Научный журнал
Международный журнал прикладных и фундаментальных исследований
ISSN 1996-3955
ИФ РИНЦ = 0,564

СРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ АНТИБАКТЕРИАЛЬНОГО ДЕЙСТВИЯ СЕЛЕНООРГАНИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ НА КЛИНИЧЕСКИЕ ШТАММЫ STAPHYLOCOCCUS AUREUS

Русецкая Н.Ю. 1 Бородулин В.Б. 1
1 ГБОУ ВПО «Саратовский государственный медицинский университет им. В.И. Разумовского Минздрава России»
1.Nozawa R., Yokota T., Fujimoto T. Susceptibility of methicillin-resistant Staphylococcus aureus to the selenium-containing compound 2-phenyl-1,2-benzoisoselenazol-3(2H)-one (PZ51)// Antimicrob. Agents Chemother. 1989. Vol. 33. №8. P. 1388-1390.
2.Pietka-Ottlik M, Wójtowicz-Młochowska H, Kołodziejczyk K, Piasecki E, Młochowski J. New organoselenium compounds active against pathogenic bacteria, fungi and viruses// Chem Pharm Bull (Tokyo). 2008. Vol. 56. №10. P. 1423-1427.
3.Wójtowicz H., Kloc K., Maliszewska I., Młochowski J., Pietka M., Piasecki E. Azaanalogues of ebselen as antimicrobial and antiviral agents: synthesis and properties// Farmaco. 2004. Vol. 59. №11. P. 863-868.
4.Патент РФ №93045743/15, 24.09.1993. Древко Б.И., Антипов В.А., Жуков О.И., Фоменко Л.А., Маркова Л.И., Древко Р.И., Родионова Т.Н., Ефремов В.И., Харченко В.Г. Средство для лечения ипрофилактики болезней, вызываемых недостаточностью селена ворганизме сельскохозяйственных животных иптиц// Патент России. 2051681.1996. Бюл. №1.
5.Глыбочко П.В., Свистунов А.А. Бородулин В.Б., Русецкая Н.Ю. Нитрофураны: химическое строение ибиологическая активность. Саратов: Издательство Саратовского медицинского университета, 2010– 199с.

Появление значительного количества штаммов бактерий, резистентных к антибиотикам широкого спектра действия определяет необходимость синтеза новых антибактериальных препаратов и изучения механизмов их действия. Органические соединения селена являются одними из перспективных в этом отношении. Установлена высокая антибактериальная активность ряда селеноорганических соединений (4Н-селенопиранов и солей селенопирилия, селеноксантенов, селеноциклогексанов, бензоселенохроменов, бензисоселеназолов, селенадиазолов и др.) против широкого спектра грамположительных и грамотрицательных бактерий, а также различных грибов и вирусов [1-3].

В настоящее время в ряде регионов России в животноводстве и птицеводстве применяется селеноорганический препарат диацетофенонилселенид (ДАФС-25) [4], проводится синтез и изучение биологической активности его производных.

В связи с этим целью нашей работы явилось проведение сравнительного анализа антимикробной активности ДАФС-25 и его производных в отношении клинических штаммов золотистого стафилококка при кратковременной инкубации 30 минут.

