Сборник материалов заочной конференции .docx

Для приготовления проб предварительно в МПБ с рабочей концентрацией солей тяжелых металлов выращивались бактерии с применением периодического метода культивирования

(использовались пузырьки объемом 400 мл). При наступлении стационарной фазы бактерий,

содержимое пузырьков центрифугировалось 30 минут при 3000 оборотах. Супернатат отделялся от биомассы с помощью автоматической пипетки. Анализу подвергались как супернатат так и биомасса. Биомасса бактерий дополнительно лизировалась 5 % КОН и дальнейшим кипячением на водяной бане в течении 20 минут.

Для проведения анализа спектрофотометр настраивался и через 20 минут после включения прибор фотометрировал сначала стандартные, затем испытуемые растворы. За результат анализа по каждому элементу принималось среднее значение серии измерений.

Результаты исследования. В ходе исследования на определение жизнеспособности исследуемых штаммов в присутствии различных концентраций солей используемых металлов было установлено, что самым чувствительным штаммом из четырех является B.cereus. Также опыт показал, что для исследуемых микроорганизмов наименее токсичным является свинец, а наиболее токсичным является кадмий.

При определении влияния солей тяжелых металлов на динамику роста исследуемых штаммов было установлено, что их действие на время наступления и продолжительность фаз роста неоднозначно. Так, присутствие ионов свинца оказывает стимулирующее действие на рост всех исследуемых микроорганизмов, а присутствие ионов кадмия угнетает их рост.

Изучение способности к накоплению ионов тяжелых металлов показало, что из данной группы солей тяжелых металлов наиболее активно аккумулируется свинец, в то время как снижение биосорбция ионов кадмия незначительна.

Также из полученных данных следует, что лучшим биосорбентом ионов свинца B.subtilis 534. Значительных различий в значениях накопления ионов кадмия между исследуемыми штаммами не наблюдается.

Таким образом, в результате проведенной работы можно сделать вывод, что бактерии рода

Bacillus являются хорошими биосорбентами в отношении ионов свинца и являются основой для совершенствования пробиотических препаратов, которые будут направлены не только на лечение и профилактику кишечных инфекций, но и на удаление из организма различных токсикантов, в

частности тяжелых металлов.

41

ИНФЕКЦИИ, СВЯЗАННЫЕ С ОКАЗАНИЕМ МЕДИЦИНСКОЙ ПОМОЩИ

А.А. Паршина, А.Р. Сулейманова Оренбургский государственный медицинский университет, г. Оренбург

Кафедра микробиологии, вирусологии, иммунологии Заведующий кафедрой – проф., д.б.н. Е.А. Михайлова

Научные руководители – доц., к.м.н. Л.М. Азнабаева, доц., к.м.н. Л.М. Дѐмина

ВXVIII веке Н.И. Пирогов писал: «Если я оглянусь на кладбища, где покоятся зараженные

вгоспиталях, то не знаю чему больше удивляться: стоицизму ли хирургов, или доверию, которым продолжают пользоваться госпитали у правительства и обществ. Можно ли ожидать истинного прогресса, пока врачи и правительства не выступят на новый путь и не примутся общими силами уничтожать источники госпитальных миазм».

Стратегической задачей здравоохранения является обеспечение качества медицинской помощи и создание безопасной больничной среды. Инфекции, связанные с оказанием медицинской помощи (ИСМП), являются важнейшей составляющей этой проблемы в силу широкого распространения, негативных последствий для здоровья пациентов, персонала и экономики государства.

Общим критерием для отнесения случаев инфекций к ИСМП является непосредственная связь их возникновения с оказанием медицинской помощи (лечением, диагностическими исследованиями, иммунизацией и т. д.). Именно поэтому к ИСМП относят не только случаи инфекции, присоединяющиеся в условиях медицинского стационара, но и связанные с оказанием медицинской помощи в амбулаторно-поликлинических учреждениях или на дому, а также случаи инфицирования медицинских работников в результате их профессиональной деятельности.

