CC BY
18
INFLUENCE OF NITROGEN FEED SOURCES ON BIOMASS ACCUMULATION AND FUNGISTATIC ACTIVITY OF TRICHODERMA LIGNORUM KMB-F-14
Zhelezniak M. Y., Drehval O. A., Cherevach N. V., Sklyar T. V.
Abstract. The widespread use of chemical pesticides in agriculture has led to the pollution of environmental systems and has caused various health disorders in animals and humans. Biological pest control is one of the most environmentally friendly methods in modern agriscience. Such methods protect crops from pests and do not pollute the environment.
Some terrestrial Trichodermasp. strains are already used as biological control agents. They all produce peptaibols, small antimicrobial peptides which are supposed to play a role in the anti-phytopathogenic activity of Trichoderma sp.
The aim of the study was to determine the influence of various sources of nitrogen on the accumulation of biomass of Trichoderma lignorum KMB-F-14 and its antagonistic properties against phytopathogenic fungi of the genus Fusarium.
The object of the study was the accumulation of biomass in conditions of deep cultivation and the fungistatic action of strain T. lignorum KMB-F-14, isolated from ordinary black earth.
Various nitrogen-containing compounds were introduced in an amount of 0.5% to a nutrient medium containing 0.5% potassium phosphorus, 0.2% magnesium sulfate and 2% glucose. Sowing was carried out by a suspension of conidia with a titre of 1 x 106 in an amount of 5% of the volume of the medium. Cultivated for 72 hours on a microbiological rocker (200 rpm) at 27-28°C. The influence of nitrogen sources on the growth of the fungus was estimated at the exit of dry biomass by weight method. Fungistatic activity of micromycetes-antagonists in relation to test cultures F. culmorum IMB-F-50716 and F. monileforme KMB-F-23 were determined by the method of agar blocks in the modification.
As a result of the studies, it was found that T. lignorum fungus is capable of absorbing various sources of nitrogen. As can be seen from the data presented, the fungus is capable of absorbing inorganic nitrogen sources in the form of nitrate and ammonia nitrogen.
It is known that the synthesis of fungistatic and fungicidal substances by antagonists may depend on the composition of the nutrient medium and the conditions for their cultivation, therefore, in the next stage of our work, the effect of different sources of nitrogen feed on the antagonistic activity of Trichoderma lignorum KMB-F-14 against fungi was performed of Fusarium spp.
Selection of sources of nitrogen feed for cultivating strain of Trichoderma lignorum KMB-F-14. The influence of nitrogen compounds on the accumulation of biomass and the fungistatic effect of Trichoderma lignorum KMB-F-14 against phytopathogenic fungi of the genus Fusarium when grown on media with different sources of nitrogen nutrition have been investigated. It is shown that the most favorable for the accumulation of biomass are organic sources of nitrogen: corn extract and yeast autolysate. The greatest amount of biomass was obtained on medium with yeast autolysate - 40.01 g/l dry biomass.
The fungistatic activity of the strain Trichoderma lignorum KMB-F-14 depends on the source of nitrogen in the culture medium. A high percentage of fungal growth inhibitors of the genus Fusarium was found F. monileforme KMB-F-23 (58-64%) and F. culmorum IMB-F-50716 (63-73%) with arginine, ammonium sulfate, sodium nitroxide and ammonium chloride as a source of nitrogen.
Key words: micromycetes, Trichoderma, antagonism, phytopathogens, accumulation of biomass.
Рецензент - проф. Лобань Г. А.
Стаття надшшла 15.12.2018 року
DOI 10.29254/2077-4214-2019-1-1-148-254-257 УДК 579.61
Надвернюк Р. А., Воронкова О. С., Франкенберг А. А., Шевченко Т. М.