Материалы и методы. В эксперименте использовали селеноорганические соединения 1,5-дифенил-3-селенапентандион-1,5 (ДАФС-25 – соединение 1); 1,5-ди-(м-нитрофенил)-3-селенапентандион-1,5 (соединение 2), 1,5-ди-(п-хлорфенил)-3-селенапентандион-1,5 (соединение 3), 1,5-ди-(п-фторфенил)-3-селенапентандион-1,5 (соединение 4), любезно предоставленные профессором, д.х.н. Б.И. Древко. Эксперимент проводили на 10 токсономически идентичных клинических штаммах Staphylococcus aureus (St. aureus), выделенных от больных с гнойными осложнениями, находящимися на лечении в травматолого-ортопедическом стационаре Саратовского научно-исследовательского института травматологии и ортопедии (СарНИИТО) и обладающих резистентностью к пяти- и более профильным антибиотикам. Суспензию бактерий готовили по стандарту мутности ГИСК им. Л.А. Тарасевича, путем последовательных разведений до конечной концентрации бактерий – 3·105 клеток в 1 мл. Для изучения антибактериального действия готовили 4 разведения для каждого селеноорганического соединения в концентрациях 0,001-1 мг/мл. В качестве растворителя использовали смесь диметилформамида (ДМФА) в 0.9 % растворе NaCl в отношении 1:10. В пробирки с разведениями препарата добавляли по 100 мкл конечной суспензии микроорганизмов и инкубировали в течение 30 минут при комнатной температуре. В качестве контроля использовали такие же количества бактериальной взвеси, разведенные в аналогичных пропорциях с контролем (ДМФА в 0.9 % растворе NaCl). После этого бактериальные взвеси из каждой пробирки в количестве 100 мкл высевали на чашки Петри с твердой питательной средой (мясо-пептонный агар), которые затем помещали в термостат на 24 часа при 37 ºС. Подсчет колоний производили на следующий день.

Статистическую обработку полученных данных осуществляли при помощи пакета программ Statistica 6.0. Проверяли гипотезы о виде распределений (критерий Шапиро-Уилкса). Большинство данных не соответствуют закону нормального распределения, поэтому для сравнения значений использовался U-критерий Манна-Уитни, на основании которого рассчитывался Z-критерий Фишера и показатель достоверности p. Критический уровень значимости при проверке статистических гипотез в данном исследовании принимали равным 0.05.

Результаты и их обсуждение. Согласно полученным результатам антибактериальная активность исследованных селеноорганических соединений на клинические штаммы золотистого стафилококка возрастала в направлении: 3 → 1 → 2 → 4.

При 30-минутной инкубации и в минимальной концентрации 0,001 мг/мл наибольшее подавление роста колоний золотистого стафилококка на 41,3 % вызывало соединение 4; соединения 1 и 2 незначительно снижали рост колоний на 17,7 % и 15,5 % соответственно (см. таблицу).

Антибактериальное действие селеноорганических соединений 1-4 на клинические штаммы Staphylococcus aureus при инкубации 30 минут

Соединения

Количество колоний на твердых питательных средах

Контроль

(ДМФА и физ. р-р)

Опытные группы, концентрация вещества, мг/мл

1

0,1

0,01

0,001

1

915 (786;996)

794 (685;876)

Zк=1.02;

pк=0.307490.

676 (643;789)

Zк=2.72;

pк=0.006502.

731 (677;867)

Zк=2.22;

pк=0.025749.

753 (645;771)

Zк=2.58;

pк=0.010166.

2

974 (897;1078)

92 (69;131)

Zк=3.77;

pк=0.000157.

455 (386;511)

Zк=3.77;

pк=0.000157.

891 (784;908)

Zк=2.30;

pк=0.021135.

1125 (1067;1278)

Zк=2.26;

pк=0.023343.

3

713 (567;871)

341 (178;456)

Zк=2.72;

pк=0.006502.

954 (349;784)

Zк=1.58;

pк=0.112412.

565 (458;679)

Zк=1.58;

pк=0.112412.

609 (356;786)

Zк=1.13;

pк=0.256840.

4

959 (895;980)

78 (56;104)

Zк=3.77;

pк=0.000157.

74 (45;208)

Zк=3.77;

pк=0.000157.

260 (159;278)

Zк=3.09;

pк=0.001940.

563 (563;590)

Zк=3.47;

pк=0.000507.

Примечания: В каждом случае приведены средняя величина (медиана – Ме), нижний и верхний квартили (25 %;75 %). Zк, pк – различия по сравнению с группой контроля.

