CC BY
58
8 2
НАУКА И ТЕХНИКА КАЗАХСТАНА
=
УДК 577.18.02
БАКТЕРИЦИДНЫЕ СВОЙСТВА ПОЛИКОМПЛЕКСА МЕТАЦИД-ДОДЕЦИЛ-СУЛЬФАТ НАТРИЯ
О.А. Есимова, К.Б. Мусабеков, М.Х. Шигаева, С.К. Касымбекова
Казахский национальный университет им. аль-Фараби
Электростатистикалык, жэне годрофобтъщ комплгкстщ байланысы кврсеткендей метоцид жэне натрий додецил Keuiendi сульфатыныц арасындагы комплекспй жасапу реакциясы зерттелген.
Исследована реакция комплексообразования между метацидом и додецил сульфатом натрия; показано, что образование комплекса происходит за счет электростатических и гидрообразных взаимодействии.
The coplex formation between metacid and hodecil sulphate natrium is studied; it is s hi wed that the complexing occurs because of the electrostatic and water-repellent interaction.
Поверхностно-активные вещества (ПАВ) физиологического назначения приобретают большое значение в медицине в качестве бактерицидных препаратов, а также они обладают способностью усиливать действие различных антибиотиков [I]. Однако, довольно высокая токсичность и ограниченная растворимость ПАВ затрудняет их использование в качестве хими-отерапевтических средств. Известно, что одним из путей снижения токсичности и увеличения растворимости в воде лекарственных соединений является связывание их в комплексы по-
лимерами. Физиологически-активные полимеры (ФАЛ), благодаря уникальным свойствам, например, более длительный (пролонгированный) терапевтический эффект, меньшая токсичность, возможность направленного транспорта лекарственного препарата в органы - мишени и др. приобретает значительный научный и практический интерес [2]. Большинство проводимых по ФАЛ работ посвящены исследованию так называемой собственной физиологической активности полимеров [2] и ФАЛ «прививочного типа» - состоящих из полимера-носи-
№2, 2002г.
83
теля и низко или высокомолекулярного физиологически-активного вещества (ФАВ) [3]. Однако, физиологическое действие поликомплекса метацида с низкомолекулярными поверхностно-активными веществами практически не изучено.
Целью работы является установление механизма комплексообразова-ния метацида (МЦ) с додецилсульфа-том натрия (ДДС) в водной среде и исследование их антибактериальной активности. Метацид- катионный полимер, твердый, хорошо растворимый в воде, обладает высокими бактерицидными свойствами. Метацид - малотоксичный стойкий продукт, его растворы длительное время сохраняют антибактериальную активность.
Комплексообразование МЦ с ДДС проводили спектротурбиди метрическим и вис-козиметрическим ме-
тодами, а их антимикробная активность изучали при различных п (п = [ДДС]/[МЦ]) в расчете на элементарное звено МЦ.
Концентрация метацида, входящих в комплекс, была одинаковая и равнялась 0,01 моль/л. Относительная концентрация ПАВ п = ЩДС]/[МЦ] варьировалась в пределах 0-1.5.
Полученные результаты представлены на рис. 1 -3. Как видно из рисунка 1 оптическая плотность в зависимости от относительной концентрации ДДС проходит через максимум, что указывает на протекание реакции ком-плексообразования. Понижение оптической плотности при больших концентрациях ДЦС может быть связано с разворачиванием макромолекулярных клубков в результате связывания допол-нительного количества ДЦС за счет гидрофобных взаимодействий [4].
Зависимость оптической плотности (А) водных растворов смесей МЦ-ДДС. I - 0,01 и МЦ + ДДС; 2 - 0,001 н МЦ + ДДС; 3 - 0,0005 н МЦ + ДДС
А
1.2
О.К-
0.4-
».2 1.6 п = |ДДС|/(МЦ)
Рисунок 1
НАУКА И ТЕХНИКА КАЗАХСТАНА
Определенные сведения о протекании реакции комплексообразова-ния и размере образующихся комплексов можно получить из вискозиметри-ческих измерений. На рис.2 приведена кривая вискозиметрического титрования системы МЦ-ДДС. где видно, что малые добавки ДЦС приводят к
значительному снижению приведенной вязкости системы. В области п = 0,5-1 Л комплекс выпадает в осадок. Снижение вязкости в области больших значений п может быть связано со связыванием сверхэквивалентного количества ДЦС за счет гидрофобных взаимодействий.
Зависимость приведенной вязкости водных растворов смесей ДЦС с МЦ в зависимости от относительной концентрации ДДС. Исходные концентрации МЦ и ДДС одинаковые 0,01 н.
л. ЯП/г
о.ок-
0.0-5 -
0.4
он
1.2 1.Ь
п = [ДЖ'ИМЩ
Рисунок 2
Таким образом, анализ полу- среды стерильной водой. Полу-
ченных результатов указывает на формирование комплекса между сильно заряженным полимером МЦ и ДЦС посредством электростатических и гидрофобных взаимодействий.
Теперь переходим к рассмотрению антибактериальной активности МЦ, ДДС и их комплексов.
Тестовые бактериальные культуры культивировались на скошенном мясо-пентонном агаре, затем смывались с поверхности
ченные бактериальные суспензии стандартизировались. На поверхность среды наносили стандартную суспензию определенной тест-культуры, затем шпателем равномерно распределяли для получения сплошного газона. В толще агара вырезали лунки в которые вносили испытуемый раствор МЦ, ДЦС и их комплексы определенной концентрации. Культуры микроорганизмов инкубировали в течение 24 часов при
№2, 2002г.
