Saratov, Russian Federation
Saratov, Russian Federation
Russian Federation
Cel' issledovaniya – izuchenie vliyaniya kompleksov silikagel'-hitozan-β-ciklodekstrin i silikagel'-β-ciklodekstrin s levofloksacinom na nekotorye mikrobiologicheskie pokazateli rezanyh ran i tolstogo kishechnika osetrov. Eksperimental'noe issledovanie provodili na baze nauchno-issledovatel'skoy laboratorii «Progressivnye biotehnologii v akvakul'ture» Saratovskogo gosudarstvennogo universiteta genetiki, biotehnologii i inzhenerii imeni N.I. Vavilova. Lechebnyy effekt kompleksa silikagel'-hitozan-β-ciklodekstrin s levofloksacinom v otnoshenii rezanyh ran opredelyali na godovikah (gibridah russkogo i sibirskogo) osetrov pri dobavlenii v korm dannogo kompleksa v koncentracii 16 % levofloksacina (0,99 mg na 1 kg massy ryby) v techenie 5 dney lecheniya. Profilakticheskie svoystva kompleksa silikagel'-β-ciklodekstrin s levofloksacinom izuchali pri 5 % levofloksacina (0,35 mg na 1 kg massy ryby) v techenie 10 dney profilaktiki. Dlya etogo byli obrazovany 4 gruppy osetrov (n = 10): kontrol'naya, 1-ya opytnaya – ryby s ranoy i lecheniem (dlya lecheniya byl primenen silikagel'-hitozan-β-ciklodekstrin s levofloksacinom); 2-ya opytnaya – ryby, kotorye poluchali profilakticheski kompleks silikagel'-β-ciklodekstrin s levofloksacinom s cel'yu predotvrascheniya vozmozhnyh zabolevaniy kozhi i narusheniy v zheludochno-kishechnom trakte; 3-ya opytnaya – ryby s ranoy bez lecheniya. Rany modelirovali putem dorsal'nyh nadrezov (dlinoy 2 sm) kozhnyh pokrovov. Smyvy s poverhnosti ran brali steril'nymi vatnymi tamponami. Soderzhimoe iz tolstogo kishechnika izvlekali v steril'nyh usloviyah posle vskrytiya ryby. Obschee mikrobnoe chislo (OMCh) i kolichestvo molochnokislyh bakteriy opredelyali metodom posledovatel'nyh razvedeniy, putem podscheta koloniy posle kul'tivirovaniya posevov v techenie 72 chasov pri 30 °S na myaso-peptonnom agare (MPA) i pri 37 °S na MRS-agare sootvetstvenno. Issledovaniya pokazali, chto kompleksy silikagel'-hitozan-β-ciklodekstrin, silikagel'-β-ciklodekstrin s levofloksacinom okazyvayut polozhitel'noe vliyanie na lechenie rezanyh ran u osetrov i ih kishechnuyu mikrofloru, sposobstvuya normalizacii OMCh, priblizhaya etot pokazatel' k znacheniyam OMCh kontrol'noy gruppy ryb, i ne privodit k znachitel'nym izmeneniyam kolichestva molochnokislyh bakteriy v kishechnike osetrovyh ryb.
cyclodextrins, levofloxacin, sturgeon, microbiological parameters, wounds, large intestine, lactic acid bacteria, total microbial count
Введение. Циклодекстрины (ЦД) используются для создания новых высокоэффективных фармацевтических композиций, в том числе антимикробных препаратов [1]. Благодаря циклическому строению, биосовместимости их используют в качестве комплексообразователей и носителей активных веществ, которые обеспечивают растворимость лекарств, биодоступность, химическое постоянство, что способствует регуляции лечебных свойств [2, 3]. Известно, что для создания комплексов ЦД применяются фторхинолоны [4, 5]. Левофлоксацин, который относится к фторхинолинам, обладает широким лечебным спектром при лечении различных инфекционных заболеваний [6, 7]. Инфекционные осложнения часто возникают у рыбы вследствие механических повреждений, особенно в условиях промышленного рыбоводства. Имеются данные о применении антибиотиков при лечении инфекций у рыб [8]. Однако сведений об использовании комплексов ЦД с антибиотиком, обеспечивающих пролонгированное его высвобождение и повышающих тем самым лечебный эффект, в рыбоводстве не встречалось.
Цель исследования – изучение влияния комплексов силикагель-хитозан-ß-циклодекстрин и силикагель-ß-циклодекстрин с левофлоксацином на некоторые микробиологические показатели резаных ран и толстого кишечника осетров.
Задачи: определение общего микробного числа в смывах резаных ран, молочнокислых бактерий и общего микробного числа в содержимом толстого кишечника у осетров в динамике.
