ВВЕДЕНИЕ
В настоящее время социум неизбежно подвержен влиянию телевидения, газет, люди окутаны сетью Всемирной паутины. Стремление человечества быть здоровыми, беспристрастное доверие псевдоврачам из рекламных роликов, приводит к бесконтрольной покупке лекарственных препаратов. К сожалению, аннотация к лекарственному препарату зачастую остается непрочитанной, особенно ее разделы: фармакокинетика, взаимодействие с другими препаратами. Так, просмотрев рекламный ролик про пробиотик Сахаромицеты буларди (в Российской Федерации зарегистрирован под торговым названием Энтерол), возник когнитивный диссонанс. А правда ли, что данные живые организмы совместимы с антибиотиками, а правда ли, что жидкости разного состава не влияют на жизнедеятельность Сахаромицетов буларди? Данные вопросы являются гипотезой данной научно-исследовательской работы. С экранов телевизоров нам твердят, что Сахаромицеты буларди сохраняют свою жизнеспособность при приеме их с антибиотиками и различными жидкостями. Но путем несложных мыслительных операций, становится очевидно, что антибиотики различаются по строению, происхождению, составу, их действию, да и жидкости многообразны (молоко, вода, чай, соки, кофе). Пытаясь найти ответ на вопрос, автор знакомился с литературными источниками, в которых имелась информация о Сахаромицетах буларди. Итак, Сахаромицеты были открыты в Индокитае в 1923 году французским ученым Анри Булардом (Henri Boulard). Он вплотную занялся выделением дрожжей с кожуры различных тропических фруктов, после того как заметил, что местные народности использовали кожуру фруктов личи. Оказалось, что благотворное влияние на организм оказывали не сами фрукты, а сизый налет на их кожуре. Изучив под микроскопом этот налет, Анри Булард увидел колонии дрожжевых грибков, которые были названы его именем – Сахаромицеты Буларди (Saccharomyces boulardii). S. boul ardii относится к аскомицетам, которые обладают устойчивостью по отношению почти ко всем группам антибиотиков, сульфаниламидов и других антимикробных агентов. Это свойство принципиально отличает S. boulardii от других микробных пробиотиков на основе бактерий облигатной кишечной микрофлоры (содержащих бифидо- и лактобактерии) и позволяет использовать S. boulardii одновременно с курсом антибактериальной терапии. При этом, S. bоulardii не подавляют рост облигатных микроорганизмов в полости кишки. В итоге, нам удалось узнать лишь одно, что Saccharomyces boulardii – пробиотик №1 в мире с доказанной антидиарейной эффективностью и устойчивостью к антибиотикам. Оказалось, что в научных статьях существует всего 17 исследований, посвященных данным микроорганизмам. Но не в одном из них не раскрыта проблема, интересующая нас.
Таким образом, цель данного исследования – проверить влияние антибиотиков различных групп и жидкостей разного состава на жизнедеятельность Сахаромицетов буларди. Для достижения цели были поставлены следующие задачи:
1.Используя методы световой микроскопии, осуществить подсчет клеток дрожжей в камере Горяева в контроле и после интубации в растворах антибиотиков разных групп и различных жидкостей.
2. Методом раздавленной капли осуществить подсчет почкующихся клеток в контрольной и опытной группах.
3.Произвести подсчет процентного содержания мертвых клеток в дрожжевой суспензии, путем их окрашивания раствором метиленовой сини.
Объектом исследования являются Сахаромицеты буларди, а предметом – влияние фармакологических агентов на жизнеспособность дрожжей.
Стоит отметить, что для получения достоверно значимых результатов, в
ходе исследования были получены две выборки: контрольная и опытная. В контрольной группе в качестве жидкости была использована очищенная вода, а в опытной – антибиотики разных групп и различные жидкости. Полученная информация была обработана математическими методами статистики (критерий Стьюдента).
Особая благодарность за предоставленные реактивы выражается иммунологическому отделу клинической лаборатории поликлиники № 1 г. Стаханова Луганской Народной Республики.
I РАЗДЕЛ. Обзор и анализ литературы
Общая характеристика Сахаромицетов буларди.
Сахаромицеты Буларди (лат. Saccharomyces boulardii) — вид одноклеточных микроскопических дрожжевых грибков из рода сахаромицетов. В лиофилизированном виде Saccharomyces boulardii применяются в качестве активного вещества в противодиарейных, антимикробных лекарственных препаратах. Сахаромицеты Буларди (Saccharomyces boulardii) названы в честь французского учёного Генри Буларди (Henri Boulard), выделившего их в Индокитае из некоторых тропических плодов после того, как он заметил, что кожура этих плодов используется местным населением для лечения диспепсических заболеваний. Сахаромицеты Буларди применяются также в качестве пробиотиков. Их отличительным от большинства других пробиотических микроорганизмов качеством (в том числе от бифидо- и лактобактерий и энтерококков) является резистентность к кислой среде желудка, они не разрушаются под воздействием желудочного сока и, вводимые орально, в целостном состоянии попадают в кишечник.
Сахаромицеты Буларди не колонизируют кишечник. Через 2–5 дней после прекращения приема содержащих сахаромицеты препаратов они уже не обнаруживаются в кале. Период полувыведения жизнеспособных сахаромицетов с фекалиями приблизительно равен 6 часам. Сахаромицеты Буларди не проникают за пределы кишечной трубки в мезентериальные лимфатические узлы и другие органы и не вызывают гистологических изменений слизистой оболочки кишечника.
