Влияние антибиотиков на развитие микроорганизмов
Ваксман и его сотрудники в 1944 г. открыли замечательный антибиотический препарат стрептомицин, выделенный из культуры Act. griseus. Актиномицет, образующий стрептомицин, был впервые выделен в лаборатории микробиологии Ратжерского университета в 1943 г.
Первое сообщение о выделении антибиотика было сделано Шатц, Буги и Ваксманом в январе 1944 г. Антибиотик получил название стрептомицин (от родового названия актиномицетов Streptomyces).
Красильниковым культура актиномицета, образующая стрептомицин, отнесена к Act. globisporus и названа Act. globisporus streptomycini; позднее он предложил назвать организм, образующий стрептомицин, Act. streptomycini.
Стрептомицин образуют не только штаммы Act. streptomycini, по и другие актиномицеты — Act. bikiniensis, Act. raneus, Act. humidus, Act. reticuli, Act. griseocarneus, Act. mashuensis. Однако основным продуцентом стрептомицина является Act. streptomycin.
Поотношению к стрептомицину все микроорганизмы условно можно разделить на три группы (Шемякин, Хохлов и др., 1961).
1. Весьма чувствительные микроорганизмы, которые подавляются в большинстве случаев 10 мкг/мл. Сюда можно отнести организмы, принадлежащие к следующим родам: Bacillus, Bordetella, Brucella, Klebsiella, Mycobacterium, Bacterium и некоторые другие.
2. Умеренно чувствительные, для подавления которых in vitro необходимо иметь концентрацию стрептомицина в пределах 10—100 мкг/мл. К этой группе могут быть отнесены многие бактерии из родов Aerobacter, Corynebacterium, Diplococcus, Proteus, Staphylococcus, Streptococcus, Vibrio.
3. Устойчивые формы микробов, для подавления которых необходима концентрация антибиотика, превышающая 100 мкг/мл. Сюда относятся роды Bacteroides, Clostridium, некоторые виды Proteus, многие виды грибов, дрожжей, риккетсии, вирусы.
Итак, различные организмы по-разному реагируют на присутствие в среде стрептомицина. Наряду с тем, что стрептомицин подавляет рост многих видов микроорганизмов, к нему довольно легко появляется устойчивость, возникают резистентные к стрептомицину формы бактерий.
По антибактериальному спектру стрептомицин существенно отличается от пенициллина — его биологическое действие проявляется не только в отношении грамположительных бактерий, но и в отношении грамотрицательных и кислотоустойчивых микробов. В отличие от пенициллина стрептомицин проявляет антибиотическое действие на бактерии не только в фазе их логарифмического роста, но и в фазе покоя. Различие в биологическом действии пенициллина и стрептомицина состоит также и в том, что, как правило, устойчивые к пенициллину микробы оказываются чувствительными к стрептомицину.
В отличие от пенициллина, стрептомицин поглощается клетками микробов в зависимости от его концентрации в среде: чем выше концентрация антибиотика в среде, тем больше его поглощается клеткой.
Установлено, что стрептомицин оказывает глубокое и разнообразное влияние на обмен веществ чувствительных к нему микроорганизмов. Антимикробное действие этого препарата в основном состоит в том, что он тормозит синтез белка в клетке бактерий.
Этому процессу уделяется большое внимание при изучении механизма действия стрептомицина.
Бактерии рода Bacillus весьма чувствительны к стрептомицину (Таблица 2), который подавляет рост данных микроорганизмов даже при концентрации 10 мкг/мл.
Таблица 2
Антибиотическая активность стрептомицина invitro по отношению к бактериям рода Bacillus (Егоров Н.С.,1986)
Микроорганизмы |
Концентрация стрептомицина (мкг/мл), вызывающая подавление | ||
наиболее чувствительных штаммов |
наиболее устойчивых штаммов |
большинство штаммов | |
Bacillus anthracis |
0.250 |
10 |
5 |
Bacillus cereus |
0.830 |
2 |
1 |
Bacillus megatherium |
0.250 |
4 |
2 |
Bacillus subtilis |
0.056 |
128 |
25 |
Так как бактерии рода Bacillus являются представителями грамположительных бактерий, то на их развитие и рост оказывают влияние большинство антибиотиков, влияющих на эту группу микроорганизмов.
Глава 2. Объекты и методы исследований
2.1 Объекты исследований
В качестве объектов исследований взяли штаммы бактерий рода Bacillus из коллекции кафедры «Прикладная биология и микробиология». В частности, в данной курсовой работе изучаем влияние различных антибиотиков на таких представителей рода Bacillus, как Bacillus cereus, Bacillus subtilis и Bacillus mesentericus. Для исследований взяли только чистые культуры микроорганизмов, выращенные на МПА.
В ходе исследований применяли следующие антибиотики: бензилпенициллина натриевая соль (1000000 единиц), стрептомицина сульфат (1 г), ампициллин (0,5 г).
2.2 Методы исследований
Для определения чувствительности микроорганизмов к антибиотикам использовали методы диффузии в агар с использованием желобка, метод титров (серийных разведений) в плотных средах. (И. С. Дзержинская,2005)
2.2.1 Метод диффузии в агар с использованием желобка (опыт А. Флеминга)
Оборудование: 3 чашки Петри с ПА, стерильные пинцеты и скальпели, раствор антибиотика, суспензии культур исследуемых бактерий, бактериологическая петля, спиртовка, линейка.
Ход работы:
1.Приготовили растворы антибиотиков.
1.1. 1000000 единиц соли бензилпенициллина (порошок) растворили в 10 мл стерильной дистиллированной воды. Получили концентрацию антибиотика 100000 ед. на 1 мл воды.
1.2. 0.5 г ампициллина растворили в 3 мл стерильной дистиллированной воды. Концентрация антибиотика – 0.66 г на 1 мл воды.
1.3. 1 г стрептомицина растворили в 6 мл стерильной дистиллированной воды. Концентрация антибиотика – 0.66 г на 1 мл воды.
2. Приготовили суспензии культур микроорганизмов: по одной петле культур B.cereus, B. subtilis и B. mesentericus внесли в пробирки с 9 мл стерильной воды.
3. В чашках Петри с застывшим питательным агаром стерильным скальпелем сделали по одному желобку вдоль всей чашки (ширина желобка 0.5 см, глубина агарового слоя 1 см). Желобки заполнили растворами антибиотиков (в каждом желобке по 0.6 мл соответствующего антибиотика).
4.В каждую чашку Петри с антибиотиком посеяли по три культуры бактерий в виде полосок, перпендикулярных к желобку. Выращивали при комнатной температуре двое суток.
5.Измерили диаметр зоны отсутствия роста микроорганизмов.
2.2.2 Метод титров (серийных разведений) в плотных средах
Цель: изучить влияние различных концентраций пенициллина и стрептомицина на рост представителя рода Bacillus – В. cereus.