85
37°С, после чего проводили ! учет результатов. Результаты учитывали по наличию и величине зоны отсутствия роста чувствительных микроорганизмов. Оценку осуществляли по трехуровневой шкале: низкая степень антибактериальной активности,средняя и высокая [5-7]. Повторность опытов - двухкратная.
Додецилсульфат натрия проявляет четко выраженную антибактериальную активность только в отношении грамполо-жительных микроорганизмов и совершенно не проявляет активности против грамотрицатель-ных бактерий. Метацид подавляет рост и грамноложительных и грамотрицательных организмов. но с разной эффективностью: отмечена слабая активность против грамотрицательных, средняя активность против возбудителя гнойничковых поражений кожи и слизистых оболочек, сильная активность против Bacillus sübtiIis.
В то же время все испытанные концентрации комплекса оказывали угнетающее действие на рост всех тест-культур, но в разной степени. Так, все опытные концентрации комплекса характеризуются низкой степенью активности по отношению к двум штаммам Е. coli, не превышающей антибиотическую активность доде-
цилсульфата натрия. Грамположи-тельные организмы оказались более чувствительными к исследуемым концентрациям.
Комплексы ДЦС и метацида, взятые в разных соотношениях, сохраняли свою антибактериальную активность в течение длительного времени.
Бактерицидные свойства анионных ПАВ прежде всего связаны с их действием на структуру и функционирование клеточных мембран и локализированных в них белков. Так, под действием додецилсульфата натрия изменяется транспортная функция биологических мембран. При низких концентрациях ДЦС повышает устойчивость эрритро-цитарных мембран, а при высоких концентрациях понижает их устойчивость к каталитическому действию олеиновой кислоты. Анионные ПАВ оказывают такое же влияние на физиологические процессы микроорганизма.
Определение антибактериальной активности проводили методом диффузии в мясопентонном агаре. Поверхность агара (МПА) засеивали сплошным газоном определенного тест-организма. Затем в толще агара вырезали лунки, в которые вносили исследуемый раствор определенной концентрации.
8 6
НАУКА И ТЕХНИКА КАЗАХСТАНА
=
Культуру микроорганизмов выращивали, после чего проводили учет результатов. Результаты учитывали по наличию и величине зоны угнетания роста чувствительных микроорга-
низмов. Поликомплекс метацид - ДЦС обладает антибактериальной активностью по отношению к грамположительным и грамотрицательным микроорганизмам, но более эффективен по
отношению к грамположительным. Данные рис.3 также подтверждает этот вывод.
Зависимость средней величины диаметра зоны угнетения роста бактерий (мм) от относительной концентрации ПАВ. 1 - Staphylococcus aureus, 2 - Escherichiae coli, 3 - Proteus vulAgaris
d, мм
30 24' 18-
124
'i
6-
-i-
0.0R
0,12 0,16 иддсимц]
тельных бактерий представляют
Рисунок 3 собой только жесткую структуру
Рассмотрим наиболее веро- толщиной 30 - 100 нм. Основным
ятный механизм бактерицидного компонентом является пептидогли-
действия метацида и его комплек- кон. Также имеются гидрофильные
сов с полиэлектролитами. Приве- кислые полисахариды - тейуоевая
дем краткие сведения о структуре кислота - поли (Орибозил-5 фос-
клетки (микроорганизмов. Клеточ- фат).
ная оболочка состоит из клеточной В клеточной стенке грампо-
стенки и цитоплазмической мемб- ложительных бактерий имеется
раны. Стенки клеток грамположи- внешняя мембрана. Внешняя мембрана представляет собой двойной липидный слой.
Выводы
1. Методами вискозиметрии,
№2, 2002г.
87
спектротурбидиметрии исследовано комплексообразование между мета-цидом и додецилсульфатом натрия. Установлено, что образование поликомплекса происходит за счет электростатических сил и гидрофобных взаимодействий.
2. Введение в состав поликомплекса ДДС приводит к увеличению гидрофобности полимерных цепей
и, соответственно, к изменению связывания полиэлектролита и конфор-маций его макромолекул на поверхности клеток микроорганизмов.
3. Бактерицидное действие мета-цида и его комплексов с анио!шым ДДС обусловлено образованием поликомплекса с фосфолипидами и интерполимерного комплекса с белковыми макромолекулами цитоплазмы мембраны.
ЛИТЕРАТУРА
1. Котова А.Л. Значение биологических особенностей возбудителей и состояния микробного ценза кишечника при сальмонелёзах - Дис-с.....докт.мед.наук. М.-1983 г.
2. Платэ НА., Литманович А.Д., Ноа О.В. Макромолекулярные реакции. М.:Химия, 1977.
3. Красильников А.П.. Асептики и антисептики,- Минск. 1995.-490 с. ? 4. Мусабеков К.Б. Межфазные слои полиэлектроли-
тов. Алма -Ага.: Наука, 1987. 5. Адарченко A.A., Красильников А.П., Собешу О.П.. Методика определения чувствительности устойчивости бактерии к антисептикам. Методичесие рекомендации -Минск. 1989- 19с.
6. Егоров Н.С. Основы учения об антибиотиках М.: 1994.512с.
7. Ленцнер A.A., Тоом М.А., Микельсаар М.Э. Ж. микробиол.,эпи-демиол..иммунол. -1964, №9. с. 146.
