XXV Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся

Старт в науке

Действие антибиотиков различного спектра на рост бактериальной микрофлоры со слизистой оболочки глаза

• Авторы
• Руководители
• Файлы работы

Тимофеев А.С. 1

---

1МБОУ "СОШ№84"

Орехов А.С. 1

---

1МБОУ "СОШ№84"

Работа в формате PDF

218.8 KB

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность исследования.

Антибиотики играют главную роль в лечении глазных инфекций, оказывая воздействие на микрофлору слизистых оболочек, включая конъюктиву. Ежегодно увеличивается количество бактериальных инфекций, вызванных устойчивыми к антибиотикам штаммам бактерий, что ставит задачу в поиске новых эффективных препаратов, минимизируя риск развития побочных эффектов и устойчивости микрофлоры. (Егоров, 2004)

Гипотеза исследования: Мы предполагаем, что различные лекарственные препараты могут оказывать различное влияние на рост колоний бактерий микрофлоры глаза, и намерены проверить эту теорию путем сравнения их эффектов на искусственных питательных средах.

Цель исследования: Изучение влияния различных лекарственных препаратов для глаз на рост колоний бактерий кожной микрофлоры в условиях эксперимента.

В рамках поставленной цели были сформулированы следующие задачи исследования:

1. Подбор и изучение антибиотиков для глаз, часто используемые в медицинских целях.

2. Приготовление питательной среды для культивирования бактерий.

3. Дифференцировка полученных бактерий окраской по Граму.

3. Проведение экспериментов, включающих выращивание колоний бактерий на питательной среде с добавлением бумажных дисков пропитанных различными антибиотиками.

4. Сравнение результатов и анализ полученных данных для выявления эффективности различных антибиотиков на рост кожной микрофлоры.

ГЛАВА 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ И ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ.

1. 1. Состав микрофлоры слизистой оболочки глаза.

Исследования микрофлоры глазных слизистых оболочек показывают, что нормальная микробиота глаза разнообразна и включает в себя как грамположительные, так и грамотрицательные микроорганизмы, а также грибы из рода Candida. Наиболее распространёнными являются: Золотистый стафилококк, Пневмакокк, а также другие виды грамположительных кокков. Они могут быть как условно патогенными, так и вызывать заболевания при ослаблении иммунной системы или нарушении барьерных функций глаза.

1.2 Действующие вещества популярных антибиотиков, применяемых для глаз: сульфацетамид, хлорамфеникол, ципрофлоксацин, левофлоксацин и тобрамицин, и механизмы их действия

Сульфацетамид, хлорамфеникол, ципрофлоксацин, левофлоксацин и тобрамицин - это пять наиболее распространенных антибиотиков, используемых для лечения глазных инфекций. Ниже рассмотрим механизм действия каждого действующего вещества из приложенной инструкции по применению:

С ульфацетамид - относится к офтальмологическим средствам из группы сульфаниламиды. Фармокодинамика, рассматривается в виде конкурентного антогонизма с парааминбензойной кислотой и угнетением дегидроптеросинтетазы, что приводит к нарушению дегидрофолиевой кислоты, необходимой для синтеза пуринов и пиримидинов, тем самым приостанавливает репликацию бактериальной ДНК. Активен в отношении как грамоложительных, так и грамотрицательных бактерий.

Хлорамфеникол – относится к амфениколам – антибиотиков широкого спектра. По фармокодинамике механизм его работы связан с ингибированием синтеза РНК на уровне образования 50S субъединицы рибосомы, тем самым препятствуя синтезу белка. Таким образом он оказывает б актериостатическое действие.

Ципрофлоксацин – относится к антибиотикам ряда фторхинолонов.

Терапевтическое антимикробное действие очень широкого спектра. Он подавляет бактериальную ДНК-гиразу (топоизомеразы II и IV, ответственные за процесс суперспирализации хромосомной ДНК, вокруг нуклеойдной РНК, что необходимо для считывания генетической информации), тем самым нарушая синтез ДНК, рост и деление бактерий. Также оказывает выраженное действие и на клеточную стенку и мембрану бактерий, и вызывает быструю гибель бактериальной клетки. Низкая токсичность для наших клеток, обусловлено тем, что у нас отсутствует фермент ДНК-гираза.

Л евофлоксацин – также препарат из группы фторхинолов (L-изомер).

Т акже подавляет ДНК-гиразу, нарушает спирализацию и сшивку разрывов ДНК,подавляет синтез ДНК, вызывает глубокие морфологические изменения в цитоплазме, клеточной стенке и мембранах микробных клеток. От ципрофлоксацина особо не отличается. Существенно не отличается от предыдущего препарата.

Тобрамицин – относится к группе аминогликозидов.

Оказывает бактерицидное действие, нарушая синтез белка и проницаемость цитоплазматической мембраны микробной клетки. Подавляет рост и развитие грамотрицательных и грамположительных микроорганизмов. (Инструкции по применению; Навашин, 1980)

ГЛАВА 2. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ.

2.1. Методика приготовления питательной среды: мясопептонного агара

Для приготовления мясопептонного агара необходимо подготовить ингредиенты, такие как мясной экстракт, пептон и агар-агар. Мясной экстракт и пептон выступают в роли источника питательных веществ. Агар-агар – для твёрдости среды. Ингредиенты смешиваются с водой и нагреваются до кипения для полного растворения. Затем раствор пропускаются через бумажный фильтр. Далее добавляется агар-агар. После этого раствор перемешивается до равномерного распределения агара. Раствор помещается в чашки «Петри», предварительно выдержанные в кипящей воде в течение 10 минут для уничтожения сторонних микроорганизмов. (Асташкина, 2015)

2.2 Методика окраски по Граму.