Термин «инфекция, связанная с оказанием медицинской помощи» (Healthcare associated infection (HAI), являясь более точным, постепенно вытеснил использовавшийся многие годы в мировой практике термин «внутрибольничная инфекция» (ВБИ). В настоящее время понятие ИСМП используется как в научной литературе, так и в публикациях ВОЗ и нормативных документах большинства стран мира.

ВРоссии по данным официальной статистики ежегодно регистрируется примерно 30 тыс.

случаев инфекций, связанных с оказанием медицинской помощи (≈ 0,8 на 1 000 пациентов),

однако эксперты считают, что их истинное число составляет не менее 2-2,5 млн. человек. В

зависимости от действия различных факторов, частота возникновения ИСМП (ВБИ) колеблется.

Особенно уязвимы: новорожденные, пожилые люди, пациенты с тяжелым течением основной патологии и множественными сопутствующими заболеваниями, пациенты, подвергающиеся

42

агрессивным и инвазивным медицинским и хирургическим манипуляциям, трансплантации органов и т. п. В этих группах показатели заболеваемости ИСМП (ВБИ) значительно выше.

Пациенты с внутрибольничными инфекциями находятся в стационаре в 2-3 раза дольше,

чем аналогичные пациенты без признаков инфекции. В среднем на 10 дней задерживается их выписка, в 3-4 раза возрастает стоимость лечения, и в 5-7 раз – риск летального исхода.

Экономический ущерб, причиняемый ИСМП, значителен: в Российской Федерации эта цифра, по самым скромным подсчетам, может достигать 10-15 млрд. рублей в год (для сравнения – ежегодный экономический ущерб от ИСМП в Европе составляет примерно в 7 млрд. евро, в США

– 6,5 млрд. долларов). Инфекции, связанные с оказанием медицинской помощи существенно снижают качество жизни пациента, приводят к потере репутации лечебного учреждения.

Интенсивное развитие высокотехнологичных, инвазивных методов диагностики и лечения в сочетании с широким распространением микроорганизмов с множественной лекарственной устойчивостью определяет необходимость непрерывного совершенствования систем надзора и контроля за этой группой инфекций.

Примерно 90% всех ИСМП имеют бактериальное происхождение. Вирусы, грибы и простейшие, а также эктопаразиты встречаются значительно реже. Перечень наиболее распространенных возбудителей ВБИ представлен в таблице, однако список потенциальных возбудителей ИСМП на самом деле гораздо длиннее и включает в себя представителей самых разных таксономических групп, в значительной степени отличающихся по своим биологическим свойствам. Некоторые возбудители поражают преимущественно определенные группы пациентов.

Например, парвовирус B19, вирусы кори, краснухи, ветряной оспы и эпидемического паротита получили наибольшую распространенность в педиатрической практике; хламидии, микоплазмы,

стрептококки группы В чаще встречаются у новорожденных и родильниц. Различия в экологических свойствах возбудителей ВБИ, среди которых присутствуют все возможные варианты (от облигатных внутриклеточных паразитов до свободноживущих микроорганизмов)

также могут быть весьма существенными, определяя, в свою очередь, соответствующие особенности механизма развития эпидемического процесса в ЛПУ.

В основе группировки возбудителей ИСМП лежат эпидемиологические аспекты.

Первая группа – патогенные агенты – возбудители традиционных инфекций, не имеют в госпитальных условиях специфических черт. Они получают, как правило, большое распространение в стационарах в связи с высокой концентрацией и тесным общением в лечебном учреждении госпитализированных больных. Не исключено, что в какой-то степени сказывается и пониженная общая резистентность организма.

Вторая группа – это облигатные паразиты, но их патогенность более всего проявляется в госпитальных условиях. Разбираемая группа микроорганизмов вызывает заболевания, которые, в

основном, регистрируются среди больничных контингентов. Связано это в первую очередь с пониженной сопротивляемостью организма госпитализированных больных и в определенной степени – с реализацией путей передачи, которые имеют определенный специфический характер.

В таких условиях возможно формирование госпитальных штаммов.

Но наиболее специфична для стационаров третья группа – условно-патогенные микроорганизмы (УПМ). Возникновение и распространение заболеваний, вызванных УПМ,

целиком и полностью определяются причинами, которые действуют лишь в госпитальных условиях.