ЧУТЛИВ1СТЬ ДО АНТИБ1ОТИК1В КЛ1Н1ЧНИХ 1ЗОЛЯТ1В СТАФ1ЛОКОК1В Дншровський нацюнальний ушверситет iMeHi Олеся Гончара (м. Дншро)
voronkova_olga@i.ua
Зв'язок публшацм з плановими науково-дослщ-ними роботами. Дослщження виконаш у рамках на-уковоТ теми «Мошторинг стану здоров'я населення ДнтропетровськоТ област з аналiзом клшто-лабо-раторних показнишв» (затверджена ршенням Вче-ноТ ради факультету медичних технологи дiаrности-ки та реабштацп, протокол №3 вщ 26.11.2018 р.).
Вступ. Стафтококова шфекщя за даними Всес-вггньоТ' оргашзаци охорони здоров'я продовжуе по-всюдно поширюватися з наростаючою динамтою. Захворювання зус^чаються у вах втових групах населення, починаючи з дитячого вту. Ушкальшсть цих уражень полягае в тому, що вони здатш вража-ти вс органи i системи у виrлядi локалiзованих або rенералiзованих форм. Видшяють наступш нозоло-
ri4Hi форми: хвороби шшри та шдшмрноТ' клпжовини, оргашв дихання, нервовоТ системи та оргашв чуття, оргашв травлення, мстково-м'язовоТ системи та спо-лучноТ тканини, кровообку, сечостатевих оргашв, а також сепсис [1,2]. Ц особливост надають стафто-коковш шфекцп загальноклЫчний характер, оскшь-ки актуальн для фахiвцiв рiзних напряммв: шфекщ-ошспв, терапевлв, хiрурriв, педiатрiв, дерматолопв, невролопв i шших спещал^в [3,4,5].
Особливо значення у проблемi стафтококових шфекцш набувае питання поширення стшкосл до антибютишв серед клЫчних iзолятiв, що опосеред-ковуе виникнення проблем при вживанн терапев-тичних заходiв. Стафшококи сьогодш визнан одшею з найбшьш значних груп мiкроорrанiзмiв, ям володи
Рис
ють значною к1льк1стю детермшант ре-зистентност1 [6,7,8].
Базою для рацюнальних лшувально-проф1лактичних заход1в служить свое-часна д1агностика стаф1лококових за-хворювань та 1ндив1дуальне визначення чутливост штам1в до антиб1отик1в [7,8].
Метою дослщження було визначення видового спектру та чутливосл до антибютитв вид1лених штам1в стафто-кок1в.
Об'ект i методи дослiджень. Досл1-дження виконували на баз1 бактерюло-пчно'Г лабораторп КЗ «Царичанська мкь-ка кл1н1чна лшарня».
Об'ектом досл1дження була частота виявлення та бюлопчш властивост кл1н1чних 1золят1в стаф1локок1в.
Предметом дослщження були 1золяти грампо-зитивних кок1в, вид1ленн1 в1д ос1б з р1зними типами уражень.
Б1олог1чний матер1ал для анал1зу було отримано в1д 23 пац1ент1в.
Для щентиф^ацп м1кроорган1зм1в до роду Staphylococcus використовували наступш ознаки: визначення ферментацп глюкози в анаеробних умовах; виявлення гемол1тично1' активност1; виявлення леци-тинази; реакц1я на каталазу на скл1; реакц1я плазмо-коагуляцп; визначення фосфатази, що виконували за стандартними методиками [9].
Визначення стшкост до антибютичних препара-т1в проводили за допомогою стандартних паперо-вих дисмв з антиб1отиками (HiMedia, 1нд1я) методом диск-дифузп [10]. Використовували наступш антибю-тики: амоксицил1н, цефеп1м, 1мтенем, рифамп1цин, гентам1цин, азитром1цин, еритром1цин та галфлок-сацин.
Математичну обробку даних здшснювали з вико-ристанням програми MS Exell.
