Стафилококк – симптомы, виды, причины возникновения и лечение заболевания

Возбудитель стафилококка — Staphylococcus aureus — это грамположительные неподвижные и не образующие спор анаэробные бактерии, которые имеют округлую форму (форму кокка) и растут гроздьями, поэтому фактически название микроорганизма означает “золотая гроздь винограда”.

О заболевании

При выращивании в чашке Петри с кровяным агаром колонии золотистого стафилококка имеют характерный золотисто-желтый цвет, отсюда и соответствующее название. Этот микроорганизм чрезвычайно распространен, им колонизировано около четверти населения планеты.

Обычно он распространяется в носовой полости, паховой области, подмышках и других частях кожи, но в большинстве случаев является нормальной частью кожной флоры человека и не вызывает никаких проблем.

Однако при увеличении количества бактерий на коже, они начинают проникать в глубокие слои кожи через микротрещины и могут привести к кожным инфекциям и абсцессам.

Патологические процессы могут затрагивать не только различные внутренние органы, такие как печень, почки, селезенка, головной мозг, но и мышцы, кости и суставы, что ведет к крайне плачевным последствиям, поэтому при подозрении на наличие инфекции, следует немедленно обратиться к доктору.

Виды стафилококковых инфекций

Выделяют несколько наиболее распространенных видов стафилококков:

●     Гемолитический стафилококк.

Чаще всего эта инфекция поражает верхние дыхательные пути, вызывая гнойную ангину, фарингит, тонзиллит, бронхит и другие воспалительные заболевания. Данные бактерии очень устойчивы и трудно поддаются терапии.

●     Золотистый.

Данный микроорганизм чрезвычайно устойчив почти ко всем видам антибиотиков пенициллинового ряда, антисептикам, высоким температурам, активным прямым солнечным лучам. Он вызывает различные поражения кожи, такие как экзема, абсцесс, фурункулы, поражения желудочно-кишечного тракта, верхних дыхательных путей, слизистых оболочек, в худшем случае приводит к токсическому шоку.

●     Эпидермальный.

Этот микроорганизм обитает на поверхности кожи и слизистых любого здорового человека и не несет никакого вреда. Но, если эта бактерия попадает в кровь человека с ослабленным иммунитетом, что чаще всего происходит при хирургических операциях, использовании неправильно обработанных инструментов, катетеров, происходит заражение крови, что ведет к воспалению внутренней оболочки сердца.

●     Сапрофитный.

Несмотря на то, что этот вид наименее опасный, при заражении он приводит к общей интоксикации организма, вследствие выделения опасных токсинов и ферментов в процессе своей жизнедеятельности. Данные микроорганизмы часто становятся возбудителями воспаления уретры и мочевого пузыря. Преимущественно это характерно для женщин в силу анатомических особенностей строения их мочеполовой системы. При отсутствии лечения цистит влечет за собой воспаление почек и проблемы с зачатием ребенка.

Симптомы и формы стафилококка у взрослых и детей

Симптомы, которые ощущает больной, сильно разнятся в зависимости от способа и места инфицирования и состояния иммунитета. Но можно выделить ряд наиболее характерных признаков:

●     повышенная температура;

●     нагноение порезов, отечность, гнойные высыпания на коже и слизистых, зуд и покраснение глаз;

●     отсутствие обоняния и носового дыхания;

●     першение в горле, болезненность при глотании, сухой кашель;

●     тошнота, рвота, общее ослабленное состояние;

●     сильные головные боли, приступы эпилепсии, сильная одышка;

●     болезненные ощущения в суставах.

Одной из самых распространенных форм стафилококков у взрослых людей является его бессимптомное носительство. Здоровый человек не ощущает каких-либо признаков заболевания до тех пор, пока не появится провоцирующий фактор, который даст толчок развитию болезни.

Для женщин наиболее опасен сапрофитная форма, способная привести к возникновению цистита. Это связано с тем, что уретра женщин располагается очень близко к влагалищу, из-за чего велика вероятность попадания патогенной микрофлоры, в том числе и палочки стафилококка, в уретральный канал, а затем и в мочевой пузырь, вызывая его воспаление.

Так как маленькие дети не обладают окрепшей иммунной системой, риск развития инфекции у ребенка достаточно велик. Причем привести к серьезным осложнениям у детей могут даже те виды стафилококка, которые во взрослом возрасте практически не вызывают проблем. Особенную опасность представляет стафилококк у детей в возрасте до года, так как он с легкостью, в кратчайшие сроки способен распространиться по организму и привести к серьезным последствиям вплоть до летального исхода.

Причины возникновения

Наиболее часто бактерия попадает в организм человека через ранки и микротрещины на коже. Инфекция, проникнув через рану, начинает размножаться в крови, распространяясь по организму и поражая легкие, сердце, мозг, печень, почки, суставы.

При стафилококке заболевания могут быть самые различные такие, как пневмония, менингит, остеомиелит, эндокардит, сепсис и многие другие.

Заражение инфекцией стафилококк может произойти следующими способами:

●     Контактно-бытовым путем при использовании личных предметов больного;

●     Воздушно-капельным при близком общении с зараженным;

●     Фекально-оральным на грязных фруктах, овощах и других продуктах питания, грязных посуде и руках;

●     Вертикальным при прохождении ребенка через родовые пути зараженной матери при родах.

●     Нередко инфицирование происходит во время хирургического вмешательства через медицинский инструментарий и во время проведения различных манипуляций.

Диагностика

Диагностировать наличие инфекции может только врач по результатам проведенного анализа на стафилококк.

Стоит помнить, что проведение анализа рекомендуется только, если присутствуют симптомы болезни. Наличие бактерии в биологическом материале может означать то, что человек является ее носителем, что само по себе является нормой.

Для анализа осуществляется забор материала из области, где предположительно развивается инфекция. Чтобы обнаружить патологический процесс проводятся несколько тестов, чтобы отследить динамику размножения бактерий. Если их число стремительно увеличивается, можно диагностировать наличие стафилококковой инфекции. Также дополнительный анализ позволит определить конкретный вид инфекции, чтобы доктор смог подобрать персональную схему лечения.

Лечение

Лечение стафилококка может проводиться хирургическим способом при наличии гнойного поражения в области заражения. Также может потребоваться удалить инфицированный имплант, катетер и пр.

В качестве консервативного лечения стафилококка применяют антибиотики, антибактериальные средства в сочетании с иммуномодулирующей терапией. Препараты подбираются с учетом устойчивости стафилококка к большому ряду медикаментов. Большую эффективность показало применение бриллиантового зеленого раствора для обработки зараженных ран.

Какие анализы необходимо сдать

В первую очередь, для определения наличия инфекции сдается анализ на стафилококк.

При заболеваниях дыхательных путей сдают мазок из носо- и-ротоглотки, при цистите — мочу, при расстройстве ЖКТ — кал, при кожных поражениях — соскоб с кожи, а, если есть подозрения на обширное заражение, сдают кровь.

Также перед тем как начать лечение с применением антибиотиков, требуется сдать анализ на резистентность к этим медикаментам.

К какому врачу обращаться

Запущенными случаями заболевания занимается инфекционисту.

Но если у вас только появились подозрения и вы хотите получить точный диагноз, для начала вам следует обратиться к терапевту, с детьми – к педиатру. Доктор проведет диагностику и на основании полученных результатов выпишет вам направление к необходимому врачу.

Профилактика стафилококка

Главной мерой профилактики заражения стафилококком является постоянное соблюдение правил гигиены. После пребывания в общественных местах или контакта с предметами общественного пользования необходимо тщательно мыть руки с мылом. Также важно не контактировать с главным источником заражения стафилококком — больными людьми.

Как предотвратить заболевание

Чтобы предотвратить распространение стафилококка в организме и последующее развитие болезни, необходимо укреплять иммунитет. Для этого рекомендуется вести здоровый образ жизни, заниматься физической активностью, правильно питаться, соблюдая баланс витаминов и всех необходимых микроэлементов, потреблять достаточное количество воды.

Крепкий иммунитет сдержит активность патогенного микроорганизма в пределах безопасной нормы.

Будьте здоровы, дорогие пациенты!

Записаться на прием

Введите пожалуйста свои данные

Симптомы и лечение золотистого стафилококка у взрослых и детей

Золотистый стафилококк – признаки и лечение. Симптомы золотистого стафилококка в кишечнике у взрослых

Золотистый стафилококк – аэробная бактерия, отличающаяся шарообразной формой и неподвижностью. Может провоцировать развитие разных заболеваний у детей. У взрослых встречается крайне редко. Анализ на золотистый стафилококк поможет выявить его присутствие в окружающей среде – на игрушках и посуде, постельном белье и коже человека, как абсолютно здорового, так и больного.

Классификация инфекции

В медицине выделяют две формы стафилококковой инфекции – генерализованную и очаговую. В первом случае речь идет о сепсисе, когда все системы и органы заражены стафилококком. Сепсис – опасное состояние, которое часто заканчивается летальным исходом даже на фоне оказания квалифицированной медицинской помощи.

Чаще диагностируется очаговая форма стафилококковой инфекции, когда выявляются заболевания кожных покровов, костной ткани, суставов. Отдельно врачи выделяют пищевое отравление токсинами – с характерными симптомами золотистого стафилококка в кишечнике у взрослых.

Стафилококковая инфекция может протекать в легкой, средней и тяжелой степени, острой или хронической форме.

Симптомы стафилококковой инфекции

Аэробную бактерию можно найти на поверхности кожи даже у здорового человека, поэтому удивляться ее наличию не стоит. Инфекция разовьется только в том случае, если «сработают» провоцирующие факторы – сниженный иммунитет, вирусное заболевание, хирургическое вмешательство, травмы, половая инфекция и так далее. Принято считать, что после лабораторного исследования посевов биоматериала, взятого из разных мест организма, можно выявить истинную угрозу наличия стафилококка. Врачи различают несколько степеней присутствия колоний аэробной бактерии. Если колоний обнаружено в пределах 10, а степень равна 6, то это высшая граница нормы. Более высокие показатели будут свидетельствовать о выраженной патологии. Получив результат анализа «золотистый стафилококк на коже 10 в степени 5», беспокоиться не нужно – лечение будет непродолжительным и обязательно с положительным результатом.

Заболевания, вызванные рассматриваемой аэробной бактерией, не имеют каких-либо отличительных признаков. Если золотистый стафилококк поражает горло, то у человека может развиться ангина, фарингиты и ларингиты, отличающиеся тяжелым течением с высокой температурой тела и сильной слабостью. Заболевания дыхательной группы с частыми рецидивами считаются основным признаком присутствия бактерии в зеве.

Кроме этого, золотистый стафилококк может быть выявлен:

• в костной ткани – инфекция проникает при переломах или тяжелых ранениях;
• в фурункулах, карбункулах и абсцессах – как правило, инфицируется волосяная луковица, и процесс воспаления запускается снова и снова даже на фоне проводимого лечения;
• на коже – у ребенка появляются высыпания, дерматиты.

Нередко выявляется золотистый стафилококк у грудничка в кале. Диагностироваться это может еще в роддоме – инфицирование происходит во время тяжелых родов на фоне сниженного иммунитета у недоношенных детей или младенцев с врожденными патологиями.

Самое тяжелое состояние при инфицировании аэробной бактерией – токсический шок. Он отличается характерными симптомами – резким повышением температуры до критических показателей, тошнотой, острой болью в голове, сыпью на теле, появлением гнойного отделяемого из имеющихся ран. В таком случае никакие исследования не проводятся – только золотистый стафилококк может вызвать данное состояние. Назначается срочная терапия.

Лечение золотистого стафилококка

Антибиотики против золотистого стафилококка не всегда эффективны, поэтому их назначают лишь на начальной стадии развития заболевания. Эффективными будут только антибиотики последнего поколения – цефалоспорины и другие непенициллинового ряда.

Чаще всего врачи применяют комбинированную терапию. Если требуется лечение золотистого стафилококка в горле у ребенка, то будут назначены:

• обработка слизистой антисептическими растворами – хлорфиллиптом;
• иммуностимулирующие препараты;
• антистафилококковый бактериофаг.

Многих интересует, как вылечить золотистый стафилококк в зеве, который вызывает частые ангины, ларингиты, тонзиллиты. Без назначений врача не обойтись – привычные лекарственные препараты не помогают либо дают кратковременный эффект выздоровления. Специалист даст рекомендации по обработке слизистой глотки антисептическими растворами, проведет исследование на восприимчивость бактерии к антибиотикам и сделает медикаментозные назначения.

Чаще всего колонии рассматриваемых бактерий обнаруживаются в носу – они могут годами там находиться и не вызывать никаких заболеваний. Если же ребенок часто простужается, имеет отставание в росте и развитии, то хронических патологий не избежать. Как лечить золотистый стафилококк в носу у детей:

• госпитализировать ребенка в лечебное учреждение;
• проводить ежедневную санацию слизистой носа и глотки, так как имеется большой риск распространения инфекции;
• выполнять назначения врача для снятия тяжелых симптомов.

Независимо от того, какой именно орган поражен стафилококком, обязательно будут назначаться витамины, иммуномодуляторы и пробиотики для восстановления кишечной микрофлоры.

Длительность лечения стафилококковой инфекции – от 7 до 30 дней, что зависит от своевременности диагностирования заболевания и выявления больших колоний бактерии. Если терапия проводится в точном соблюдении назначений лечащего врача, то прогноз по заболеванию благоприятный.

Более подробно о том, как передается золотистый стафилококк и какие симптомы укажут на наличие аэробных бактерий, можно узнать на нашем сайте Добробут.ком.

Стафилококковая инфекция

«Стафилококк» — это сокращенное название распространенной бактерии, которая называется «золотистый стафилококк». Бактерии стафилококка часто присутствуют на коже, не вызывая инфекции. Инфекция развивается, если они проникают под кожу. Это вызывает покраснение, болезненную чувствительность, отекание и иногда жидкие выделения.

МРЗС означает «метициллин-резистентный золотистый стафилококк» («Methicillin-Resistant Staph Aureus») В отличие от обычной стафилококковой инфекции, бактерии МРЗС устойчивы к воздействию обычных антибиотиков (antibiotics) и сложнее поддаются лечению. Кроме того, бактерии МРЗС более токсичны, чем обычные бактерии стафилококка. Они могут быстро распространяться в организме и вызывать опасное для жизни заболевание.

МРЗС передается при непосредственном физическом контакте с бактериями. МРЗС также передается через предметы, зараженные человеком, являющимся носителем бактерий, такие как повязки, полотенца, постельное белье или спортивный инвентарь. Обычно бактерии не передаются через воздух. Однако они могут передаваться при непосредственном контакте с жидкостью, выделяемой при кашле или чихании. Если у вас кожная инфекция МРЗС, существует риск рецидива в будущем.

При подозрении на инфекцию МРЗС врач может сделать посев выделений из раны (wound culture) для подтверждения диагноза. При наличии абсцесса он может быть дренирован. Вероятно, вам будет назначен один или несколько антибиотиков, которые действуют на МРЗС.

Уход в домашних условиях

• Принимайте антибиотики в точном соответствии с назначением. Даже если вы почувствовали себя лучше, не прекращайте принимать их, пока они не закончатся, или до тех пор, пока не получите указание прекратить их прием от своего лечащего врача.

• Если вам была назначена мазь с антибиотиком, применяйте ее в соответствии с полученными указаниями.

• В течение 5 дней ежедневно мойте все тело (от волосистой части головы до пальцев ног) специальным мылом. Два раза в день чистите ногти пальцев рук в течение 1 минуты щеткой со специальным мылом.

• Раны должны быть закрыты чистыми и сухими повязками. Если повязки загрязнились, их необходимо заменить. Каждый раз, когда вы меняете повязку или касаетесь раны, тщательно мойте руки.

• Если у вас наращенные ногти или лак на ногтях, их необходимо снять.

Лечение членов семьи

Если у вас диагностировано возможное заражение инфекцией МЗРМ, ваши близкие, живущие вместе с вами, подвержены более высокому риску наличия бактерий на коже или в носу, даже при отсутствии признаков инфекции. Бактерии необходимо удалить с кожи всех членов семьи одновременно, чтобы они не передавались от одного к другому. Проинструктируйте их, как следует удалить бактерии:

• Члены семьи должны использовать специальное мыло, как описано выше.

• Если у кого-либо из членов семьи имеется кожная инфекция, ее должен лечить врач. Чтобы вылечить инфекцию МРЗС, мытья не достаточно.

• Очистите столешницы и детские игрушки.

• Каждый член семьи должен пользоваться только своими предметами личного обихода, такими как зубные щетки или бритвенные станки. При этом пользоваться общими очками, тарелками и столовыми приборами разрешается.

Предотвращение распространения инфекции.

• Часто мойте руки простым мылом и теплой водой. Обязательно очищайте зоны под ногтями, между пальцами и запястья. Вытирайте руки одноразовыми полотенцами (например, бумажными). Если нет возможности воспользоваться мылом и водой, можно использовать антисептик для рук на основе спирта. Втирайте антисептик по всей поверхности рук, пальцев и запястий до полного высыхания.

• Не пользуйтесь чужими предметами личного обихода, такими как полотенца, бритвенные станки, одежда или униформа. Стирайте постельное белье, полотенца и одежду в горячей воде со стиральным порошком. Устанавливайте для сушилки режим высокой температуры, чтобы убить оставшиеся бактерии.

• Если вы посещаете тренажерный зал, до и после каждого применения протирайте инвентарь антисептиком на основе спирта. Также протирайте все ручки и места, за которые беретесь руками.

• Если вы занимаетесь спортом, после каждой тренировки принимайте душ с обычным мылом. Каждый раз после душа используйте чистое полотенце.

Последующее наблюдение

Приходите на контрольные приемы, назначенные вашим врачом, или в соответствии с указаниями, полученными от наших сотрудников. Если был сделан посев выделений из раны, получите результаты в указанное время. Если в ваш курс лечения будут внесены какие-либо изменения, вам о них сообщат.

Если у вас был диагностирован МРЗС, в будущем вам необходимо будет сообщать медицинскому персоналу о том, что вы проходили лечение от этой инфекции.

