III Международный конкурс
научно-исследовательских и творческих работ учащихся
«СТАРТ В НАУКЕ»
 
     

СРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ БАКТЕРИЦИДНЫХ СРЕДСТВ
Охинько А.Д.
Автор работы награжден дипломом участника конкурса
Диплом школьника      Диплом руководителя
Текст научной работы размещён без изображений и формул.
Полная версия научной работы доступна в формате PDF


Введение

Дома, на работе, на улице, в общественном транспорте - везде нас окружают бактерии. Патогенные бактерии могут стать причиной многих заболеваний.

С тех пор, как в XVIIв. голландский ученый Антони ван Левенгук открыл при помощи собственноручно сделанного микроскопа мир невидимых существ, а впоследствии была выявлена связь между их жизнедеятельностью и болезнями человека, медицина неустанно ищет способы и методы борьбы с этими микроогранизмами.

Создание антибиотиков и прочих антимикробных терапий, несомненно — величайшее достижение современной медицины. Но, при слишком малой или, наоборот, увеличенной дозе, появляются устойчивые к препарату бактерии. Сегодня проблема роста резистентности бактерий становится все более актуальной год от года. А ведь применние антибиотиков началось сравнительно недавно – в 1942 году. То есть, не прошло и 80 лет, как антибиотики перестали быть панацеей от многих болезней.

Между тем на протяжении веков люди использовали части растений, чтобы лечить всевозможные заболевания. А,например, мед применялся шумерами еще за две тысячи лет до нашей эры для дезинфекции ран. И сегодня из-за появления устойчивых к препаратам бактерий и отсутствия новых лекарств, наши шансы вернуться к «доантибиотиковой эре» постоянно растут.

Исследовав литературу на предмет антимикробных свойств давно известных и привычных нам средств, я выяснил, что наиболее выраженными антибактериальными свойствами обладают: мед, лук, чеснок, ромашка аптечная. Я решил провести эксперимент по наблюдению (насколько это возможно в домашних условиях без приминения специальных средств) за развитием жизнедеятелности микробов под воздействием всем этих антимикробных средств и выявить наиболее эффективные, а так же сравнить их действие с действием антибиотика. В этом я вижу актуальность своей работы.

Гипотеза: предполагаю, что разные веществабудут оказывать различное влияние на микроорганизмы, и в емкости только с питательной средой рост бактерий должен наблюдаться быстрее нежели, чем в емкостях с медом, луком, чесноком и настоем ромашки аптечной. Учитывая клинически доказанную эффективность антибиотиков, рост болезнетворных бактерий в емкости с антибиотиком должен отсутствовать.

Цель: выявление средства, обладающего наиболее выраженными бактерицидными свойствами.

Задачи:

  1. Анализ различных источников литературы по данной теме.

  2. Создание полужидкой среды для роста бактерий, помещение ее в различные емкости.

  3. Заселение бактерий из ротовой полости человека в подготовленные питательные среды с добавлением бактерицидных объектов и в среду без них.

  4. Наблюдение за ростом бактерий в различных емкостях на протяжении 10 дней, занесение результатов наблюдения в дневник, выявление емкостей, где жизнедеятельность бактерий наименее развита.

  5. Выявление объекта, обладающего наиболее сильными бактерицидными свойствами.

  6. Провести сравнительный анализ полученных результатов и сделать выводы.

Методы исследования:

  1. Теоретические (логическое исследование собранных фактов, выработка понятий и суждений, умозаключения и теоретические обобщения.)

  2. Эмпирические (наблюдение, сравнение)

  3. Микробиологические (посев бактерий на питательную среду)

Практическая значимость работы: результаты исследования помогут пересмотреть свои взгляды на использование антибиотиков.