Результати дослiдження та Ух обговорення. При
досл1дженн1 23 зразмв б1олог1чного матер1алу з тд-озрою на наявн1сть стаф1лококу визначено, що вш був присутн1й у 16 (69,6%) зразках. 1дентиф1кац1я до виду показала, що у 11 випадках (68,8%) мало м1сце носшство S. aureus (рис. 1).
У 4 (25,0%) випадмв виявлено представнимв виду S. epidermidis i у 1 (6,2%) випадку було вид1лено штам, iдентифiкований як Staphylococcus spp.
Отриманий розподiл спiвпадае з вщомими дани-ми про те, що у патологи людини провiдна роль на-
Рис. 1. Видовий спектр видшених штамiв стафiлококiв.
2. Прояв факторiв патогенностi видiленими iзолятами.
лежить золотистому стафтококу, що здатний легко колошзувати органiзм та зумовлювати патогенетичш прояви [1].
Клiнiчнi прояви уражень реалiзуються завдяки продукцп стафiлококами щлого ряду факторiв пато-генностi, тому дослщження останнiх мае переважне клшто^агностичне значення [2,4]. Для всiх видте-них штамiв було дослiджено прояв плазмокоагулаз-но', лтазно', лецитиназно' та гемол^ично''' активнос-тi (рис. 2).
Отже, встановлено, що з уах видтених штамiв стафiлококiв проявом плазмокоагулазно' активностi володiли лише штами золотистого стафтококу, част-ка яких серед уах стафтокомв склала 68,8%. До продукцп лiпази та лецитинази були здатш 14 (87,5%) штамiв з усiх видiлених стафiлококiв, причому у вах випадках прояв цих активностей був одночасним. 2 (12,5%) штами не мали прояву цих ознак. Гемолiзини продукували 15 (93,8%) штамiв, причому продукщя 'х була доволi активною, що характеризувалося великими зонами гемолiзу навколо штрихiв росту культур (вiд 3 до 12 мм).
Типовим для кл^чних штамiв, що викликають хронiчнi ураження, е саме такий високий рiвень активной продукцп факторiв патогенносл, що дозво-ляе Ум циркулювати у органiзмi носiя i маскуватися на певних бютопах, уникаючи нагляду iмунноí сис-теми або блокуючи активну реалiзацiю п механiзмiв [1,2]. Звичайно, що значний прояв активносл продукцп факторiв патогенностi вказуе на необхщшсть обов'язкового 'х видалення з оргашзму носiя, що може бути досягнуто за рахунок використання анти-бютимв.
Для всiх видтених штамiв S. aureus визначали чутливiсть до антибiотикiв. Встановлено, що бть-шiсть штамiв були чутливi до застосованих антибю-тикiв (рис. 3).
Найбтьш активним антибiотиком з групи пре-паратiв, що дiють на синтез кл^инно''' стiнки, проти вах дослщжуваних штамiв S. aureus виявився iмiпе-нем (клас карбапенеми), до якого чутливими були вс 11 (100%) штaмiв. На вiдмiну вщ амоксицилiну вiн був значно бтьш ефективним. Зокрема, до остан-нього чутливими були 18,2% штaмiв. Це може бути пов'язано зi значними поширенням серед стафтоко-кiв гешв, вiдповiдних за синтез пенiцилiнзв'язуючих бтмв або специфiчних ферментiв - 0-лактамаз, що руйнують молекулу aнтибiотикa, тому без антибюти-кограми застосування пешцил^в може мати суттевi обмеження [5,6].
Рис. 3. Чутливкть до антибiотикiв iзолятiв S. aureus.
Недостатня актившсть визначена для цефетму: чутливими були лише 4 штами (36,4%), що може бути пов'язане 3i здатшстю дослiджених штамiв до про-дукцп ферментiв для руйнацп цефалоспоринiв [3,8].
Високу чутливкть видiлених штамiв S. aureus ви-значено до рифампщину - чутливi 9 штамiв (81,8%).