Основные черты госпитального штамма, поддающиеся изучению и контролю:

множественная и перекрестная антибиотикорезистентность (в первую очередь, к традиционно используемым в стационаре антибиотикам); устойчивость к антисептикам и дезинфектантам,

особенно применяемым в заниженных концентрациях; устойчивость к высушиванию и УФ-

облучению; способность к быстрой колонизации в течение нескольких часов на внешних и внутренних средах организма вновь поступившего больного.

Среди факторов патогенности следует выделить: факторы колонизации (адгезины,

бактериоцины, факторы инвазии (гиалуронидаза), белки наружной мембраны), факторы вирулентности (экзотоксины (гемолизин, цитотоксин) и эндотоксины), факторы персистенции: (капсула, ферменты защиты, секретируемые факторы персистенции (антилизоцимная,

антиинтерфероновая, антикомпементарная активности), L-трансформация).

44

Всѐ же главной особенностью госпитальных штаммов является вирулентность (во всех случаях это первая и главная особенность госпитального штамма), а также специфическая адаптация к используемым лечебным препаратам (антибиотики, антисептики, дезинфектанты и т.п.). В настоящее время сложилась система, по которой о госпитальном штамме судят по спектру устойчивости к антибиотикам. Это удобная и доступная в практических условиях система контроля формирования госпитального штамма-возбудителя ИСМП, поскольку имеются неопровержимые данные о связи между используемыми антибиотиками в стационаре и спектром резистентности возбудителей. Но при этом надо иметь в виду, что такие штаммы оказываются чрезвычайно опасными не только из-за устойчивости к лечебным препаратам, но и в связи с их повышенной (причем иногда значительно) вирулентностью (у них меньшая инфицирующая доза,

приобретены дополнительные факторы патогенности и т.д.).

При изучении ИСМП и разработке соответствующих мероприятий, помимо многообразия видовой структуры УПМ необходимо учитывать и внутривидовые различия возбудителей. Одним из ключевых свойств, определяющих такие различия, является устойчивость микроорганизмов к противомикробным препаратам, прежде всего антибиотикам. Так представители семейства

Enterobacteriaceae проявляют устойчивость ко всем цефалоспоринам, обусловленная бета-

лактамазами широкого спектра действия (ESBL). Некоторые (например, Klebsiella) становятся резистентными практически ко всем доступным антибиотикам. Pseudomonasspp и,

Acinetobacterspp. Характеризуются ассоциированной устойчивостью к цефалоспоринам,

аминогликозидам, фторхинолонам, иногда карбапенемам. Для Enterococcus spp. характерна ассоциация устойчивости к пенициллинам, высокого уровня устойчивости к аминогликозидам,

фторхинолонам и гликопептидам. Опасная тенденция роста устойчивости к ванкомицину. Во всем мире сложилась опасная тенденция нарастания метициллин-резистентности среди микроорганизмов рода Staphylococcus. Для представителей этого рода также присуща устойчивость к ванкомицину, ассоциированная устойчивость к макролидам, аминогликозидам,

тетрациклинам, ко-тримоксазолу, фторхинолонам.

Особенности патогенеза ИСМП: возбудитель не имеет строго выраженного органного тропизма (1 возбудитель - много органов); полиэтиологичность нозологических форм (1 орган – много микроорганизмов); склонность к хронизации; выраженная тенденция к генерализации.

Лабораторная диагностика основана на использовании бактериологического метода (с

выделением, идентификацией культур, оценкой факторов патогенности и антибиотикорезистентности) и серологического метода (нарастание титра антител в методе парных сывороток). Специфической профилактики не существует, поэтому предупреждение инфекций связанных с оказанием медицинской помощи – это поддержание санитарно-

эпидемиологического режима в учреждениях, оказывающих медицинскую помощь.