Глава 1 «Бактерицидные вещества в нашей жизни»

  1.  
    1. Бактерицидные свойства меда

Мед - продукт жизнедеятельности пчел и цветковых растений. Пчелы готовят мед, перерабатывая собранный цветочный нектар. Нектар отличается от готового, зрелого меда по своему составу - он содержит значительно больше воды (в среднем около 50%) и меньше сахаристых веществ. При переработке нектара пчелами в ульях большая часть воды испаряется из него, благодаря этому процентное содержание сахаров повышается до 70-80%. Одновременно пчелы прибавляют к нектару свою слюну, содержащую ферменты (инвертазу, амилазу, глюкогеназу, липазу, трипсин, протеазу и каталазу), под воздействием которых вещества, входящие в состав нектара, изменяются.

До сих пор не изобретен способ замены пчел в сборе нектара и ни одна лаборатория еще не смогла приготовить искусственный мед, равноценный натуральному. Каждый килограмм меда образуется из нектара почти 10 млн. цветков.(1)herbalis.ru

Наблюдениями и специальными лабораторными исследованиями установлено, что мед обладает бактерицидными свойствами. Мед, если его правильно хранят, не портится и не плесневеет. Это указывает на то, что мед является продуктом, в котором не могут развиваться споры бактерий и грибков (плесеней), попадающие из воздуха.

Бактерицидные свойства меда обусловлены его высокой сахаристостью (около 80%), кислой реакцией, наличием в нем органических кислот, которые также препятствуют размножению бактерий. В лабораторных опытах установлено, что бактерии тифа могут жить в чистом меде только 48 часов, паратифозные бактерии - 24, дизентерийные - 10 часов, а прибавка меда к культуре туберкулезных бацилл задерживает их размножение.(2)moyapaseka.ru

  1.  
    1. Фитонцидные свойства лука и чеснока

Фитонциды - летучие вещества, содержащиеся в эфирном масле растений. Это полезные вещества не только для самих растений, но и для человека.

Большое количество фитонцидов содержится в луке и чесноке. Культуры эти очень древние, они были известны более 7 тысяч лет назад. В Древнем Египте носильщики специально ели много чеснока для поддержания работоспособности. С лечебной целью лук и чеснок использовали Гиппократ, Парацельс, Гален. Издавна использовали лук и чеснок в тибетской медицине. Лук и чеснок служили римским легионерам и крестоносцам в походах и как обереги, и как лекарство, и как пища. Во времена крестовых походов за восемь луковиц можно было выменять пленного. Во многих культурах древнего мира существовала вера в то, что чеснок способен исцелять болезни, насланные демонами, и что людям велят его, есть боги. Женщины клали чеснок под свою подушку во время родов и в пеленки малыша. Римские гладиаторы перед боем натирались соком из репчатого лука. В средние века европейские крестьяне заедали чесноком солонину и селедку, а русские мужики пошучивали: «Чеснок да редька, так и на животе крепко». В те времена чесночная дезинфекция многих спасала от желудочных заболеваний. Есть на счету чеснока и очевидный подвиг: в 1720 году он в союзе с уксусом спас тысячи марсельцев (Франция) от распространения эпидемии чумы.

Фитонциды лука и чеснока обладают высокой бактерицидной активностью. Известно, что они убивают практически все виды болезнетворных микробов. Вдыхание свежеприготовленной кашицы из лука или чеснока (она особенно активно выделяет летучие фитонциды впервые 10—15 минут, затем поток их быстро истощается), применяется для лечения заболеваний верхних дыхательных путей, острых и хронических заболеваний легких и бронхов — попадая в дыхательные пути, фитонциды очищают их от болезнетворных бацилл, тонизируют и оздоравливают организм.

  1.  
    1. Ромашка аптечная

Ромашка аптечная (лат.Matricariachamomilla L.) – травянистый однолетник. Растение богато эфирными маслами, поэтому очень пахуче. Препараты ромашки аптечной обладают массой полезных свойств.

