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.
Ключевые слова: монтмориллонит содержащая глина, лекарственные растения, экстракты лекарственных растений, патогенные микроорганизмы
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.