Экспериментальное изучение влияния препарата «Димексид» на вирулентные свойства Staphylococcus aureus изолированных из ран

EXPERIMENTAL STUDY OF THE INFLUENCE OF THE PREPARATION "DIMEXIDUM" ON VIRULENT STAPHYLOCOCCUS AUREUS ISOLATED FROM WOUNDS

P.A. KHRENOV, T.V. CHESTNOVA

Tula State University, Medical Institute City CentralizedDdiagnostic Bacteriological Laboratory, Tula

Abstract: the article is devoted to experimental investigation of the effect of dimethylsulfoxide on the virulent staphylococci isolated from wound discharge. It is shown that dimethylsulfoxide has no effect on the synthesis of the studied virulence factors, however, 100% of strains reduces adhesive capacity. Also, found a dose-dependent effect of dimethylsulfoxide on the performance of adhesion. Moreover, with decreasing concentration of the drug, increasing its antiadhesive activity.

Key words: adhesion, chronic inflammatory diseases, dimethylsulfoxide, virulent properties.

Адгезию можно рассматривать как приспособление индигенной микрофлоры для поддержания колонизационной резистентности, так и фактор патогенности при реализации инфекционного процесса у представителей патогенной флоры [4]. Все бактерии обладают способность прикреплятся к органическим и неорганическим субстратам. Для инфекций, которые начинаются со слизистых оболочек, первым и необходимым фактором является преодоление колонизационной резистентности. Некоторые бактерии активно готовят участки для закрепления, обнажая клеточные рецепторы, например, с помощью ферментов, взаимодействуют с растворимыми белками (фиброненктин, витронектин), опосредуя через них закрепление на клеточных рецепторах [2,3].

Адгезия патогенных и условно-патогенных микроорганизмов является инициальным этапом в развитии воспалительного процесса. Именно этот механизм обуславливает прикрепление патогена к ин-тактной или повреждённой поверхности и дальнейшую реализацию инфекционного процесса, путём продукции факторов вирулентности.

Имеются данные, что штаммы с высоким адгезивным потенциалом обладают более выраженной способностью к формированию биоплёнок [5,6,8,9].

Одним из актуальных направлений современной микробиологии и химиотерапии является изучение веществ, блокирующих адгезины микроорганизмов [4,6,7].

В настоящее время, в условиях возрастания числа иммунокомпромиссных лиц, всё большую актуальность принимают условно-патогенные штаммы, в частности возбудители гнойно-воспалительных заболеваний (ГВЗ) [10,11].

Во внебольничных условиях S.aureus является лидирующим этиологическим агентом фурункулеза и инфекций кожи и мягких тканей. Кроме того, Staphylococcus aureus являясь нозокомиальным патогеном, может вызывать развитие таких жизнеугрожающих инфекций, как пневмония и инфекции хирургических ран [13].

Традиционно препарат «Димексид» применяется в лечении ГВЗ, как самостоятельное противовоспалительное средство, так и в составе комплексной терапии с другими противоспалительными препаратами, поскольку выступает в роли «проводника» для молекул лекарственных средств, облегчая их диффузию в очаг воспаления. В доступных литературных и интернет-источниках описаны противовоспалительные, иммунодепрессивные и проводниковые свойства диметулсульфоксида [12]. Однако, нет данных о влиянии препарата на начальный этап развития инфекционного процесса, а именно адгезию и синтез факторов вирулентности микроорганизмами.

Учитывая вышесказанное, интересным представляется изучение антиадгезивной активности препарата «Димексид» в отношении штаммов S.aureus, который является ведущим этиологическим агентом ГВЗ.

Цель исследования - изучение влияния диме-тилсульфоксида на адгезивную активность и факторы вирулентности штаммов S. aureus, изолированных из ран.

Материалы и методы исследования. Изучено 50 штаммов стафилококков, выделенных из раневого отделяемого. Забор материала и транспортировку его в лабораторию проводили в соответствии с действующими нормативными документами. Выделение чистой культуры стафилококков проводили согласно общепринятым методикам. Идентификацию изолятов проводили, определяя культуральные, морфологические, тинкториальные и биохимические свойства. Для изучения воздействия на адгезивные и вирулентные свойства S. aureus применяли препарат «Димексид», ОАО «Марбиофарм», действующее вещество — диметилсульфоксид (ДМСО). В нашей работе мы исследовали воздействие разных концентраций ДМСО на вирулентные и адгезивные свойства тест-культур стафилококков. Мы применяли 25, 12, 6 и 3% концентрацию препарата.

Для исследования влияния препарата на продукцию ферментов агрессии стафилококками использовали среду Чистовича (идентификация леци-

товетиллазы) и кровяной агар (определение гемолизинов). Для этого проводили посев взвеси стафилококков 5 КОЕ/мл в объёме 0,5 мл на чашки с желточно-солевым и кровяным агаром с добавлением равного объёма ДМСО в вышеуказанных концентрациях. Посевы инкубировали в термостате 24 часа при 37±0,1°С, с последующим визуальным сравнением зоны гемолиза и лецитовителлазного венчика вокруг выросших колоний у контрольных и экспериментальных штаммов.