Когда необходимо обратиться за медицинской помощью

В любом из следующих случаев обратитесь в обслуживающее вас медицинское учреждение:

• Усиливающееся покраснение, опухание или боль

• Красные полосы в коже вокруг раны

• Слабость или головокружение

• Появление гноя или выделений из раны

• Температура выше 100,4 ºF (38,0 ºС) или в соответствии с указаниями вашего лечащего врача

Ученые нашли способ справиться с золотистым стафилококком

22.08.2019

Серьезные инфекции, вызванные бактериями вида золотистый стафилококк (S. aureus), часто сложно поддаются лечению из-за того, что возбудители оказываются устойчивыми к противомикробным препаратам. Но ученые из Медицинской школы Университета Северной Каролины нашли способ исправить ситуацию: они выяснили, как сделать эти опасные бактерии более восприимчивыми к действию распространенных антибиотиков.

Рассчитать стоимость лечения

В статье, опубликованной в научном издании Cell Chemical Biology, американские исследователи рассказали о своем недавнем открытии. Они обнаружили, что молекулы из семейства полисахаридов – рамнолипиды – могут в сотни раз усиливать действие аминогликозидных антибиотиков, таких как тобрамицин, против S. aureus, включая живучие штаммы, которые иными способами одолеть невозможно. По словам ученых, рамнолипиды видоизменяют мембраны клеток золотистого стафилококка, делая их более гибкими и податливыми, что облегчает проникновение в них антибиотика.

«Существует огромная потребность в новых – более эффективных – методах борьбы с бактериями, которые хорошо переносят лечение стандартными антибиотиками или развивают устойчивость к ним, – говорит главный автор исследования Брайан Конлон, доцент кафедры микробиологии и иммунологии Медицинской школы Университета Северной Каролины. – В поисках таких методов мы обнаружили, что изменение проницаемости клеточных мембран бактерий для лучшего поглощения ими аминогликозида является чрезвычайно эффективной стратегией в борьбе с золотистым стафилококком».

S. aureus считается самым опасным из всех распространенных стафилококков. Он может вызывать широкий спектр заболеваний, начиная с легких кожных инфекций до смертельно опасных состояний, таких как пневмония, менингит и сепсис. Этот вид бактерий входит в пятерку наиболее частых причин внутрибольничных инфекций, часто вызывая послеоперационные раневые инфекции. Порядка 30% населения мира являются постоянными носителями золотистого стафилококка, который может жить на кожных покровах и слизистых оболочках верхних дыхательных путей.

По данным американского Центра по контролю и профилактике заболеваний, в 2017 году S. aureus стал причиной почти 120 000 случаев серьезных инфекций кровотока в США, из которых 20 000 оказались смертельными. 

Стандартные методы борьбы с большинством штаммов золотистого стафилококка оказываются неэффективными либо потому, что бактерии генетически приобрели устойчивость к определенным антибиотикам, либо потому, что они растут в организме особым образом, который изначально делает их менее уязвимыми. Например, S. aureus способен адаптировать свой метаболизм для выживания в зонах с низким содержанием кислорода – в тканях с гнойным воспалением или заполненных слизью легких у людей с муковисцидозом. В таких средах мембрана бактерий становится относительно непроницаемой для аминогликозидных антибиотиков, таких как тобрамицин.

Брайан Колнон и его коллеги, включая первого автора исследования Лорена Радлински, два года назад обнаружили, что рамнолипиды значительно усиливают действие тобрамицина против стандартных тест-штаммов золотистого стафилококка. Эти полисахариды представляют собой маленькие молекулы, продуцируемые бактериями вида Pseudomonas aeruginosa, известными как синегнойная палочка, и служат их естественным оружием в конкурентной борьбе с другими микроорганизмами в дикой природе. В высоких дозах они продырявливают клеточные мембраны бактерий-противников.

Тогда ученые выяснили, что рамнолипиды существенно увеличивают поглощение молекул тобрамицина, даже в низких дозах, в которых они не имеют собственного антибактериального действия. В новом исследовании они испытали комбинацию рамнолипида и тобрамицина против популяций S. aureus, с которыми в обычной клинической практике справиться не удается. Ученые обнаружили, что полисахариды усиливают действие тобрамицина против:

• бактерий S. aureus, растущих в областях с низким содержанием кислорода;
• метициллин-резистентных S. aureus, представляющих собой семейство опасных разновидностей золотистого стафилококка с генетически приобретенной устойчивостью к лекарственным препаратам;
• тобрамицин-резистентных штаммов S. aureus, выделенных у пациентов с муковисцидозом;
• устойчивых форм S. aureus, которые обычно имеют сниженную восприимчивость к антибиотикам, потому что растут очень медленно.

«Дозы тобрамицина, которые обычно мало или вовсе не влияют на эти популяции S. aureus, быстро убивают их в сочетании с рамнолипидами», – говорит доктор Радлински.

Ученые установили, что даже в низких дозировках рамнолипиды способны видоизменять мембрану бактерий золотистого стафилококка, делая ее намного более проницаемой для аминогликозидных антибиотиков. Каждый из препаратов этого семейства, которые они протестировали, включая тобрамицин, гентамицин, амикацин, неомицин и канамицин, демонстрировали повышенную эффективность. Более того, эксперименты показали, что эта стратегия, подразумевающая усиление их действия, работает не только с S. aureus, но и с некоторыми другими видами бактерий, в том числе Clostridium difficile, которая является основной причиной серьезных, часто фатальных диарейных заболеваний среди пожилых людей и пациентов в больницах.

Рамнолипиды бывают разных типов, и сейчас ученые надеются выяснить, существуют ли среди них оптимальный тип, который будет максимально эффективно бороться с другими бактериями, будучи мало или вовсе нетоксичным для человеческих клеток. Команда также планирует изучить другие виды молекул, являющиеся природным оружием одних бактерий против других, чтобы отыскать новые способы повысить эффективность существующих антибиотиков.

Получить цены

«Существует множество видов бактериального межвидового взаимодействия, которые потенциально могут влиять на действие наших антибиотиков, – говорит доктор Радлински. – Мы стремимся отыскать их с единственной целью – повысить эффективность современных препаратов и замедлить рост устойчивости к антибиотикам».

1. 5
2. 4
3. 3
4. 2
5. 1

(42 голоса, в среднем: 3.6 из 5)

Посев на золотистый стафилококк и чувствительность к антибиотикам

Микробиологическое исследование, позволяющее выявить инфицированность золотистым стафилококком и определить количество возбудителя.
Золотистые стафилококки (Staphylococcus aureus) – грамположительные условно-патогенные бактерии рода Staphylococcus, являющиеся наиболее частой причиной стафилококковых, в частности внутрибольничных, инфекций. Золотистые стафилококки в норме могут располагаться на коже, слизистой оболочке носа и реже в гортани, влагалище, кишечнике. Они встречаются у 30 % здоровых людей.
Если у человека слабая иммунная система или нарушен нормальный состав микрофлоры, то при повреждении кожи (слизистых оболочек) золотистый стафилококк может приводить к разнообразным местным и системным инфекционно-воспалительным поражениям:

• кожи (карбункулам, импетиго, фолликулиту),
• молочных желез (маститу),
• дыхательных путей и ЛОР-органов (тонзиллиту, гаймориту, отиту, фарингиту, лариноготрахеиту, пневмонии),
• мочевыводящих путей (уретриту, циститу, пиелонефриту),
• пищеварительной системы (энтеритоколиту, аппендициту, перитониту, парапроктиту, холециститу),
• костно-суставной системы (остеомиелиту, артриту).

В отдельных случаях возможна генерализация инфекции с развитием септикопиемии. Производимый золотистым стафилококком энтеротоксин вызывает пищевые отравления и синдром токсического шока. Основные источники инфекции: здоровые (носители) и больные люди, домашние и сельскохозяйственные животные, а также пища, содержащая возбудителя инфекции (чаще всего это сахаросодержащие молочные продукты). Инфицирование может происходить контактным и воздушно-пылевым путем. Возможно аутоинфицирование.
Для идентификации золотистого стафилококка проводится посев клинического материала на питательные среды, где при наличии S. aureus через 18-24 часа наблюдается рост колоний золотистого цвета.
Определение количества бактерий может потребоваться, например, чтобы понять, нужно ли проводить лечение: в некоторых случаях, если количество небольшое, лечение не проводится. Решение о его необходимости зависит от клинических проявлений, а также от количества стафилококка. При небольшом содержании микробов и отсутствии симптоматики лечение может вообще не понадобиться, т. к. и в норме на слизистой могут находиться эти микробы. Стафилококк в кишечнике обнаруживается постоянно, это не повод для лечения, но если его количество превышено, тогда нужны меры (бактерия может вызывать колики и расстройства). Стафилококк в мазке без симптомов вагинита также является нормой, в то время как большие количества стафилококка в мазке, наряду с повышением лейкоцитов, требуют лечения.
Наличие стафилококка не обязательно означает инфекцию, это может быть бессимптомное носительство, например при посеве мазков из носа и зева носительством считается количество бактерий до 103. Однако более высокие показатели говорят нам о золотистом стафилококке как о причине заболевания, и это уже далеко не бессимптомное носительство.
Многое зависит от возраста пациента. Например, золотистый стафилококк в количестве 104 является вполне нормальным показателем для детей старше 1 года, но у грудных детей в таком количестве уже потребует лечения.
В любом случае наличие стафилококка при отсутствии симптомов болезни – еще не повод к назначению лекарств.
Количество стафилококка может определяться до и после лечения. Если выясняется, что рост возбудителя обильный, значит, инфекция набирает обороты, предыдущая терапия была неудачной и срочно требуется новый курс лечения; умеренный и скудный рост микроорганизмов по результатам последних анализов говорит об успешности терапии. Кроме того, в дальнейшем необходимо контролировать количество стафилококков в течение 1 или 2 месяцев после пройденного лечения.
Отмечено также, что после пребывания больных в хирургической клинике стафилококк обнаруживался у них вдвое чаще, чем при поступлении. У больных, поступающих в стационары, наблюдается замена антибиотикочувствительных стафилококков на антибиотикоустойчивые.
Лечение больных стафилококковой болезнью препаратами пенициллина или другими давно применяемыми антибиотиками часто остаётся безрезультатным, поскольку такие препараты нередко только усугубляют тяжесть течения инфекции. Поэтому так важно установить, какие антибиотики будут эффективны при лечении стафилококка.

Используется исследование:

• Для определения целесообразности лечения.
• Для дифференциации бактерионосительства и опасного инфицирования.
• Для контроля за состоянием пациента после проведенного лечения.
• Для того чтобы подтвердить, что стафилококк является причиной возникшего заболевания (об этом свидетельствуют высокие показатели посева).

Что означают результаты?
Референсные значения: нет роста.
Золотистый стафилококк в мазке в небольших количествах является частью нор¬мальной микрофлоры человека. Значительное повышение стафилококка в мазке может быть симптомом воспалительного процесса, кожных инфекций (угри и пр.) и смертельно опасных заболеваний (пневмония, остеомиелит, эндокардит и др.). Результат посева интерпретирует врач исходя из того, в каком количестве выделены микроорганизмы. Также прилагается заключение о чувствительности стафилококка к различным антибиотикам, в зависимости от которого назначается лечение теми или иными препаратами.

Исследование проводить до начала или через 2 недели после окончания антибактериальной, антимикотической терапии. Собирается утром натощак до чистки зубов или через 2-3 часа после еды и питья. Перед взятием не надо полоскать рот. Забирается специалистом.

О стафилококке и стафилококковой инфекции — Министерство здравоохранения ПМР

Стафилококки — это целый род микроорганизмов, на сегодня известно уже 27 видов, при этом 14 видов обнаружены на коже и слизистых оболочках человека. Большинство стафилококков абсолютно безвредны. Из упомянутых 14 видов, чаще всего три способны вызывать болезни: золотистый стафилококк (самый распространенный и вредоносный), эпидермальный стафилококк (также патогенный, но гораздо менее опасный, чем золотистый) и сапрофитный стафилококк – практически безвредный, тем не менее, также способный вызывать заболевания.         

Практически все связанные со стафилококком медицинские проблемы подразумевают присутствие именно золотистого стафилококка,  обладающего удивительной живучестью: не теряет активности при высушивании, 12 часов живет под воздействием прямых солнечных лучей, в течение 30 минут выдерживает температуру в 80⁰ С, не погибает в чистом этиловом спирте, не боится перекиси водорода.

Стафилококки распространены повсеместно, их можно обнаружить практически на любом участке человеческого тела и окружающих предметах. В течение первой недели жизни у 90% новорожденных в полости носа выявляется золотистый стафилококк. В первые два года жизни у 20% детей обнаруживаются золотистые стафилококки в полости носа, а к 4-6 годам они обнаруживаются у 30-50%, у взрослых носительство колеблется в пределах 12-50%.

Важно всегда разграничивать такие понятия, как стафилококк и стафилококковая инфекция. Золотистый стафилококк является условно-патогенным микроорганизмом, представителем нормальной человеческой микрофлоры. Термин «условно-патогенный» означает, что стафилококк вызывает заболевание лишь при определенных обстоятельствах. Он может находиться в организме долгое время (хоть всю жизнь), не причиняя человеку вреда и должны создаться определенные условия, чтобы он вызвал болезнь. А именно – ослабление иммунитета. Если иммунная защита человека работает нормально, стафилококк существует в организме, не причиняя «хозяину» никакого беспокойства. Если иммунитет дает сбой, стафилококк может атаковать организм человека, что ведет к появлению самых различных болезней (более ста наименований): от относительно легких кожных гнойничковых инфекций до таких  тяжелых процессов как пневмония (воспаление легких),  менингит (воспаление оболочек мозга), остеомиелит (поражение костей), сепсис (воспалительный процесс во всех органах человека или «заражение крови»), токсический шок и другие.Самая распространенная токсическая стафилококковая болезнь – пищевая  токсикоинфекция.

Безусловно, стафилококковые инфекции подлежат лечению. Этим занимаются врачи различных специальностей. Лечение стафилококковых болезней — удивительно сложная задача, ибо нет микроба, способного сравниться со стафилококком по способности вырабатывать устойчивость к антибиотикам и другим антибактериальным средствам.  Поэтому  лечение необходимо назначать только после определения чувствительности к антибактериальным средствам. С этим согласны все специалисты.

Сложнее обстоят дела при здоровом носительстве, когда микроб присутствует в организме человека (например, на слизистой носоглотки), но заболевание не развивается вследствие равновесия факторов агрессии микроба и защитных сил иммунной системы человека. Вместе с тем, носитель может представлять серьезную опасность для окружающих. Особенно опасен такой человек, если он работает в пищевой отрасли (повар, раздатчик готовых блюд), в медицине (медицинская сестра детского отделения, врач хирург или акушер-гинеколог и др.).

Вопросы лечения  носительства золотистого стафилококка будоражат медицинскую общественность не одно десятилетие. Когда с этой условно-патогенной бактерией нужно бороться, а когда — нет?  Что делать с устойчивым штаммом? Чем его лечить?

Носительство без симптомов лечить не нужно! Ничем и никогда. Живите спокойно и забудьте об этом анализе.  Если у совершенно здорового ребенка или взрослого вдруг в посеве кала (грудного молока, мазка из носоглотки, зева, влагалища и так далее) высевается золотистый стафилококк, лечить его не имеет никакого смысла.

При носительстве с симптомами нужно быть полностью уверенным, что они имеют отношение к золотистому стафилококку. Только в таком случае, после консультации врача, можно брать рецепт и идти в аптеку.

Обязательному лечению подлежат люди, которые, будучи носителями стафилококка, при исполнении своих  профессиональных обязанностей могут вызвать возникновение стафилококковой инфекции у других людей. Список профессий, представители которых подлежат лечению в связи с носительством стафилококка, оговорен специальным директивным документом. Помимо медицинских работников в него входят, например, работники сферы общественного питания. Опасность стафилококконосительства в этой категории состоит еще и в том, что стафилококки могут попасть в приготавливаемую пищу и вызвать массовое заболевание пищевой токсикоинфекцией.  Также имеет смысл проходить лечение здоровым носителям стафилококка, проживающим совместно с людьми, которые страдают повторными стафилококковыми инфекциями (например, фурункулезом) или тяжелыми хроническими болезнями.

Лечение носительства золотистого стафилококка антибиотиками нецелесообразно. В арсенале специалистов достаточно других средств. Лечение антибиотиками дисбактериоза с высоким содержанием стафилококка вовсе противопоказано, так как это приведет к противоположному результату – более интенсивному размножению стафилококка.

Профилактика стафилококковой инфекции включает в себя: соблюдение правил личной гигиены, отказ от вредных привычек, здоровое питание и полноценный сон. Необходимо избегать общих переохлаждений и перегревов, своевременно обрабатывать антисептиками (йод, зеленка) микротравмы кожи. Необходимо выявлять и лечить носителей золотистого стафилококка, особенно работающих в учреждениях здравоохранения и общественного питания, на время лечения такие лица не допускаются к исполнению своих обязанностей

Ни в коем случае не отчаивайтесь, если у Вас обнаружен  стафилококк. Победить его можно, сделать это будет легче при своевременном обращении к врачу и четком выполнении рекомендаций по лечению и профилактике, впрочем, это правило относится к любому заболеванию. Всегда согласовывайте свои действия с врачом.

Будьте здоровы.

Врач эпидемиолог                                                                                                                             С. С. Пынзарь

«Страшный зверь» стафилококк / «Мой кроха и я»

Сентябрь 2010

Наталия Рубина; консультанты: Ирина Перрэн, заведующая педиатрическим отделением Европейского Медицинского Центра; Наталья Таран, неонатолог, к. м. н., научный I сотрудник научно-консультативного отделения 1 НИИ Питания РАМН

Сразу после рождения малыш сталкивается с очень опасным врагом — золотистым стафилококком. Как распознать стафилококковую инфекцию и, по возможности, избежать её?

История одной мамы

На 12-й день после выписки из роддома Олеся обнаружила, что у её маленькой дочки опухли и стали гноиться глазки, а на попке появились покраснения. При этом малышка не переставая плакала. Участковый врач осмотрела девочку и предположила, что покраснения на её коже — результат погрешностей в питании мамы. Олеся села на жесточайшую диету. Однако ещё через две недели вокруг рта у ребёнка появились какие-то высыпания, кожа начала отчаянно шелушиться, а у самой Олеси появились трещины на сосках, грудь стала твёрдой и очень болезненной, подскочила температура.

