Балтийский федеральный университет им. И.Канта, (Калининград), Россия

Кафедра фундаментальной медицины

Эта статья была опубликована в сборнике научных трудов "Актуальные проблемы современной науки" (том 1, №3, 2012г.) c материалами IX Международной Телеконференции (29 октября - 3 ноября 2012 года) 

Актуальность. Всем известна высокая резистентность многих бактерий к антибактериальным препаратам, увеличение частоты побочных эффектов. С этой точки зрения представляется целесообразным поиск препаратов – сорбентов, сочетающих в себе свойства детоксикации и коррекции гомеостаза при инфенциооных процессах, а также сорбцию бактериальной и вирусной флоры. Сорбенты могут поглощать эндо- и экзотоксины, а также фиксацию из растворов возбудителей заболеваний. Установлено, что применение цеолитов в качестве лечебно-профилактических добавок дает положительные эффекты (статистически достоверные данные по укорочению продолжительности основных клинических симптомов у больных с острой дизентерией, гастроинтестинальной формой сальмонеллеза и пищевыми токсико инфекциями, где вместе с базисной терапией больные принимали энтеросорбент [14]. В современной литературе имеется ряд публикаций, касающихся влияния цеолитов на бактерии [16, 17].

В частности, в работе [15] отмечается, что цеовит обладает выраженной антимикробной адсорбционно-элиминирующей и антитоксической активностью in vitro и in vivo в отношении Salmonella Kottbus 5753, Staphylococcus aureus 6538-209 p и Escherichia coli O 86 E 99. Выявлено влияние цеолитов Вангиского, Куликовского и Лютогского месторождений при размере частиц от 1 до 5 мкм на культуры Е. coli 25922 и St. Aureus 209-P в разных концентрациях [5]. Близкий по составу к глаукониту цеолит подавляет многие микроорганизмы [5, 14].

        Последние годы громко заявил о себе близкий родственник цеолита – глауконит. Глауконит используют для очистки воды от редкоземельных металлов [7, 13] и оганизма животных [11], в виде БАДов для птиц [10] и животных [1, 6], лечебный эффект которых сопоставим с приемом антибиотиков [1]. На многих курортах нашей страны сравнительно часто используются различные по составу лечебные глины, в том числе кембрийские [12], содержащие глауконит. В Челябинской области ведется разработка глауконитов Каринского, Багарякского месторождений. В проведении научно-исследовательских работ участвовала Челябинская государственная медицинская академия. Губернатором Челябинской области на работы по глаукониту были выделены значительные средства [9].

В Калининградской области ухудшается экология в связи с ростом промышленных отходов, ухудшением качества воды. Начаты работы по строительству на р. Немане АЭС. Не исключены выбросы и загрязнения техногенного характера радиоизотопами. Растет онкологическая заболеваемость, мочекаменная болезнь, заболевания щитовидной железы, эндотоксикозы различной этиологии. По нашему мнению, использование глауконита может решить многие экологические и медицинские проблемы. В Калининградской области имеются значительные запасы глауконитов, которые могут использоваться в различных отраслях промышленности, сельского хозяйства и медицины. Глаукониты Пальмникенского месторождения содержат янтарную кислоту до 0,2%.

На кафедре фундаментальной медицины и фармакологии было принято решение о последовательном изучении различных свойств глауконита. Для применения глауконита в медицинских целях мы разработали программу поэтапного изучения свойств глауконита с месторождения в г. Янтарном. Первый этап исследования включает: изучение микробиологического состава глауконита в соответствии со стандартами Госсанэпиднадзора. Этот этап проводится в лаборатории микробиологии медицинского факультета БФУ им. И.Канта совместно с фармакологами. Второй этап: изучение минерального и органического состава глауконита, содержания тяжелых металлов и его радиационная безопасность. Этот этап проводится на кафедре биоэкологи БФУ им. И.Канта. Третий этап: изучение токсикологического действия и лечебных свойств глауконита на крысах в моделях при различных заболеваниях. Нас в значительной степени заинтересовали работы С-Петербурского Госуд. технич. университета по применению цеолитов при РА, экземах, крапивнице, БА, при дерматитах, фурункулезе, ожогах, отморожениях, пролежнях и других заболеваниях. В Новосибирске изучено положительное влияние при применении модифицированного цеолита и мази на более раннее снижение общей обсемененности ниже критического уровня по сравнению с использованием остальных средств при лечении раневого процесса. В этих работах исследовано влияние цеолитов, являющихся минеральными сорбентами естественного происхождения и обладающих ионообменными свойствами, а также их модификаций на течение раневого инфекционного процесса в эксперименте in vivo и in vitro [3].

Для использования глауконита в медицинских целях его необходимо сертифицировать в соответствии со стандартами Госсанэпиднадзора [8].