Сахаромицеты Буларди увеличивают ферментативную функцию кишечника, вызывая активность дисахаридаз эпителия кишечника: лактазы, сахарозо-альфа-глюкозидазы и мальтазы. Сахаромицеты Буларди обладают прямым антагонистическим действием в отношении многих видов патогенных и условно-патогенных микроорганизмов: Candida krusei, Candida pseudotropicalis, Candida albicans, Clostridium difficile, Gardia lambliae, Klebsiela spp., Pseudomonas aeruginosa, Staphylococcus aureus,Escherichia coli, Salmonellа typhimurium, Shigella spp., Entamoeba histolytica и других.
Saccharomyces boulardii и лечение Helicobacter pylori - ассоциированных заболеваний
Эрадикация Helicobacter pylori предполагает прием двух антибиотиков, которые воздействуют также на всю микрофлору пациента и побочным эффектом довольно часто становятся различные дисбалансы в микробиоценозах, которые могут проявляться в виде антибиотико-ассоциированных диарей и других состояний. При острой диареи у детей Saccharomyces boulardii доказали свою эффективность в снижении тяжести и длительности острой инфекционной диареи. Полученные данные в исследованиях вирусного гастроэнтерита более убедительны по сравнению с бактериальной или паразитарной инфекцией.
Категория риска для плода по FDA сахаромицетам Буларди не присвоена.
В европейских странах и США продаются пищевые добавки, содержащие пробиотические штаммы Saccharomyces boulardii и позиционируемые как противодиарейные средства: DiarSafe, Ultra Levure, OptiBac.
4.Сахаромицеты Буларди в систематике биологических видов
Сахаромицеты Буларди относятся к роду сахаромицетов (лат.Saccharomyces), входящему в состав семейства сахаромицеты (Saccharomycetaceae), порядок сахаромицеты (Saccharomycetales), класс сахаромицеты (Saccharomycetes), подотделу Cахаромицеты (Saccharomycotina), отдел Аскомицеты (ascomycota), царство Грибы (Fungi).
Сахаромицеты — единственный класс подотдела Saccharomycotina, называемого также «гемиаскомицетами» или «голосумчатыми» (подотдел Hemiascomycotina или класс Hemiascomycetes). К классу сахаромицетов, в свою очередь, относят один порядок Сахаромицетовые (Saccharomycetales).
Вплоть до конца XX века к группе голосумчатых относили аскомицеты примитивного строения, у которых не образуютсяплодовые тела, а сумки формируются на мицелии или из отдельных клеток (у дрожжевых форм), и разделяли эту группу на 4 порядка:
Эндомицетовые (Endomycetales);
Тафриновые (Taphrinales);
Протомицетовые (Protomycetales);
Аскосферовые (Ascosphaerales).
Впоследствии Тафриновые и Протомицетовые были выделены в самостоятельный класс Тафриномицетов(Taphrinomycetes) (синоним Археаскомицеты, Archiascomycetes), Аскосферовые перенесены в класс Эуроциомицеты(Eurotiomycetes). К семейству сахаромицетовых относили и делящиеся дрожжи, выделенные затем в самостоятельный класс Schizosaccharomycetes.
5. Пробиотикотерапия Saccharomyces boulardii как профилактика развития дисбиоза.
Общеизвестно, что кишечный микробиоценоз является высокоспециализированной системой, которая качественными и количественными сдвигами чутко реагирует на динамическое состояние детского организма и на любые неблагоприятные внешние воздействия. В целом количественные и качественные изменения нормальной микрофлоры традиционно принято обозначать термином «дисбактериоз» или «дисбиоз».
Дискуссии по поводу терминологии данного понятия в настоящее время весьма острые. Существует множество определений. Например, дисбиоз кишечника — клинико-микробиологический синдром, характеризующийся количественными, качественными и топографическими изменениями нормальной кишечной микрофлоры, являющийся выражением адаптационных реакций системы «организм человека — нормальная микрофлора», выражающийся прогредиентным нарастанием клинических проявлений основного заболевания. С практических позиций рационально следующее определение: дисбактериоз (дисбиоз) кишечника — изменение количественных соотношений и состава его микрофлоры, характеризующееся уменьшением количества или исчезновением обычно присутствующих микроорганизмов с появлением и доминированием атипичных, редко встречающихся или несвойственных форм.
Все микробы ЖКТ должны находиться в состоянии эубиоза, т.е. равновесия: если в силу ряда причин количество полезных микроорганизмов уменьшается, то их биологическую нишу достаточно быстро занимают интенсивно размножающиеся вредные микроорганизмы, нарушается локальное соотношение различных видов микрофлоры в кишечнике.
Дисбактериоз у детей, как правило, вторичен. Наиболее частая причина развития дисбактериоза кишечника — применение антибиотиков, прямо подавляющих жизнедеятельность кишечных микроорганизмов и существенно меняющих «микробный пейзаж» желудочно-кишечного тракта. Безусловно, дисбактериоз (дисбиоз) кишечника также требует коррекции. Пробиотики — это вещества микробного или немикробного происхождения, которые при естественном способе введения оказывают благотворное действие на гомеостаз посредством нормализации микрофлоры кишечника в организме хозяина. В зависимости от механизма терапевтического действия пробиотики делятся на две группы. К первой группе относятся препараты, содержащие живые нормальные симбионты нормофлоры кишечника (бифидо-, лактобактерии, кишечные палочки и др.). Ко второй группе относятся самоэлиминирующиеся антагонисты дисбиозной микрофлоры (Saccharomyces boulardii).