45

НА ПУТИ К АНТИБИОТИКАМ БУДУЩЕГО: РИБОЦИЛ

А.В. Савельева Оренбургский государственный медицинский университет, г. Оренбург

Кафедра биологической химии Заведующий кафедрой – проф., д.м.н. А.А. Никоноров

Научный руководитель – к.б.н., доц. Е.Н. Лебедева

Открытие и успешное применение антибиотиков для лечения инфекционных заболеваний – величайшее достижение медицины ХХ века. Открыватели антибиотиков были удостоены ряда Нобелевских премий: за открытие антибактериального эффекта пронтозила (Г. Домагк, 1939), за выделение и получение в чистом виде пенициллина (А. Флеминг, Х. Флори, Э. Чейн, 1945) за открытие стрептомицина (З. Ваксман, 1952).

Традиционно антибиотиками называли природные антибактериальные или антигрибковые агенты. В последнее время, это название распространяют и на искусственно синтезированные соединения, которые в ряде случаев даже более активны, чем природные.

Открытие антибиотиков оказалось одним из главных прорывов в медицине ХХ века и позволило справиться с большим числом ранее неизлечимых болезней. Но некоторое время назад стало ясно, что массовое применение антибиотиков служит сильным драйвером естественного отбора для многих патогенных бактерий, в результате чего они рано или поздно могут вырабатывать механизмы резистентности (устойчивости) к антибиотикам.

Можно выделить следующие основные пути приобретения резистентности:

приобретение бактерией ферментов, разрушающих или модифицирующих антибиотик

(например, в результате приобретения генов таких ферментов от других бактерий при помощи горизонтального переноса генов);

перестройка структуры рибосом, в результате которой они перестают связываться с антибиотиком, блокирующим трансляцию;

мутации мишеней антибиотиков – белков, участвующих в биогенезе клеточной стенки бактерий;

генетические мутации бактерий, меняющие их метаболизм так, что пути метаболизма,

блокируемые антибиотиком, перестают быть необходимыми;

перестройки клеточной стенки бактерии или механизмов транспорта через нее, в

результате которых антибиотик либо не проникает в клетку, либо быстро выводится.

В связи с тем, что микроорганизмы способны быстро вырабатывают устойчивость к антибиотикам, необходимо постоянно разрабатывать новые антибиотики, разные по механизмам действия и точкам приложения.

46

Однако многие фармацевтические компании отказываются от таких разработок, считая их нерентабельными. Одним из важнейших условий для жизнедеятельности микроорганизмов в меняющихся условиях окружающей среды является способность точного и своевременного контроля экспрессии их генов для обеспечения нормального роста и развития. Традиционно считалось, что функцию генетических регуляторов в клетке могут выполнять исключительно соединения белковой природы. Однако, в последнее время, появляется все больше данных,

свидетельствующих о том, что молекулы РНК обладают широким спектром регуляторных функций в контроле клеточного метаболизма у бактерий. За последнее десятилетие наши представления о регуляторных функциях РНК в клетке значительно расширились благодаря открытию так называемых сенсорных РНК или рибопереключателей. Такие рибопереключатели располагаются в 5'- лидерных областях мРНК генов, экспрессию которых они модулируют.

Важным свойством рибопереключателей является их способность напрямую, без помощи белковых посредников, распознавать и связывать определенные клеточные метаболиты. Так, было показано, что рибопереключатели играют ключевую роль в регуляции ряда оперонов B.subtilis и E.coli, контролирующих биосинтез витаминов, аминокислот, нуклеотидов, ионов металлов и других жизненно важных соединений.

Рибопереключатель представляет собой нуклеотидную последовательность,

расположенную в 5′-нетранслируемой области матричной РНК перед последовательностью,

кодирующей белок; он служит для регуляции трансляции.

Исследователи корпорации Merck не последовали этой тенденции. Они сосредоточились на поиске соединений, подавляющих рост бактерий за счет блокировки у них пути синтеза рибофлавина (витамина В2). Рибофлавин является предшественником ФМН и ФАД – кофакторов ряда окислительно-восстановительных ферментов, жизненно важных для всех организмов.

Многие бактерии, растения и грибы могут синтезировать рибофлавин. Если рибофлавина в среде достаточно, срабатывает регуляторный механизм по принципу отрицательной обратной связи, и

его синтез прекращается.