В детской поликлинике ей предложили сдать грудное молоко на анализ. Через пару дней стали известны его результаты — в молоке обнаружен эпидермальный и золотистый стафилококк. Участковый врач настаивала на прекращении грудного вскармливания и назначила смесь. В течение месяца Олеся и её дочь принимали антибиотики. При этом она продолжала сцеживать молоко, не давая его ребёнку. За этот месяц малышке стало заметно лучше, и отпала необходимость давать ей лекарства. Второй анализ молока показал наличие в нём только эпидермального стафилококка, но врач всё равно настаивала на отмене грудного вскармливания. Тогда Олеся решила обратиться за консультацией к другому доктору, и тот заверил её, что наличие в молоке любой разновидности стафилококка не опасно для ребёнка. Когда Олесиной дочке исполнилось 2 месяца, она уже снова питалась исключительно маминым молоком.

Прокомментировать эту ситуацию мы попросили неонатолога Наталью Таран: «Скорее всего, девочка заразилась стафилококковой инфекцией ещё в роддоме, и после выписки болезнь перешла в активную форму. А уже от ребёнка через трещины на сосках заразилась и мама. Те высыпания на коже, которые участковый врач приняла за результат неправильного питания мамы, скорее всего, были также вызваны стафилококковой инфекцией. При этом странно, что врач не уделила никакого внимания симптомам конъюнктивита. Ведь он тоже может быть вызван стафилококком. Гнойное отделяемое из глаз нужно было сдать на анализ, чтобы выявить возбудителя. Зато врач явно переусердствовала, отменив грудное вскармливание. Если мама получает антибиотики против стафилококковой инфекции, то с молоком лечение против болезни получает и ребёнок. Грудное вскармливание отменяется в единственном случае — если у мамы гнойный мастит. Но молоко с гнойным отделяемым ребёнок не станет пить и сам. Хорошо, что мама не растерялась и, почувствовав сомнение, обратилась за дополнительной консультацией к другому специалисту».

Стафилококки — это целый род бактерий. На сегодня известно множество видов стафилококка, многие из которых живут на коже и слизистых оболочках человека, а также в кишечнике. Большинство стафилококков абсолютно безвредны, вызывать болезни могут только три представителя этого семейства — эпидермальный, сапрофитный и золотистый стафилококки. Причём последний — самый опасный. Организм здорового человека с лёгкостью справляется со стафилококком. Однако если по каким-то причинам снижается иммунитет, стафилококк идёт в атаку, вызывая различные заболевания. Этот микроб также может проникнуть в организм там, где нарушена целостность кожи (у роженицы, к примеру, через трещины на сосках, а у новорождённого — через пупочную ранку).

Знакомство со стафилококком возможно сразу же после рождения — младенец может получить эту бактерию, проходя через родовые пути или же с кожи мамы, как только она впервые приложит его к груди. Большинство детей легко справляется с микробом, но у недоношенных малышей и тех, кто родился со сниженным иммунитетом вследствие осложнений во время беременности, стафилококк может вызвать различные заболевания.

Симптомы

И у детей, и у взрослых различают раннюю и позднюю форму стафилококковой инфекции. Ранняя проявляется в течение нескольких часов после попадания бактерии в организм, болезнь при этом начинается остро и тяжело — резко повышается температура, могут начаться понос, рвота, ребёнок становится вялым, теряет аппетит. Что характерно, у младенцев с таких симптомов начинаются все инфекции. Поэтому даже не пытайтесь ставить диагноз самостоятельно, а при появлении первых признаков заболевания обращайтесь к врачу. Поздняя форма стафилококковой инфекции проявляется через 3-5 дней. Как правило, инфекция в первую очередь поражает кожу и, если вовремя не начать лечение, может пойти глубже, поражая внутренние органы, и даже вызвать сепсис.

Однако в некоторых случаях болезнь протекает и бессимптомно или с незначительными гнойничковыми поражениями кожи. Так что, если вы заметили на коже ребёнка какие-либо высыпания, не спешите списывать их на погрешности в вашем питании или потницу, — покажите их врачу. Если доктор заподозрит, что они имеют инфекционный характер, он назначит необходимые анализы, чтобы выявить возбудителя. Как правило, в таких случаях делаются соскобы с кожи и общий анализ крови, который покажет, болен ли ребёнок.

Бессимптомное носительство у взрослого крайне опасно для окружающих — ведь человек не знает, что он болен, и не предпринимает никаких мер, являясь при этом источником инфекции. В то же время в организме заболевшего человека количество стафилококка резко возрастает, а его патогенные свойства усиливаются. Поскольку стафилококковая инфекция передаётся контактным путём, то заразиться ей можно, просто прикоснувшись к больному.

«В организме ребёнка, иммунитет которого ослаблен в силу определённых причин, нарушается баланс полезных и вредных бактерий, и золотистый стафилококк может начать активно размножаться, — говорит педиатр Европейского Медицинского Центра Ирина Перрэн. — Но хочу особо отметить: даже если в анализах обнаружен стафилококк, но клинической картины заболевания нет (ребёнок хорошо себя чувствует, прибавляет в весе), то никакого медикаментозного лечения не требуется. Лечат пациента, а не анализы.

Бить тревогу нужно, если у ребёнка есть признаки бактериальной инфекции: повышенная температура, потеря аппетита, снижение прибавки веса, появление гнойничков на коже, воспаление околопупочного кольца, понос и т. д. В таком случае следует незамедлительно обратиться к врачу, который назначит необходимое лечение».

КАК ПРОЯВЛЯЕТСЯ СТАФИЛОКОККОВАЯ ИНФЕКЦИЯ?

Стафилококковая инфекция вызывает у новорождённых множество самых различных заболеваний. Все они крайне опасны, поэтому при обнаружении первых симптомов обратитесь к врачу.

ЭНТЕРИТ (ЭНТЕРОКОЛИТ)

Признаки болезни
Частый (до 15 раз в сутки) кашицеобразный, слизистый, водянистый ступ, ребёнок плачет, часто срыгивает, его животик вздут. Может подняться высокая температура и начаться рвота. Последнее особенно опасно для младенцев, поскольку приводит к быстрому обезвоживанию организма.

Лечение
Необходима госпитализация. Как только вы заметили первые симптомы, как можно скорее вызывайте врача. А пока доктор едет, восполняйте дефицит жидкости в организме ребёнка — каждые 10 минут давайте ему столовую ложку воды.

Народные средства — их можно использовать только параллельно с лечением в больнице или после выписки.

• Настой цветов календулы: 1 ч. л. цветов на стакан воды. Давать малышу понемногу в промежутках между кормлениями.
• Настой цветов ромашки аптечной: 1 ст. л. сухих цветов залить стаканом кипятка, кипятить 5 минут, настаивать 4 часа, процедить. Давать по 1 ч. л. после кормления.

Отвар из корок плодов граната: взять 20 г сухих корок или 50 г зёрен граната, залить стаканом воды, кипятить на медленном огне 30 минут, процедить. Давать пить по 1 ч. л. 2 раза в день.

ИНФЕКЦИОННЫЙ КОНЬЮНКТИВИТ

Признаки болезни
Ребёнок плачет, его глаза покраснели, опухли и слезятся, из них выделяется гной, образуются жёлто-зелёные корки. После сна ресницы склеены гноем так, что малыш с трудом открывает глазки.

Лечение
Назначает врач. Необходимо сдать выделения из глаз в лабораторию на анализ, чтобы выявить возбудителя заболевания и правильно подобрать антибиотик.

Народные средства

• Протирать веки младенца грудным молоком. Однако это средство не подходит, если и у мамы в анализе молока обнаружен стафилококк.
  
• Протирать глаза ребёнка ватными тампонами, смоченными в чайной заварке (крепкий раствор чёрного чая).
  
• Прокипятите одну чайную ложку мёда в стакане воды в течение 2 минут. Когда медовая вода остынет, из неё делают примочки на глаза 2 раза в день по 20 минут. Эту же воду капают в глаза по 2-3 капли 2 раза вдень.
  
• Одну чайную ложку цветков календулы залить стаканом кипятка, настаивать 30-40 минут, затем тщательно процедить. Полученным раствором несколько раз в день промывать глазки ребёнка.
  

«ПУЗЫРЧАТКА» (ПЕМФИГУС) НОВОРОЖДЁННЫХ (ПОВЕРХНОСТНОЕ ГНОЙНОЕ ВОСПАЛЕНИЕ КОЖИ)

Признаки болезни
На коже (в нижней части живота, в складках шеи, на спине) образуется множество пузырьков с мутным содержимым. Кожа в этих местах отёчная, покрасневшая. Ребёнок вялый, отказывается от еды.

Лечение
Лекарства назначает только врач. Как правило, это курс антибиотиков.

Народные средства

• Протирать пузыри ваткой, смоченной в камфорном масле (до 4-5 раз в день).
  

МНОЖЕСТВЕННЫЕ АБСЦЕССЫ

Признаки болезни
На коже появляются багрово-красные гнойнички, которые вскрываются с выделением жёлто-зелёного гноя. У ребёнка поднимается температура, он вялый или, наоборот, капризный.

Лечение
При первых признаках заболевания обратитесь к врачу.

СЕПСИС

По течению болезни различают септицемию и септикопиемию. Септицемия начинается бурно с развития желтухи, быстрой потери массы тела, тахикардии. Ребёнок беспокойный, у него могут начаться судороги. Септикопиемия начинается с появления гнойничков на коже, иногда развиваются абсцессы. При пупочном сепсисе пупочная ранка воспаляется, кожа вокруг отёчная, красная.

Лечение
Лечение назначает врач. Как правило, это антибиотики широкого спектра, стимулирующая терапия — переливание крови, введение плазмы, витамины.

Нона Овсепян, врач-консультант Независимой лаборатории «ИНВИТРО

Для того чтобы определить наличие стафилококка, а также других вредных бактерий в грудном молоке, необходимо сделать посев молока на микрофлору и золотистый стафилококк с определением чувствительности к антибиотикам. Для анализа грудное молоко сцеживают в стерильную пробирку или баночку (вы можете приобрести их в аптеке или лаборатории). Перед сцеживанием руки и молочные железы необходимо обработать мылом, ареолы сосков вытереть 70%-ным спиртом (каждая грудь обрабатывается отдельным тампоном).

Первая порция (5-10 мл) анализа не используется, сцеживается в отдельную посуду, а вторая (10 мл) — в стерильную посуду для анализа. Молоко из левой и правой груди смешивать нельзя, надо собирать в отдельные контейнеры. Для точного результата анализа между сцеживанием молока и доставкой его лабораторию должно пройти не более 3-х часов.

Параллельно с определением количества и качества бактерий в молоке исследуется их устойчивость к антибиотикам и бактериофагам, это необходимо для правильного подбора препарата для лечения стафилококковой инфекции.

При подозрении на стафилококковую инфекцию у новорождённого необходимо исследование кала на патогенную и условно-патогенную микрофлору. Материалом для этого анализа служит кал после естественной дефекации, который нужно собрать в одноразовый контейнер и как можно быстрее (в течение 3-х часов) доставить в лабораторию. Для того, чтобы результаты были достовернее, рекомендуется провести 2-3 кратное исследование с интервалов 1-2 дня.

Золотистый стафилококк может быть причиной развития бронхитов, пневмонии и ряда других воспалительных заболеваний дыхательной системы. В такой ситуации берётся посев с зева и носа с целью выявления золотистого стафилококка. Сдают этот анализ все пациенты, в том числе самые маленькие, строго натощак, а взрослые перед этим анализом не должны чистить зубы (поскольку может искажаться истинная картина).

Посев берётся с помощью специального зонда, который затем помещается в специальную среду для роста бактерий.

При конъюнктивите материал для анализа желательно брать утром до умывания. При наличии обильного гнойного отделяемого используют стерильный тампон. Гной собирают с внутренней поверхности нижнего века движением от наружного к внутреннему углу глазной щели. При этом веки нужно придерживать руками, чтобы при моргании ресницы не касались тампона. Если гной в небольшом количестве, то предварительно тампон смачивают дистиллированной водой.

При кожных заболеваниях, вызванных стафилококком, необходимо брать кожный соскоб или исследовать отделяемое из раны на наличие золотистого стафилококка. Для этого следует обработать кожу вокруг раны антисептиком или ватным тампоном, смоченным 70%-ным этиловым спиртом. Стерильной марлевой салфеткой удаляют некротические (омертвевшие) массы и гной, затем с помощью специального ватного тампона берут отделяемое из раны.

«Больничная» инфекция

Стафилококковую инфекцию называют больничной или роддомовской. У пациентов этих заведений иммунитет, как правило, ослаблен, и стафилококк на этом фоне идёт в атаку. Однако, чтобы инфекция приобрела массовый характер, у неё должен быть очаг — больной человек. Им может быть кто-то из персонала, одна из рожениц или заболевший ребёнок. Механизм передачи инфекции прост — через руки. К примеру, носитель инфекции — медсестра в роддоме. У неё есть небольшие гнойнички на коже, которым она не придала должного значения. Перепеленав или обработав новорождённого без одноразовых перчаток, эта медсестра тут же заражает его. Или же если болен ребёнок, а медсестра взяла его на руки, то заражается уже она. И может передать инфекцию следующему младенцу, с которым будет контактировать.

Для предотвращения вспышек инфекции с рук медперсонала, с мебели и оборудования регулярно делаются смывы — эпидемиологическая служба обрабатывает их специальным раствором, а потом исследует его на наличие различных бактерий, попутно выясняя степень их патогенности. С той же целью роддома два раза в год закрываются на мойку (и, естественно, это делается внепланово сразу же, как только обнаружена инфекция). При этом все поверхности, включая потолок, обрабатываются дезинфицирующими растворами, которые уничтожают бактерии стафилококка. Поэтому выбирая роддом, поинтересуйтесь, когда в последний раз он закрывался на мойку. Если это было несколько месяцев назад, может быть, имеет смысл обратиться в другой роддом.

Молоко безвредно?

Главные «ворота» для стафилококковой инфекции у женщины — трещины на сосках. Поэтому как только они появились, их нужно сразу обработать анилиновыми растворами, к которым стафилококк очень чувствителен, — зелёнка, фукорцин или метиленовый синий. Кормить ребёнка грудью при этом надо, используя специальные накладки на соски (в том числе для облегчения болезненных ощущений). Не стоит мыть молочные железы с мылом перед каждым кормлением, вполне достаточно принимать душ два раза в день. Частое мытье сушит кожу, а это в свою очередь способствует появлению новых трещин на сосках, куда может проникнуть инфекция.

Если трещина резко болезненная, воспалённая, вокруг неё появилось уплотнение, а из груди выделяется гной, то, возможно, мы имеем дело со стафилококковой инфекцией. В этом случае врач может порекомендовать сдать грудное молоко на анализ. Однако если у вас просто появились трещины — это ещё не повод бежать с молоком на анализ. Для этого должны быть симптомы воспаления (резкая пульсирующая боль в груди и гнойное отделяемое). В любом случае, стоит прийти на осмотр к врачу, который определит, что с вами, и поможет быстрее справиться с трещинами.

Если в анализе молока обнаружен эпидермальный стафилококк, скорее всего, анализ был сдан неправильно, и микроб попал туда с кожи. Если же в молоке обнаружен золотистый стафилококк, то с большой вероятностью можно утверждать, что он есть и в крови у женщины. А это уже серьезная ситуация, которая бессимптомно протекать не может, — налицо должны быть проявления бактериальной инфекции (высокая температура, слабость).

Но важно помнить, что наличие любой разновидности стафилококка в молоке (если при этом у женщины нет гнойного мастита) — не повод прекращать грудное вскармливание. Женщине в таком случае нужно будет пройти курс лечения антибиотиками, разрешёнными во время лактации, которые, попадая с грудным молоком к ребёнку, одновременно защищают его от инфекции.

Лечение

Ставить диагноз, а тем более назначать лечение при стафилококковой инфекции должен только врач. Как правило, назначаются антибиотики пенициллинового ряда и бактериофаги (микроорганизмы, избирательно поражающие бактериальные клетки).

Самая распространённая ошибка мам — это самолечение. Как только у вас или ребёнка появились гнойничковые высыпания на коже, высокая температура, понос или рвота, потеря аппетита — сразу же обращайтесь к врачу.

Самая же большая ошибка врачей — это переоценка тяжести ситуации. Если вы считаете, что ваш доктор перестраховывается, например, отменяя грудное вскармливание, не поленитесь обратиться за дополнительной консультацией к другому специалисту.

ВОПРОС ОТ ПОСЕТИТЕЛЬНИЦЫ САЙТА WWW.KROKHA.RU

У ребёнка обнаружен в кале золотистый стафилококк, при этом есть симптомы обычного дисбактериоза (небольшое нарушение стула, срыгивание, лёгкое беспокойство). Надо ли лечить стафилококк? И что в таком случае делать вообще?

НАТАЛЬЯ ТАРАН: Стафилококк не вызывает дисбактериоза. Причина появления стафилококка в анализе, скорее всего, в том, что он (анализ) был неправильно собран, и микроб попал туда с кожи. Так что в первую очередь такой анализ надо пересдать (см. выше). А затем искать и устранять причину дисбактериоза.

ПРОФИЛАКТИКА СТАФИЛОКОККОВОЙ ИНФЕКЦИИ У НОВОРОЖДЁННЫХ

Как можно быстрее выписывайтесь из родильного дома с ребёнком домой, естественно, если врачи не возражают. Во время пребывания в роддоме, если есть такая возможность, находитесь в одноместной палате и совместно с ребёнком.

Обязательно мойте руки перед кормлением и процедурами по уходу за малышом. Если у вас на руках есть порезы, царапины, то обработайте их фукорцином или зелёнкой. Ну а если на вашей коже появились гнойнички, воспалённые места, то обязательно покажите их доктору. Пока не будет выяснена их причина, за ребёнком лучше ухаживать папе или бабушке.

Внимательно наблюдайте за своим ребёнком. Подъём температуры, вялость, отказ от еды, «беспричинный» плач, высыпания на коже, понос — все это должно насторожить вас и побудить вызвать врача.

Обязательно просите всех родственников, врачей из поликлиники, которые хотят подойти и взять на руки новорождённого, тщательно вымыть руки с мылом. Выделите для них отдельное полотенце. Не стесняйтесь отказать людям, чьё здоровье внушает вам опасение.

Закаливайте малыша с первых дней жизни (см. статью в № 5 журнала «Мой кроха и Я» за 2010 г.), чтобы у него был хороший иммунитет.