Препарат оказывает антитоксическое действие, особенно в отношении токсинов Clostridium difficile, вызывающих псевдомембранозный колит, а также энтеротоксинов. Механизм антитоксического действия связан с выработкой нейтрализующего фактора, который действует на интестинальные клетки через рецептор, соединенный с G-протеином; а также с адгезией к энтероцитам и снижением активации аденилатциклазы энтеротоксинами и вследствие этого снижением секреции воды и солей.
Попав в пищеварительный канал, сахаромицеты начинают усиленно размножаться, поскольку температура 37 °С является оптимальной для их роста.
6. Виды антибиотиков (макролиды, цефалоспорины, нитрофураны, аминогликозиды, антибиотики пенициллинового ряда.)
Макролиды представляют собой класс антибиотиков, основу химической структуры которых составляет макроциклическое лактонное кольцо. В зависимости от числа атомов углерода в кольце макролиды подразделяются на 14-членные (эритромицин, рокситромицин, кларитромицин), 15-членные (азитромицин) и 16-членные (мидекамицин, спирамицин, джозамицин). Основное клиническое значение имеет активность макролидов в отношении грамположительных кокков и внутриклеточных возбудителей (микоплазмы, хламидии, кампилобактеры, легионеллы). Макролиды относятся к числу наименее токсичных антибиотиков.
Антимикробный эффект обусловлен нарушением синтеза белка на рибосомах микробной клетки. Как правило, макролиды оказывают бактериостатическое действие, но в высоких концентрациях способны действовать бактерицидно на БГСА, пневмококк, возбудителей коклюша и дифтерии. Макролиды проявляют ПАЭ в отношении грамположительных кокков. Кроме антибактериального действия макролиды обладают иммуномодулирующей и умеренной противовоспалительной активностью.
Макролиды активны в отношении грамположительных кокков, таких как S.pyogenes, S.pneumoniae, S.aureus (кроме MRSA). В последние годы отмечено нарастание резистентности, но при этом 16-членные макролиды в некоторых случаях могут сохранять активность в отношении пневмококков и пиогенных стрептококков, устойчивых к 14- и 15-членным препаратам.
Макролиды действуют на возбудителей коклюша и дифтерии, моракселлы, легионеллы, кампилобактеры, листерии, спирохеты, хламидии, микоплазмы, уреаплазмы, анаэробы (исключая B.fragilis).
Азитромицин превосходит другие макролиды по активности в отношении H.influenzae, а кларитромицин - против H.pylori и атипичных микобактерий (M.avium и др.). Действие кларитромицина на H.influenzae и ряд других возбудителей усиливает его активный метаболит - 14-гидроксикларитромицин. Спирамицин, азитромицин и рокситромицин активны в отношении некоторых простейших (T.gondii, Cryptosporidium spp.).
Микроорганизмы семейства Enterobacteriaceae, Pseudomonas spp. и Acinetobacter spp. обладают природной устойчивостью ко всем макролидам.
Группа цефалоспориновЦефалоспорины относятся к β-лактамам и представляют один из наиболее обширных классов АМП. Выделяют четыре поколения цефалоспоринов, причем первые три представлены препаратами для парентерального и перорального применения. Благодаря высокой эффективности и низкой токсичности, цефалоспорины занимают одно из первых мест по частоте клинического использования среди всех АМП. Показания к применению препаратов каждого из поколений зависят от особенностей их антимикробной активности и фармакокинетических характеристик. Структурное сходство цефалоспоринов с пенициллинами предопределяют одинаковый механизм антимикробного действия и перекрестную аллергию у некоторых пациентов. Цефалоспорины оказывают бактерицидное действие, которое связано с нарушением образования клеточной стенки бактерий (см. «Группа пенициллинов»). В ряду от I к III поколению для цефалоспоринов характерна тенденция к расширению спектра действия и повышению уровня антимикробной активности в отношении грамотрицательных бактерий при некотором понижении активности в отношении грамположительных микроорганизмов. Общим для всех цефалоспоринов является отсутствие значимой активности в отношении энтерококков, MRSA и L.monocytogenes. КНС, менее чувствительны к цефалоспоринам, чем S.aureus. Цефалоспорины I поколенияХарактеризуются сходным антимикробным спектром, однако препараты, предназначенные для приема внутрь (цефалексин, цефадроксил), несколько уступают парентеральным (цефазолин). Антибиотики активны в отношении Streptococcus spp. (S.pyogenes, S.pneumoniae) и метициллиночувствительных Staphylococcus spp. По уровню антипневмококковой активности цефалоспорины I поколения уступают аминопенициллинам и большинству более поздних цефалоспоринов. Клинически важной особенностью является отсутствие активности в отношении энтерококков и листерий. Несмотря на то, что цефалоспорины I поколения устойчивы к действию стафилококковых β-лактамаз, отдельные штаммы, являющиеся гиперпродуцентами этих ферментов, могут проявлять к ним умеренную устойчивость. Пневмококки проявляют полную ПР к цефалоспоринам I поколения и пенициллинам. Цефалоспорины I поколения обладают узким спектром действия и невысоким уровнем активности в отношении грамотрицательных бактерий. Они эффективны против Neisseria spp., однако клиническое значение этого факта ограничено. Активность в отношении H.influenzae и M.