Поиски блокаторов путей синтеза рибофлавина проводились на модельном объекте – кишечной палочке. Эти пути одинаковы для многих микроорганизмов, в том числе болезнетворных. Нужные вещества искали среди синтетических низкомолекулярных ингибиторов роста бактерий: ученых интересовали те из них, которые блокируют у бактерий синтез рибофлавина. То есть эти ингибиторы должны были подавлять рост бактерий в отсутствие в среде рибофлавина, но позволять рост при наличии рибофлавина. На кишечной палочке было проверено примерно 57000 соединений и найдено то, которое отвечало нужным требованиям. Это вещество назвали рибоцилом (ribocil). При испытании in vivo на мышах рибоцил примерно в 1000 раз тормозил размножение патогенных бактерий.

47

В поисках мишени действия рибоцила ученые выращивали бактерии в присутствии сублетальных концентраций этого соединения, чтобы вывести устойчивые клоны. Когда бактерии переставали погибать от рибоцила (что означало, что они приспособились и выработали мутации устойчивости к рибоцилу), геномы полученного клона полностью секвенировали и сравнивали с геномом исходной кишечной палочки. Таким образом, ученые определяли, в каких местах произошли мутации.

Оказалось, что мутации, вызывающие устойчивость к рибоцилу, локализованы в рибопереключателе гена ribB, кодирующего фермент DHBP-синтазу, ответственный за синтез одного из предшественников рибофлавина.

Когда ФМН находится в среде в достаточном количестве, он образует с рибопереключателем конформацию, препятствующую трансляции мРНК. При дефиците ФМН трансляция мРНК возобновляется. Несмотря на то, что структура молекулы рибоцила сильно отличается от ФМН, рибоцил тоже образует комплекс с рибопереключателем гена ribB и

блокирует трансляцию мРНК. Это было подтверждено данными рентгеноструктурного анализа.

Таким образом, авторы впервые идентифицировали синтетическую молекулу, способную

«выключать» рибопереключатель несмотря на то, что она сильно отличается от природного эффектора. Это отличие снижает возможность проявления каких-то нежелательных побочных биологических эффектов. И действительно, даже очень высокие концентрации рибоцила оказались нетоксичными для мышей.

Авторы показали, что некодирующие рибопереключатели могут стать перспективными мишенями для разработки новых синтетических лекарственных средств. Если предложенный подход найдет практическое применение, то можно надеяться, что болезнетворные микроорганизмы достаточно долго не смогут выработать резистентность к новым антибиотикам.

К ВОПРОСУ О БИОЛОГИЧЕСКИХ ЭФФЕКТАХ НАНОЧАСТИЦ В БИОЛОГИИ И

МЕДИЦИНЕ

А.А Сарычева, А.В. Ноздренко Оренбургский государственный медицинский университет, г. Оренбург

Кафедра микробиологии, вирусологии, иммунологии Заведующий кафедрой – проф., д.б.н. Е.А. Михайлова Научный руководитель – к.м.н., доцент М.В. Фомина

Ключевым направлением развития медицинской и биологической науки являются нанотехнологии. Наноструктурированные материалы проявляют совершенно неожиданные качества - электрические, магнитные, механические, в зависимости от размеров и формы частиц.

48

Последнее время особое внимание специалистов привлекла проблема воздействия наноматериалов на биологические объекты.

Исследования, проведенные в НИИ экологии человека и гигиены окружающей среды им.

А. Н. Сысина РАМН показали, что наночастицы серебра обладают большей бактерицидной и вирулицидной активностью, чем ионы серебра. Наносеребро сорбируется на поверхности микробной клетки и проникает внутрь ее, нарушая деление (бактериостатический эффект)

последней. Наряду с этим, доказано ингибирующее влияние наносеребра на ферменты дыхательной цепи с разобщением процессов окисления и окислительного фосфорилирования, в

результате чего наступает гибель клетки.

Испытания антибактериального действия наночастиц серебра на бактерии Escherichia Coli и Legionella Pneumophila в водном растворе проводились группой исследователей концерна

«Наноиндустрия».