Антибютики групи тетрациклiнiв i амшошкози-дiв характеризувалися низькою ефективнiстю щодо видiлених штамiв S. aureus - приблизно 60% штамiв були резистентш. Найвищу чутливiсть у цiй груш ан-тибактерiальних препаратiв визначено до гентамщи-ну - 45,5% (5 штамiв). До азитромiцину чутливими були 8 (72,7%) штамiв, а до еритромщину - лише 5 (45,5%).
Виявили низький рiвень резистентностi кл^чних штамiв S. aureus до препаралв фторхiнолонового ряду. Чутливими до галфлоксацину були 10 (90,9%) дослiджених штамiв, а 1 (9,1%) мав помiрну резис-тентнiсть.
Антибiотикорезистентнiсть - глобальна проблема, для розв'язання яко' потрiбен комплекс за-ходiв по рацiоналiзацil застосування антимтроб-
них препаралв з метою пiдвищення ix ефективност та стримування антибю-тикорезистентностi [7]. Рацюнальний вибiр антибiотика забезпечуе устшне лiкування iнфекцiйно-запальниx про-цесiв рiзноi' локалiзацN в найкоротш1 термiни, тодi як нерацiональний вибiр антибiотика пщвищуе ризик несприят-ливого результату, призводить до роз-витку ускладнень i пiдвищуe вартiсть лiкування, тому нами було проведено дослщження чутливостi до антибютиюв штамiв золотистого стафiлокока, що ви-дiленi вiд осiб з носшством [7,8]. Висновки 1. Показано, що серед дослщже-них оаб у 69,6% (16) мало мкце но-сiйство стафiлокока. 68,8% штамiв щентифтува-ли як S. aureus, 25% - як S. epidermidis i 6,2% - як Staphylococcus spp.
2. Встановлено, що плазмокоагулазна актившсть проявилася у 68,8%, лтазна та лецитиназна - у 87,5%, гемол^ична - у 93,8% штамiв стафтокошв.
3. Виявили, що найбтьш активним антибютиком проти штамiв S. aureus був iмiпенем (100% чутливО, найменш ефективним - амоксицилш (18,2% чутливi).
Перспективи подальших дослщжень. Поширен-ня стiйкостi до антибiотикiв серед клiнiчниx штамiв дедалi стае все бтьш значущою проблемою. Тому необхщним елементом дiагностичниx процедур слщ вважати виконання антибiотикограми для вста-новлення спектру чутливостi до антибютиюв задля розробки схеми рацюнально!' антибютикотерапп стафiлококовиx уражень. Системний монiторинг чутливост клiнiчниx iзолятiв стафiлококiв до антиби отикiв може бути використаний для розробки схем запоб^ання поширенню детермшант стiйкостi серед мiкроорганiзмiв.
Л1тература
Aleshukina AV. Medicinskaya mikrobiologiya. Rostov-na-Donu: Feniks; 2003. 473 s. [in Russian].
Vorob'ev AA, Krivoshein YuS, Shirobokov VP. Medicinskaya i sanitarnaya mikrobiologiya. Moskva: Academia; 2003. 462 s. [in Russian]. Makushenko RS, Avdeeva LV, Macheret YaYu. Vydovyy sklad ta chutlyvist' do antybiotykiv oksatsylinrezystentnykh shtamiv stafilokokiv. AML. 2008;1-2:14-9. [in Ukrainian].
Usvyacov BYa, Chernova OL, Matyushina SB, Buharin OV. Rezidentnoe stafilokokkovoe bakterionositel'stvo v populyacii cheloveka kak pokazatel' mikroehkologicheskogo monitoringa sredy ego obitaniya. Zhurnal mikrobiologii, ehpidemiologii i immunobiologii. 1996;3:71-4. [in Russian].