        Цель исследования: определить соответствие данного глауконита санитарно-микробиологическим нормам для лечебных глин и изучить особенности его взаимодействия с микроорганизмами. Определить чувствительность некоторых организмов к необогащенному глаукониту, чтобы в дальнейшем использовать для комплексного лечения ран, ожогов и другого лечебного применения.

Материалы и методы. Для исследования микробиологических свойств были отобраны образцы необогащенного глауконита с Пальмникенского месторождения. Микробиологическая оценка глауконитов проводилась в соответствии с Методическими указаниями по санитарно-микробиологическому анализу лечебных грязей [8] в лаборатории микробиологии Калининградской областной клинической больницы. При исследовании определялись следующие показатели: ОМЧ (общее микробное число), ЛКП (лактозоположительные кишечные палочки), характеризующие степень фекального загрязнения, P. aeruginosa, сульфитвосстанавливающие клостридии, патогенные стафилококки, энтерококки. Определение этих показателей проводилось по утвержденной методике с применением стандартного набора питательных сред.

Для исследования особенностей взаимодействия глауконита и микроорганизмов, были использованы штаммы Escherichia coli, Staphylococcus aureus и Candida albicans, выделенные из клинического материала пациентов с гнойно-септическими заболеваниями. Выбор пал на эти микроорганизмы потому, что они часто вызывают различные заболевания и быстро адаптируются к антибиотикам. В процессе исследования решено было увеличить количество посевов до 40 для эпидермального стафилококка и кишечной палочки.

За рабочую концентрацию была взята взвесь микробов, по мутности соответствующая 0,5 ед. McF, что соответствует 1,5х10⁸ КОЕ/мл. Из рабочей концентрации приготовлены десятикратные разведения до 10^-6. Из пробирок с разведениями 10^-3, 10^-5, 10^-6 проведен высев по 0,1 мл взвеси на чашки с МПА. Эти посевы послужили контролями при оценке результатов. Из этих же разведений было взято по 1 мл взвеси и к ним добавлено по 1 мл разведенного стерильной водой 1:1 глауконита. Экспозиция взаимодействия равнялась 30 минутам, после чего проведен высев взвеси по 0,1 мл на чашки со средой МПА. Посевы инкубировались при температуре 37⁰ в течение 24 часов.

Результаты и обсуждение. Исследование глауконитов на соответствие их санитарно-микробиологическим нормативам для лечебных грязей представлено следующим образом: ОМЧ кл/г - менее1х10¹ ; титр ЛКП - более 10; титр клостридий более 0,1; патогенные стафилококки ее обнаружены; P.aeruginosa - не обнаружены; энтерококки - не обнаружены. Полученные результаты демонстрируют соответствие санитарно-микробиологических показателей исследованного образца глауконита нормативным величинам.

Результаты микробиологического исследования влияния глауконита на рост микроорганизмов представлены следующим образом: выявлено подавление роста Е. coli в 12 раз, S. aureus - в 12 раз, С. albicans - в 9 раз.

На рисунках №1 и №2 чашки Петри со средами (одна из серий опытов), на которых виден рост микроорганизмов E. Coli в разведении 10^-5-10^-6 КОЕ в контроле (К) и при добавлении глауконита (опыт). Результаты микробиологического исследования указывают на значительное влияние глауконита на рост микроорганизмов и статистически достоверно и визуально при подсчете колоний роста. Наши результаты оказались сопоставимы с исследованиями авторов статьи [5].

После получения предварительных положительных посевов с глауконитом были проведены исследования влияния глауконита на эпидермальный стафилококк 40 посевов и 40 посевов с кишечной палочкой. В результате исследования выявлено достоверное значительное подавление стафилококка глауконитом в разведении от 10^-3, 10^-5, 10^-6 и умеренное подавление кишечной палочки. Причем было выявлено значительное колебание в росте количества колоний при посевах одинаковой концентрации микроорганизмов. После просеивания необогащенного глауконита (незначительное обогащение) колебания исчезли, а подавление колоний усилилось. Сделан вывод о влиянии на угнетение роста стафилококка при увеличении концентрации глауконита. При пропускании проточным методом через глауконит раствора кишечной палочки изменения ее концентрации не выявлено, а при инкубации ее с глауконитом от 30 минут до 2 часов резко уменьшилось число колоний. Мы полагаем, что это свойство можно использовать при очистке воды.

В литературе антибактериальные свойства цеолитов (очень похожие на глауконит) объясняются наличием на их поверхности кристаллической решетки специфического электрического заряда [4], наличием нанобактерий. Мы полагаем, что угнетающим действием на микроорганизмы обладают микроэлементы, например бор, медь, а также небольшие концентрации янтарной кислоты. Вероятно, сорбционные свойства глауконита способствуют удалению факторов агрессии микроорганизмов из среды их обитания, что влечет за собой уменьшение их инвазивности.

Выводы.

1. Глауконит Пальмникенского месторождения по микробиологическим показателям полностью соответствует санитарно-нормативным показателям для глин, применяемых в курортологии и физиотерапии.