Воздействие препарата 4 в концентрации 0,01 мг/мл приводило к снижению роста колоний золотистого стафилококка на 72,9 %, тогда как воздействие соединений 1 и 2 сопровождалось лишь незначительным угнетением роста колоний на 20,1 % и 8,5 % соответственно (р <0,05). 30-минутная инкубация золотистого стафилококка с исследованными соединениями в концентрации 0,1 мг/мл вызывала подавление роста колоний на 95,3 % (соединение 2), 92,3 % (соединение 4) и 26,1 % (соединение 1). Подавление роста колоний St. aureus также наблюдалось при действии соединений 2 и 4 в максимальной концентрации 1 мг/мл на 90,6 % и 91,9 % соответственно. Обращает на себя внимание, что соединение 3 вызывало достоверное снижение роста колоний золотистого стафилококка (на 52,2 %) только в максимальной концентрации 1 мг/мл.

Механизм антибактериального действия исследованных селеноорганических соединений зависел от особенностей строения этих препаратов. Все соединения, рассмотренные в данной работе, содержали с своей структуре 1,5-дифенил-3-селенапентандион-1,5. Однако у соединения 2 имелись нитрогруппы в мета-положении фенильных колец, а у соединений 3 и 4 – в пара-положении атомы галогенов – хлора и фтора соответственно. Поэтому очевидно, что данные радикалы вносят определенный вклад в антибактериальное действие изученных соединений.

Наличие в структуре препарата 2 двух нитрогпупп позволяет проводить аналогию с антибактериальным действием нитрофуранов, хотя нитрофураны проявляют широкий спектр антибактериальной активности уже при концентрации 0,5-50 мкг/мл. Известно, что сами по себе нитрофураны антибактериальной активностью не обладают, но приобретают ее при восстановлении флавинзависимыми редуктазами, т.е. для проявления как терапевтического, так и побочного действия нитрофуранов необходимо их одноэлектронное восстановление ферментами с нитроредуктазной активностью, локализованными в микробах, простейших или тканях организма. Промежуточные продукты последовательных одно- или двухэлектронных этапов восстановления являются высоко реакционноспособными, особенно анион нитрорадикала, благодаря которому нитрофураны приобретают антибактериальную и генотоксическую активность [5].

Относительно галогенопроизводных препарата ДАФС-25 (соединения 3 и 4 соответственно), известно, что фтор – самый электроотрицательный элемент и самый мощный окислитель, поэтому благодаря наличию двух атомов фтора соединение 4 приобретало прооксидантные свойства и, как следствие, становилось самым токсичным из всех исследованных селеноорганических препаратов, проявляя максимальную антибактериальную активность в отношении клинических штаммов золотистого стафилококка даже при 30-минутной инкубации и в концентрациях 0,001-1 мг/мл. Окислительные свойства хлора значительно слабее, чем у фтора, поэтому хлорсодержащий аналог препарата ДАФС (соединение 3) обладал меньшей антимикробной активностью по сравнению с соединением 4.

Вывод. Из исследованных селеноорганических препаратов соединений наибольшую антибактериальныю активность в отношении клинических штаммов золотистого стафилококка проявляло соединение 1,5-ди-(п-фторфенил)-3-селенапентандион-1,5 (фторпроизводное препарата ДАФС-25), которое в низких концентрациях 0,01-0,001 мг/мл и при инкубации 30 минут подавляло рост колоний на 41-73 %.


Библиографическая ссылка

Русецкая Н.Ю., Бородулин В.Б. СРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ АНТИБАКТЕРИАЛЬНОГО ДЕЙСТВИЯ СЕЛЕНООРГАНИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ НА КЛИНИЧЕСКИЕ ШТАММЫ STAPHYLOCOCCUS AUREUS // Международный журнал прикладных и фундаментальных исследований. – 2013. – № 10-2. – С. 246-248;
URL: https://applied-research.ru/ru/article/view?id=4150 (дата обращения: 16.08.2022).

Предлагаем вашему вниманию журналы, издающиеся в издательстве «Академия Естествознания»
(Высокий импакт-фактор РИНЦ, тематика журналов охватывает все научные направления)

«Фундаментальные исследования» список ВАК ИФ РИНЦ = 1.074