сatarrhalis клинически незначима. Природная активность в отношении M.сatarrhalis достаточно высока, однако они чувствительны к гидролизу β-лактамазами, которые продуцируют практически 100% штаммов. Из представителей семейства Enterobacteriaceae чувствительны E.coli, Shigella spp., Salmonella spp. и P.mirabilis, при этом активность в отношении сальмонелл и шигелл не имеет клинического значения. Среди штаммов E.coli и P.mirabilis, вызывающих внебольничные и особенно нозокомиальные инфекции, широко распространена приобретенная устойчивость, обусловленная продукцией β-лактамаз широкого и расширенного спектров действия. Другие энтеробактерии, Pseudomonas spp. и неферментирующие бактерии устойчивы. Ряд анаэробов чувствителен, устойчивость проявляют B.fragilis и родственные микроорганизмы. Цефалоспорины II поколенияМежду двумя основными представителями этого поколения - цефуроксимом и цефаклором - существуют определенные различия. При сходном антимикробном спектре цефуроксим более активен в отношении Streptococcus spp. и Staphylococcus spp. Оба препарата неактивны в отношении энтерококков, MRSA и листерий. Пневмококки проявляют ПР к цефалоспоринам II поколения и пенициллину. Спектр действия цефалоспоринов II поколения в отношении грамотрицательных микроорганизмов шире, чем у представителей I поколения. Оба препарата активны в отношении Neisseria spp., но клиническое значение имеет только активность цефуроксима в отношении гонококков. Цефуроксим более активен в отношении M. catarrhalis и Haemophilus spp., поскольку устойчив к гидролизу их β-лактамазами, в то время как цефаклор частично разрушается этими ферментами. Из семейства Enterobacteriaceae чувствительны не только E.coli, Shigella spp., Salmonella spp., P.mirabilis, но и Klebsiella spp., P.vulgaris, C.diversus. При продукции перечисленными микроорганизмами β-лактамаз широкого спектра они сохраняют чувствительность к цефуроксиму. Цефуроксим и цефаклор разрушаются БЛРС. Некоторые штаммы Enterobacter spp., C.freundii, Serratia spp., M.morganii, P.stuartii, P.rettgeri могут проявлять умеренную чувствительность к цефуроксиму in vitro, однако клиническое применение этого АМП при инфекциях, вызываемых перечисленными микроорганизмами, нецелесообразно. Псевдомонады, другие неферментирующие микроорганизмы, анаэробы группы B.fragilis устойчивы к цефалоспоринам II поколения. Цефалоспорины III поколенияЦефалоспорины III поколения наряду с общими чертами характеризуются определенными особенностями. Базовыми АМП этой группы являются цефотаксим и цефтриаксон, практически идентичные по своим антимикробным свойствам. Оба характеризуются высоким уровнем активности в отношении Streptococcus spp., при этом значительная часть пневмококков, устойчивых к пенициллину, сохраняет чувствительность к цефотаксиму и цефтриаксону. Эта же закономерность характерна и для зеленящих стрептококков. Цефотаксим и цефтриаксон активны в отношении S.aureus, кроме MRSA, в несколько меньшей степени - в отношении КНС. Коринебактерии (кроме C.jeikeium), как правило чувствительны. Энтерококки, MRSA, L.monocytogenes, B.antracis и B.сereus - устойчивы. Цефотаксим и цефтриаксон высокоактивны в отношении менингококков, гонококков, H.influenzae и M.catarrhalis, в том числе и в отношении штаммов с пониженной чувствительностью к пенициллину, независимо от механизма устойчивости. Цефотаксим и цефтриаксон обладают высокой природной активностью в отношении практически всех представителей семейства Enterobacteriaceae, включая микроорганизмы, продуцирующие β-лактамазы широкого спектра. Устойчивость E.coli иKlebsiella spp. чаще всего обусловлена продукцией БЛРС. Устойчивость Enterobacter spp., C.freundii, Serratia spp., M.morganii, P.stuartii, P.rettgeri обычно связана с гиперпродукцией хромосомных β-лактамаз класса С. Цефотаксим и цефтриаксон иногда бывают активны in vitro в отношении некоторых штаммов P.aeruginosa, других неферментирующих микроорганизмов и B.fragilis, однако их никогда не следует применять при соответствующих инфекциях. Цефалоспорины IV поколенияЦефепим по многим параметрам близок к цефалоспоринам III поколения. Однако благодаря некоторым особенностям химической структуры обладает повышенной способностью проникать через внешнюю мембрану грамотрицательных бактерий и относительной устойчивостью к гидролизу хромосомными β-лактамазами класса С. Поэтому, наряду со свойствами, характерными для базовых цефалоспоринов III поколения (цефотаксим, цефтриаксон), цефепим проявляет следующие особенности: высокую активность в отношении P.aeruginosa и неферментирующих микроорганизмов; активность в отношении микроорганизмов - гиперпродуцентов хромосомных β-лактамаз класса С, таких как: Enterobacter spp., C.freundii, Serratia spp., M.morganii, P.stuartii, P.rettgeri. |
Нитрофураны являются вторым после сульфаниламидов классом синтетических антибактериальных препаратов, предложенным для широкого медицинского применения. Они уступают по клинической эффективности большинству антибиотиков и имеют значение главным образом при лечении острых неосложненных форм инфекции МВП (нитрофурантоин, фуразидин), кишечных инфекций (нифуроксазид) и некоторых протозойных инфекций - трихомониаза и лямблиоза(фуразолидон, нифурател).