Ромашка аптечная известна как средство, усиливающее аппетит, поскольку прием ее препаратов вызывает усиление желчеотделения и усиление секреции желудочно-кишечного тракта. Вместе с тем она не раздражает слизистую оболочку органов пищеварения, поэтому служит средством лечения язвенных заболеваний желудка и кишечника. Плюс ко всему она расслабляет гладкую мускулатуру внутренних органов, предотвращая и устраняя как мышечные спазмы, так и спазмы сосудов. Бактерицидные свойства ромашки предотвращают процессы гниения и брожения в кишечнике.

Одно из основных действующих веществ ромашки аптечной – эфирное масло, которое обладает дезинфицирующим действием, уменьшает газообразование в кишечнике, уменьшает боли, вызванные спазмами сосудов и мышц, вызывает потогонный эффект.

1.4 Современные антибиотики

Название «антибиотик» имеет греческое происхождение и буквально означает «против жизни». Основное назначение антибиотика – уничтожение или подавление жизнедеятельности (роста и деления) патогенных клеток: прокариотических или простейших возбудителей заболеваний. Одновременно антибиотики угнетают и полезную микрофлору организма. Антибиотик – антибактериальный препарат растительного, животного или микробного, то есть естественного, происхождения. Противобактериальные препараты синтетического происхождения называются антибактериальными химиопрепаратами. Антибиотики естественного происхождения и антибактериальные химиопрепараты сегодня объединяют под общим понятием «антибиотик».

Выводы к главе 1

Изучив информацию о природных бактерицидных веществах, я могу сделать вывод, что природа имеет в запасе много известных, но, к сожалению, редко используемых средств, которые прекрасно заменяют антибиотики и при этом не оказывают отрицательного влияния на организм.

Глава 2. Исследование антибактериальных свойств природных компонентов и антибиотиков

2.1 Подготовка питательной среды и заселение бактерий

Изучив литературу по началам микробиологии, я узнал, что для проведения опытов применяется питательная среда. Это различного рода субстраты, приготовляемые для изучения жизнедеятельности микроорганизмов при определенных условиях.Большинство болезнетворных микроорганизмов хорошо растут в бульоне, мясопептонном желатине и на агаре. Питательные среды делятся на твердые и жидкие.

В процессе эксперимента была составлена полужидкая (плотная желеобразная) питательная среда, основу которой составляли крепкий куриный бульон и желатин. Полученным субстратом были заполнены шесть небольших стеклянных емкостей. В пять емкостей на поверхность питательной среды были добавлены пол чайной ложечки меда, перышко лука, надрезанный зубчик чеснока, чайная ложка настоя ромашки аптечной и раскрошенная таблетка амоксициллина 250мг. Шестая емкость заполнена питательной средой без добавления каких-либо иных веществ.

В питательную среду с помощью ватной палочки высеивались бактерии из ротовой полости. В ротовой полости насчитывают свыше 100 видов микробов. Рот с его температурой, влажностью, питательными остатками – прекрасная среда для развития микроорганизмов. Емкости были помещены в темное теплое место. (Приложение №1).

2.2 Наблюдение за ростом бактерий.

Наблюдение велось на протяжении 10 дней. Результаты наблюдений занесены в дневник наблюдений (Приложение №2).

В чашке №6 с питательной средой без бактерицидных средств, как и ожидалось, наблюдалось появление колоний бактерий уже на третий день.На 6 день колонии существенно разрослись, и было отмечено выраженное помутнение питательной среды, распространяющееся более или менее равномерно по всей толщине среды. Такая картина характерна для развития подвижных микробов. В чашке 6 к моменту окончания эксперимента наблюдалось полное разжижение питательной среды под воздействием жизнедеятельности бактерий.

В чашке 2 и 3 с луком и чесноком соответвенно появление колоний было замечено на 6-ой день. Начиная с 6-го дня от начала эксперимента колонии бактерии на поверхности питательной среды в этих емкостях также усиленно увеличивались. Отличием было, однако то, что в питательной среде с чесноком начальная консистенция питательной среды под внешним слоем бактерий дольше сохранялась неизменной, чем среда с луком, разжижение которой наблюдалось уже на 7-ой день.

