16+
DOI: 10.18413 / 2313-8955-2014-1-2-52-58

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЧУВСТВИТЕЛЬНОСТИ МИКРООРГАНИЗМОВ К КОМПЛЕКСНЫМ ПРЕПАРАТАМ НА ОСНОВЕ МОНТМОРИЛЛОНИТ СОДЕРЖАЩИХ ГЛИН

Aннотация

Описано приготовление фитоминералосорбентов на основе монтмориллонит содержащей глины, модифицированной экстрактами лекарственных растений. Приведены результаты исследования чувствительности патогенных микроорганизмов к ним.


Введение. В настоящее время высокая стоимость антибактериальных препаратов, а также быстро развивающаяся резистентность возбудителей инфекционных заболеваний [1] к ним побуждают исследователей к поиску новых путей оптимизации лечебного процесса. Патогенная микрофлора вызывает самые разнообразные нарушения систем и функций организма. Нарушается обмен веществ и кроветворение, меняется микроциркуляция, происходит угнетение функции печени [2].

Одним из перспективных методов санации раневых поверхностей является применение химиотерапевтических соединений в сочетании с натуральными сорбентами, безопасными для организма. Сорбенты осуществляют местную детоксикацию, обладают антиадгезивным действием по отношению к патогенной микрофлоре и, тем самым, сокращают сроки лечения[3,4].

Монтморилонит содержащие глины (МСГ) обладают высокой адсорбционной способностью, обусловленной их трёхслойной структурой несовершенных кристаллов типа 2:1. Связь между пакетами слаба, межпакетное расстояние велико и в него могут внедряться молекулы воды или другие полярные молекулы, а также обменный катионы и анионы. Такого рода адсорбенты имеют большую удельную поверхность до нескольких сотен м2/г. Лечебное действие монтмориллонит содержащих препаратов объясняется их сорбционно-адгезивными и ионоселективными свойствами, а также насыщенностью разнообразными химическими элементами, часть из которых находится в биологически доступной форме. Такого рода препараты оказывают угнетающее воздействие на патогенную микрофлору, но, в отличие от классических лекарств, сама глина остаётся химически инертной, а, следовательно, безвредной для организма [5].

В связи с вышесказанным, представляет интерес разработка технология получения антибактериальных препаратов на основе МСГ, таких как фитоминералосорбенты.

Многие растения широко известны своими лечебными, в частности антисептическими, свойствами.

Соцветия ромашки содержат в своем составе эфирное масло, состоящее из сексвитерпеноидов и монторепенов, обладающее дезинфицирующим и  потогонным действием. Также содержит флавоноиды, имеющие сильное  противовоспалительное, антибактериальное и антивирусное действие. Помимо этого, в состав сока ромашки входят глицериды жирных кислот, кумарины, полисахариды, фитостерн, холин [6].

Полезные свойства календулы обусловлены присутствием антиоксидантов, ионов калия, кальция и магния. Благодаря содержанию каротиноидов и флавоноидов календула считается мощным противовоспалительным и дезинфицирующим средством. Настойка календулы помогает при лечении незаживающих язв и ран, очищает кровь, оказывает обезболивающее действие.

В плодах тмина содержится эфирное масло, которое действует раздражающе на вкусовые рецепторы и поэтому рефлекторно повышает функцию пищеварения. Тмин обладает противовоспалительным, антимикробным, вяжущим, отхаркивающим, мочегонным, спазмолитическим, заживляющим и тонизирующим свойством.

В составе чабреца находятся урсуловая кислота, олеановая кислота, флавоноиды, дубильные вещества и эфирное масло, в котором содержится тимол - сильнейший антисептик, который, благодаря природному происхождению, являетсяменее токсичным, нежели его искусственные аналоги. Чабрец традиционно используется при лечении заболеваний кожи[7].

Сок эхинацеи включает семь групп биологически активных веществ, в том числе флавоноиды, производные кофейной кислоты, полисахариды, эссенциальные липиды, витамины, алкиламиды.  Кроме того, содержит ценные для иммунитета микроэлементы: кальций, калий, кобальт, селен, литий и многие другие. Полисахариды эхинацеи стимулируют выработку Т-лимфоцитов что предотвращает развитие заболеваний и препятствует распространению вирусов и бактерий. Гликозиды кофеиновой кислоты подавляют фермент гиалуронидазу, что обуславливает анальгезирующий и противовоспалительный эффект [6].

Целью данной работы является - получение антибактериальных комплексных препаратов для наружного и внутреннего применения на основе МСГ месторождения Белгородской области в сочетании с экстрактами лекарственных растений и определение чувствительности микроорганизмов к ним.