2. Результаты исследования позволяют сделать вывод о наличии бактерицидных свойств глауконита к вышеперечисленным микроорганизмам, в связи со значительным подавлением их роста.

3. Подавление роста указанных микроорганизмов зависит от концентрации глауконита и увеличивается при его обогащении.

4. При увеличении времени контакта глауконита с водой уменьшается количество кишечной палочки.

5. Практически полное подавление роста эпидермального стафилококка при контакте с глауконитом может применяться при лечении инфицированных ран и ожогов.

Литература:

1. Анохина О.В. Оценка эффективности препарата Бион при профилактике и лечении диспепсии у поросят отъемышей / О.В.Анохина // Ветеринарная медицина. – 2007. – № 2-3. – С. 27-28.

2. Бальнеологическое заключение на лечебную (пищевую) глину Латненского месторождения Воронежской области от 21.11.1999 г, исх. №14/703. РНЦВМиК.

3. Благитко Е. М., Бугайченко Н. В., Ильина В. Н., Шорина Г. Н. Микробиологическая характеристика раневого инфекционного процесса при использовании ионообменных сорбентов // Хирургия. Журнал им. Н.И.Пирогова. №11 2003

http://www.mediasphera.ru/journals/pirogov/detail/302/4538/

4. Голохваст К.С. Токсикологические и антимикробные свойства минеральных наночастиц / К.С. Голохваст, А.М. Паничев, А.Н. Гульков и др. // Известия Самарского научного центра РАН. – 2009. – Т.11, №5(2). – С. 448-451.

5. Голохваст К.С., Паничев А.М., Сергиевич А.А., и др. Экологическая особенности взаимодействия микроорганизмов и минерально-кристалического фактора среды. // Известия Самарского научного центра РАН. – 2010. – Т.12, №1(5). – С. 1217-1220.

6. Дрель И.В., Волков М.Ю., Овчинников А.А. Оценка влияния природного алюмосиликата глауконита на переваримость и использование питательных веществ рациона жвачных животных // Журнал Ветеринарная медицина. № 2. 2010.

7. Крупнова Т.Г., Зиганшина К.Р., Антонова Е.Л. Применение глауконита для очистки воды от радиоактивных загрязнений, ионов иттрия и редкоземельных элементов // Фундаментальные исследования. – 2004. – № 10 – С. 78-79.

8. Методические указания по санитарно-микробиологическому анализу лечебных грязей № 143-9/316-17 от 11.09.1989 г

9. Постановление губернатора от 16.11.2000 №423 «О развитии производства и применения глауконита в Челябинской области». Сайт BestPravo.ru /Законодательство Росссии.

10. Соболькина О.А., Таужанова Р.М., Кузьмина Л.Н., Сунагатуллин Ф.А. «Влияние глауконита на иммунный статус кур-несушек при промышленной технологии содержания». Актуальные проблемы ветеринарной медицины (Матер. Междунар. НПК., посвящ. юбилею П.С. Лазарева). С.93.

11. Сунагатуллин Ф.А., Овчинникова Л.Ю., Кузьмина Л.Н., Дорогин Д.А., Шарипов Р.Ш. Выведение радионуклидов из организма коров глауконитом. Актуальные проблемы ветеринарной медицины.// Матер. Междунар. НПК., посвящ. юбилею П.С. Лазарева. – 31.03., 2-3.04. 2003 г.: Сб. науч. тр. – Троицк: УГАВМ, 2003. –  С. 95.с. 130.

12. Улащик В.С. Физиотерапия. Универсальная медицинская энциклопедия / В.С. Улащик. - Мн.: Книжный дом, 2003.-640 с. Стр.165-166.

13. Ульрих Д. В. «Разработка технологии ремедиации водосборных территорий, подверженных влиянию электрометаллургического комплекса (На примере реки Миасс г. Челябинска)». Автореф… дисс. канд. тех. наук. Иркутск, 2010, 16 с.

14. Халилов Э.Н., Садыхова Ф.Э., Кахраманова Х.Т. «AZEOMED-цеолитовый сорбент вирусно-бактериальной флоры». «Природный цеолит в медицине», SWB,Bourgul, 2010, С.36-45.

15. Чубенко Г.И. Микробиологические, иммунологические и аллергологические аспекты кишечных инфекций у детей и пути их коррекции: Дис. д-ра мед. наук. – Владивосток, 2000. – 391 с.

16. Шурубикова А.А. Влияние природных цеолитов на Saccharomyces cerevisiae: Автореф. дис. канд. биол. наук. – Улан-Удэ, 2004. – 19 с.

17. Kubota M. Selective adsorption of bacterial cells onto zeolites / M. Kubota, T. Nakabayashi, Y.Matsumoto et al. // Colloids and Surfaces B-Biointerfaces. – 2008. - № 64. – P. 88-97.