Антибактериальный эффект наночастиц серебра на золотистый стафилококк

Нанотехнология объединяет материалы на атомном уровне с беспрецедентными уникальными свойствами, которыми можно соответствующим образом манипулировать для желаемого применения (Gleiter, 2000). Однако появляющаяся литература по нанотоксикологии предполагает, что наночастицы могут проявлять новые физико-химические и токсикологические свойства (Lesniak et al., 2005, Handy et al., 2008, Asharani et al., 2008). Наночастицы коллоидного серебра (AgNP) размером менее 100 нм по крайней мере в одном измерении в последнее время привлекают большое внимание и озабоченность из-за их антибактериальной активности (Shrivastava et al., 2007). AgNP широко используются для разработки биологических и фармацевтических процессов, продуктов и приложений, таких как материал для покрытия медицинских устройств, ортопедические или стоматологические трансплантаты, средства местного действия для заживления ран, одежда, нижнее белье и носки, текстильные изделия и даже стиральные машины. (Чен и Шлюзенер, 2008 г., Наварро и др., 2008 г.).

Хотя хорошо известно, что серебро, будь то в ионной форме или в форме наночастиц, очень токсично для микроорганизмов (Schreurs and Rosenberg, 1982, Ghandour et al., 1988, Ahearn et al., 1995, Feng et al., 2000, Dibrov et al., 2002), механизм его действия полностью не выяснен. В случае грамотрицательных бактерий недавний отчет продемонстрировал, что AgNPs делают прорывы через проницаемость внешней мембраны, и это было названо «ямками» (Li et al., 2010). Однако, поскольку литературные обзоры не сделали вывод о механизме AgNPs у грамположительных бактерий, важно изучить этот эффект.

Предполагается, что первичная структура клеточной стенки, т.е.е. каждая из гликановых цепей и / или пептидных ветвей может быть затронута AgNP. Пептидогликан (PGN) — специфический и важный элемент клеточной стенки почти всех бактерий. Его основные структурные особенности — линейные гликановые нити, поперечно сшитые короткими пептидами. Гликановые нити состоят из чередующихся остатков N-ацетилглюкозамина и N-ацетилмурамовой кислоты, связанных связями β-1 → 4 (Vollmer et al., 2008), а пептидная цепь состоит из l-аланина, d-глутамина, l- лизин и d-аланин в случае Staphylococcus aureus .Хотя мурамовая кислота (МА) является важным биомаркером, используемым для определения бактериальных биомасс (Zhang and Amelung, 1996), ее количество в клеточных стенках грамположительных составляет 95%, в то время как у грамотрицательных бактерий не превышает 5% от общего количества. вес клеточной стенки. В настоящем исследовании предполагается, что высвобождение МА в культуральную среду с последующей обработкой AgNP может указывать на их реакцию с PGN клеточной стенки и ее разрушение через гликановые нити. Более того, МА как уникальный биомаркер (Larsson, Saraf, 1997, Bal et al., 2002, Liang et al., 2009) делает более точным исследование разрушения клеточной стенки с последующим лечением AgNP.

Влияние раствора наночастиц серебра на Staphylococcus aureus и Candida spp.

Раствор AgNPs был синтезирован путем химического восстановления, охарактеризован и протестирован против Candida glabrata , Candida tropicalis , Staphylococcus aureus и устойчивых к метициллину Staphylococcus aureus (MRSA). Минимальные ингибирующие (MIC) и минимальные фунгицидные / бактерицидные концентрации (MFC / MBC) определяли на планктонных клетках.Также общую массу биопленки определяли окрашиванием кристаллическим фиолетовым (CV) и морфологическими изменениями с помощью сканирующего электронного микроскопа (SEM). МИК для C. glabrata , C. tropicalis , S. aureus и MRSA составляла 15,63, 3,91, 1,95 и 1,95 мкг / мл, соответственно. MFC для C. glabrata составлял 62,5 µ г / мл, а для C. tropicalis 15,63 µ г / мл. Такой же MBC (3,91 µ г / мл) наблюдался для S. aureus и MRSA.Анализ CV показал, что AgNP (1000, мк, г / мл) способствовали снижению массы биопленки на ~ 60% для C. glabrata и на ~ 35% для C. tropicalis . Снижение примерно на 20% биомассы C. tropicalis также наблюдалось при концентрации 3,91 µ г / мл. Не было обнаружено значительного влияния на общую биомассу для S. aureus и MRSA. СЭМ-изображения показали, что клеток биопленки C. glabrata и C. tropicalis , подвергнутые воздействию AgNP (1000 μ г / мл), имели нерегулярный и сморщенный вид.Раствор AgNP проявляет значительную антимикробную активность в отношении важных грибковых и бактериальных патогенов, связанных с некоторыми заболеваниями полости рта и системными заболеваниями, и имеет потенциал в качестве противомикробного агента.

1. Введение

В полости рта обитают многочисленные типы микроорганизмов [1], которые могут прикрепляться как к биотическим, так и к абиотическим поверхностям, например, к материалам основы зубных протезов. Glass et al. [2] оценили спектры микроорганизмов, обитающих на поверхности и в глубине полных протезов верхней и нижней челюсти.Всего из протезов было получено 2292 изолята, в том числе Candida albicans, Candida glabrata , Candida tropicalis , Staphylococcus aureus и Streptococcus pneumoniae . Сообщалось также, что поверхности зубных протезов и полость рта являются важными резервуарами метициллин-резистентного Staphylococcus aureus (MRSA), штамма S. aureus , который обладает высокой устойчивостью ко многим антибиотикам [3, 4]. Эта устойчивость связана с геном mecA , который кодирует дополнительный связывающий пенициллин белок (PBP2A).Этот белок, из-за его чрезвычайно низкого сродства к полностью -лактамным антибиотикам, обеспечивает активность транспептидазы, которая необходима для синтеза пептидогликанов клеточной стенки [4].

Микроорганизмы полости рта могут вызывать местные инфекции, такие как стоматит зубных протезов, ассоциированный с Candida , который может поражать от 65% до 80% пациентов с зубными протезами [2]. Несмотря на то, что одним из основных этиологических факторов этого заболевания является C. albicans , другие виды, такие как C. glabrata , C lusitaniae , C parapsilosis и C.tropicalis [2, 5], также может быть задействован. C. glabrata представляет собой второй по распространенности грибковый патоген и проявляет врожденную устойчивость к препаратам на основе азолов, а для C. tropicalis также сообщалось о приобретенной устойчивости к этим препаратам [6]. Помимо местного заболевания, Candida может проникать в эпителий и поражать ткани хозяина, что приводит к системным инфекциям. Инвазивный кандидоз (инвазия Candida spp. В человеческий орган) и кандидемия (инвазия через кровоток) показали рост заболеваемости в нозокомиальных условиях [7].Хотя C. albicans занимает первое место по частоте выделения кандидемии [8], не albicans видов C. tropicalis и C. glabrata были выделены в культурах крови [9]. Виды бактерий ( Staphylococcus epidermidis , Enterococcus spp. И S. aureus ) также были выделены из 372 пациентов с кандидемией [10]. Кроме того, C. albicans может служить каркасом для прикрепления S.aureus , который считается одной из самых патогенных бактерий человека, а также способствует его устойчивости к ванкомицину [11].

Системные инфекции трудно поддаются лечению, а смертность от инвазивного кандидоза и кандидемии колеблется от 36% до 63% в зависимости от популяции пациентов [7]. Бактериемия, вызванная MRSA, также была связана с повышенной смертностью по сравнению с метициллин-чувствительной бактериемией S. aureus [12]. Гаш и др. [13] оценили 579 эпизодов инфекции кровотока MRSA и сообщили, что смертность наблюдалась в 179 (32%) эпизодах.Таким образом, возникновение этих системных инфекций стало важной и растущей проблемой общественного здравоохранения во всем мире, и необходима разработка новых противомикробных средств. В этом контексте нанотехнологии внесли значительный вклад в исследования в области здравоохранения, а наночастицы вызвали большой научный интерес, особенно наночастицы, содержащие серебро (AgNP). Поскольку AgNP используют несколько механизмов для уничтожения и / или подавления роста микроорганизмов, они представляют собой одну из наиболее многообещающих стратегий преодоления микробной устойчивости [14].Сообщалось, что AgNP являются эффективными противомикробными агентами против роста широкого спектра видов бактерий и грибов [15–22]. В нашем предыдущем исследовании [23] раствор AgNPs был синтезирован методом химического восстановления и охарактеризован, а также продемонстрирована его активность в отношении C. albicans . В этом исследовании дополнительно оценивали биоцидное действие раствора AgNP против других важных грибковых ( C. glabrata и C. tropicalis ) и бактериальных ( S. aureus и MRSA) патогенов.Антибактериальные свойства раствора AgNPs были исследованы как в отношении планктонных (свободно плавающих) клеток, так и биопленок.

2. Материалы и методы

2.1. Приготовление и характеристика раствора AgNPs

Раствор AgNPs был синтезирован методом химического восстановления и охарактеризован, как описано в нашей предыдущей публикации [23]. Вкратце, нитрат серебра (AgNO ₃ , 90 мг / мл ^-1 ) восстанавливали боргидридом натрия (NaBH ₄ , 540 мг / мл ^-1 ) в присутствии ПВС (230 мг / мл ^-1 ). ), а молярное отношение AgNO ₃ к ПВС поддерживали равным 1: 4.В УФ-видимом спектре раствора наблюдалась полоса поглощения около 400 нм, что указывает на присутствие сферических наночастиц Ag [23]. Присутствие ПВС, который использовался в качестве стабилизирующего агента для предотвращения агломерации наночастиц, было подтверждено в спектрах FTIR [23]. Уширение полосы от ОН (3200–3400 см, ^–1 ) и значительное уменьшение полосы при 840 см ^–1 (внеплоскостное колебание СН в ПВС) предполагают взаимодействие между Ag и группами ОН из ПВА.Отсутствие полосы около 1596 см ^-1 указывает на то, что AgNP влияют на колебания атомов полимерных цепей. Размер наночастиц составлял. 9 нм, как определено анализом DLS [23].

2.2. Штаммы микробов и условия роста

Candida glabrata (ATCC 2001), Candida tropicalis (ATCC 4563), Staphylococcus aureus (ATCC 25923) и MRSA (ATCC 33591). Исходные культуры бактерий и грибов поддерживали при -70 ° C.В течение экспериментального периода микроорганизмы поддерживали при 4–6 ° C в соответствующей среде (декстрозный агар Сабуро, SDA для C. glabrata и C. tropicalis и агар с маннитовой солью для S. aureus ). и MRSA). Перед тестированием MIC, MFC и MBC петлю каждой исходной культуры наносили штрихами на SDA ( C. glabrata и C. tropicalis ) или маннитоловый солевой агар ( S. aureus и MRSA) и инкубировали при 37 ° C. ° C в течение 48 ч. Из этих молодых культур одну петлю переносили в 20 мл дрожжевой азотно-основной среды (YNB) с 50 ммоль ^-1 глюкозы для клеток Candida или в среду триптического соевого бульона (TSB) для S.aureus и MRSA и инкубировали при 37 ° C в течение 24 ч соответственно. Клетки дрожжей и бактерий из полученных культур собирали и дважды промывали фосфатно-солевым буфером (PBS) (pH 7) при 3220 г в течение 5 мин. Затем дрожжевые и бактериальные клетки ресуспендировали в культуральной среде RPMI-1640 и TSB соответственно.

2.3. Противомикробная активность синтезированного раствора AgNPs in vitro

Антимикробную активность AgNPs оценивали против штаммов планктонных микробов путем определения минимальных ингибирующих концентраций (MIC) и минимальных фунгицидных / бактерицидных концентраций (MFC / MBC).МИК и МБК / МФЦ определяли с использованием 96-луночных микротитровальных планшетов в соответствии с методом микроразбавления Института клинических и лабораторных стандартов (CLSI) (документ M27-A3, 2008 г. и документ M7-A7, 2006 г.) [24] с некоторыми модификации. Для Candida spp. Каждая лунка содержала микроорганизм в конечной концентрации 2,5 × 10 ³ клеток / мл, культуральную среду RPMI-1640 и раствор AgNPs. Для бактерий каждая лунка содержала клетки в конечной концентрации 2,5 × 10 ⁵ клеток / мл, культуральную среду TSB и раствор AgNP.Инокулированная культуральная среда RPMI-1640 или TSB (без раствора AgNP) была включена в качестве положительного контроля, а инокулированная культуральная среда RPMI-1640 или TSB — в качестве отрицательного контроля. Значения МИК определяли путем инкубации в течение 24 часов ( S. aureus и MRSA) или 48 часов ( Candida spp.) При 37 ° C, подвергнутого серийному 2-кратному разведению в RPMI-1640 или в культуральной среде TSB. раствора AgNPs (от 1000 до 1.95 г / мл ^-1 ). МИК были определены как самые низкие концентрации, показывающие отсутствие роста при визуальном осмотре.Для определения MFC / MBC аликвоты из каждой лунки удаляли и серийно разбавляли в 10 раз, и каждое разведение наносили в двух экземплярах на SDA (для дрожжей) и маннитоловый солевой агар (для бактерий). После 48 ч инкубации при 37 ° C определяли количество колониеобразующих единиц на миллилитр ( ^-1 КОЕ мл). Значения MFC / MBC были определены как самая низкая концентрация раствора AgNP, приводящая к отсутствию роста. Эти анализы были выполнены трижды в трех разных случаях.

Влияние раствора AgNPs на микробные биопленки также оценивали с использованием поглощения окрашивания кристаллическим фиолетовым для определения общей биомассы биопленок.Для этого созревают 48-часовые биопленки Candida spp. и бактерии были сформированы в 96-луночных микротитрационных планшетах с суспензиями каждого микроорганизма, спектрофотометрически стандартизованными до 1 × 10 ⁷ клеток на мл ^-1 в их соответствующих питательных средах. В этом исследовании среду триптического соевого бульона (TSB, Acumedia Manufacturers, Inc., Балтимор, Мэриленд, EUA) использовали для выращивания биопленок Staphylococcus aureus , а среду RPMI-1640 использовали для выращивания биопленок Candida .Суспензии клеток помещали в каждую лунку и инкубировали при 37 ° C в орбитальном шейкере при 75 об / мин. Через 90 мин (фаза адгезии) неплотно приставшие клетки удаляли путем двукратной промывки 200 л PBS для удаления неприлипающих клеток. Затем лунки заполняли 200 л культуральной среды для каждого микроорганизма, и планшеты инкубировали (37 ° C; 75 об / мин) в течение 48 часов. Сто микролитров питательной среды обновляли через 24 часа. После образования биопленки (48 ч) среду аспирировали и неприлипающие клетки удаляли промыванием 200 л PBS.Затем к предварительно сформированным биопленкам добавляли питательную среду для каждого микроорганизма (200 л), содержащую различные концентрации (от 1000 до 1,95 мкг / мл ^-1 ) раствора AgNPs, и выдерживали в течение 24 часов. Биопленки, инкубированные только с соответствующими культуральными средами, были положительными контролями, тогда как отрицательные контроли представляли собой лунки, содержащие только среду (без биопленок). Для определения общей биомассы биопленки фиксировали метанолом и окрашивали 1% -ным фиолетовым кристаллическим раствором в течение 5 мин.Пятно, связанное с биопленками, растворяли в 33% уксусной кислоте и измеряли оптическую плотность (570 нм) с помощью спектрофотометра (Thermo Plate — TP Reader). Эти анализы были выполнены в четырех повторностях в двух разных случаях. Данные, полученные из общей биомассы, были статистически проанализированы с помощью ANOVA и тестов Tukey post hoc при 5% значимости.

2.4. Сканирующая электронная микроскопия

Сканирующий электронный микроскоп (SEM) (JEOL JSM 6610LV) использовался для наблюдения за морфологическими изменениями микроорганизмов, вызванными AgNP.Для этого из планшета извлекали дно каждой лунки 12-луночных полистирольных планшетов, где образовывались биопленки. Неприкрепленные клетки удаляли промыванием в PBS и клетки фиксировали в 2,5% глутаровом альдегиде в течение 24 часов при комнатной температуре. После этого они были обезвожены с помощью серии градуированных этанолов (70, 85, 90 и 100%). Затем образцы из каждой группы напыляли углеродом.

3. Результаты

Значения МИК планктона для C.glabrata , C. tropicalis , S. aureus и MRSA составляли 15,63, 3,91, 1,95 и 1,95 г / мл соответственно. MFC раствора AgNPs для планктона C. glabrata составляла 62,5 г / мл, а для C. tropicalis — 15,63 г / мл. Раствор AgNPs также проявлял бактерицидный эффект против S. aureus и MRSA с таким же значением МБК (3,91 г / мл).

Результаты анализа кристаллического фиолетового (рисунки 1 и 2) показали, что общая биомасса C.glabrata был значительно снижен раствором AgNPs в концентрации 1000 мкг / мл по сравнению с контролем (биопленка без AgNPs). Для C. tropicalis раствор AgNPs способствовал значительному снижению биомассы при концентрациях более 3,91 г / мл. Синтезированный раствор AgNP не оказал значительного влияния на общую биомассу оцениваемых бактериальных штаммов (MRSA и S. aureus ).

Анализ SEM показал, что после воздействия AgNP (белые стрелки), C.glabrata и Клетки биопленки C. tropicalis имели нерегулярный и сморщенный вид (белые стрелки). Рисунки 3 (a) и 3 (b) представляют собой репрезентативные изображения типичных полей зрения для C. glabrata и C. tropicalis , подвергшихся воздействию наивысшей оцененной концентрации AgNP (1000 г / мл).

4. Обсуждение

Несколько новых противомикробных агентов были разработаны и исследованы на предмет их эффективности в инактивации клинически важных патогенных бактерий и грибов.В этом контексте серебро, известное своими антимикробными свойствами, недавно было оценено в форме наночастиц. По сравнению с объемными материалами наночастицы серебра имеют более высокое отношение площади поверхности к массе, что обеспечивает заметные физические, химические и биологические свойства [25]. Чем меньше размер частиц, тем больше активная или удельная поверхность для контакта с микробными клетками, что увеличивает взаимодействие и проникновение в клеточную мембрану и, следовательно, их антимикробную активность [16, 25–27].Кроме того, тип молекулы, которая стабилизирует наночастицы, может влиять на активность, при этом наночастицы серебра, стабилизированные поливиниловым спиртом (ПВС), демонстрируют более высокие антибактериальные свойства против Escherichia coli , Staphylococcus aureus и Pseudomonas aeruginosa , чем стабилизированный поливинилпирролидоном (ПВП). единицы [28]. Кроме того, ПВС имеет некоторые преимущества, такие как простота обработки, высокий коэффициент пропускания и растворимость в воде [29]. Среди методов синтеза наночастиц серебра обычно используется химическое восстановление раствора соли серебра с помощью восстановителя, такого как боргидрат (NaBH ₄ ) [17], благодаря простоте работы, легко контролируемым условиям реакции, высокой скорости реакции, и невысокая стоимость.Следовательно, в этом исследовании раствор AgNPs был синтезирован методом химического восстановления, описанным в нашем предыдущем отчете [23], с использованием боргидрата (NaBH ₄ ) в качестве восстановителя и ПВС для предотвращения агломерации наночастиц, размер которых был равен. 9 нм. Этот раствор в дальнейшем использовали для определения его антимикробной активности против репрезентативных видов микробов, таких как грамположительные бактерии и грибы.

