5에서 24시간 후에 13.2배로, 5ml을

넣은 경우의 4.0배 보다 증식배율이 현저히 높았으며, pH 7에서 15ml의 배지에 48시간

배양했을때 218.3배로 가장 높은 증식배율을 보임으로서 배양시험관내 산소량이 적을수록

증식배율이 높음을 알 수 있었다.

2. 배지에 주입시킨 원충수에 따른 증식률은 배지 ml당 1x10**4 의 충체를 주입한 경우

최고 증식배율은 72시간 후에 143.8배 였으며, 2×10**5 주입군에서의 최고증식배율은 2

4시간 후의 8.8배였다. 배지 ml당 주입 충체수가 적을 수록 증식배율이 높음을 알 수 있

었다.

3. 배지의 pH에 따른 원충의 증식률을 보면 pH 7의 배지에서 48시간 후 47.2배로 최고

의 증식배율을 보였으며, pH 6에서는 16.4배, pH 8에서는 72시간 후에 13.8배의 최고증식

배율을 보임으로서 pH 7에서 증식배율이 가장 높음을 알 수 있었다.

4. 배지의 pH변화에 따른 충체의 크기는 pH 7의 배지에서 배양된 본 원충의 평균 길이

와 폭은 10.7㎛과 7.5㎛으로 pH 5 및 pH 9의 경우보다 유의하게 작았으며 가장 긴 편모의

길이는 평균 27.7μm으로 pH 9인 경우보다 유의하게 길었다.

5. 질트리코모나스의 isoenzyme양상에 있어 phosphoglucose isomerase(PGI)의 전기영동

주행양상은 실험에 사용된 7주에서 모두 같았다. Phosphoglucomutase(PGM)는 남성에서

분리 배양한 3주에서 모두 관찰되지 않았으며, 여성에서 분리한 질트리코모나스에서는 동

일한 주행양상을 보였다. Malic enzyme(ME)의 주행양상은 남성의 3주중 2주와 여성의 4주

에서 동일한 양상을 보였다. 배지의 pH변화에 따른 이들 isoenzyme의 전기영동 주행양상

의 차이는 없었다.

6. 주사전자현미경상 pH 5와 9에서 배양된 질트리코모나스는 pH 7에서 배양된 것과 비

교해 보았을 때 원형으로 되었으며 크기가 커져 있었고, 표면이 위축되고 spiky projecti

on도 관찰되었다.

7. 투과전자현미경상 pH 5와 9예서 배양된 원충은 세포의 크기가 커졌으며 원형화되고

핵의 수가 증가하였으며 chromatin 과립의 전자밀도 증가, 주변 당 과립의 감소, 소포 수

의 증가등의 변화가 관찰되었다.

이상의 결과로 보아 질트리코모나스는 배지의 pH가 7인 경우와 산소량이 적을 때 증식

이 가장 활발함을 알 수 있으며 배지의 부적합한 pH 변동에 따라 크기 및 미세구조에 변

화가 생기나 동일 주에서의 isoenzyme의 주행양상은 변하지 않는 것으로 생각된다

Effect of pH Values on the Propagation, Isoenzyme Patterns and Morphological

Changes of Trichomonas vaginalis

Moo-Sung Moon

Department of Medical Science The Graduate School, Yonsei University

(Directed by Professor Keun-Tae Lee, M.D. and Professor Jin-Moo Lee, M.D.)

Trichomonas vaginalis is a pathogenic flagellate causing trichomonad vaginitis,

urethrltis and prostatovesiculitis in humans. Its habitat is the vagina of the

female and the urethra, epididymis, find prostate of the male.

The pathogenicity and multiplication of T. vaginalis were enhanced when the

flagellate was cultivated at pH 6.0 in the anaerobic condition(Trussell and Plass,

1940: Schapira, 1965: Parson et al., 1977). Also, morphological changes and size

varieties of T. vaginalis were affected in the unfavorable culture conditions and

according to pH values (Wirtschafter, 1954; John and Squires, 1978).

On the other hand, Soliman et al. (1982) reported that the electrophoretic

isoenzyme patterns of the vaginal trichomonads were different according to the

strains. However, physiological and enzymatic studies of T. vaginalis have been

unsufficient so far to figure out overall natures.

The present study was thus aimed to elucidate the biological natures of T.

vaginalis collected in Korea. The results obtained in this study were summarized as

follows:

1. Anaerobic culture media was more favorable then aerobic condition in the

propagation of the flagellate.

2. The less inoculum per ml showed higher propagation rate.

3. The optimum pH value for trichomonad cultivation was 7.

4. The sizes of trichomonads cultured at pH 7 were significantly smaller than

those cultured at pH 5 and pH 9. The longest flagella were also found in the

trichomonads cultured at pH 7 average and signlficantly longer than those in the

trichomonads cultured at pH 9.

5. Monomorphic phosphoglucose isomerase activity was found with no

electrophoretic difference in all 7 strains. Phosphoglucomutase activity was found

only in the strains obtained from the females with the same electrophoretic

mobilities, but no activity was found in the strains from the males. Malic enzyme

activity was observed only in 2 strains obtained from the males and in 4 strains

from the females with no electromorphic difference. No enzymatic difference was

also detected from the strains cultured at different pH values.

6. Under scanning electron microscopy, the trichomonads cultured at pH 5 and pH 9

showed larger size than those cultured at pH 7, and showed surfaces shrunk with

spiky projections.

7. Under transmission electron microscopy, the trichomonads cultured at pH 5 and

pH 9 were swollen and oval-shaped more than those cultured at pH 7 and showed

multi-nuclear shapes with electron-dense chroimatic granules. Also, glycogen

granules in the flagellates cultured at pH 5 and pH 9 decreased more, while the

vacules in the flagellates were increased in number.

In summerizing the results, anaerobic culture media adjusted at pH 7 were more

favorable for propagation of T. vaginalis than other conditions. Micromorphological

changes of the flagellates were observed by difference of pH values, but no

variation of isoenzyme patterns was noticed.