Являясь акцепторами кислорода, нитрофураны нарушают процесс клеточного дыхания бактерий, ингибируют биосинтез нуклеиновых кислот. В зависимости от концентрации оказывают бактериостатический или бактерицидный эффект. К нитрофуранам редко развивается лекарственная резистентность микроорганизмов.
Нитрофураны характеризуются достаточно широким спектром действия и в высоких концентрациях in vitro активны в отношении многих грамотрицательных (E.coli, K.pneumoniae и др.) и грамположительных бактерий, некоторых анаэробов, грибов рода Candida. Малочувствительны энтерококки. Устойчивы P.aeruginosa, большинство штаммов протея, серрации, провиденции, ацинетобактера. Кроме того, фуразолидон и нифурател активны в отношении некоторых простейших (лямблии, трихомонады).
Аминогликозиды обладают потенциальной нефротоксичностью, ототоксичностью и могут вызывать нервно-мышечную блокаду. Однако учет факторов риска, однократное введение всей суточной дозы, короткие курсы терапии и ТЛМ могут уменьшить степень проявления НР.
Аминогликозиды оказывают бактерицидное действие, которое связано с нарушением синтеза белка рибосомами. Степень антибактериальной активности аминогликозидов зависит от их максимальной (пиковой) концентрации в сыворотке крови. При совместном использовании с пенициллинами или цефалоспоринами наблюдается синергизм в отношении некоторых грамотрицательных и грамположительных аэробных микроорганизмов.
Аминогликозиды распределяются во внеклеточной жидкости, включая сыворотку крови, экссудат абсцессов, асцитическую, перикардиальную, плевральную, синовиальную, лимфатическую и перитонеальную жидкости. Способны создавать высокие концентрации в органах с хорошим кровоснабжением: печени, легких, почках (где они накапливаются в корковом веществе). Низкие концентрации отмечаются в мокроте, бронхиальном секрете, желчи, грудном молоке. Аминогликозиды плохо проходят через ГЭБ. При воспалении мозговых оболочек проницаемость несколько увеличивается. У новорожденных в СМЖ достигаются более высокие концентрации, чем у взрослых.
Аминогликозиды не метаболизируются, выводятся почками путем клубочковой фильтрации в неизмененном виде, создавая высокие концентрации в моче. Скорость экскреции зависит от возраста, функции почек и сопутствующей патологии пациента. У больных с лихорадкой она может увеличиваться, при понижении функции почек значительно замедляется. У людей пожилого возраста в результате уменьшения клубочковой фильтрации экскреция также может замедляться. Период полувыведения всех аминогликозидов у взрослых с нормальной функцией почек составляет 2-4 ч, у новорожденных - 5-8 ч, у детей - 2,5-4 ч. При почечной недостаточности период полувыведения может возрастать до 70 ч и более.
II РАЗДЕЛ. Материалы и методы
1. Определение процентного содержания нежизнеспособных клеток.
На предметном стекле смешивают каплю суспензии дрожжей Saccharomyces boulardii смешивают с каплей метиленового синего. В препарате просматривают 10 полей зрения. Мертвые клетки окрашены в нем в синий цвет, живые остаются бесцветными. Определяют процентное со
держание нежизнеспособных клеток по отношению к общему числу клеток, наблюдаемых в поле зрения. Активные культуры дрожжей, используемые для засева, содержат не более 5 % мертвых клеток.
Определение способности дрожжей к размножению. Количество почкующихся клеток характеризует способность дрожжей к размножению: активные дрожжи содержат 40 —70% клеток с почками. Из дрожжевой суспензии готовят препарат «раздавленная капля» и определяют процентное содержание почкующихся клеток по отношению к суммарному количеству
дрожжей с почками и без них. Подсчет количества клеток в счетной камере.
Для подсчета клеток крупных бактерий, дрожжей, конидий плесневых
грибов применяют различные счетные камеры, из которых наиболее часто используют камеру Горяева. Она представляет собой толстое предметное стекло, разделенное глубокими бороздками на поперечные площадки. Средняя площадка продольной прорезью разделена пополам. На каждой ее части нанесена сетка. Боковые площадки расположены на 0,1 мм выше центральной (глубина камеры) и служат для притирания покровного
стекла. Сетка камеры Горяева разделена на 225 больших квадратов
(15 рядов по 15 квадратов в ряду). Площадь большого квадрата равна
1/25 мм 2 и разделена на 16 малых квадратов. Сторона малого квадрата равна
1/20 мм, площадь – 1/400 мм 2. Часть больших квадратов разграфлена вертикально, горизонтально или не разграфлена. Камеру и специальное шлифованное покровное стекло хорошо промывают и просушивают. На поверхность сеток наносят небольшую каплю исследуемой суспензии, накрывают шлифованным стеклом и притирают покровное стекло к боковым площадкам. Жидкость под покровным стеклом должна растекаться по всей сетке равномерно, без пузырьков. Для того чтобы объем
жидкости точно соответствовал расчетному объему камеры, покровное стекло притирают к боковым площадкам камеры до появления цветных колец (можно вначале притереть стекло, а потом из пипетки осторожно заполнить камеру). Подсчет клеток рекомендуется производить через 3
—5 мин после заполнения камеры, чтобы клетки осели и расположились в одной плоскости. Подвижные формы микроорганизмов перед нанесением на
сетку следует убить нагреванием или добавлением 0,5 % формалина.