Изучение адгезивной активности изолятов проводили согласно методике В.И. Брилиса и соавторов [1]. Нами был использован развёрнутый метод, который предназначен для изучения влияния различных факторов на процесс адгезии. Исследование адгезии проводили в 96 — луночном планшете для иммунологических исследований. В контрольных образцах смесь нативных эритроцитов человека 0(1) группы крови Rh+ (4 McF) и одномиллиардной суспензии тест-культуры (0,5 McF) вносили в лунки полистеро-лового планшета по 20 мкл. В экспериментальных образцах в лунки дополнительно вносили равный объём раствора ДМСО разной концентрации. Планшет помещали в термостат и инкубировали при 37±0,1°С в течении 30 минут, регулярно встряхивая смесь. Для достоверности полученных данных кровь отбирали ежедневно перед проведением эксперимента у одного и того же донора. По окончании процесса инкубации на предметном стекле готовили мазки, фиксировали в пламени горелки, окрашивали по Граму и микроскопировали под световым микроскопом с иммерсией. Адгезивные свойства оценивали учитывая средний показатель адгезии (СПА) — среднее количество бактерий, прикрепившихся к одному эритроциту, индекса адгезивности микроорганизма (ИАМ) — среднее количество микробных клеток на одном участвующем в адгезивном процессе эритроците и коэффициента участия эритроцитов (КУЭ) — процент эритроцитов, имеющих на своей поверхности адгезированные микробы.

Влияние препарата на биохимический профиль изолятов исследовали с помощью автоматического бактериологического анализатора VITEK 2 compact (BioMeriеux, Франция) с использованием карт GP.

Статистическую обработку полученных результатов проводили с использованием программы Excel 7,0.

Результаты и их обсуждение. Результаты изучения влияния ДМСО на синтез факторов вирулентности показали отсутствие какой-либо активности препарата в отношении изученных факторов вирулентности.

Рассмотрев влияние ДМСО на адгезивные свойства стафилококков (табл.) установили, что данный препарат в 100% случаев блокировал адгезивную активность изучаемых штаммов.

Таблица

Влияние ДМСО на адгезивную активность S.aureus

Концентрация препарата, % СПА ИАМ КУЭ, %

Контроль 2,52 2,72 89

25 0,37 1,1 25

12 0,8 1,13 15

6 0,2 1,25 14

3 0,04 0,5 4

Результаты исследований показали, что обработка изучаемых штаммов ДМСО в вышеуказанных концентрациях приводила к достоверному снижению показателей адгезии (р<0,05) по сравнению с контролем. Было установлено, что снижение концентрации препарата сопровождалось увеличением его антиадгезивной активности. Так при концентрации ДМСО 25%, среднее значение СПА составило

0,37±0,215, а при 3% - 0,04±0,04.

Похожие результаты были получены и при изучении индекса адгезивности микроорганизма. Адгезивный потенциал штаммов S. aureus (контрольные значения ИАМ 2,72±0,75) был наиболее низким при обработке 3% концентрацией препарата.

При исследовании такого показателя как коэффициент участия эритроцитов, были получены аналогичные результаты (среднее значение КУЭ у контрольных штаммов составило 89±11, а после обработки 3% ДМСО — 4±4).

Корреляционный анализ выявил положительные взаимосвязи между концентрацией препарата и показателями СПА, ИАМ и КУЭ (r=0,92, r=0,42 и r=0,93 соответственно). Это указывает на наличие дозозависимого эффекта ДМСО на адгезивную активность изолятов S. aureus. Причём увеличение антиад-гезивного эффекта происходит при снижении концентрации препарата.

При исследовании влиянии препарата на биохимический профиль выделенных изолятов были получены следующие данные. Как контрольные, так и обработанные 6 и 3% концентрациями ДМСО штаммы стафилококков имели неизменённый биохимический профиль (ферментировали сахарозу, манит, маннозу, трегалозу, лактозу, галактозу и фруктозу). Тогда как штаммы обработанные 25 и 12% концентрациями препарата имели неприемлемый биохимический профиль для идентификации.

Выводы. В экспериментах по изучению влияния диметилсульфоксида на вирулентные свойства штаммов стафилококков выявлено отсутствие влияния препарата на синтез факторов вирулентности.

Опыты по исследованию влияния препарата на адгезию показывают, что ДМСО в 100% случаев нивелировал адгезивную активность. Выявлен дозозависимый эффект - усиление антиадгезивной активности при снижении концентрации препарата. Это, вероятно, объясняется большей подвижностью молекул ДМСО, поскольку с повышением концентра-

ции возрастает вязкость раствора и изменяются физико-химические характеристики. Данный феномен требует более подробного изучения. S. aureus процесс адгезии осуществляет при помощи гемагглюти-нина, рецептором для которого является фибронек-тин. Антиадгезивная активность препарата, возможно, объясняется взаимодействием молекул ДМСО с активным центром рецептора фибронектина и его блокадой.

