LD50 как показатель бактерицидного действия антибиотиков

Размещено на http://www.allbest.ru/

Оренбургский государственный университет

LD50 КАК ПОКАЗАТЕЛЬ БАКТЕРИЦИДНОГО ДЕЙСТВИЯ АНТИБИОТИКОВ

Куликова Н.А.

г. Оренбург, Россия

С открытием антибиотиков, обладающих избирательным действием на микроорганизмы in vivo, человечеству могло показаться, что наступила эпоха окончательной победы человека над инфекционными болезнями. Но уже вскоре было обнаружено явление резистентности отдельных штаммов микроорганизмов к губительному действию антибиотиков. По мере увеличения сроков и масштабов практического применения антибиотиков нарастало и число устойчивых штаммов микроорганизмов. Если в 40-х годах приходилось сталкиваться с единичными случаями инфекций, вызванных устойчивыми формами бактерий, то в настоящее время количество штаммов микроорганизмов, устойчивых к действию антибиотиков превышает 60-70 %.

Устойчивость микроорганизмов к действию антибиотиков может быть вызвана несколькими причинами. Во-первых, при воздействии антибиотика на популяцию основная масса клеток гибнет (если антибиотик обладает бактерицидным действием) или прекращает развитие (если антибиотик обладает бактериостатическим действием), в то же самое время устойчивые к антибиотику единичные клетки продолжают беспрепятственно размножаться, передавая устойчивость по наследству, тем самым давая начало новой устойчивой к антибиотику популяции [1].

Во-вторых, у чувствительных к антибиотику микроорганизмов может происходить процесс адаптации к вредному воздействию антибиотического вещества. В этом случае может наблюдаться, с одной стороны, замена одних звеньев обмена веществ микроорганизма, естественный ход которых нарушается антибиотиком, другими звеньями, не подверженными действию препарата. При этом микроорганизм также не будет подавляться антибиотиком. С другой - микроорганизмы могут начать усиленно вырабатывать вещества, разрушающие молекулу антибиотика, тем самым нейтрализуя его действие. Например, ряд штаммов стафилококков и спороносных бактерий образует фермент пенициллиназу, разрушающий пенициллин с образованием продуктов, не обладающих антибиотической активностью. Это явление называется энзиматической инактивацией антибиотиков.

Кроме того, есть штаммы микроорганизмов, которые содержат в своих клетках так называемые R-факторы, или факторы резистентности (устойчивости). Распространение R-факторов среди болезнетворных бактерий в наибольшей степени снижает эффективность лечения многими антибиотиками по сравнению с другими видами микробной устойчивости, так как обусловливает устойчивость одновременно к нескольким антибактериальным веществам [2].

Все эти факты говорят о том, что для успешного лечения антибиотиками следует перед их назначением определять антибиотикорезистентность болезнетворных микробов,- а также пытаться преодолевать лекарственную устойчивость микробов.

С целью оценки влияния бактерицидных антибиотиков на жизнедеятельность микроорганизмов, были использованы штаммы на основе родительских клеток Escherichia coli K12 MG1655 и Salmonella typhimurium LT2, несущих плазмиды pSoxS::lux и pKatG::lux, что обеспечивает индукцию свечения при активации промоторов окислительного стресса soxS и katG, соответственно.

В качестве исследуемых антибиотиков были использованы препараты в-лактамного (бициллин-3, амоксициллин, цефалексин, цефазолин, цефотаксим, цефтриаксон, цефоперазон, цефепим, азитромицин), тетрациклинового (доксициклин), аминогликозидого (канамицин) рядов, выпускаемые российскими производителями ОАО "Синтез", ОАО "Барисовский завод медицинских препаратов", ПАО "Биосинтез", ООО "Микрофарм". Исходная концентрация всех антибиотиков составляла 0,01 г/мл. бактерицидность антибиотик микроорганизм

Для оценки бактерицидного действия антибиотиков суточные культуры используемых штаммов с LB-агара переносили в LB-бульон и подращивали на инкубаторе-встряхивателе Stat Fax 2200 (Awareness, США) при температуре 37 ^оС в течение 90 минут для достижения экспоненциальной фазы роста. В лунках планшета готовили серийные водные разведения исследуемого антибиотика с конечным объемом 10 мкл, при этом контролем служили лунки, содержащие только воду. Далее во все лунки вносили по 90 мкл подготовленных бактериальных штаммов и планшет помещали на сутки в термостат при температуре 37 ^оС, после чего учитывали оптическую плотность.

Анализ данных бактерицидного метода производился путём расчета показателя LD50 представленных в таблице 1 (LD50 - средняя доза вещества, вызывающая гибель половины членов испытуемой группы).

Таблица 1 - Показатели LD50 для использованных штаммов (мг/мл).

С целью анализа данных бактерицидного действия, антибиотики удобно разделить на три группы: первая группа - антибиотики с высокой степенью бактерицидности, LD50 < 10^-7 - 10^-6 (цефотаксим, цефтриаксон, цефепим, канамицин, азитромицин), вторая группа - антибиотики с средней степенью бактерицидности, LD50 < 10^-5 - 10^-4 (цефалексин, цефоперазон), третья группа - антибиотики с низкой степенью бактерицидности, LD50 < 10^-3 и выше (амоксициллин, бицилин-3, цефоперазон, доксициклин). Ранжирование антибиотиков по соответствующим группам (рисунок 1) производилось путем нахождения сравнительного значения бактерицидности в отношении четырех штаммов микроорганизмов: Salmonella typhimurium LT2 pSoxS::lux, Salmonella typhimurium LT2 pKatG::lux, E. coli К 12 MG1655 pSoxS::lux и E. coli К 12 MG1655 pKatG::lux при концентрации антибиотика 9,77*10^-6, а также согласно таблице 1.

Рисунок 1 - Группы бактерицидного действия антибиотиков согласно показателю LD50 при концентрации антибиотиков 9,77*10^-6 (мг/мл)

Проанализирован данные бактерицидного метода можно сделать вывод, что высокой степенью бактерицидности, при концентрации антибиотика 9,77*10^-6 (мг/мл) обладают: канамицин - 0,375, цефтриаксон - 0,321, доксициклин - 0,217, цефепим - 0,099; в группу антибиотиков со средней бактерицидностью вошли: цефалексин - 0,976, цефазолин - 0,943, азитромицин - 0,711, цефотаксим - 0,407; а низкой степенью бактерицидности в отношение исследуемых штаммов обладают: амоксициллин - 1,054, цефоперазон - 1,04 и бициллин-3 - 1,02, где цифрами указано среднее значение бактерицидности в отношение четырех исследуемых штаммов. Полученные данные свидетельствуют о том, что антибиотики одной группы и сходного строения по-разному действуют на клетку микроорганизма, вызывая различное бактерицидное действие, что связано как с механизмом действия антибиотика.

Список литературы

1. Волосовец А.П., Кривопустов С.П., Юлиш Е.И. "Современные взгляды на проблему антибиотикорезистентности и ее преодоление в клинической педиатрии". "Новости медицины и фармации" 2008. - 2013 г.

2. Кукес В.Г., Стародубцев А.К. Клиническая фармакология и фармакотерапия 2-е издание: Изд. Группа "ГЭОТАР Медиа", 2014.-631с.

3. Страчунский Л.С., Козлов С.Н. Современная антимикробная химиотерапия. Руководство для врачей. Москва - 2004.-540с.

Размещено на Allbest.ru