Объекты и методы. Экспериментальное исследование проводили на базе научно-исследовательской лаборатории «Прогрессивные биотехнологии в аквакультуре» ФГБОУ ВО «Саратовский государственный университет генетики, биотехнологии и инженерии имени Н.И. Вавилова». Лечебный эффект комплекса силикагель-хитозан-ß-циклодекстрин с левофлоксацином в отношении резаных ран определяли на годовиках (гибридах русского и сибирского) осетров при добавлении в корм комплекса силикагель-ß-циклодекстрин с левофлоксацином, в концентрации антибиотика в веществе 16 % (0,99 мг на 1 кг массы рыбы). Профилактические свойства комплекса силикагель-ß-циклодекстрин с левофлоксацином изучали после введения данного вещества в корм, в концентрации антибиотика в веществе 5 % (0,35 мг на 1 кг массы рыбы). Для этого были образованы 4 группы осетров (n = 10): контрольная, 1-я опытная – рыбы с раной, где для лечения применяли комплекс силикагель-хитозан-ß-циклодекстрин с левофлоксацином; 2-я опытная – рыбы, которые получали комплекс силикагель-ß-циклодекстрин с левофлоксацином в профилактических дозировках с целью предотвращения развития возможных заболеваний кожи и нарушений в желудочно-кишечном тракте; 3-я опытная – рыбы с раной без лечения. Раны моделировали путем дорсальных надрезов (длиной 2 см) кожных покровов. Смывы с поверхности ран брали стерильными ватными тампонами. Содержимое из толстого кишечника извлекали в стерильных условиях после вскрытия рыбы. Общее микробное число в смывах с ран и в кишечнике, а также количество молочнокислых бактерий в кишечнике рыб определяли методом последовательных разведений [9] путем подсчета колоний после культивирования посевов в течение 72 часов при 30 °С на мясо-пептонном агаре (МПА) и при 37 °С на MRS-агаре соответственно.
Результаты и их обсуждение. В результате проведенных исследований было показано, что комплексы ß-циклодекстринов с левофлоксацином оказывали влияние на некоторые микробиологические показатели резаных ран и толстого кишечника рыб. Как видно из таблицы 1, значения ОМЧ в 1-й опытной группе (с лечением) уменьшались к 11-м сут в 70 раз по сравнению с показателями 1-х сут, в то время как показатели ОМЧ в 3-й опытной группе (без лечения) снижались к 11-м сут только в 50 раз.
Отсутствие значительной разницы в показателях общей обсемененности 1-й опытной и 3-й опытной групп объясняется тем, что подросшие особи рыб обладали стабильной устойчивостью к факторам стресса.
Это происходило, по-видимому, за счет того, что в группе с лечением действие комплекса происходило по мере накопления его в организме в ходе лечения, что, по сути, приравнивалось к похожим условиям восстановления после нанесения ран в обеих группах.
В таблице 2 представлены данные по изучению данного комплекса на некоторые показатели микрофлоры толстого кишечника осетров.
Таблица 1
Влияние комплекса силикагель-хитозан-ß-циклодекстрин с левофлоксацином
на микрофлору резаных ран осетров
|
Группа |
Сутки |
||||
|
1 |
6 |
11 |
|||
|
ОМЧ, КОЕ/г |
|||||
|
1-я опытная |
7,0∙106±1,5 |
5,0∙105±0,4*■ |
1,0∙105±0,8*● |
||
|
3-я опытная |
5,0∙106±0,4 |
1,0∙105±0,4 |
1,0∙105±0,8* |
||
Примечание: р ≤ 0,05: * – относительно значения 1-х сут в своей же группе; ● – относительно значения 6-х сут в своей же группе (для 11-х сут); ■ – относительно значения в группе без лечения в эти же сутки.
Таблица 2
Влияние комплекса силикагель-хитозан-ß-циклодекстрин и силикагель-ß-циклодекстрин
с левофлоксацином на кишечную микрофлору осетров
|
Группа |
Сутки |
|||||||
|
1 |
6 |
11 |
||||||
|
Микробиологические показатели |
||||||||
|
ОМЧ, КОЕ/г |
Молочнокислые бактерии, КОЕ/г |
ОМЧ, КОЕ/г |
Молочнокислые бактерии, КОЕ/г |
ОМЧ, КОЕ/г |
Молочнокислые бактерии, КОЕ/г |
|||
|
Контрольная |
1,0∙106 ±0,4 |
1,0∙105±0,4 |
3,0∙106 ±0,5 |
1,5·105±0,3 |
1,0·108 ±0,4● |
3,0·105±0,3● |
||
|
1-я опытная |
– |
– |
2,0∙107 ±0,8●■ |
2,5·104±0,4■ |
2,0·108 ±0,4*■ |
3,0·105±0,1●* |
||
|
2-я опытная |
– |
– |
– |
– |
1,0·109 ±0,1●■ |
1,5·105±0,8 |
||
|
3-я опытная |
– |
– |
3,0·107 ±1,3●■ |
1,0·104±0,4■ |
1,0·1010 ±0,8■ |
2,0·105±0,2* |
||
Примечание: р ≤ 0,05: * – относительно значения 5-х сут в своей же группе; ● – относительно контроля в 1-е сут; ■ – относительно контроля в эти же сутки.
Известно, что общее количество микроорганизмов и количество молочнокислых бактерий являются важными маркерами бинома кишечника, отвечающего за образование «кишечного иммунитета» [10].