Камеру помещают на предметный столик микроскопа и
рассматривают с объективом 8Хили 40X(в зависимости от размеров клеток изучаемого объекта). Для получения достоверных результатов подсчет следует проводить в 5 больших или 20 малых квадратах по диагонали или по углам сетки и в центре в трех препаратах. Учитывают все клетки, находящиеся внутри квадрата и на пограничных линиях, если они больше чем наполовину лежат внутри квадрата. Клетки, пересеченные пограничной линией пополам, считают только на двух из четырех сторон квадрата;
клетки, расположенные вне квадрата, не учитывают.
На предметное стекло наносят каплю исследуемой взвеси с дрожжевыми клетками, которую сверху накрывают покровным стеклом. Полученный образец рассматривают под микроскопом, где микроорганизмы видны в различных плоскостях. Данный метод прост, его применяют при изучении подвижности и внутреннего строения клеток микроорганизмов. Метод раздавленной капли без использования красителей позволяет различать дрожжевые клетки по толщине клеточных стенки и мембраны, состоянию цитоплазмы, наличию или отсутствию вакуолей, процентному количеству почкующихся и мертвых клеток.
Подсчет процентного количества почкующихся клеток.
Для определения количества почкующихся клеток на предметное стекло наносят по одной капле дрожжевой суспензии без твердых включений и дистиллированной воды, закрывают покровным стеклом, излишек жидкости отбирают листком фильтровальной бумаги и микроскопируют. У зрелых дрожжей почкуется более 10% клеток.
3. Подсчет количества клеток в камере Горяева
Для подсчета количества дрожжевых клеток пользуется счетной камерой Горяева представляющей собой толстое предметное стекло с нанесенными на него поперечными прорезями, которые образуют три поперечно расположенные площадки. Средняя из них разделена на две части, на каждой из которых выгравирована сетка (см. рис. 5) площадью 9 мм2, разделенная на 225 больших квадратов площадью 0,04 мм2 каждый (15 рядов по 15 квадратов) и 400 малых квадратов площадью 0,0025 мм2 каждый (каждый третий ряд больших квадратов в горизонтальном и вертикальном направлении разделен на 16 малых квадратов). Средняя площадка предметного стекла опущена на 0,1 мм относительно двух других площадок, на которые накладывают специальное шлифованное покровное стекло размером 18x18 мм, что обеспечивает создание камеры для дрожжевой суспензии. Количество клеток определяют в соответствии с формулой О = А х К1 х К2 х В, где В количество клеток в 1 мл суспензии, шт/мл; А количество клеток в 80 малых квадратах, шт.; К., коэффициент глубины камеры (при глубине камеры 0.1 мм К1 = 10; при глубине камеры 0,2 мм К1 = 5); К2 -коэффициент пересчета объема, 1/мл (К2 = 5000 1/ мл); В - коэффициент разбавления пробы (для дрожжей В=10). При подсчете дрожжевых клеток в камере Горяева с глубиной 0,1 мм и десятикратным разбавлением дрожжевой суспензии В = 5 х 104А х В.
4. Статистическая обработка данных.
Для того чтобы ответить на вопрос являются ли обнаруженные различия в данных анкет контрольной и опытной групп статистически значимыми, необходимо использовать параметрические методы статистики. В нашем исследовании было использовано описание группы данных с расчетом параметров распределения (стандартное отклонение и ошибка среднего), а сравнение контрольной и опытной групп с использованием критерия Стьюдента.
Алгоритм расчета параметров распределения:
1. Размещаем полученные данные в таблице в первой вертикальной колонке.
2. Рассчитываем среднее арифметическое имеющихся данных:
формула (2.1)
(сумму значений дельтовых индексов делим на число проб);
3. Вторую колонку заполняем отклонениями данных от среднего значения: X - M (из каждого значения вычитается среднее арифметическое);
4. В третью колонку вносим квадраты полученных отклонений: (X - M)2;
5. Рассчитываем стандартное отклонение (среднее квадратическое отклонение)
формула (2.2)
(сумму квадратов отклонений делим на величину [число пациенток минус единица] и извлекаем квадратный корень).
Таким образом, в результате несложных расчетов получаем два основных параметра – среднее значение и стандартное отклонение, характеризующих распределение признака в совокупности данных
Стандартная ошибка среднего.
«Для расчета стандартной ошибки среднего используется простая формула: (стандартное отклонение делится на квадратный корень из числа наблюдений).
|
(стандартная ошибка среднего умножается на квадратный корень из числа наблюдений) ». |
Расчет критерия Стьюдента
«Стьюдент (Student) – псевдоним одного из основоположников теории статистических оценок и проверки гипотез, английского математика и статистика Уильяма Госсета (William Sealy Gosset, 1876–1937), доказавшего, что оценка расхождения между средним значением малой выборки и средним значением генеральной совокупности подчиняется особому закону распределения, где для определения пределов ошибки может быть использован t-критерий ». Наиболее простая формула расчета критерия Стьюдента выглядит так:
|
формула (2.3) |
(в числителе – разность средних значений двух групп, в знаменателе – квадратный корень из суммы квадратов стандартных ошибок этих средних).
