2. Действие наночастиц серебра на бактерии.

Противомикробное действие ионов серебра и солей серебра давно известно и достаточно изучено, а вот механизм действия наночастиц изучен мало.

Действие серебра специфично не по инфекции, как у антибиотиков, а по химическому строению клетки. Так как клетки млекопитающих имеют химически устойчивую мембрану, серебро инертно по отношению к клеткам организма, но губительно для различных бактерий, имеющих химически активную мембрану.

Было предложено три основных механизма, объясняющие ингибирующее действие серебра: вмешательство в перенос электронов, связывание ДНК и взаимодействие с мембраной клетки. Ионы серебра подавляют усвоение фосфатов, угнетают функции ДНК. Действие серебра на клетку микроорганизма происходит в две стадии: адсорбция и активный транспорт в клетку [1].

В работе [9] проводили тесты на трех микроорганизмах: кишечная палочка, дрожжи, золотистый стафилококк. Исследования показали, что в случае дрожжей и кишечной палочки серебро эффективно препятствует росту бактерий, в случае золотистого стафилококка наблюдался небольшой ингибирующий эффект. Минимальная ингибирующая концентрация (МИК) серебра для дрожжей составила 6,6-13,2 нМ, для E.Coli 3,3-6,6 нМ, а для золотистого стафилококка более 33 нМ.

Изучение механизма действия именно наночастиц, тормозящего рост микроорганизмов может быть затруднено из-за образования свободных радикалов на поверхности наночастиц серебра. Неконтролируемое образование свободных радикалов может привести к разрушению липидного слоя мембраны клетки. Чтобы определить связь между свободными радикалами и антимикробной активностью, в работе [9] использовали N-ацетилцистеин. Опыт показал, что ацетилцистеин влияет на антимикробную активность наночастиц серебра, схожий результат был получен и при испытании нитрата серебра с добавлением N-ацетилцистеина. Сам N-ацетилцистеин не имеет антибактериального эффекта.

Наночастицы серебра также влияют на формирование биопленок бактерий. Эта способность бактерий является существенным фактором патогенности. Биопленки образуются микробными сообществами, при этом многократно повышается устойчивость патогенных микроорганизмов к действию антибактериальных препаратов [10].

Авторы работы [10] провели исследования на образцах трех патогенных микроорганизмов E.Coli, Pseudomonas aeruginosa и Sarratia proteamaculans, которые показали следующие результаты. При концентрации наночастиц серебра от 0 до 1,25 мкг/мл планктонный рост (образование отдельных бактерий) Pseudomonas aeruginosa не был снижен, однако, при повышении концентрации величины планктонного уровня и биопленок снижались (а при 10-20 мкг/мл наблюдалось резкое падение планктонного уровня). В случае E.Coli изменения в биопленках и планктонном росте были заметны уже при концентрации наночастиц чуть больше 1 мкг/мл, а резкий спад при 5-10 мкг/мл. Для Sarratia proteamaculans спад уровня образования биопленок и планктонного роста наблюдался при 5 мкг/мл, при 10 мкг/мл было отмечен резкий спад показателей практически до нулевого уровня.

Помимо воздействия наночастиц серебра на биопленки в работе [10] изучалась возможность ингибирования Quorum Sensing регуляторных систем микроорганизмов, с помощью которых осуществляется передача информации между бактериями в популяции. Ингибирующее влияние наночастиц серебра на QS системы выявлено не было.

Из вышеизложенного можно сделать вывод, что основой антибактериального действия серебра является адсорбция ионов Ag⁺ на мембране микроорганизмов. В отличие от большинства антибиотиков, наночастицы серебра специфичны к патогенным микроорганизмам, не уничтожают микрофлору кишечника и способны разрушать биопленки, образуемые колониями бактерий, что является несомненными плюсами для использования серебра в медицине.