Результаты микробиологических тестов показали, что синтезированный раствор AgNPs был не только фунгистатическим, но и фунгицидным в отношении C.glabrata и C. tropicalis . Точно так же синтезированные AgNP были способны ингибировать рост, а также убивать планктонные клетки S. aureus и MRSA, независимо от профиля чувствительности этих бактерий к антибиотикам. Антимикробная активность наночастиц серебра объясняется различными механизмами [30], такими как прямой физический контакт между наночастицами и микроорганизмом, вызывающим структурное повреждение [15, 18], образование активных форм кислорода (АФК), повреждающих мембрану [18]. ], и медленное высвобождение ионов серебра, которые мешают репликации ДНК и ингибируют ферменты, реагируя с тиоловыми группами [16].Эти результаты предполагают, что активность раствора AgNPs против бактерий и грибов, наблюдаемая в этом исследовании, вероятно, была связана с нарушением целостности мембраны. Небольшой размер синтезированных AgNP также мог объяснить их антимикробную эффективность [16, 25–27].

В предыдущем исследовании [23] значения MIC и MFC для C. albicans были такими же, как наблюдаемые здесь для C. tropicalis (3,98 г / мл и 15,63 г / мл, соответственно), что указывает на то, что оба вида были более чувствительны к синтезированным AgNP, чем C.glabrata , значения MIC / MFC которого составляли 15,63 г / мл и 62,5 г / мл соответственно. Следовательно, на антимикробную активность AgNP влияли характеристики микробного вида, такие как клеточная стенка, которая могла сыграть свою роль. Электронная микроскопия клеток C. glabrata показала, что они были окружены двойной стенкой толщиной от 100 до 200 нм, которая содержит те же основные компоненты, что и в C. albicans (1,3-глюкан, 1 , 6 — глюкан, хитин и маннопротеины) [31].Однако вклад отдельных компонентов и степень перекрестных связей между компонентами различаются. Соотношение манноза / глюкоза выше у C. glabrata , чем у C. albicans . Более того, количество нерастворимых в щелочах глюканов по отношению как к общей массе стенки, так и к общему количеству глюкана ниже, чем у C. albicans , что позволяет предположить, что существует меньше поперечных связей между глюканом и хитином в клеточной стенке C. .. glabrata [31]. Хотя информации о C.tropicalis , электронные микрофотографии также показали дрожжевые клетки, представляющие компактную двойную клеточную стенку (средняя толщина 0,13 м) [32], с внешним слоем с высокой электронной плотностью и внутренним слоем с меньшей электронной плотностью [33]. Следовательно, поскольку клеточные стенки патогенных грибов образуют первую точку контакта с окружающей средой, эти различия в архитектуре и компонентах среди видов Candida , вероятно, способствовали более высоким значениям MIC и MFC, наблюдаемым для планктонных C.glabrata по сравнению с клетками C. tropicalis и C. albicans .

Состав и структурные различия клеточной стенки, возможно, также привели к тому, что бактерии S. aureus и MRSA были более чувствительны (MIC 1,95 г / мл и MBC 3,91 г / мл для обоих штаммов) к синтезированным AgNPs, чем грибы. Клеточная стенка грамположительных бактерий, таких как S. aureus и MRSA, является однослойной, в основном состоящей из пептидогликановой цепи полисахарида, тейхоевой кислоты и фосфатированного сахара [34].Кроме того, отсутствует внешняя оболочка. Поскольку внешняя мембрана косвенно помогает стабилизировать внутреннюю мембрану, пептидогликановая сетка, окружающая грамотрицательные клетки, относительно тонкая, всего несколько нанометров, в то время как грамположительные микроорганизмы окружены множеством слоев пептидогликана толщиной 30–100 нм [35]. . Несмотря на этот более толстый и более компактный пептидогликановый слой грамположительных бактерий с трехмерной жесткой структурой, вполне вероятно, что двуслойная структура клеточной стенки видов Candida сыграла важную роль в их устойчивости к AgNps.Другой характеристикой, которая, возможно, способствовала этим результатам, является размер микроорганизмов. Candida видов являются эукариотическими клетками, тогда как S. aureus и MRSA являются прокариотическими клетками, и поэтому грибковая клетка значительно больше, чем бактериальные клетки [36], и, следовательно, для инактивации требуется более высокая концентрация раствора AgNP. Однако другие наблюдали другой порядок ранжирования противогрибковой активности AgNP против C. glabrata , C.tropicalis и C. albicans [20, 28, 37]. Разные результаты исследований показывают, что антимикробный эффект наночастиц Ag может зависеть не только от компонента и структуры микробной клеточной стенки, но также от характеристик наночастиц, таких как размер и форма, на которые, как известно, влияют использованный метод синтеза.

Также оценивалось влияние раствора AgNPs на биопленки каждого из четырех микроорганизмов.В биопленках клетки закреплены на поверхности и встроены в матрицу собственного производства внеклеточного полимерного вещества (EPS). В этом исследовании использовался кристаллический фиолетовый, который окрашивает бактерии, а также компоненты EPS биопленки, таким образом определяя общую массу биопленки. Результаты подтвердили, что, когда они организованы в биопленки, микроорганизмы более устойчивы к антимикробным агентам. Для C. glabrata снижение массы биопленки на 60% наблюдалось при обработке биопленки 1000 г / мл синтезированных AgNP.В случае C. tropicalis снижение на 20% наблюдалось при концентрации 3,91 г / мл, а уменьшение массы биопленки на 35% наблюдалось при более высокой концентрации (1000 г / мл). Подтверждением этим результатам являются SEM-изображения биопленок, обработанных раствором AgNPs: клетки C. glabrata и C. tropicalis показали морфологические изменения со сморщенными клеточными стенками и в некоторой степени разрушились. Эти изменения могли нарушить производство матрицы.Также было обнаружено большее влияние наночастиц серебра на уменьшение биомассы биопленки C. glabrata по сравнению с другими видами Candida , такими как C. albicans [21]. Раствор AgNPs не способствовал значительному снижению биомассы как для MRSA, так и для биопленок S. aureus . Сходные результаты были получены от Martinez-Gutierrez [22], который наблюдал высокую устойчивость сформировавшейся биопленки MRSA к действию AgNP.

Различия в компонентах матрикса между бактериальной и грибковой биопленками, оцененными в этом исследовании, возможно, объясняли менее эффективную активность раствора AgNPs против MRSA и S.aureus . Различия, возможно, также объясняют более низкий процент уменьшения массы биопленки, наблюдаемый здесь для C. tropicalis по сравнению с биопленками C. glabrata . Коста и др. [38] сообщили, что C. glabrata образует тонкую компактную биопленку, состоящую из дрожжевых клеток, встроенных во внеклеточный матрикс, а Candida tropicalis развивает сложную структуру биопленки, которая содержит коагрегированные микроколонии бластоконидий и толстый внеклеточный полимерный слой.Что касается матричного состава, то биопленки C. glabrata имеют относительно более высокие количества как белка, так и углеводов по сравнению с C. tropicalis ; однако общая биомасса ниже в биопленках C. glabrata [39]. Кроме того, матрица биопленки C. tropicalis состоит в основном из гексозамина в форме полисахарида, подобного тому, который содержится в биопленках Staphylococcal . Этот полисахарид иногда называют межклеточным полисахаридом адгезином (PIA), и его связывают с более низкой восприимчивостью C.Tropicalis противогрибковыми агентами [40]. В обзоре Boles and Horswill [41] сообщается, что, помимо PIA, вторыми основными компонентами матрикса биопленки биопленок Staphylococcal являются белки, такие как связывающие фибронектин белки, белок A, SasG и бета-токсин. eDNA — еще один недавно описанный компонент, который, как полагают, выполняет структурную роль в матрице биопленки S. aureus [41].

5. Заключение

В этом исследовании раствор AgNPs, синтезированный с использованием метода химического восстановления, был протестирован против грибов ( C.glabrata и C. tropicalis ) и бактерии ( S. aureus и MRSA). У микроорганизмов была выявлена ​​разная степень чувствительности, вероятно, из-за различий в структуре и / или составе их клеточных стенок и внеклеточного матрикса. Тем не менее, синтезированные AgNP проявили значительную активность против планктонных S. aureus , MRSA, C. glabrata , C. tropicalis , а также C. albicans , как сообщалось ранее [23].Также было достигнуто сокращение общей биомассы зрелых биопленок C. glabrata и C. tropicalis . Эти микроорганизмы являются важными патогенами человека и связаны с несколькими заболеваниями полости рта и системными заболеваниями. Тот факт, что используемый здесь метод приготовления AgNPs прост и экономичен, также важен. Таким образом, синтезированный раствор AgNPs имеет потенциал в качестве противогрибкового агента, что требует дальнейших исследований методов, которые позволяют наночастицам более эффективно проникать в биопленку и взаимодействовать с целевыми микроорганизмами.Из анализа SEM можно было наблюдать, что когда это взаимодействие происходило, AgNPs были способны вызывать повреждение мембраны.

Конфликт интересов

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов в отношении публикации данной статьи.

Благодарности

Эта работа была поддержана Nanobiomed / CAPES и FAPESP (грант № 2008 / 07454-9) и PDI / Programa de Internacionalização UNESP / PROPe / PROPG / FUNDUNESP.

Сравнение воздействия наночастиц фосфата серебра и селена на рост золотистого стафилококка показывает, что частицы селена могут предотвращать инфекцию | Письма о микробиологии FEMS

Аннотация

Взаимодействие наночастиц фосфата серебра (SPNP) и наночастиц селена (SeNP) с культурами Staphylococcus aureus было изучено на клеточном, молекулярном и белковом уровне.Наблюдались значительные антибактериальные эффекты как SPNP, так и SeNP на S. aureus . При концентрации 300 мкМ SPNP вызывали 37,5% ингибирование роста бактерий, а SeNP полностью подавляли рост бактерий. Поскольку эти эффекты могли происходить из-за взаимодействия наночастиц с ДНК и белками, было изучено взаимодействие SPNP или SeNP с амплифицированным геном zntR . Присутствие наночастиц снижает температуры плавления комплексов наночастиц с геном zntR на 23% для SeNP и на 12% для SPNP по сравнению с контрольным значением.Концентрация бактериального металлотионеина была на 87% ниже в бактериях после применения SPNP (6,3 мкг мг ^-1 белка), но увеличилась на 29% после добавления SeNP (63 мкг мг ^-1 белка) по сравнению с S .aureus контроль (49 мкг, мг ^-1 белка). Значительное противомикробное действие наночастиц на рост бактерий и целостность ДНК обеспечивает многообещающий подход к снижению риска бактериальных инфекций, которые невозможно контролировать с помощью обычных антибиотиков.

Введение

Золотистый стафилококк часто является причиной инфицирования сосудистых трансплантатов. Такую инфекцию можно лечить соответствующими антибиотиками, но у большинства штаммов S. aureus развилась устойчивость к доступным антибиотикам, и устойчивость даже к новым антибиотикам неуклонно растет (van Hal & Fowler, 2013). Использование лекарственных препаратов и наночастиц на основе металлов — одно из многообещающих средств подавления инфекций, вызываемых устойчивыми к антибиотикам бактериями (Rai et al., 2009). Синтезированные наночастицы серебра и селена (SeNP) оказались бактерицидными и оказались хорошей альтернативой для разработки противомикробных агентов (Tran & Webster, 2011; Wang & Webster, 2013). Металлические наночастицы, взаимодействующие с клеточными компонентами (ДНК, РНК и рибосомы), дезактивируют и эффективно изменяют клеточные процессы (Григорьева и др. , 2013). Предполагается, что наночастицы серебра могут проникать через клеточную мембрану и достигать цитозоля из-за их способности растворяться медленно, высвобождая ионы Ag ⁺ , но точный механизм антимикробного действия наночастиц серебра остается неясным.

Селен изучался для различных медицинских применений и в качестве потенциального материала для ортопедических имплантатов (Wang & Webster, 2012). Также есть исследования, указывающие на способность соединений селена подавлять рост бактерий и образование бактериальных биопленок (Wang & Webster, 2012). Среди многочисленных соединений селена было продемонстрировано, что 2,4,6-три-пара-метоксифенилселенопирилия хлорид, 9-пара-хлорфенилоктагидрозеленоксантен и пергидроселеноксантен обладают антибактериальной активностью in vitro , особенно против S.aureus . Однако точный эффект элементарных SeNPs остается в значительной степени неизвестным (Tran & Webster, 2011; Ramos et al. , 2012).

В последнее десятилетие изучение токсикологических свойств наноматериалов и / или наночастиц открыло новую область исследований, известную как нанотоксикология (Ян и др. , 2013). Исследования нанотоксичности имеют чрезвычайно высокую научную, социальную и экономическую ценность (Pumera, 2011). Активные формы кислорода, вызванные наноматериалами, играют ключевую роль в токсичности клеток и тканей (Yan et al., 2013). Токсичность наночастиц серебра усиливается в присутствии H ₂ O ₂ , что подчеркивает биологическую значимость исследования окислительного растворения этих наночастиц (Ho et al. , 2010). Кроме того, было показано, что SeNPs могут ингибировать пролиферацию и индуцировать апоптоз в промастиготных формах простейших Leishmania major (Beheshti et al. , 2013).

Целью данного исследования было изучить влияние SeNP и наночастиц фосфата серебра (SPNP) на ингибирование роста у S.aureus , морфологически изменяя структуру клеток бактерий и изменяя их биохимические параметры, и тем самым идентифицируя подходящее вещество с антибактериальными свойствами для снижения риска бактериальных (стафилококковых) инфекций. Другой целью было наблюдение эффектов как SeNP, так и SPNP на концентрацию бактериального металлотионеина и изучение взаимодействия этих наночастиц с амплифицированным геном zntR .

Материалы и методы

Выращивание

S.aureus

Staphylococcus aureus (NCTC 8511) был получен из Чешской коллекции микроорганизмов, Университет Масарика, Чехия. Staphylococcus aureus инокулировали в среду лизогенного бульона на 24 ч на шейкере при 40 г и температуре 37 ° C. Бактериальную культуру разводили до OD _{600 нм} = 0,1 для всех экспериментов. Каждую чашку Петри покрывали 3 мл культуры S. aureus в лизогенном бульоне, выращенной в течение 24 часов.Накладываемые на чашки Петри с бактериями диски диаметром 1 см вырезали из сосудистых трансплантатов, произведенных VUP Medical (Чешская Республика), и смешивали с SPNP или SeNP в различных концентрациях. Чашки инкубировали в камере для выращивания при 37 ° C в течение 24 часов. Рост измеряли по оптической плотности на приборе Multiskan EX (Thermo Fisher Scientific, Германия). Для целей измерения в микропланшете смешивали культуру S. aureus с различными концентрациями SPNP и SeNP. В качестве контроля культура также выращивалась без наночастиц.Концентрации SPNP или SeNP составляли 0, 10, 25, 50, 75, 150, 225 и 300 мкМ. Общий объем в лунках микропланшета всегда составлял 300 мкл (Чудобова и др. , 2013а, б).

Анализ биохимических параметров

S. aureus

Действие наночастиц на S. aureus было протестировано с помощью биохимических тестов STAPHYtest 24 (Erba Lachema, Чешская Республика) для следующих веществ: уреаза, аргинин, орнитин, β-галактозидаза, β-глюкуронидаза, β-глюкозидаза, фосфатаза. , эскулин, N -ацетил-β-d-глюкозамин, сахароза, маннит, ксилоза, галактоза, трегалоза, мальтоза, манноза, лактоза, сорбитол, рибоза, фруктоза, целлобиоза, арабиноза, ксилитол и раффиноза.Вещества смешивали с бактериальной культурой S. aureus с добавлением наночастиц (300 мкМ) или без них. Комплексы измеряли в течение 24 ч на приборе Multiskan EX с помощью программного обеспечения ascent для Multiskan.

Подготовка и характеристика SPNP и SeNP

SPNP были приготовлены растворением (ди) гептагидрата гидрофосфата натрия в воде, очищенной в соответствии со стандартом Американского химического общества (ACS), и последующим добавлением раствора нитрата SPNP в стандартной воде ACS в соответствии с Khan et al .(2012). Реакция протекала сразу с образованием коллоидных наночастиц желтого цвета (диаметр 200–300 нм; Чудобова и др. , 2013а, б). К полученным SeNP растворяли пентагидрат селенита натрия Na ₂ SeO ₃ · 5H ₂ O (26,3 мг) в 50 мл воды стандарта ACS и затем медленно добавляли 3-меркаптопропионовую кислоту (40 мкл). раствор при перемешивании. После этого pH доводили до восьми с помощью 1 М NaOH. Реакционную смесь перемешивали 2 часа.SeNP хранили в темноте при 4 ° C. Один миллилитр раствора содержит 158 мкг наночастиц Se (диаметром 50–100 нм). Химические вещества, использованные в этом исследовании, были приобретены у Sigma-Aldrich с чистотой ACS, если не указано иное.

SPNP и SeNP измеряли на спектрометре Spectro Xepos (Spectro Analytical Instruments, Германия). Образцы измеряли на рентгеновской трубке с порошковым дифракционным анодом при 47,63 кВ и токе 0,5 мА и детектировали с помощью оксида алюминия рассеяния Баркла.Образец измеряли через боковую стенку полиэтиленовой бутылки на 20 мм выше дна. Для анализа данных использовались программное обеспечение Spectro xepos и метод TurboQuant.