Изменение биохимического профиля тест-культур, вероятно, обусловлено более выраженным бактериостатическим эффектом 25 и 12% концентраций препарата. Данные концентрации ингибируют рост стафилококков, поэтому нет характерного биохимического профиля при постановке пробы с использованием автоматического бактериологического анализатора.

Экспериментальная модель in vitro наглядно демонстрирует больший антиадгезивный эффект низких концентраций препарата в отношении штаммов стафилококков. В то же время наиболее выраженным бактериостатическим действием обладают более высокие концентрации препарата.

Литература

1. Методика изучения адгезивного процесса

микроорганизмов /В.И. Брилис [и др.] //

Лабораторное дело.- 1986.- №4.- С. 210-212.

2. Бухарин, О.В. Персистенция бактериальных патогенов как результат отношений в системе паразит-хозяин / О.В. Бухарин // ЖМЭИ.- 1997.-№4.- С. 3-9.

3. Механизмы выживания бактерий / О.В. Бухарин [и др.].- М.: Медицина.- 2005.- С. 367.

4. Макаренкова, И.Д. Ингибирование адгезии патогенных микроорганизмов на эукариотических клетках / И.Д. Макаренкова, Г.Г. Компаниец, Т.С. Запорожец // Журнал микробиологии.- 2006.-№3.- С. 121-125.

5. Адгезивные свойства сальмонелл в динамике

инфекционного процесса / С.Г. Пак [и др.] // Журнал микробиологии.- 1989.- №11.- С. 33-36.

6. Покас, Е.В. Формирование биоплёнок штаммами Enterococcus faecalis с разной степенью адгезивности /Е.В. Покас, Е.И. Полищук // Клиническая микробиология и антимикробная химиотерапия .2011.- Том 13.- Приложение 1.- №2.- С. 29.

7. Тананова, Г.В. Влияние фосфолипидов на адгезиные свойства бактерий / Г.В. Тананова, М.В._Кушнарёва, С.И. Светлов // Журнал микробиологии.- 1992.- №5.- С. 4-6.

8. Серёгина, Н.В. Особенности существования бактерий в составе биоплёнок на примере уропатогенных кишечных палочек /Н.В. Серёгина// Вестник новых медицинских технологий.- 2010.— Т. XVII.- № 4.- С. 28-30.

9. Честнова, Т.В. Медицинская микробиология, вирусология и иммунология / Т.В. Честнова, О.Л. Смольянинова // Тула: Изд-во ТулГУ, 2008.- С. 188.

10. Честнова, Т.В. Новые подходы к анализу и профилактике госпитальных инфекций / Т.В. Честнова // Материалы III научно-практической конференции по антимикробной терапии.- М., 2001.- С. 74-75.

11. Честнова, Т.В. Интеллектуальная система на

базе построения алгебраических моделей конструктивной (интуиционистской) логики

/Т.В. Честнова// Эпидемиология и инфекционные болезни.- 2001.- №6.- С. 73-76.

12. Григорович, Н.А. Химические, биологические

свойства. Клиническое применение. (Обзор

литературы) / Н.А. Григорович, С.Ф. Дорофтиенко, Т.М. Григорович.- г. Минск.- [Режим доступа] URL: http://grigorovich-oglog.info/nanotehnologicheskiy-lekarstvennyiy-preparat-dimeksid.html

13. Страчунский, Л. С. Практическое руководство по антиинфекционной химиотерапии / Л.С. Страчунский, Ю.Б. Белоусова, С.Н. Козлов.- НИИАХ СГМА, 2007.415 с.

УДК 612.135

САМОРЕГУЛЯТОРНЫЕ РЕАКЦИИ В МИКРОЦИРКУЛЯТОРНОМ РУСЛЕ НОГТЕВОГО ЛОЖА ПАЛЬЦЕВ РУК У ЧЕЛОВЕКА ПРИ ПСИХОЭМОЦИОНАЛЬНОМ НАПРЯЖЕНИИ

С.Я. КЛАССИНА

ФГБУ НИИ нормальной физиологии им. П.К. Анохина РАМН, ул. Моховая, д. 11, строение 4, г. Москва, 125009

Аннотация: показано, что у лиц с исходно высоким уровнем перфузии, высоким вкладом дыхательного механизма в регуляцию капиллярного кровотока и исходно низким индексом эффективности микроциркуляции, при психоэмоциональном напряжении компенсаторно включаются механизмы саморегуляции, защищающие микроциркуляторное русло от перегрузки. В основе саморегуляции лежат активные (нейрогенные и миогенные) механизмы перераспределения крови в капиллярном русле, способствующие повышению активности прека-пиллярных вазомоторов и обеспечивающие ток крови. При этом эффективность микроциркуляции увеличива-