Саратовская область, Россия
Саратовская область, Россия
Россия
Цель исследования – изучение влияния комплексов силикагель-хитозан-β-циклодекстрин и силикагель-β-циклодекстрин с левофлоксацином на некоторые микробиологические показатели резаных ран и толстого кишечника осетров. Экспериментальное исследование проводили на базе научно-исследовательской лаборатории «Прогрессивные биотехнологии в аквакультуре» Саратовского государственного университета генетики, биотехнологии и инженерии имени Н.И. Вавилова. Лечебный эффект комплекса силикагель-хитозан-β-циклодекстрин с левофлоксацином в отношении резаных ран определяли на годовиках (гибридах русского и сибирского) осетров при добавлении в корм данного комплекса в концентрации 16 % левофлоксацина (0,99 мг на 1 кг массы рыбы) в течение 5 дней лечения. Профилактические свойства комплекса силикагель-β-циклодекстрин с левофлоксацином изучали при 5 % левофлоксацина (0,35 мг на 1 кг массы рыбы) в течение 10 дней профилактики. Для этого были образованы 4 группы осетров (n = 10): контрольная, 1-я опытная – рыбы с раной и лечением (для лечения был применен силикагель-хитозан-β-циклодекстрин с левофлоксацином); 2-я опытная – рыбы, которые получали профилактически комплекс силикагель-β-циклодекстрин с левофлоксацином с целью предотвращения 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 (ОМЧ) и количество молочнокислых бактерий определяли методом последовательных разведений, 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. Исследования показали, что комплексы силикагель-хитозан-β-циклодекстрин, силикагель-β-циклодекстрин с левофлоксацином оказывают положительное влияние на лечение резаных ран у осетров и их кишечную микрофлору, способствуя нормализации ОМЧ, приближая этот показатель к значениям ОМЧ контрольной группы рыб, и не приводит к значительным изменениям количества молочнокислых бактерий в кишечнике осетровых рыб.
циклодекстрины, левофлоксацин, осетр, микробиологические показатели, раны, толстый кишечник, молочнокислые бактерии, общее микробное число
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. Циклодекстрины и их применение в фармацевтической промышленности (обзор) / С.А. Кедик [и др.] // Разработка и регистрация лекарственных средств. 2016. № 3. С. 68–75.
2. Скуредина А.А., Ле-Дейген И.М., Кудряшова Е.В. Влияние молекулярной архитектуры наночастиц сульфобутилового эфира β-циклодекстрина на физикохимические свойства комплексов с моксифлоксацином // Коллоидный журнал. 2018. № 3. С. 330–337.
3. Дейген И.М., Егоров А.М., Кудряшова Е.В. Структура и стабильность комплексов фторхинолонов с гидроксипропил-β-циклодекстрином для создания новых лекарственных форм противотуберкулезных препаратов // Вестник Московского университета. Сер. 2. Химия. 2015. Т. 56, № 6. С. 387–392.
4. Физико-химические свойства комплексов включения «гость-хозяин» ципрофлоксацина с производными β-циклодекстрина / А.А. Скуредина [и др.] // Вестник Московского университета. Сер. 2. Химия. 2020. Т. 61, № 4. С. 278–286.
5. Адсорбционные свойства мезапористого силикагеля β-циклодекстрином в качестве порообразующего агента по отношению к моксифлоксацину / А.А. Скуредина [и др.] // Вестник Московского университета. Сер. 2. Химия. 2018. Т. 59, № 4. С. 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. Алексеев А.А., Крутиков М.Г., Яковлев В.П. Антибактериальная терапия в комплексном лечении и профилактике инфекционных осложнений при ожогах // Российский медицинский журнал. 1997. № 5. С. 24–30.
9. Микулич Е.Л. Ихтиопатология. Лечебные и профилактические препараты, применяемые в рыбоводстве Республики Беларусь: учеб.-метод. пособие. Горки: БГСХА, 2020. 124 с.
10. Лабинская А.С. Микробиология с техникой микробиологических исследований. М.: Медицина, 1978. 394 с.
11. Данилевская Н.В. Физиологическая роль основных представителей нормальной микрофлоры мелких домашних животных // Российский ветеринарный журнал. Мелкие домашние и дикие животные. 2008. № 1. С. 28–31.