Антибактериальные свойства лука и чеснока со временем снижаются (вероятно, связано это с улетучиванием фитноцидов), поэтому колонии бактерий также начинают разрастаться в питательной среде с луком и чесноком.

Разжижение питательной среды происходит под воздействием гнилостных бактерий. Помимо фитонцидов в чесноке содержится аллицин, который образуется при механическом разрушении клетокчеснока и обладает не только бактерицидным, но и фунгицидным (противогрибковым) действием. Поэтому консистенция питательной среды в чашке с чесноком сохранялась дольше.

В чашке 4 с добавлением настоя ромашки аптечной данным средством на поверхности среды была образована своего рода пленка, и рост бактерий продолжительное время отсутствовал. Незначительное наличие бактерий удалось обнаружить в месте углубления питательной среды ватной палочкой на 8-ой день. Однако в последующие дни консистенция питательной среды стала стремительно разжижаться, при этом в период наблюдения на поверхности сильного роста микроорганизмов невооруженным взглядом отмечено не было.

Сохранение достаточно продолжительное время питательной среды в неизменном виде под действием настойки ромашки вызвало у меня интерес. Из интернет-источников я узнал, что помимо бактерицидных свойств, ромашка наряду со спиртом имеет очень ярко выраженное антисептическое действие. Антисептики – это противогнилостные средства, предназначенные для предупреждения процессов разложения. Именно это свойство, на мой взгляд, обеспечило долгую сохранность питательной среды.

Чашка 5с антибиотиком вначале наблюдения меня очень поразила, потому, как на третий день на поверхности среды в ней начал наблюдаться рост бактерий, который с каждым днем усиливался, и колонии занимали всю поверхность среды уже к 5-му дню.Неужели антибиотик не справился с бактериями? Обратившись к источникам в интернете, я понял, что появившееся на поверхности образование, есть не что иное как плесневелый гриб. При этом на всем протяжении эксперимента структура питательной среды не изменилась.

Амоксициллин, используемый в чашке 5, относится к семейству пенициллинов, который как раз получают из культур плесневого грибка. Создавая собственные колонии, способные продуцировать пенициллин, этот гриб подавляет жизнедеятельность других микроорганизмов, при этом не повреждает клетки самой питательной среды.

Но самое наибольшее изумление у меня вызвала чашка 1 с питательной средой и медом! На протяжении 13 дней наблюдения ни роста бактерий, ни изменения питательной среды замечено не было.

Мед обладает резко подчеркнутым противомикробным действием. Обеззараживающая способность этого пчелиного продукта известна с древних времен. Удивительные антибактериальные свойства меда применялись для того, чтобы сохранить сок растений, плоды, коренья, цветки и даже мясо. В 1971 С. Младенов предоставил данные, которые свидетельствовали о том, что обработка медом животных продуктов (нарезанная кусочками печень, рыба и др.) позволяла сохранять их свежесть 4 года. Научная литература описывает случай с консервацией человеческого тела. В одной египетской пирамиде обнаружили забальзамированного в пчелином продукте младенца. В Древнем Египте, как стало известно, была практика бальзамировать мертвые тела царей и их семей, применяя именно антибактериальные свойства меда.

Грибки погибают в нем также как и бактерии. Если соблюдать все правила его хранения, то он не потеряет свои антисептические свойства и не заплесневеет. Был случай, когда в одной пирамиде обнаружили пчелиный продукт, сохранившийся даже при прошествии 3 тыс. лет. Это убеждает нас в том, что антибактериальные и антигрибковые свойства меда очень ярко выражены.