Таким образом, все данные, необходимые для расчета, есть в табл. 2. Существуют и другие варианты этой формулы, например, с использованием числа наблюдений и стандартных отклонений:
|
формула (2.4) |
(в знаменателе – квадратный корень из суммы квадратов стандартных отклонений, деленных на число наблюдений в соответствующей группе). В этом случае из двух квадратов стандартных отклонений s12 и s22 мы должны рассчитать объединенную оценку дисперсии для двух групп данных
|
формула (2.5) |
Теперь, зная объединенную оценку дисперсии s2 для двух произвольных выборок, рассчитываем «полноценный» критерий Стьюдента:
|
формула (2.6) |
III РАЗДЕЛ. Результаты исследований и их обсуждение.
В данном эксперименте для интубации Сахаромицетов буларди были использованы такие антибиотики как цефалоспорины (цефтриаксон), нитрофураны (нифуроксазид), антибиотики пенициллинового ряда (ампициллин), макролиды (азитромицин), хлорамфеникол (левомицетин), аминогликозиды (гентамицин). В качестве жидкостей исследователь использовал яблочный сок, кофе, чай, слабый раствор соляной кислоты, молоко. Для достоверности полученных результатов, научная работа проводилась в качестве сравнительного анализа. Для контроля навеска Сахаромицетов буларди была интубирована очищенной водой. Стоит отметить, что Сахаромицеты буларди в Российской Федерации зарегистрирован под торговым названием Энтерол, который можно приобрести в аптеках без рецепта. Что существенно облегчает проведение эксперимента. Период интубации дрожжей фармакологическими агентами и представленными жидкостями составил сутки. Как говорилось ранее, цель данного исследования определить, как влияют перечисленные выше агенты на жизнедеятельность Сахаромицетов буларди для того. Это необходимо для того, чтобы улучшить действие лекарственного препарата Энтерола для достижения положительных результатов. Ведь ни для кого не секрет, что Сахаромицеты буларди являются живыми организмами, на жизнедеятельность которых можно влиять как с положительной стороны, так и с отрицательной. Производители препарата Энтерол в аннотации к препарату утверждают, что он совместим с любыми антибиотиками. Но в литературном обзоре, мы подробно описали все группы антибиотиков, которые существенно отличаются своим действием по отношению к живым организмам.
В исследовании был использован световой микроскоп с увеличением объектива в 40 раз. Итак, при проведении микроскопического анализа популяции Сахаромицетов буларди световым микроскопом с сухим объективом, мы рассматривали внешний вид клеток методом раздавленной капли в неокрашенном и окрашенном видах (прижизненные препараты), производили подсчет общего количества клеток и процентного количества почкующихся клеток.
Метод раздавленной капли.
На предметное стекло нанесли каплю исследуемой взвеси (наши образцы дрожжей, интубированных антибиотиками разных групп и различными жидкостями). Мы использовали краситель метиленовый синий, использование которого позволит улучшить качество интерпретации полученных результатов, даже грамотно дифференцировать мертвые клетки от живых. Сверху накрываем покровным стеклом. Полученный образец рассматривали под микроскопом. В результате данного метода мы изучили подвижность Сахаромицетов буларди, толщину их клеточной стенки, наличие и отсутствие ваколей.
В данном научном эксперименте для определения процентного содержания нежизнеспособных клеток Сахаромицетов буларди, на предметном стекле смешивали каплю суспензии дрожжей, интубированных представленными в исследовании антибиотиками и жидкостями, с каплей метиленового синего. Мертвые клетки окрашены в синий цвет, а живые остаются бесцветными. В научной литературе указано, что активные культуры дрожжей содержат не более 5% мертвых клеток. А вот количество почкующихся клеток характеризует способность Сахаромицетов буларди к размножению. Активные дрожжи содержат 40-70% клеток с почками. Кроме того, для подсчета дрожжей мы использовали счетную камеру Горяева. Она представляет собой толстое предметное стекло, разделенное глубокими бороздами на поперечные площадки. Средняя площадка продольной прорезью разделена пополам. На каждой ее части нанесена сетка. Боковые площадки расположены на 0, 1 мм выше центральной и служат для притирания покровного стекла. Сетка камеры Горяева разделена на 225 квадратов. Камеру и специальное шлифованное покровное стекло хорошо промыли и просушили. На поверхность сеток нанесли небольшую каплю образцов дрожжей, накрыли шлифованным стеклом, далее притирали покровное стекло к боковым площадкам.
Важно заметить, что лабораторная посуда, используемая в эксперименте, была тщательно вымыта и просушена. Исследователь работал в перчатках во избежание контаминации грибами и бактериями.
Полученные результаты занесены в таблицу 1.