Клеточная микроскопия

Для визуализации клеток использовали инвертированный системный микроскоп Olympus IX 71 (Япония). Общее увеличение 1600 ×. Параметры включали время экспозиции 32 мс и ISO было установлено на 200. Структуры также были охарактеризованы с использованием электронного микроскопа FEG-SEM MIRA XMU (Tescan, Чешская Республика).Образцы покрывали 10 нм углеродом, используя устройство для нанесения углеродного покрытия K950X (Quorum Technologies, UK). Для автоматического получения выбранных областей использовалось собственное программное обеспечение TESCAN image snapper.

Определение общего белка

Анализ пирогаллолового красного белка (Skalab, Чешская Республика) основан на образовании комплекса синий белок-краситель в присутствии молибдата в кислых условиях (pH 2,5). 150 мкл смеси реагентов (50 мМ янтарной кислоты, 3.47 мМ бензоата натрия, 0,06 мМ молибдата натрия, 1,05 мМ оксалата натрия и 0,07 мМ пирогаллолового красного пипеткой переносили в пластиковую кювету. Затем добавляли 8 мкл образца. Поглощение измеряли при λ = 605 нм на химическом анализаторе BS-400 (Mindray, Китай) через 6 мин инкубации. Результирующее значение рассчитывали на основе значений оптической плотности чистой смеси реагентов и образца после 6 мин инкубации.

Дифференциально-импульсное вольтамперометрическое определение металлотионеина

Электрохимические измерения были выполнены на приборе 747 VA Stand, подключенном к анализатору следов 746 VA и автосамплеру 695 (Швейцария), с использованием стандартной ячейки с тремя электродами и охлаждаемым держателем образца (4 ° C).В качестве фонового электролита использовали раствор Брдики, содержащий 1 мМ Co (NH ₃ ) ₆ Cl ₃ и 1 М аммониевый буфер [NH ₃ ( водн. ) и NH ₄ Cl, pH 9,6]. использовались (Адам и др. , 2008).

Взаимодействие

гена zntR из ДНК с SPNP и SeNP

Ген zntR был амплифицирован из S. aureus согласно Singh et al . (1999). Спектры регистрировали при 200–400 нм через 120 мин взаимодействия в кварцевых кюветах диаметром 1 см (Hellma, Великобритания) на спектрофотометре SPECORD 210 (Analytik Jena, Германия) при 25 ° C.Денатурацию комплекса амплифицированного гена zntR с SPNP и SeNP в восьми концентрациях (0, 10, 25, 50, 75, 150, 225 и 300 мкМ) контролировали спектрофотометрически с помощью спектрофотометра SPECORD S600 с диодным детектором (Analytik Jena ). Образец инкубировали в течение 3 мин при повышении температуры при 25–99 ° C и измеряли оптическую плотность при 200–800 нм.

Определение масс-спектров белков с помощью матричной лазерной десорбции / ионизации по времени пролета (MALDI-TOF)

После культивирования в течение ночи 500 мкл культуры (0.1 = OD _{600 нм} ) центрифугировали при 14000 g в течение 2 мин. Супернатант удаляли, а осадок суспендировали в 300 мкл деионизированной воды. Затем добавляли 900 мкл этанола. После центрифугирования при 14 000 g в течение 2 минут супернатант отбрасывали и полученный осадок сушили на воздухе. Затем осадок растворяли в 25 мкл 70% муравьиной кислоты (об. / Об.) И 25 мкл ацетонитрила и перемешивали. Образцы центрифугировали при 14000 g в течение 2 минут, и 1 мкл прозрачного супернатанта наносили в двух экземплярах на мишень MTP 384 (Bruker Daltonics) и сушили на воздухе при комнатной температуре.На каждое пятно наносили 1 мкл матричного раствора α-циано-4-гидроксикоричной кислоты. Спектры измеряли на приборе Bruker MALDI-TOF / TOF в диапазоне м, / z , 2–20 кДа.

Результаты

Металлические наночастицы вызывали значительное ингибирование роста S. aureus , при этом применение SeNP индуцировало вдвое большее ингибирование роста, чем SPNP (7,0 ± 0,5 и 3,0 ± 0,5 мм, соответственно). Также наблюдались значительные морфологические изменения в клеточной структуре, наиболее выраженные в нуклеоиде (рис.1А).

(A) Зоны ингибирования роста в бактериальной культуре после нанесения 300 мкМ наночастиц и микроскопический вид клеток: (a) Staphylococcus aureus , (b) после нанесения SPNP, (c) после нанесения SeNP. (B) Бактериальная культура и наночастицы под электронной микроскопией: (d) S. aureus , (e) SPNPs, (f) SeNPs. Изображения представлены в разных масштабах: 1 единица шкалы соответствует 5 мкм в B-d, 500 нм в B-e и 1 мкм в B-f.(C) Спектры поглощения 300 мкМ SPNP и SeNP: (a) визуализация в окружающем свете: вода MilliQ, SPNP, SeNPs; Рентгеновский снимок элементов содержимого: (б) ООПТ; (c) SeNP.

(A) Зоны ингибирования роста в бактериальной культуре после нанесения 300 мкМ наночастиц и микроскопический вид клеток: (a) Staphylococcus aureus , (b) после нанесения SPNP, (c) после нанесения SeNP. (B) Бактериальная культура и наночастицы под электронной микроскопией: (d) S. aureus , (e) SPNPs, (f) SeNPs.Изображения представлены в разных масштабах: 1 единица шкалы соответствует 5 мкм в B-d, 500 нм в B-e и 1 мкм в B-f. (C) Спектры поглощения 300 мкМ SPNP и SeNP: (a) визуализация в окружающем свете: вода MilliQ, SPNP, SeNPs; Рентгеновский снимок элементов содержимого: (б) ООПТ; (c) SeNP.

Кроме того, синтезированные нами наночастицы (SPNPs или SeNPs) были охарактеризованы с помощью сканирующего электронного микроскопа (рис. 1B). На рисунке 1 (B-d) показана структура культуры S. aureus без добавления наночастиц.В случае SPNP образования имели квадратный или сферический характер (рис. 1B-e), а в случае SeNPs наблюдались только мелкие сферические частицы (рис. 1B-f), что подтвердило нашу предыдущую гипотезу.

После того, как S. aureus подвергся воздействию SPNP в течение 18 часов, наблюдалось ингибирование роста бактерий, и значения поглощения при 600 нм снизились с 0,4 до 0,25 а.е. (Рис. 2A-a). При применении концентрации SPNP с самой слабой антибактериальной активностью (10 мкМ) к бактериальной культуре значения поглощения, сопоставимые с таковыми в контрольной группе (0.4) были получены. Наибольшее снижение значений оптической плотности (на 38%) по сравнению с контролем было достигнуто при применении 300 мкМ SPNP (рис. 2А-а). Напротив, в случае SeNP минимальная ингибирующая концентрация была достигнута при нанесении 10 мкМ SeNP, а общая ингибирующая концентрация наблюдалась при нанесении 300 мкМ SeNP (фиг. 2A-b). Значения половинной максимальной ингибирующей концентрации подтвердили полученные результаты, так как IC ₅₀ составляла 268,2 для SPNP и 4,4 мкМ для SeNP.

Мы также исследовали изменение биохимических показателей S.aureus после добавления наночастиц. Через 24 часа после нанесения SPNP (300 мкМ) наблюдались изменения в 11 биохимических тестах (всего 24 теста) (рис. 2B-b). После применения SeNP результаты только семи тестов отличались от результатов контрольной группы (рис. 2B-c).

Поскольку мы наблюдали изменения в морфологии нуклеоида бактериальной клетки после воздействия SPNP или SeNP на S. aureus , мы исследовали взаимодействие обоих типов наночастиц с ДНК с использованием амплифицированного гена zntR .После применения различных концентраций SeNP (0, 10, 25, 50, 75, 150, 225 и 300 мкМ) наблюдалось заметное увеличение сигнала поглощения при 260 нм с увеличением концентрации SeNP (рис. 3A-b) и состав наночастиц, но этот сдвиг не наблюдался при применении SPNP (рис. 3A-a). Статистически значимые изменения наблюдались в температурах плавления амплифицированного гена zntR в комплексах с SPNP или SeNP при максимальной концентрации 300 мкМ (рис.3Б). Дифференциальные изменения температуры плавления амплифицированного гена zntR , вероятно, могут быть вызваны разным сродством наночастиц к бактериальной ДНК. Более значительное снижение температуры плавления по сравнению с контролем наблюдалось при взаимодействии SPNP с амплифицированным геном zntR , чем при взаимодействии SeNP с амплифицированным геном zntR (23% против 12% соответственно). SPNP могут иметь большее сродство к амплифицированному гену zntR , чем SeNP.

(A) Спектрофотометрическое определение амплифицированного гена zntR после нанесения различных концентраций (0, 10, 25, 50, 75, 150, 225 и 300 мкМ) наночастиц: (a) SPNPs, (b) SeNPs. (B) Изменение температуры плавления бактериальной ДНК после нанесения SPNP и SeNP. (C) Определение металлотионеина в контрольном штамме и после нанесения серебра и SeNP. (B и C) Данные представляют собой среднее значение ± стандартное отклонение от трех измерений, * P <0.05. (D) MALDI-TOF масс-спектры отпечатков пальцев для идентификации (a) Staphylococcus aureus и S. aureus после применения (b) SPNP или (c) SeNPs.

(A) Спектрофотометрическое определение амплифицированного гена zntR после нанесения различных концентраций (0, 10, 25, 50, 75, 150, 225 и 300 мкМ) наночастиц: (a) SPNPs, (b) SeNPs. (B) Изменение температуры плавления бактериальной ДНК после нанесения SPNP и SeNP. (C) Определение металлотионеина в контрольном штамме и после нанесения серебра и SeNP.(B и C) Данные представляют собой среднее значение ± стандартное отклонение от трех измерений, * P <0,05. (D) MALDI-TOF масс-спектры отпечатков пальцев для идентификации (a) Staphylococcus aureus и S. aureus после применения (b) SPNP или (c) SeNPs.

Концентрация бактериального металлотионеина была значительно ниже (примерно на 87%) в бактериальных клетках после применения SPNP (6,3 мкг мг ^-1 белка), и более высокая (примерно 29%) концентрация металлотионеина наблюдалась в бактериальных клетках после добавления. SeNPs (63 мкг, мг ^-1 белка) по сравнению с S.aureus контроль (49 мкг мг ^-1 белка; фиг. 3C). Присутствие гена zntR , который кодирует образование металлотионеина, было подтверждено полимеразной цепной реакцией (результаты не показаны). Эффект наночастиц, вероятно, вызвал изменение белкового состава культуры S. aureus , что было продемонстрировано масс-спектрометрией MALDI-TOF, хотя это изменение не было статистически значимым (рис. 3D).

Обсуждение

Достижения в области нанотехнологий, и особенно в получении металлических наночастиц, можно рассматривать как один из ключей к разработке новых сосудистых трансплантатов, поскольку ионы серебра могут способствовать предотвращению бактериальной инфекции (Ho et al., 2013). Кроме того, было обнаружено, что SeNP обладают высокой антибактериальной активностью, и их легко получить (Ramos et al. , 2012). Антибактериальная активность SeNP была выше, чем у SPNP, использованных в этом исследовании, и была сопоставима с таковой у более мелких SPNP (18–21 нм), используемых Prabakar et al . (2013). Вероятно, это связано с тем, что мы приготовили SeNPs меньшего размера (50–100 нм), чем SPNPs (200–300 нм). Настоящее исследование показало, что наночастицы серебра проявляют антибактериальную активность даже при размерах наночастиц, равных сотням нм.Сравнивая наши результаты по ингибированию роста S. aureus в присутствии селена с результатами других ученых, мы обнаружили, что наши результаты были аналогичны результатам Naik et al . (2009). Однако наши колонии были меньше, чем у Naik и др. ., Вероятно, потому, что они использовали селен в комплексе с 2-селенобензо [ h ] хинолин-3-карбальдегидом.

Эффект SeNP 40–60 нм на S. aureus был изучен Tran & Webster (2011).В этой работе рост бактерий ингибировался с помощью SeNP в диапазоне концентраций от 7,8–31 мкг / мл ^–1 до примерно 1,7% от концентрации, наблюдаемой в контроле, и SeNP убивали примерно 40% клеток S. aureus из . Антимикробная активность SeNP была также подтверждена в работе Hariharan et al . (2012).

В нашем исследовании самая высокая использованная концентрация SeNP (300 мкМ, 23,7 мкг / мл ^-1 ) вызывала полное ингибирование роста в течение 24 часов. Аналогичные результаты для 24-часового периода ингибирования по отношению к S.aureus на поливинилхлориде, покрытом наночастицами селена, представлены в работе Ramos et al . (2012). Наиболее интересным открытием нашего исследования является то, что общая ингибирующая концентрация SeNPs должна составлять не менее 5 мкг / мл ^-1 , что соответствует результатам, опубликованным Tran & Webster (2011). Биохимические параметры показали большее сходство между S. aureus с добавлением SeNP и контролем, но большее различие с добавлением SPNP.

Наше исследование также продемонстрировало взаимодействие ДНК с SeNP, в результате чего эти частицы, вероятно, нарушают структуру ДНК zntR гена, амплифицированного in vitro . Это утверждение подтверждается исследованием Бехешти и др. . (2013), которые сообщили о повышении концентрации SeNP, биосинтезируемых Bacillus sp. MSH-1-индуцированные цитотоксические эффекты и апоптоз в промастиготных формах простейших L. major . Апоптоз продемонстрировали по фрагментации ДНК в диапазоне концентраций 1–150 мкг / мл ^–1 SeNPs.О подобном токсическом эффекте SeNP на геномную ДНК сообщили Chen et al. . (2008) для клеток меланомы человека, обработанных химически синтезированными SeNP. Обработка клеток меланомы человека A375 с помощью SeNP приводила к дозозависимому апоптозу клеток, на что указывало фрагментация ДНК и транслокация фосфатидилсерина (Chen et al. , 2008).

В нашем исследовании результаты относительно концентрации металлотионеина были сопоставимы с результатами Dar et al .(2013). Их группа была заинтересована в продукции металлотионеина в различных микроорганизмах в ответ на кадмий, и они показали повышенное накопление кадмия в клетках, экспрессирующих белок металлотионеин, по сравнению с контрольными клетками. Наши результаты показывают отчетливое снижение синтеза металлотионеина после добавления SPNP к S. aureus . Напротив, после добавления SeNP наблюдалось лишь небольшое увеличение. Это может быть связано со сходством биохимических показателей S.aureus с добавлением SeNP и без него. После добавления SPNP S. aureus показало больше различий в биохимических параметрах. С другой стороны, после нанесения как SPNP, так и SeNPs, бактериальная культура S. aureus показала лишь незначительные различия в отпечатках белков MALDI-TOF масс-спектров по сравнению с контролем. Это приводит к выводу, что более мелкие наночастицы (SeNP) обладают более сильным ингибирующим действием по сравнению с более крупными наночастицами (SPNP).Наши результаты предлагают эффективный способ предотвратить заражение S. aureus с помощью наноструктурированного селена.

Благодарности

Благодарим за финансовую поддержку со стороны Sensor, Information and Communication Systems CZ.1.05 / 2.1.00 / 03.0072. Авторы объявили, что нет никаких конфликтов интересов.

Список литературы

(

2008

)

Электрохимическое обнаружение металлотионеинов на зептомольном уровне в нанолитровых объемах

.

Датчики

8

:

2293

—

2305

.

(

2013

)

Эффективность биогенных наночастиц селена против Leishmania major. In vitro и in vivo исследований

.

J Trace Elem Med Biol

27

:

203

—

207

.

(

2008

)

Наночастицы селена, полученные в растворах полисахаридов Undaria pinnatifida , вызывают митохондриально-опосредованный апоптоз в клетках меланомы человека A375

.

Коллоиды Surf B Biointerfaces

67

:

26

—

31

.

и др. . (

2013a

)

Окислительный стресс у Staphylococcus aureus , обработанных ионами серебра (I), выявленный спектрометрическим и вольтамперометрическим анализами

.

Int J Electrochem Sci

8

:

4422

—

4440

.

и др. . (

2013b

)

Комплексы ионов серебра (I) и наночастиц фосфата серебра с гиалуроновой кислотой и / или хитозаном в качестве перспективных антимикробных агентов для сосудистых трансплантатов

.

Int J Mol Sci

14

:

13592

—

13614

.

(

2013

)

Синтетический ген металлотионеина кадмия (PMCd1syn) видов Paramecium : экспрессия, очистка и характеристики белка металлотионеина

.

Мол Биол Реп

40

:

983

—

997

.

(

2013

)

Тонкие механизмы взаимодействия наночастиц серебра с клетками Salmonella typhimurium и Staphylococcus aureus

.

Биометаллы

26

:

479

—

488

.

(

2012

)

Микробный синтез нанокомпозита селиния с использованием Saccharomyces cerevisiae и его антимикробной активности против патогенов, вызывающих внутрибольничную инфекцию

.

Chalcogenide Lett.

9

:

509

—

515

.

(

2010

)

Окислительное растворение наночастиц серебра биологически значимыми окислителями: кинетическое и механистическое исследование

.

Chem Asian J

5

:

285

—

293

.

(

2013

)

Долговременные активные антимикробные покрытия для хирургических швов на основе наночастиц серебра и сверхразветвленного полилизина

.

J Biomater Sci Polym Ed

24

:

1589

—

1600

.

(

2012

)

Синтез высокоактивного коллоидного ортофосфата серебра, возбуждаемого видимым светом

.

Chem Phys Lett

519–20

:

54

—

58

.

(

2009

)

Синтез новых бензо ( ч ) хинолинов: ранозаживляющее, антибактериальное, связывание ДНК и in vitro антиоксидантная активность

.

Eur J Med Chem

44

:

981

—

989

.

и др. . (

2013

)

Оценка антибактериальной эффективности фито-изготовленных наночастиц серебра с использованием Mukia scabrella (Musumusukkai) против нозокомиальных грамотрицательных бактериальных патогенов с лекарственной устойчивостью

.

Colloid Surf B Biointerfaces

104

:

282

—

288

.

(

2011

)

Нанотоксикология: точка зрения молекулярной науки

.

Chem Asian J

6

:

340

—

348

.

(

2009

)

Наночастицы серебра как противомикробные препараты нового поколения

.

Biotechnol Adv

27

:

76

—

83

.

(

2012

)

Наночастицы селена для профилактики медицинских инфекций, связанных с ПВХ

. Конференция по биоинженерии (NEBEC), 38-я ежегодная Северо-восточная конференция, март 2012 г.

(

1999

)

ZntR является ауторегуляторным белком и отрицательно регулирует оперон znt хромосомной устойчивости к цинку Staphylococcus aureus

.