Скромным подтверждением этому можно считать результаты моего эксперимента. (Приложение №3)

Выводы к главе 2:

Современная официальная медицина при лечении подавляющего большинства заболеваний применяет антибиотики, учитывая их клинически доказанную эффективность.

Однако, по мнению Министерства здавоохранения РФ сегодня устойчивость болезнетворным бактерий к антибиотикам становится одной из актуальных проблем здравоохранения. О нарастающей антимикробной резистентности очень часто стало упоминаться в СМИ.

Многие авторитетные медики сегодня заявляют о том, что альтернативой антибиотикам должны стать бактериофаги (особые вирусы, избирательно поражающие бактериальные клетки). Но пока ученые умы в очередной раз ищут панацею от всех болезней, не стоит забывать об общедоступных и хорошо зарекомендовавших себя с глубокой древности средствах: ромашке, луке, чесноке и фаворите моего исследования – пчелином меде. Данные бактерицидные средства можно приеменять как для профилактики, так и для лечения неосложенных форм заболеваний. Рецептов применения этих средств для лечения различных видов заболеваний в народных медицинских энциклопедиях масса.

Что касается антибиотиков, то применять их нужно только по назначению врача и не только по той причине, что бесконтрольное их применение влечет увеличение резистентности бактерии, а хотя бы потому, что образовываемые ими колонии грибка сами по себе могут негативно влиять на здоровье человека.

Заключение

Невидимый мир бактерий окружает нас повсеместно. И хоть мы их и не видим, но они живут рядом, размножаются и могут нанести вред человеку, поэтому их нельзя недооценивать.

Проведя в домашних условиях наблюдение за жизнедеятельностью микробов в питательной среде, я обнаружил, что их рост в разной мере могут задерживать такие средства как лук, чеснок, ромашка аптечная.

Благодаря фитонцидам, выделяющимся из растения, лук и чеснок не только при контакте подавляют развитие бактерий, но и очищают окружающую атмосферу.

Ромашка помимо бактерицидных свойств имеет очень ярко выраженное антисептическое действие, то есть задерживает процесс разложения, но не останавливает его полностью, даже в паре со спиртом.

Другие бактерицидные средства, ставшие объектом моего исследования, такие как мед и антибиотик вовсе подавили рост болезнетворных бактерий. При этом механизм действия антибиотика заключается в том, что рост плесневелого гриба, продуцирующего пеницилин, подавляет жизнедеятельность других микроогранизмов. При этом мед действует за счет природных ферментов не только на бактерии, но также на грибки.

Таким образом, в результате своего эксперимента мне удалось опытным путем доказать, что наибольшими бактерцидными свойствами обладает мед и антибиотик. При этом мед, в отличии от антибиотика может употребляться человеком в разумных пределах ежедневно и приносить пользу по профилактике различных заболеваний. Между тем антибиотик целесообразно применять только по назначению врача, так как его бесконтрольный прием может вызвать гибель не только вредных для человека бактерий, но и погубить полезные микроорганизмы.

Подводя итог своей работе, хочу посоветовать всем ежедневно употреблять в своем рационе такие природные бактерицидные средства как луч, чеснок и мед и пожелать оставаться здоровыми.

Библиографический список

1.Езепчук ЮВ. Патогенность как функция биомолекул, М 1985, библиогр;Методы общей бактериологии, под ред. Ф Герхарда и тд., пер с англ., т.1-3, М., 1983-1984; Шлегель Г. Общая микробиология, пер. с нем., М.,1987.

2. «Практикум по микробиологии» Е.З.Теппер, В.К.Шильникова, Г.И.Переверзева, 2004.

3. Энциклопедия «Аванта +» по биологии.

4. Павлович С.А. «Микробиология с микробиологическими исследованиями». Учебное пособие // Минск: Высшая школа, 2009.

5. Плерников С.Н., Корзяк А.Б. Удивительное рядом. // Познавательная энциклопедия, 2005.