Таблица № 1.
|
№ образца |
Название жидкости для интубации |
Кол-во живых клеток в поле зрения |
Кол-во мертвых клеток в поле зрения |
Процентное количество почкующихся клеток |
Наличие вакуолей |
Целостность мембраны клеток дрожжей |
|
1. |
Вода (контроль) |
33 |
- |
12,5% |
87% |
100% |
|
2. |
Чай |
30 |
2 |
10% |
75% |
96% |
|
3. |
Кофе |
29 |
3 |
8% |
70% |
98% |
|
4. |
Раствор соляной кислоты |
27 |
3 |
6% |
70% |
65% |
|
5. |
Молоко |
31 |
- |
10% |
90% |
100% |
|
6. |
Нифуроксазид |
29 |
3 |
6% |
65% |
67% |
|
7. |
Цефтриаксон |
18 |
5 |
- |
55% |
60% |
|
8. |
Ампициллин |
22 |
2 |
4% |
70% |
85% |
|
9. |
Гентамицин |
26 |
3 |
3% |
67% |
75% |
|
10. |
Азитромицин |
27 |
1 |
6% |
65% |
88% |
|
11. |
Левомицетин |
17 |
5 |
2% |
58% |
75% |
P≤0,05
Результаты исследования показали, что разница между показателями жизнеспособности Сахаромицетов буларди в контрольной и опытной группах статистически достоверна. Такие показатели жизнеспособности дрожжей как наличие мертвых и живых клеток, число почкующихся клеток, наличие вакуолей и сохранение целостности мембраны клеток в контрольной группе выше. Отсюда следует, что оптимальной жидкостью для приготовления суспензии дрожжей является очищенная вода комнатной температуры. Но важно отметить, что чай и молоко также совместимы с препаратом Энтерол. Особенно это актуально для детей младшего возраста, которые употребляю молочные продукты. Исследование показало, что все представленные антибиотики в опытных образцах не оказывают пагубного воздействия на жизнеспособность Сахаромицетов буларди. Можно с уверенностью сказать, что информация, представленная в аннотации, соответствует действительности. Но, проанализировав полученную в ходе исследования информацию, можно сделать вывод, что такие антибиотики как цефтриаксон, левомицетин значительно снизили показатели жизнеспособности дрожжей, а макролиды и нитрофураны почти не влияют на жизнеспособность клеток.
В заключении хотелось бы сказать, что исследователь в силу своего юного возраста, использовал недостаточное количество образцов приготовленной суспензии дрожжей, а отсюда и полей зрения. Поэтому результаты покажутся нерепрезентативными. Но путь, ведущий к науке долгий, а мы совершаем лишь первые, неторопливые шаги …
ВЫВОДЫ
1.Результаты исследования показали, что разница между показателями жизнеспособности Сахаромицетов буларди в контрольной и опытной группах статистически достоверна. Такие показатели жизнеспособности дрожжей как наличие мертвых и живых клеток, число почкующихся клеток, наличие вакуолей и сохранение целостности мембраны клеток в контрольной группе выше.
2. Оптимальной жидкостью для приготовления суспензии дрожжей является очищенная вода комнатной температуры. Но чай и молоко также совместимы с препаратом Энтерол.
3.Исследование показало, что все представленные антибиотики в опытных образцах не оказывают пагубного воздействия на жизнеспособность Сахаромицетов буларди.
4.Исследования показали, что такие антибиотики как цефтриаксон, левомицетин значительно снизили показатели жизнеспособности дрожжей, а макролиды и нитрофураны почти не влияют на жизнеспособность клеток.
ЛИТЕРАТУРА
1. Бачурин П.Я., Устинников Б.А. Оборудование для производства спирта и спиртопродуктов. - М.: Агропромиздат, 1985. 344 с.
2. Г. А. Белякова, Ю. Т. Дьяков, К. Л. Тарасов. Ботаника. — М.: издательский центр «Академия», 2006. — Т. 1. Водоросли и грибы. — С. 186—187. — ISBN 5-7695-2731-5.
3. Берри Д. Биология дрожжей. - М.: Мир, 1985. 95 с.
4. Л. В. Гарибова, С. Н. Лекомцева. Основы микологии. Морфология и систематика грибов и грибоподобных организмов. — М.: Товарищество научных изданий КМК, 2005. — С. 74—75. — ISBN 5-87317-265-X.
5.Коновалов С.А. Биохимия дрожжей. - М.: Пищевая промышленность, 1980. 272 с.
6.Курс низших растений / под ред. М. В. Горленко. — М.: «Высшая школа», 1981. — С. 339—345.
7.Мир растений / гл. ред. А. Л. Тахтаджян. — М.: «Просвещение», 1991. — Т. 2. Грибы / под ред. М. В. Горленко. — С. 87—104. — ISBN 5-09-002841-9.
8.Павлович С.А. Медицинская микробиология. - Минск: Высшая школа, 1997. 133 с.
9. Рухлядева А.П. и др. Инструкция по технохимическому и микробиологическому контролю спиртового производства. - М.: Агропромиздат, 1986. 399с.
10. Сассон А. Биотехнология: свершения и надежды. - М.: Мир, 1987. 411 с.
11. Селибер Г.Л. Большой практикум по микробиологии. - М.: Высшая школа, 1962. 420 с.
12. Терновский Н. С. и др. Ресурсосберегающая технология в производстве спирта. - М.: Пищевая промышленность, 1994. 168 с.
13. Яровенко и др. Технология спирта. - М.: Колос, 1996. 464 с.
Приложение
Микроскопическое исследование экспериментальных образцов.
Подготовка к проведению эксперимента