Как видно из таблицы 2, в 1-й опытной группе рыб (с лечением) происходило увеличение ОМЧ в 10 раз и количества молочнокислых бактерий к 11-м сут в этой группе в 12 раз по сравнению с данными показателями на 6-е сут. К концу эксперимента в данной опытной группе отмечено снижение значения ОМЧ в 100 раз по сравнению с группой без лечения (3-я опытная группа), что говорит о антимикробной активности комплекса.
Во 2-й опытной группе рыб, получавших профилактическую дозу комплекса, на 11-е сут эксперимента наблюдали снижение ОМЧ в 10 раз по сравнению со значениями 3-й опытной группы, а число молочнокислых бактерий достоверно не отличалось от количества молочнокислых бактерий в контрольной группе.
В 3-й опытной группе (без лечения) значения ОМЧ с 6-х на 11-е сут увеличивались в 333 раза. Количество молочнокислых бактерий к 11-м сут увеличивалось по сравнению с 6-ми сут в 20 раз.
Общее микробное число в контрольной группе осетров увеличилось с 1-х на 11-е сут в 100 раз, а количество молочнокислых бактерий оставалось практически неизменным.
Заключение. В ходе исследований было показано, что комплексы силикагель-хитозан-ß-циклодекстрин и силикагель-ß-циклодекстрин с левофлоксацином оказывают положительное влияние на лечение ран осетров и на их кишечную микрофлору, о чем свидетельствует уменьшение ОМЧ к 11-м сут в 1-й опытной группе (рыб с лечением). Лечебное действие комплекса усиливалось присутствием в нем хитозана. При этом количество молочнокислых бактерий в 1-й опытной группе (с лечением) было сопоставимо с числом молочнокислых бактерий у рыб контрольной и 3-й опытной групп рыб (без лечения). Во 2-й опытной группе (профилактической) антибактериального эффекта левофлоксацина не наблюдалось, по-видимому, из-за крайне малой дозировки, показатель ОМЧ был в 10 раз больше, чем в контроле, количество молочнокислых бактерий достоверно не отличалось от значения этого показателя в других подопытных группах.
Данные результаты в перспективе могут использоваться в рыбоводстве.
1. Ciklodekstriny i ih primenenie v farmacevticheskoy promyshlennosti (obzor) / S.A. Kedik [i dr.] // Razrabotka i registraciya lekarstvennyh sredstv. 2016. № 3. S. 68–75.
2. Skuredina A.A., Le-Deygen I.M., Kudryashova E.V. Vliyanie molekulyarnoy arhitektury nanochastic sul'fobutilovogo efira β-ciklodekstrina na fizikohimicheskie svoystva kompleksov s moksifloksacinom // Kolloidnyy zhurnal. 2018. № 3. S. 330–337.
3. Deygen I.M., Egorov A.M., Kudryashova E.V. Struktura i stabil'nost' kompleksov ftorhinolonov s gidroksipropil-β-ciklodekstrinom dlya sozdaniya novyh lekarstvennyh form protivotuberkuleznyh preparatov // Vestnik Moskovskogo universiteta. Ser. 2. Himiya. 2015. T. 56, № 6. S. 387–392.
4. Fiziko-himicheskie svoystva kompleksov vklyucheniya «gost'-hozyain» ciprofloksacina s proizvodnymi β-ciklodekstrina / A.A. Skuredina [i dr.] // Vestnik Moskovskogo universiteta. Ser. 2. Himiya. 2020. T. 61, № 4. S. 278–286.
5. Adsorbcionnye svoystva mezaporistogo silikagelya β-ciklodekstrinom v kachestve poroobrazuyuschego agenta po otnosheniyu k moksifloksacinu / A.A. Skuredina [i dr.] // Vestnik Moskovskogo universiteta. Ser. 2. Himiya. 2018. T. 59, № 4. S. 305–312.
6. Fluoroquinolones for the treatment of tuberculosis in children / S. Thee [et al.] // Tuberculosis. 2015. Vol. 95, № 3. P. 229–245.
7. A review of new fluoroquinolones: Focus on their use in respiratory tract infections / G.G. Zhanel [et al.] // Treat. Respir. Med. 2006. Vol. 5, № 6. P. 437–465.
8. Alekseev A.A., Krutikov M.G., Yakovlev V.P. Antibakterial'naya terapiya v kompleksnom lechenii i profilaktike infekcionnyh oslozhneniy pri ozhogah // Rossiyskiy medicinskiy zhurnal. 1997. № 5. S. 24–30.
9. Mikulich E.L. Ihtiopatologiya. Lechebnye i profilakticheskie preparaty, primenyaemye v rybovodstve Respubliki Belarus': ucheb.-metod. posobie. Gorki: BGSHA, 2020. 124 s.
10. Labinskaya A.S. Mikrobiologiya s tehnikoy mikrobiologicheskih issledovaniy. M.: Medicina, 1978. 394 s.
11. Danilevskaya N.V. Fiziologicheskaya rol' osnovnyh predstaviteley normal'noy mikroflory melkih domashnih zhivotnyh // Rossiyskiy veterinarnyy zhurnal. Melkie domashnie i dikie zhivotnye. 2008. № 1. S. 28–31.