1. На фиксированный мазок нанести генцианвиолет, через 10–30 секунд краситель смыть.

2. Нанести раствор Люголя на 1-2 минуты, затем смыть проточной водой.

3. Нанести спирт на 30 – 60 секунд, и промыть водой.

4. Докрасить раствором фуксина в течении 1 – 2 минуты, смыть, высушить на воздухе, и микроскопировать.

Грамположительные бактерии окрашиваются в фиолетовый, а грамотрицательные – в розовый. (Коротяев, 2008)

2.3 Оценка эффективности антибиотиков на основе эксперимента.

В ходе работы со слизистой глаза выросло два типа колоний бактерий, которые отличались цветом: белые и желтые. При переносе культуры бактерий к каждой половине разных чашек Петри добавляются диффузионные диски пропитанные различными антибиотиками, в качестве контроля на ещё одной чашке Петри был добавлен диффузионный диск, пропитанный физиологическим раствором. (Кисленко, 2010)

ГЛАВА 3. РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

3.1 Анализ дифференцировки колоний бактерий при окраске по Граму

Результаты окраски по Граму показали, что обе колонии бактерий, которые были выращены со слизистой глаза были грамположительными, одна из которых - жёлтая была идентифицирована как Staphylococcus (стафилококк), а другая – белая, как Streptococcus (стрептококк).

3.2. Оценка зон ингибирования близ фильтров с антибиотиками при выращивании бактерий на культивируемых средах.

Хлорамфеникол показал выраженную активность против стафилококков, но в отношении стрептококков эффективность практически отсутствовала.

Сульфацетамид также продемонстрировал хорошую активность против стафилококков. Его эффективность была ниже по сравнению с хлорамфениколом, что может быть связано с его узким спектром действия. Но в отношении стрептококков эффективность также практически отсутствовала. Колонии не развивались лишь на самом диффузионном диске.

Ципрофлоксацин показал наибольшую эффективность в подавлении роста бактерий обоих колоний, как стафилококков, так и стрептококков. Образовались четкие зоны подавления роста, особенно в области стафилококков, что подтверждает его широкий спектр действия и высокую активность против грамположительных микроорганизмов.

Левофлоксацин показал качественые результаты при воздействии как на обе колонии.

Тобрамицин показал среднюю активность в отношении колоний стафилококков и стрептококков. Однако в сравнении с ципрофлоксацином и левофлоксационом, его эффективность была несколько ниже.

3.2. Оценка соотношения цена качество участвующих препаратов.

Таблица 1. Соотношение эффективности и стоимости антибиотика

При анализе соотношения цена - качество мы пришли к следующим выводам:

Ципрофлоксацин наиболее эффективно подавил рост обеих колоний бактерий как жёлтого, так и белого цветов. К тому же данное действующее вещество в составе лекарственного препарата имеет самую низкую среднюю стоимость в аптеках нашей области. (табл.1)

ВЫВОД

Эксперимент показал, что ципрофлоксацин является наиболее эффективным в борьбе с бактериями, остальные же антибиотики также показали должное воздействие, но уступают в соотношении цена-качество. Следовательно, из перечня ранее перечисленных препаратов следует выбирать ципрофлоксацин.

В дальнейшем целесообразно продолжить исследование с целью определения оптимальных дозировок и частоты применения препаратов, а также более глубокого анализа их воздействия на флору глазных слизистых оболочек.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Асташкина А.П. Приготовление питательных сред и культивирование микроорганизмов : методические указания к выполнению лабораторной работы по дисциплинам «Микробиология», «Фармакология, биохимия, микробиология» и «Биотехнология» для студентов ИПР, ИФВТ дневной формы обучения / сост. А.П. Асташкина ; Томский политехнический университет. – Томск : Изд-во Томского политехнического университета, 2015 – 19 с.

2. Егоров, Н. С. Основы учения об антибиотиках / Н.С. Егоров. - М.:Издательство МГУ, Наука, 2004 - 528 c.

3. Кисленко В.Н. Иммунологические методы диагностики, новосибирск-2010 -235 с.

4. Коротяев А.И., Бабичев С.А. Медицинская микробиология, иммунология и вирусология, 2008 -121 с.

5. Навашин, С. М. Справочник по антибиотикам / С.М. Навашин, И.П. Фомина. - Л.: Медицина, 1980 - 416 c.

6. Поздеев О.К. Медицинская микробиология, с. 351-357, М., Гэотар-мед, 2002

7. «Левофлоксацин» - Инструкция по применению, ООО «Гротекс», Россия, 2024

8. «Хлорамфеникол» - Инструкция по применению, ЛЕКО ЗАО, Россия, 2024

9. «Сульфацетамид» - Инструкция по применению, ООО «Гротекс», Россия, 2024

10. «Тобрамицин» - Инструкция по применению, Новаратис Фарма АГ, Швейцария – 2024

11. «Ципрофлоксацин» - Инструкция по применению, Д-р Реддис Лабароторис ЛТД, Индия, 2024