В университете Питсбурга создан нанокатализатор, собирающий углеродные нанотрубки одинакового размера в своеобразный «ковер». В эксперименте с E. coli было установлено, что отдельные нанотрубки «ковра» способны протыкать клеточную стенку бактерий, вызывая их гибель. Наночастицы серебра уже нашли применение в препаратах для заживления ран, в качестве компонента обеззараживающих угольных фильтров, аэрозолей, бактерицидных красок,

самодезинфицирующегося белья и др.

Вместе с тем, наночастицы серебра – не единственные наноматериалы, проявляющие противомикробную активность. Есть данные об антисептических и бактерицидных свойствах препарата на основе наночастиц оксида цинка (ZnO), который убивает бактерии и грибы. Малый размер и высокая однородность частиц позволяет использовать их в мембранах и сверхтонких волокнах.

Наряду с этим, имеются также сведения по действии наночастиц CuO, ZnO, Al2O3,Fe3O4 на

.Escherichiacoli, Staphylococcusaureus, Pseudomonasaeruginosa, вирусы ВИЧ, гепатита [1].

Развитие получило и другое направление – наноэмульсии. Так, Центр Биологических Нанотехнологий разработал и испытал наноэмульсии в качестве средств дезинфекции и деконтаминации поверхностей, включая кожу и слизистые оболочки. Наноэмульсии нетоксичны,

т. к. производятся из пищевых ингредиентов. Уникальное спорицидное действие наноэмульсий по эффективности сравнимо с 1% хлором.

Известно, что биополимеры и бактериальные клетки способны образовывать большое количество разнообразных наносистем, в том числе и с металлосодержащими нанокластерами.

Коллективом авторов доказано, что коллоидно-бактериальным наносистемам свойственно специфическое взаимодействие. Так, исследования Bacillus subtilis показали, что последние

49

способны к адсорбции коллоидных растворов и образованию агрегатов, в то время как неактивные клетки практически не адсорбируют.

Таким образом, наметились направления в биологии и медицине по применению биологических эффектов наночастиц.

ОСНОВНЫЕ ВОЗБУДИТЕЛИ ПИЕЛОНЕФРИТА У ДЕТЕЙ ГРУДНОГО И

ПРЕДДОШКОЛЬНОГО ВОЗРАСТА

Г.К. Сатмуханбетова, Д.В. Дебело, Р.С.Кузнецов Оренбургский государственный медицинский университет, г. Оренбург

Кафедра факультетской педиатрии, эндокринологии Заведующий кафедрой – проф., д.м.н., Заслуженный врач РФ А.А. Вялкова

Научный руководитель – проф., д.м.н. Л.С. Зыкова

Актуальность исследования: Пиелонефрит является наиболее частым микробно-

воспалительным заболеванием органов мочевой системы у детей грудного и раннего возраста.

Медицинская и социальная значимость пиелонефрита обусловлена не только частотой встречаемости и тяжестью течения, но и вероятностью развития хронической почечной недостаточности при прогрессировании тубуло-интерстициального поражения почек.

Изучению микрофлоры при пиелонефрите посвящено большое количество работ.

Бактериологические исследования мочи показали, что пиелонефрит вызывается различными видами условно-патогенных микроорганизмов (Маргиева Т.В. и соавт. 2014г.). Ряд авторов считает, что при ренальной инфекции в большинстве случаев наблюдается мономикробная микрофлора, другие указывают на значимость ассоциации с преобладанием того или иного микроорганизма. В литературе приводятся сведения об отсутствии высева микрофлоры из мочи у ряда пациентов при данном заболевании (Зыкова Л.С. 1998г.).

Цель исследования: В связи с этим нами проведено исследование, имевшее целью уточнить этиологическую структуру пиелонефрита у наблюдаемых нами детей младшего возраста и определить, как часто при данном заболевании встречается отсутствие высева микрофлоры из мочи и какими факторами оно обусловлено.

Материалы и методы исследования: Для выполнения поставленной цели были обследованы

44 ребѐнка в возрасте от 2 мес до 3 лет, госпитализированные в педиатрическое отделение Областной детской клинической больницы г. Оренбурга с диагнозом «пиелонефрит». У всех детей проведено микробиологическое исследование мочи. Полученный при естественном мочеиспускании материал засевали методом секторных посевов на кровяной агар, агар Эндо,

Сабуро.

50