Используемые сайты:

  1. http://www.medn.ru/statyi/chesnok-poleznye-svojstva.html

  2. http://www.naromed.ru/ns_svoistva_chesnoka.htm

  3. http://www.naromed.ru/ns_chesnok_luk.htm

  4. http://www.modernlib.ru/books/arina_dmitrieva/lechenie_medom/read_1/

  5. http://paseka.su/books/item/f00/s00/z0000016/st016.shtml

  6. http://www.ourbaby.ru/article/Rol-produktov-pchelovodstva-v-sisteme-profilaktiki-infekcionnyh-zabolevanij/

  7. http://ru.science.wikia.com/wiki/%D0%91%D0%B0%D0%BA%D1%82%D0%B5%D1%80%D0%B8%D0%B8

  8. http://ladycity.ru/doc/2049

  9. https://ru.wikipedia.org/wiki

  10. http://zdips.ru/lekarstvennye-rasteniya/protivospalitelnye-i-protivoyazvennye/1350-romashka-poleznaya.html

Приложение №1

Подготовленная среда с заселенными бактериями

Питательная среда для бактерий (куриный бульон с желатином)

Посев бактерий в питательную среду

Приложение №2

Дневник наблюдения за ростом бактерий в питательной среде

Номер образца

Бактерицидное средство

3 день

4 день

5 день

6 день

7 день

8 день

9 день

10 день

Чашка 1

мед

Нет изменений

Нет изменений

Нет изменений

Нет изменений

В области соприкосновения палочки и среды образовалась небольшая плесень, среда в это

Нет изменений

Небольшие очаги роста бактерий появились на поверхности

Среда осталась плотной, небольшие колонии бактерий видны только на поверхности

Чашка 2

лук

Нет изменений

Небольшое разжижение среды

Разжижение среды усилилось

Среда полностью разжижилась

Появился неприятный запах и пленка на поверхности из бактерий

Без изменений

Пленка из бактерий приобрела розоватый оттенок (предпол. микрококки)

Пленка поверх-я, не проникает ввглубь и не препятсвует размножению бактреий гниения

Чашка 3

чеснок

В месте внесения бактерий наблюдается небольшре разжижение среды, поверхность чистая

Без изменений

Разжижение среды усилилось

Среда полностью разжижилась, на поверхности образовались пленки из бактерий

Без изменений

Без изменений

Поверхн-я пленка беловатая, среда полностью подверглась процессам разложения

Без изменений

Чашка 4

ромашка спиртовая

Нет изменений

Поверхность затянута спиртовой пленкой

Среда плотная

Нет изменений

Появилась плесень

Рост плесени без проникновения всреду

Наличие бактерий в месте проникновения ватной палочки

Среда обитания плотная, поверхность затянута плесенью

Чашка 5

амоксицил-лин, 250 мг

Появился белый налет на поверхности, среда плотная без изменений

Без изменений

Наблюдается рост бактерий

Появилась плесень

Разрастание грибка

Внутренняя среда не изменяется

Без изменений

Рост плесени

Чашка 6

нет

Наблюдается разжижение питательной среды, на поверхности пленка из бактерий

Питательная среда полностью разжижена

Появился запах

Без изменений

Среда стала слизистой

Без изменений

Появилась пленка из бактерий и пузыри

Процессы гниения и брожения продолж-я

Приложение №3

Результаты эксперимента

Чашка 1 Питательная среда с медом

В начале эксперимента В конце экперимента

Чашка 2 Питательная среда с чесноком

В начале эксперимента В конце эксперимента

Чашка 3 Питательная среда с луком

В начале эксперимента В конце эксперимента

Чашка 4 с добавлением настоя ромашки аптечной

В начале эксперимента В конце эксперимента

Чашка 5 Питательнаяч среда с добавлением антибиотика

В начале эксперимента В конце эксперимента

Чашка №6 с питательной средой без бактерицидных средств

В начале эксперимента В конце эксперимента

14