Материалы и методы исследования. В качестве сорбента использовали природную МСГ месторождения Поляна, Белгородской области [8], химический состав которой представлен в таблице 1.

Таблица 1

Химический состав монтморилонит содержащие глины, масс%.

Table 1

Chemical composition comprising montmorillonite clay, wt%.

 

SiO2

Al2O3

Fe2O3

TiO2

MgO

CaO

K2O

Na2O

53,44

14,95

5,05

0,56

2,70

21,29

1,99

-

ФМС готовили путём модифицирования сорбента спиртовыми экстрактами лекарственных трав: чабреца, тмина, ромашки, календулы и эхинацеи. Для оптимизации методики изготовления ФМС с наилучшими антибактериологическими показателями, готовили несколько экстрактов с различным соотношением спирт/сырьё [9, 10].

Ингибирующеевлияние приготовленных препаратов проверяли на распространённых патогенных культурах: Enterococcusfeacalis, Escherichiacoli, Proteusmirabilis, Pseudomonasaerugenosa, Staphyloccocusaureus и Candidaalbicans. Для этого мясопептонный агар, контаминированный микроорганизмами в концентрации 1,5*107 /мл, разливался по чашкам Петри,затем в него вносили по 100 мг ФМС через шесть перфорированных внизу стальных трубок, что обеспечивало диффузию активных веществ ФМС в агар и ограничивало рассыпание препарата. Сорбент в трёх трубках смачивали 200 мкл физраствора, в остальных таким же объёмом сыворотки крови, для обеспечения диффузии из верхних слоёв ФМС и определения влияния связывания биомолекул крови раневой поверхности с веществами экстрактов. Чашки помещали в термостат и культивировали при температуре 37оС в течение 16-18 часов. Чувствительность микроорганизмов к исследуемым препаратам определяли по площади зоны задержки роста колоний.

Результаты исследований и их обсуждение.Данные по оптимизации приготовления ФМС, чувствительности микроорганизмов к ним и связыванию активных веществ ФМС сывороткой крови представлены на таблице 2 и рисунке 1.

Таблица 2

Чувствительность микроорганизмов к фитоминералосорбентам

Table 2.

The sensitivity of microorganisms to phytomineral sorbents

 

Препарат

соотношение спирт/сырьё в экстракте

Средняя площадь зоны задержки роста микроорганизма, мм2

Enterococcus feacalis

Escherichia coli

Proteus mirabilis

Pseudomonas aerugenosa

Staphyloccocus aureus

Candida albicans

физ. р-р

сыворотка

физ. р-р

сыворотка

физ. р-р

сыворотка

физ. р-р

сыворотка

физ. р-р

сыворотка

физ. р-р

сыворотка

Сорбент+тмин

1:3

53,6

44,8

17,7

50

72,5

66,6

158,4

203,7

31,4

41,3

78,4

82,5

1:2

50

39,7

-

28,3

50

44,8

-

-

13,4

31,4

41,3

62,8

1:1

39,7

31,4

-

-

48,3

44,8

-

-

-

17,7

39,7

50

1:0,5

28,3

28,3

-

-

20,6

-

-

-

-

-

33,1

28,3

1:0,25

-

28,3

-

-

-

-

-

-

-

-

28,3

25,2

Сорбент +чабрец

1:3

92,9

41,3

68,6

110,3

82,5

62,8

176,7

143,3

44,8

57,2

82,5

33,1

1:1

50

39,7

62,8

86,6

62,8

59,1

68,6

97,1

39,7

50,0

66,6

-

1:0,5

62,8

39,7

41,3

72,5

43,0

57,2

57,2

63,6

28,3

50,0

44,8

-

1:0,25

23,3

-

36,3

23,3

41,3

48,3

50,0

57,2

23,6

39,7

31,4

-

1:0,0125

-

-

33,1

20,5

25,2

44,3

44,8

50,0

-

33,1

28,3

-

Сорбент +календула

1:3

88,7

76,4

50,0

64,7

82,8

72,5

212,8

184,3

44,8

62,8

74,4

48,3

Сорбент +эхинацея

1:3

44,8

72,5

-

53,6

-

48,3

218,5

195,8

76,4

68,6

39,7

41,3

Сорбент +ромашка

1:3

103,7

57,2

39,7

57,2

50,0

48,3

233,3

254,5

108,1

57,2

53,6

53,6

 

Полученные данные свидетельствуют о том, что наиболее результативными являются препараты, приготовленные из экстракта, полученного в соотношении спирт/сырьё 1:3. В остальных случаях наблюдается меньшая задержка зоны роста, или её отсутствие.