Мол микробиол

33

:

200

—

207

.

(

2011

)

Наночастицы селена подавляют рост Staphylococcus aureus

.

Int J Nanomed

6

:

1553

—

1558

.

(

2013

)

Пришло ли время заменить ванкомицин при лечении метициллин-резистентных инфекций Staphylococcus aureus ?

Clin Infect Dis

56

:

1779

—

1788

.

(

2012

)

Наноструктурированный селен для предотвращения образования биопленок на медицинских изделиях из поликарбоната

.

J. Biomed. Матер. Res. А

100А

:

3205

—

3210

.

(

2013

)

Краткое сообщение: подавление образования биопленки на бумажных полотенцах за счет использования покрытий из наночастиц селена

.

Int J Nanomed

8

:

407

—

411

.

(

2013

)

Химические механизмы токсикологических свойств наноматериалов: образование внутриклеточных активных форм кислорода

.

Chem Asian J

8

:

2342

—

2353

.

Заметки автора

© 2013 Федерация европейских микробиологических обществ. Опубликовано John Wiley & Sons Ltd

Поверхность модифицированного наночастицами серебра биоматериала, устойчивого к стафилококку: новый взгляд на антимикробное действие серебра

Liu, X., Чу, П. К. и Динг, С. Модификация поверхности титана, титановых сплавов и родственных материалов для биомедицинских приложений. Матер. Sci. Англ. 2004. Р. 47. С. 49–121.

Google Scholar

Campoccia, D., Montanaro, L. и Arciola, C.R. Значение инфекции, связанной с ортопедическими устройствами, и проблемы устойчивости к антибиотикам. Биоматериал 27, 2331–2339 (2006).

CAS Google Scholar

Campoccia, D., Монтанаро, Л. и Арчиола, С. Р. Обзор клинических последствий использования противоинфекционных биоматериалов и устойчивых к инфекциям поверхностей. Биоматериалы 34, 8018–8029 (2013).

CAS Google Scholar

Campoccia, D., Montanaro, L. и Arciola, C.R. Обзор технологий биоматериалов для устойчивых к инфекциям поверхностей. Биоматериалы 34, 8533–8554 (2013).

CAS Google Scholar

Darouiche, R.О. Лечение инфекций, связанных с хирургическими имплантатами. N Engl J Med. 350, 1422–1429 (2004).

CAS Google Scholar

Huang, R., Han, Y. & Lu, S. Улучшенные функции остеобластов и бактерицидный эффект двухионно-ионных Ca и Ag имплантированных поверхностных слоев на нанозернистые титановые сплавы. J. Mater. Chem. Б. 2, 4531–4543 (2014).

CAS Google Scholar

Юэ, К., Kuijer, R., Kaper, H.J., van der Mei, H.C. & Busscher, H.J. Одновременное взаимодействие бактерий и тканевых клеток с фотокаталитически активированными анодированными титановыми поверхностями. Биоматериалы 35, 2580–2587 (2014).

CAS Google Scholar

Qin, H. et al. In vitro и in vivo эффекты анти-биопленки наночастиц серебра, иммобилизованных на титане. Биоматериалы 35, 9114–9125 (2014).

CAS Google Scholar

Цао, Х.и другие. Титан с наноразмерным оксидом кальция: укрепляет костные клетки против метициллин-устойчивого золотистого стафилококка. Sci.Rep. 6, 21761 (2016).

ADS CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Huang, Y. et al. Построение иерархической структуры на Ti-субстрате с превосходной остеогенной активностью и внутренней антибактериальной способностью. Sci. Реп.4, 6172 (2014).

CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

де Авила, Э.D. et al. Влияние УФ-фотофункционализации на прикрепление бактерий в полости рта и образование биопленок на титановом материале имплантата. Биоматериалы 67, 84–92 (2015).

PubMed PubMed Central Google Scholar

Antoci, V. Jr. et al. Ингибирование образования биопленок Staphylococcus epidermidis титановым сплавом, модифицированным ванкомицином, и его значение для лечения перипротезной инфекции. Биоматериалы 29, 4684–4690 (2008).

CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Fujimura, S. et al. Противомикробная эффективность комбинированного кларитромицина и даптомицина против метициллин-резистентного золотистого стафилококка, образованного биопленками, на медицинских изделиях из титана. J Infect Chemother. 21. С. 756–759 (2015).

CAS Google Scholar

Ха, А. Дж. И Квон, Ю. Дж. «Наноантибиотики»: новая парадигма лечения инфекционных заболеваний с использованием наноматериалов в эпоху устойчивости к антибиотикам.J Control Release 156, 128–145 (2011).

CAS Google Scholar

Salwiczek, M. et al. Новые правила создания эффективных антимикробных покрытий. Trends Biotechnol. 2014. Т. 32. С. 82–90.

CAS Google Scholar

Kim, J. S. et al. Антимикробные эффекты наночастиц серебра. Наномедицина 3, 95–101 (2007).

CAS Google Scholar

Вы, К.и другие. Развитие наночастиц серебра в антибактериальном механизме, клиническом применении и цитотоксичности. Mol Biol Rep. 39, 9193–9201 (2012).

CAS Google Scholar

Халупка К., Малам Ю. и Сейфалиан А. М. Наносеребро как новое поколение нанопродуктов в биомедицинских приложениях. Trends Biotechnol. 28, 580–588 (2010).

CAS Google Scholar

Свати, Дж.R. et al. Антимикробное серебро: беспрецедентный анионный эффект. Sci. Реп.4, 7161 (2014).

CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

де Лима, Р., Сибра, А. Б. и Дюран, Н. Серебряные наночастицы: краткий обзор цитотоксичности и генотоксичности химически и биогенно синтезированных наночастиц. J Appl Toxicol. 2012. Т. 32. С. 867–879.

Google Scholar

Альберс, К.E., Hofstetter, W., Siebenrock, K. A., Landmann, R. & Klenke, F. M. In vitro цитотоксичность наночастиц серебра на остеобласты и остеокласты при антибактериальных концентрациях. Нанотоксикология 7, 30–36 (2013).

CAS Google Scholar

Li, J., Qiao, Y., Zhu, H., Meng, F. & Liu, X. Существование, высвобождение и антибактериальное действие наночастиц серебра на пленках Ag-PIII TiO2 с различными нанотопографами.Int J Nanomedicine 9, 3389–3402 (2014).

CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Черноусова С. и Эппл М. Серебро как антибактериальное средство: ион, наночастица и металл. Angew Chem Int Ed Engl. 52, 1636–1653 (2013).

CAS Google Scholar

Kulkarni, M. et al. Наноструктуры титана для биомедицинских приложений. Нанотехнологии 26, 062002 (2015).

ADS CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Li, J. et al. Химически регулируемая платформа доставки биоактивных ионов на титановой поверхности для замедленного контролируемого высвобождения. J. Mater. Chem. Б. 2, 283–294 (2014).

ADS CAS Google Scholar

Li, J. et al. Повышенная биоактивность и эффект бактериостаза нанопленок TiO2 с благоприятной биомиметической архитектурой на поверхности титана.Успехи РКК 3, 11214–11225 (2013).

CAS Google Scholar

Крзакала А., Казек-Кесик А. и Симка В. Применение плазменного электролитического окисления для формирования биоактивной поверхности титана и его сплавов. Успехи RSC 3, 19725–19743 (2013).

CAS Google Scholar

Хан, Й., Чжоу, Дж., Лу, С. и Чжан, Л. Усиление функций остеобластов узких межлигандных нановолокон / стержней Sr-HA, выращенных на микропористых покрытиях из диоксида титана.Успехи РКК 3, 11169–11184 (2013).

CAS Google Scholar

Чжоу, Дж. Х., Хан, Й. и Лу, С. М. Прямая роль расстояния между стержнями в опосредовании клеточной адгезии на покрытиях с наностержнями Sr-HA. Int J Nanomedicine 9, 1243–1260 (2014).

PubMed PubMed Central Google Scholar

Чжоу, Дж. И Хан, Ю. Влияние модели гидротермальной обработки на формирование массивов наностержней Sr-HA на микродуговых оксидированных покрытиях диоксида титана.Прил. Серфинг. Sci. 286. С. 384–390 (2013).

ADS CAS Google Scholar

Lu, P., Cao, L., Liu, Y., Xu, X. & Wu, X. Оценка высвобождения ионов магния, биокоррозии и гемосовместимости магниевого сплава WE42, модифицированного MAO / PLLA. J Biomed Mater Res B Appl Biomater 96, 101–109 (2011).

ADS Google Scholar

Джо, Дж. Х., Хонг, Дж. Й., Шин, К.С., Ким, Х. Э. и Кох, Ю. Х. Повышение биосовместимости и коррозионной стойкости имплантатов из магния за счет обработки поверхности. J Biomater Appl. 27. С. 469–476 (2012).

CAS Google Scholar

Tan, H. et al. Использование кватернизованного хитозана, нагруженного ПММА, для подавления образования биопленок и подавления экспрессии связанного с вирулентностью гена устойчивых к антибиотикам стафилококков. Биоматериалы 33, 365–377 (2012).

CAS Google Scholar

О’Гара, Дж.P. ica и за его пределами: механизмы биопленки и регуляция у Staphylococcus epidermidis и Staphylococcus aureus. FEMS Microbiol Lett. 270. С. 179–188 (2007).

Google Scholar

Arciola, C. R., Campoccia, D., Speziale, P., Montanaro, L. & Costerton, J. W. Образование биопленок при инфекциях имплантатов Staphylococcus. Обзор молекулярных механизмов и последствий для биопленкоустойчивых материалов. Биоматериалы 33, 5967–5982 (2012).

CAS Google Scholar

O’Neill, E. et al. Новый фенотип биопленки Staphylococcus aureus, опосредованный фибронектин-связывающими белками, FnBPA и FnBPB. J Bacteriol. 190, 3835–3850 (2008).

PubMed PubMed Central Google Scholar

Gristina, A. G. Инфекция, связанная с биоматериалом: микробная адгезия против интеграции ткани. Science 237, 1588–1595 (1987).

ADS CAS Google Scholar

Холл-Стодли, Л., Костертон, Дж. У. и Стодли, П. Бактериальные биопленки: от окружающей среды до инфекционных заболеваний. Nat Rev Microbiol. 2. С. 95–108 (2004).

CAS Google Scholar

Суббиадосс, Г., Куиджер, Р., Грейпма, Д. У., ван дер Мей, Х. К. и Бушер, Х. Дж. Рост микробной биопленки против интеграции ткани: «гонка за поверхность» экспериментально изучена.Acta Biomater 5, 1399–1404 (2009).

CAS Google Scholar

Zhao, B. et al. Интеграция мягких тканей в сравнении с ранним образованием биопленки на различных материалах дентальных имплантатов. Dent mater 30, 716–727 (2014).

CAS Google Scholar

Гуркан И. и Венц Дж. Ф. Периоперационный инфекционный контроль: обновленная информация о безопасности пациентов в ортопедической хирургии. Ортопедия 29, 329–339; викторина 340-321 (2006).

Google Scholar

Lottici, P. P., Bersani, D., Braghini, M. & Montenero, A. Характеристики рамановского рассеяния стекла на основе диоксида титана, полученного из геля. J Mater Sci. 28. С. 177–183 (1993).

ADS CAS Google Scholar

Лю Ю., Джордан Р. Г. и Цю С. Л. Электронные структуры упорядоченных сплавов Ag-Mg. Phys Rev B. 49, 4478–4484 (1994).

ADS CAS Google Scholar

Шалвой, Р.Б., Фишер, Г. Б. и Стайлз, П. Дж. Ионность связи и структурная стабильность некоторых материалов со средней пятой валентностью изучались методом рентгеновской фотоэмиссии. Phys Rev B. 15, 1680–1697 (1977).

ADS CAS Google Scholar

Hu, H. et al. Антибактериальная активность и усиление функции стволовых клеток костного мозга покрытий TiO2, содержащих цинк, на титане. Acta Biomater 8, 904–915 (2012).

CAS Google Scholar

Ахаван, О., Азимирад Р., Сафа С. и Хасани Э. Иерархические наноструктуры CuO / Cu (OH) 2 как бактерицидные фотокатализаторы. J. Mater. Chem. 21. С. 9634–9640 (2011).

CAS Google Scholar

Шен, Х. и др. Патогенетический анализ при различных типах инфекций ортопедических имплантатов. Chin Med J ( англ. ). 127, 2748–2752 (2014).

Google Scholar

Дастгейб, С., Парвизи, Дж., Шапиро, И. М., Хикок, Н. Дж. И Отто, М. Влияние биопленок на устойчивость стафилококковой инфекции суставов к лечению антибиотиками. J Infect Dis. 211, 641–650 (2015).

CAS Google Scholar

Лю, X. et al. Плазменная наноструктурированная поверхность TiO2, поддерживающая биомиметический рост апатита. Биоматериалы 26, 6143–6150 (2005).

CAS Google Scholar

Feng, Q.L. et al. Механистическое исследование антибактериального действия ионов серебра на Escherichia coli и Staphylococcus aureus. J Biomed Mater Res. 52, 662–668 (2000).

CAS Google Scholar

Choi, O. et al. Ингибирующее действие наночастиц серебра, ионов серебра и коллоидов хлорида серебра на рост микробов. Water Res. 42, 3066–3074 (2008).

CAS Google Scholar

Чой, О.К. и Ху, З. К. Ингибирование нитрификации наночастицами серебра. Water Sci Technol. 59, 1699–1702 (2009).

CAS Google Scholar

Сонди, И. и Салопек-Сонди, Б. Наночастицы серебра как противомикробное средство: тематическое исследование E. coli в качестве модели для грамотрицательных бактерий. J Colloid Interface Sci. 275. С. 177–182 (2004).

ADS CAS Google Scholar

Волкер, К., Oetken, M. & Oehlmann, J. Биологические эффекты и возможные способы действия наносеребра. Rev Environ Contam Toxicol. 2013. Т. 223. С. 81–106.

Google Scholar

Костертон, Дж. У., Монтанаро, Л. и Арчиола, К. Р. Биопленка при инфекциях имплантата: ее производство и регулирование. Int J Artif Organs 28, 1062–1068 (2005).

CAS PubMed Google Scholar

Lonn-Stensrud, J., Ландин, М. А., Беннече, Т., Петерсен, Ф. К. и Шей, А. А. Фураноны, потенциальные агенты для предотвращения инфекций биопленки Staphylococcus epidermidis? J Antimicrob Chemother. 63, 309–316 (2009).

Google Scholar

Ши, З. Л., Чуа, П. Х., Неох, К. Г., Канг, Э. Т. и Ван, В. Биоактивные титановые поверхности имплантатов с подавлением бактерий и улучшением функции остеобластов. Int J Artif Organs 31, 777–785 (2008).

CAS Google Scholar

Каземзаде-Нарбат, М. и др. Противомикробные пептиды на титане, покрытом фосфатом кальция, для профилактики инфекций, связанных с имплантатами. Биоматериалы 31, 9519–9526 (2010).

CAS Google Scholar

Zhang, F., Zhang, Z., Zhu, X., Kang, E. T. & Neoh, K. G. Поверхности из титана с функционализированными шелком для улучшения функций остеобластов и снижения бактериальной адгезии.Биоматериалы 29, 4751–4759 (2008).

CAS Google Scholar

Ziebuhr, W. et al. Обнаружение кластера генов межклеточной адгезии (ica) и фазовых вариаций в штаммах культур крови Staphylococcus epidermidis и изолятах слизистых оболочек. Заражение иммунной. 65, 890–896 (1997).

CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

O’Neill, E. et al. Связь между чувствительностью к метициллину и регуляцией биопленки в изолятах Staphylococcus aureus от инфекций, связанных с устройством.J Clin Microbiol. 45, 1379–1388 (2007).

PubMed PubMed Central Google Scholar

Houston, P., Rowe, S. E., Pozzi, C., Waters, E. M. & O’Gara, J. P. Важная роль основного автолизина в фенотипе биопленки Staphylococcus aureus, опосредованном фибронектин-связывающим белком. Заражение иммунной. 79, 1153–1165 (2011).

CAS Google Scholar

О’Нил, Э., Humphreys, H. & O’Gara, J.P. Носительство генов fnbA и fnbB и рост при 37 ° C способствуют развитию FnBP-опосредованной биопленки в клинических изолятах Staphylococcus aureus, устойчивых к метициллину. J Med Microbiol. 58, 399–402 (2009).

Google Scholar

Vergara-Irigaray, M. et al. Актуальная роль связывающих фибронектин белков в инфекциях инородных тел, связанных с биопленкой Staphylococcus aureus. Заражение иммунной. 77, 3978–3991 (2009).

CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Arciola, C. R. et al. Обнаружение образования биопленок в Staphylococcus epidermidis от инфекций имплантата. Сравнение метода ПЦР, распознающего наличие генов ica, с двумя классическими фенотипическими методами. J. Biomed Mater Res A. 76, 425–430 (2006).

Google Scholar

Арчиола, К. Р., Бальдассарри, Л.И Монтанаро, Л. Присутствие генов icaA и icaD и образование слизи в коллекции штаммов стафилококков от катетер-ассоциированных инфекций. J Clin Microbiol. 39, 2151–2156 (2001).

CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Конлон, К. М., Хамфрис, Х. и О’Гара, Дж. П. icaR кодирует репрессор транскрипции, участвующий в экологической регуляции экспрессии оперона ica и формировании биопленок у Staphylococcus epidermidis.J Bacteriol. 184, 4400–4408 (2002).

CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Jeng, W. Y. et al. Кристаллическая структура IcaR, репрессора семейства TetR, участвующего в формировании биопленок у Staphylococcus epidermidis. Nucleic Acids Res. 36, 1567–1577 (2008).

CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Zhu, C. et al.Человеческий бета-дефенсин 3 подавляет образование биопленок устойчивых к антибиотикам стафилококков. J Surg Res. 183. С. 204–213 (2013).

CAS Google Scholar

Антимикробное действие наночастиц серебра на золотистый стафилококк | Сулеймани

Антимикробное действие наночастиц серебра на золотистый стафилококк

Mohammad Soleimani, Maziar Habibi-Pirkoohi

Кафедра микробиологии, медицинский факультет, Университет медицинских наук AJA, Тегеран, Иран

Введение

Серебряные наночастицы (SNP) в настоящее время используются в большом количестве медицинских приложений, начиная от диагностики и доставки лекарств до перевязки медицинских изделий и, в частности, при разработке антибиотиков нового поколения [1].Кроме того, мощные антибактериальные, противогрибковые и противовирусные свойства SNP сделали их многообещающей альтернативой коммерчески доступным антибиотикам [2].