 

 

Рисунок 1. Чувствительность микроорганизмов к фитоминералосорбентам с добавлением сыворотки крови.

Figure 1: The sensitivity of microorganisms to phytomineral sorbents with addition of blood serum

 

Обобщив данные, можно сказать, что ФМС на основе календулы и чабреца показывают наиболее стабильные результаты по отношению ко всем указанным патогенам. Однако, следует отметить, что ФМС на основе эхиноцеи и ромашки оказывают избирательное, но более сильное воздействие на культуру Pseudomonasaerugenosa, при этом почти не сдерживая рост Proteusmirabilis. В случаеEscherichiacoliпрепарат на основе чабреца оказался в два раза эффективнее остальных, но почти не оказал влияния на Candidaalbicans.

В большинстве повторностей, в которых сорбент дополнительно смачивался сывороткой крови, наблюдался лучший рост микроорганизмов, чем в повторностях, где он смачивался физраствором. Это более полно моделирует условия раневой поверхности и может объясняться тем, что белки крови способны связывать активные вещества ФМС и использоваться как дополнительная питательная среда микроорганизмами.

 

Выводы. На основе проведённых исследований можно заключить:

1.     Все приготовленные ФМС оказывают угнетающее действие на рост использованных микроорганизмов.

2.     Для приготовления спиртового экстракта растений оптимально соотношение 1:3

3.     Наилучшие результаты по задержке зоны роста получены с использование ФМС на основе календулы и чабреца.

4.     Использование ФМС с экстрактами лекарственных растений как экзо- и энтеросорбент в медицине или ветеринарии представляет экологически чистый, безопасный и экономичный способ сдерживания роста патогенной микрофлоры в ранах.

Список литературы

1.     Соловей Н.В., Карпов И.А. Проблема мультирезистентности синегнойной палочки в многопрофильном стационаре // КМАХ, 2012. Т. 14.  № 2. С.49.

2.     Кузин, М.И., Костюченок Б.М. Раны и раневая инфекция. М.: Медицина,  1990.  592 с.

3.     Буханов В.Д. Антибактериальные свойства монтмориллонит содержащих сорбентов / В.Д. Буханов, А.И. Везенцев, Н.Ф. Пономарёва и др. // Научная ведомость БелГУ. Серия естественные науки. 2011.  Выпуск 17. №21(116).  С. 57-63.

4.     Буханов В.Д. Применение фитоаскорбоминералосорбента при колибактериозе телят и дизентерии свиней / В.Д. Буханов, А.И. Везенцев, А.А, Шапошников и др. // Научная ведомость БелГУ. Серия естественные науки. 2010. Выпуск 11. №9(80). С. 99-103.

5.     Везенцев А.И. Технология получения антибактериального препарата на основе монтморилонтсодержащей глины и его ингибирующая активность по отношению к патогенным микроорганизмам / А.И. Везенцев, В.Д. Буханов, В.А. Перистый и др.  Белгород.: БелГУ.  С. 279-283.

6.     Путырский, В.Н. Универсальная энциклопедия лекарственных растений. М.: Махаон, 2000.

7.     Жигжитжапова С.В. Химический состав эфирного масла тимьяна байкальского thymusbaikalensisserg., произрастающего в Забайкалье / С.В. Жигжитжапова, А.Н. Рабжаева, И.В. Звонцов, Л.Д. Раднаева // Химия растительного сырья.  2008.  №1.  С. 73 – 76.

8.     Nazarchuk G.I. Mesoporous silica containing Si(CH2)3 NHC(S)NHC2H5 functional groups in the surface layer  / G.I. Nazarchuk, I.V. Melnyk, Y.L. Zub, O.I. Makridina, A.I. Vezentsev// Journal of Colloid and Interface Science. 2013. V. 389. -№ 1. P. 115-120.

9.     Шапошников, А.А. Способ приготовления фитоминералосорбентов и физиолого-биохимическая оценка их использования в животноводстве и ветеринарии / А.А. Шапошников, В.Д. Буханов, В.Ю. Ковалёва. – Белгород.  С.184-189.

10.     Mulyutin V.V. Sorption of Cs, Sr, U, and Pu radionuclides on natural and modified clays / V.V. Mulyutin, V.M. Gelis, N.A. Nekrasova, O.A. Kononenko, A.I. Vezentsev, N.A. Volovicheva, S.V. Korol'kova// Radiochemistry/  2012.  V. 54.  № 1.  P. 75-78.