В связи с появлением и глобальным распространением штаммов бактерий, устойчивых ко многим антибиотикам, и постоянным упором на расходы на здравоохранение, многие исследователи пытались разработать новое поколение противомикробных препаратов, свободных от устойчивости и стоимости [3]. Наночастицы представляют большой интерес из-за их небольшого размера и большого отношения поверхности к объему, что придает им уникальные механические, каталитические и биологические свойства [4].Приготовление лекарств на основе наночастиц с уникальным размером, формой и химическими свойствами имеет большой потенциал для создания новых фармацевтических продуктов [5]. Хорошо известно, что медицинские препараты в форме наночастиц могут использоваться в качестве эффективных противомикробных соединений. Таким образом, подготовка, характеристика, модификация и функционализация металлических наночастиц открывают путь для разработки новых бактерицидных лекарственных средств [6]. Антимикробные свойства SNP против большого количества инфекционных бактерий объясняют широкое применение этих частиц в различных областях медицины, различных отраслях промышленности, животноводстве, упаковке, аксессуарах, косметике, здравоохранении и военном деле [3, 6, 7].

Хотя ингибирующие эффекты SNP широко изучены, большинство исследований было сосредоточено в основном на ингибирующем влиянии SNP на рост бактерий, и, следовательно, существует значительный пробел в отношении антагонистических эффектов SNP на факторы вирулентности патогенных микроорганизмов. микроорганизмы. Капсула является распространенным фактором вирулентности среди многих патогенных бактерий, включая золотистый стафилококк. Бактерии, вызывающие клиническое заболевание, образуют внеклеточные капсульные структуры [8].Капсулы усиливают вирулентность микробов, делая бактерии устойчивыми к иммунным ответам хозяина. Капсульный полисахарид типа 8 (CP8) является наиболее распространенным типом капсул в клинических изолятах S. aureus [9]. S. aureus — это грамположительный патоген человека, вызывающий серьезные инфекции и заболевания, связанные со значительной заболеваемостью и смертностью. Появление новых устойчивых к лекарствам штаммов этого патогена в результате беспрепятственного использования антибиотиков в настоящее время является серьезной проблемой как для пациентов, так и для медицинского сообщества [9].

Биосинтез металлических наночастиц различными классами растений рассматривается как экономичный, экологически безопасный и экономящий время подход для экологически чистого производства различных типов металлических наночастиц [10]. Микроводоросли представляют собой разнообразную группу одноклеточных растений, которые быстро растут и производят большой объем биомассы за довольно короткое время. Эти свойства делают их идеальным выбором для биосинтеза металлических наночастиц [11].

Основной целью настоящего исследования было изучить полезность SNP в качестве антибиотика нового поколения против S.aureus. Для этого преследовались две цели: 1 — оценить полезность зеленых микроводорослей Chlorella vulgaris в биосинтезе SNP в качестве быстрой и рентабельной системы; 2 — изучить ингибирующее действие биологически синтезированных SNP на рост S. aureus и экспрессию гена капсулы типа 8 (cap8) как основного фактора вирулентности этой инфекционной бактерии.

Материалы и методы

Биосинтез SNP

Для приготовления исходной смеси нитрата серебра, 3.39 г AgNO3 растворяли в 100 мл стерильной воды с получением 200 мМ раствора. Здоровую культуру C. vulgaris собирали в логарифмической фазе и центрифугировали при 5000 об / мин в течение 15 минут при 4 ° C. После удаления супернатанта биомассу трижды промывали стерильной водой для удаления ингредиентов питательной среды. Биомассу повторно суспендировали в 47,5 мл дистиллированной воды. Затем добавляли 2,5 мл 200 мМ раствора AgNO3, чтобы получить конечную концентрацию 10 мМ. Среду для биовосстановления инкубировали при 25 ° C в течение 48 часов.50 мл суспензии C. vulgaris, не содержащей AgNO3, использовали в качестве контроля.

Характеристика

Биовосстановление ионов серебра до SNP контролировали путем измерения спектров УФ-видимого раствора в диапазоне от 300 до 500 нм с использованием спектрофотометра. Морфологию SNP изучали с помощью просвечивающей электронной микроскопии (ПЭМ) с использованием ПЭМ высокого разрешения Leo 912 AB, работающего при ускоряющем напряжении 120 кВ. Образец водного раствора биомассы помещали на покрытую углеродом медную сетку и сушили перед микроскопией.Для измерения на рентгеновском дифрактометре (XRD) образец раствора для биовосстановления распределяли в чашке Петри и сушили в печи. Высушенный образец брали для рентгеноструктурного анализа на рентгеновском дифрактометре PHILIPS PW1480 (Нидерланды). Концентрацию биосинтезированных SNP измеряли с помощью спектрометра высокого разрешения ICP-OES (SPECTRO ARCOS, Германия).

Антимикробный анализ

S. aureus (PTTC 1431) был предоставлен Мешхедским университетом медицинских наук, Иран. Минимальную ингибирующую концентрацию (МИК) биологически синтезированных SNP определяли с использованием метода микроразбавления бульона в 96-луночном стандартном планшете для ELISA.В качестве питательной среды использовали бульон Лурии Бертани (LB), содержащий 105 КОЕ / мл клеток S. aureus. Конечные концентрации SNP, использованные в этом анализе, составляли 0, 12,5, 25, 50 и 100 мкг / мл. В лунку отрицательного контроля SNP не добавляли. Самая низкая концентрация SNP, ингибирующих рост бактерий, была принята за МИК. Для дальнейшей оценки влияния SNP на S. aureus наблюдали за кинетикой роста S. aureus в течение 6-часового периода. Для этой цели была построена кривая роста бактерий при 0, 12,5, 25, 50 и 100 мкг / мл SNP путем измерения оптической плотности (600 нм) для трех 2-часовых интервалов времени.Кривая роста была построена с использованием программы Excel.

Анализ полимеразной цепной реакции (ПЦР) в реальном времени

ПЦР в реальном времени проводили для оценки экспрессии гена cap8 после двух часов обработки SNP. Выделение РНК и синтез кДНК выполняли в соответствии с общей процедурой. Последовательности пар праймеров для ПЦР в реальном времени фактора вирулентности были разработаны с помощью программного обеспечения AllelID 6.0 следующим образом: 5ˊAGCCGTTAATCCGCCTAATGTC3ˊ (прямой) и 5ˊACTGGACCACCCGCTTCG3ˊ (обратный).РНК 16s использовали в качестве домашнего (эталонного) гена и внутреннего контроля в анализе ПЦР в реальном времени. Прямые и обратные последовательности эталонного гена были 5’-CGTGCTACAATGGACAATACAAA-3 ’и 5’-ATCTACGATTACTAGCGATTCCA-3’; соответственно [12]. Экспрессию гена вирулентности (cap8) количественно анализировали с использованием системы ПЦР в реальном времени (BioRad). ПЦР в реальном времени проводили в реакционном объеме 20 мкл, содержащем 0,5 мкМ каждого праймера и 10 мкл мастер-смеси для ПЦР в реальном времени SYBR Green (Genet Bio, Южная Корея).Количественные эксперименты ПЦР в реальном времени были выполнены в двух экземплярах для каждого образца. Данные ОТ-ПЦР в реальном времени анализировали методом (ΔΔCt), как описано Xiang et al. [12].

Результаты

Характеристика SNP

Быстрое и прослеживаемое изменение среды для биовосстановления наблюдалось после добавления нитрата серебра в бульонную культуру C. vulgaris. В УФ-видимой спектроскопии пик поверхностного плазмонного резонанса наблюдался при длине волны около 450 нм, что подтверждает образование SNP (рис. 1).Электронная микроскопия показала, что SNP имеют сферическую форму с размером около 10 нм (рис. 2). Более того, ПЭМ-изображение показало монодисперсность биосинтезированных SNP, при этом всего несколько частиц имели разный размер. Анализ энергодисперсионной спектрометрии (EDS) показал резкий сигнал для Ag, подтверждающий биосинтез SNP (Рисунок-3). Пик поглощения при 3 кэВ подтвердил присутствие SNP. Результаты XRD показали пики, соответствующие (111), (200), (220) и (322) брэгговским отражениям (Рисунок 4). Этот узор совпадает с уникальными пиками серебра; подтверждающие наличие SNP в выборке.Согласно Объединенному комитету по стандартам порошковой дифракции (JCPDS), четыре пика XRD, наблюдаемые в этом исследовании, указывают на то, что биосинтезированные SNP представляют собой чистое кристаллическое серебро. Концентрацию биосинтезированных SNP определяли с использованием метода индуктивно-связанной плазмы (ICP). Результаты показали, что концентрация SNP в образце объемом 25 мл, содержащем как SNP, так и биомассу водорослей, составляла в среднем 2,934 мг / л.

Антимикробный анализ

Для оценки ингибирующего действия SNP на рост S.aureus. Результаты этого теста показали, что SNP в концентрации 50 мкг / мл могут подавлять рост патогена; Таким образом, MIC SNP был определен как 50 мкг / мл. Бактериальная суспензия показала нормальный рост ниже значения МПК. Бактериальный рост также был нормальным в лунке с отрицательным контролем.

Кинетика роста S. aureus при обработке различными концентрациями SNP представлена ​​на рисунке 5. Контрольная группа показала быстрый рост, который следовал восходящей тенденции до конца анализа.Напротив, при всех концентрациях SNP рост бактерий имел тенденцию к снижению; так что в конце анализа (шесть часов) рост бактерий при всех обработках был почти нулевым. Снижение роста было более сильным в образце, обработанном 100 мкг / мл SNP, так что падение роста наблюдалось только через 2 часа.

SNP снижали экспрессию мРНК cap8

Влияние SNP на cap8 — как фактор вирулентности S. aureus — изучали с помощью ПЦР в реальном времени.Результаты ПЦР в реальном времени представлены на рисунке 6. Как можно видеть, было зарегистрировано дозозависимое снижение экспрессии cap8 при обработке различными концентрациями SNP. В диапазоне от 0 до 100 мкг / мл SNP наблюдалась почти линейная зависимость между концентрацией SNP и снижением экспрессии cap8.

Обсуждение

В текущем исследовании изучалось антимикробное действие SNP на рост S. aureus и экспрессию гена cap8. Анализ характеристик показал, что кольцевые SNP с хорошей монодисперсностью были получены инкубацией C.vulgaris с нитратом серебра. Этот результат согласуется с предыдущими исследованиями, в которых сообщалось об эффективности одноклеточных микроводорослей для биосинтеза различных типов металлических наночастиц [13, 14, 15]. Хотя точный механизм производства наночастиц микроводорослями до конца не изучен [16], были предложены некоторые потенциальные процессы для объяснения этого биологического синтеза. Наиболее вероятный механизм — секреция клеточных редуктаз в питательную среду клетками микроводорослей. Эти ферменты могут эффективно восстанавливать ионы серебра до SNP [17, 18].Более того, ионы металлов могут быть захвачены карбоксилатными группами, находящимися на поверхности клеток микроводорослей. Захваченные ионы затем восстанавливаются ферментами редуктазы, что впоследствии приводит к образованию наночастиц [19]. В этом эксперименте были получены монодисперсные сферические наночастицы небольшого размера (~ 10 нм). Небольшой размер SNP обеспечивает большую площадь поверхности, что способствует их реактивности и, следовательно, увеличивает их антибактериальный потенциал. Фактически, зависимое от размера взаимодействие SNP с патогенными бактериями и вирусами сообщалось многими авторами [6, 20, 21, 22].Пик поглощения при 3 кэВ в исследовании EDS подтвердил присутствие SNP в растворе. Картина XRD, полученная в этом исследовании, соответствует ранее определенным брэгговским отражениям, связанным с SNP [14, 23]. В частности, сообщалось, что реакционной способности SNP способствуют аспекты с высокой атомной плотностью, такие как (111) [24].

Следуя основным целям этого эксперимента, мы исследовали ингибирующие эффекты биологически синтезированных SNP на рост высокоинфекционной бактерии S.aureus и экспрессия кластера генов cap8 как основного фактора вирулентности бактерии. Результаты анализа микроразведения показали, что SNP могут полностью подавлять рост бактерий при концентрации 50 мкг / мл. Этот вывод согласуется с предыдущими исследованиями, демонстрирующими антибактериальные свойства SNP [6, 20, 25, 26].

В отличие от многих предыдущих исследований, ограниченных оценкой влияния SNP на рост бактерий, мы расширили наше исследование путем количественной оценки экспрессии гена cap8 при обработке SNP.Результаты, полученные с помощью ПЦР в реальном времени, показали, что SNP даже при такой низкой концентрации, как 12,5 мкг / мл, снижают экспрессию cap8. И снова наблюдали дозозависимое поведение антагонистических эффектов SNP на экспрессию этого гена вирулентности. Это открытие имеет большое биомедицинское значение, поскольку показывает, что SNP не только подавляют рост, но и отрицательно влияют на экспрессию фактора вирулентности S. aureus. Как отмечали Рэгл и Варденбург, нейтрализация основных факторов вирулентности является эффективным способом поиска эффективных профилактических и терапевтических средств для борьбы со стафилококковой инфекцией [27].

Серебро занимает высокое положение среди неорганических антибактериальных средств. Маловероятно, что инфекционные бактерии разовьют устойчивость к серебру, потому что этот металл отрицательно влияет на широкий круг мишеней в бактериях, что позволяет предположить, что патогены должны одновременно развить большое количество мутаций, чтобы защитить себя [3]. Наши результаты также согласуются с результатами, полученными Li et al. (2012), которые обнаружили, что перевязочная эндотрахеальная трубка, покрытая серебром, очень эффективна в профилактике вентилятор-ассоциированной пневмонии у взрослых [28].Более того, по сравнению с объемным металлическим серебром, SNP безопасны и нетоксичны; таким образом, они могут широко использоваться в качестве повязок при производстве различных медицинских устройств, начиная от стоматологических повязок, катетеров и костного цемента [1] до сердечно-сосудистых имплантатов [29]. В частности, что касается ингибирующего действия SNP на рост и свойства вирулентности S. aureus, эти наночастицы могут быть эффективно использованы при разработке повязок для ран для лечения стафилококковых кожных инфекций.

Заключение

Результаты этого исследования показали потенциальную полезность SNP при разработке новых противомикробных препаратов, направленных на решение проблемы появления устойчивых бактериальных штаммов.Медицинское значение этих результатов может включать разработку кремов и мазей на основе серебра для лечения стафилококковых поражений, новых типов дезинфицирующих растворов, серебросодержащих повязок для лечения ожогов, перевязки эндотрахеальных трубок и мочевых катетеров, а также стоматологических инструментов и повязок.

Конфликт интересов

Нет конфликта интересов.

Произошла ошибка при настройке пользовательского файла cookie

Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности.Если ваш браузер не принимает файлы cookie, вы не можете просматривать этот сайт.

---

Настройка вашего браузера для приема файлов cookie

Существует множество причин, по которым cookie не может быть установлен правильно. Ниже приведены наиболее частые причины:

• В вашем браузере отключены файлы cookie. Вам необходимо сбросить настройки своего браузера, чтобы он принимал файлы cookie, или чтобы спросить вас, хотите ли вы принимать файлы cookie.
• Ваш браузер спрашивает вас, хотите ли вы принимать файлы cookie, и вы отказались.Чтобы принять файлы cookie с этого сайта, нажмите кнопку «Назад» и примите файлы cookie.
• Ваш браузер не поддерживает файлы cookie. Если вы подозреваете это, попробуйте другой браузер.
• Дата на вашем компьютере в прошлом. Если часы вашего компьютера показывают дату до 1 января 1970 г., браузер автоматически забудет файл cookie. Чтобы исправить это, установите правильное время и дату на своем компьютере.
• Вы установили приложение, которое отслеживает или блокирует установку файлов cookie.Вы должны отключить приложение при входе в систему или проконсультироваться с системным администратором.

---

Почему этому сайту требуются файлы cookie?

Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности, запоминая, что вы вошли в систему, когда переходите со страницы на страницу. Чтобы предоставить доступ без файлов cookie потребует, чтобы сайт создавал новый сеанс для каждой посещаемой страницы, что замедляет работу системы до неприемлемого уровня.

---

Что сохраняется в файле cookie?

Этот сайт не хранит ничего, кроме автоматически сгенерированного идентификатора сеанса в cookie; никакая другая информация не фиксируется.

Как правило, в файлах cookie может храниться только информация, которую вы предоставляете, или выбор, который вы делаете при посещении веб-сайта. Например, сайт не может определить ваше имя электронной почты, пока вы не введете его. Разрешение веб-сайту создавать файлы cookie не дает этому или любому другому сайту доступа к остальной части вашего компьютера, и только сайт, который создал файл cookie, может его прочитать.

Согласованное диспергирование биопленки Staphylococcus aureus с помощью бактериофага и наночастиц серебра «синтезированного зеленым светом»

Биопленки стафилококка преимущественно вызывают стойкие внутрибольничные инфекции.Широко распространенная устойчивость к антибиотикам, сопровождаемая их способностью образовывать биопленки на биологических и инертных поверхностях, часто приводит к серьезным осложнениям у пациентов и ветеринарных животных. Стратегическое значение бактериофаговой терапии против критических стафилококковых инфекций предсказывалось с момента появления устойчивых к антибиотикам стафилококковых штаммов. Ранее сообщалось о значении металлических наночастиц в тушении бактерий, связанных с биопленками. В этом исследовании мы демонстрируем согласованное действие наночастиц серебра «синтезированного зеленого цвета» и бактериофагов при удалении предварительно сформированных биопленок Staphylococcus aureus с поверхности инертного стекла в зависимости от времени.Наши результаты впервые демонстрируют быстрое совместное диспергирование бактериальной биопленки. Кроме того, синергетическая активность наночастиц и бактериофагов вызывает потерю жизнеспособности бактериальных клеток, захваченных биопленкой, таким образом предотвращая возникновение новой инфекции и последующую колонизацию. Эта работа также открывает платформу для комбинированного терапевтического подхода с различными наночастицами и бактериофагами против моно- или полибактериальной биопленки в экологических, промышленных или клинических условиях.

Эта статья в открытом доступе

Подождите, пока мы загрузим ваш контент.