Zvereva NN. Etiotropnaya terapiya ostryh respiratornyh infekcij bakterial'noj ehtiologii. RMZH. 2015;22:1322-7. [in Russian]. Chervinec YuV, Belyaeva EA, Charkova AR, Chervinec VM. Analiz chuvstvitel'nosti mikroorganizmov, vydelennyh ot bol'nyh s hronicheskimi zabolevaniyami verhnih dyhatel'nih putej, k protivomikrobnym preparatam. Sovremennye problemy nauki i obrazovaniya. 2015;1-1:12-8. [in Russian].
Dotsenko NYa, Sapa YuS, Kraydashenko OV, Latsinskaya SA. Ratsionalnaya antimikrobnaya terapiya. Zaporozhye: Lana; 2003. 160 s. [in Russian]. Tkachyk I, Dyma O. Ratsionalna antybiotykoterapiya infektsiy, sprychynenykh problemnymy hrampozytyvnymy zbudnykamy. Liky Ukrayiny. 2004;3:52-5. [in Ukrainian].
Ob unifikacii mikrobiologicheskih (bakteriologicheskih) metodov issledovaniya, primenyaemyh v kliniko-diagnosticheskih laboratoriyah lechebno-profilakticheskih uchrezhdenij: prikaz № 535 ot 22.04.1985. Moskva: MOZ SSSR; 1985. 65 s. [in Russian]. 10. Pro zatverdzhennya metodychnyh vkazivok «Vyznachennya chutlyvosti mikroorganizmiv do antybakterialnyh preparativ»: nakaz № 167 vid 05.04.2007. Kyiv: MOZ Ukrayiny; 2007. 47 s. [in Ukrainian].
4.
7.
9.
ЧУТЛИВ1СТЬ ДО АНТИБ1ОТИК1В КЛ1Н1ЧНИХ 1ЗОЛЯТ1В СТАФ1ЛОКОК1В Надвернюк Р. А., Воронкова О. С., Франкенберг А. А., Шевченко Т. М.
Резюме. Визначено, що серед усього обстеженого контингенту з рiзними типами патологи виявлення стафтокока мало мкце у 16 (69,6%) випадюв. У 11 випадках (68,8%) мало мкце носшство S. aureus, у 4 (25,0%) - S. epidermidis i в 1 (6,2%) - Staphylococcus spp. Встановлено, що серед уах видтених штамiв стафтокоюв плазмокоагулазну актившсть мали 68,8% iзолятiв. До продукцп лтази та лецитинази були здатш 14 (87,5%) штамiв з уах видтених, причому у вах випадках прояв цих активностей був одночасним. 2 (12,5%) штами не
мали прояву цих ознак. Гемолiзини продукували 15 (93,8%) штамiв. До iiwineHeiwy чутливими були bcí iзоляти S. aureus, до амоксицилiну - лише 18,2% штамiв.
Ключовi слова: стафшококи, клiнiчний iзолят, видовий спектр, чутливiсть до антибiотикiв.
ЧУВСТВИТЕЛЬНОСТЬ К АНТИБИОТИКАМ КЛИНИЧЕСКИХ ИЗОЛЯТОВ СТАФИЛОКОККОВ
Надвернюк Р. А., Воронкова О. С., Франкенберг А. А., Шевченко Т. Н.
Резюме. Установлено, что среди всего обследованного контингента с различными типами патологии выявление стафилококка имело место в 16 (69,6%) случаях. В 11 случаях (68,8%) имело место носительство S. aureus, в 4 (25,0%) - S. epidermidis и в 1 (6,2%) - Staphylococcus spp. Установлено, что среди всех выделенных штаммов стафилококков плазмокоагулазной активностью обладали 68,8% изолятов. К продукции липазы и лецитиназы были способны 14 (87,5%) штаммов из всех выделенных, причем во всех случаях проявление этих активностей был одновременным. 2 (12,5%) штамма не имели проявления этих признаков. Гемолизины продуцировали 15 (93,8%) штаммов. К имипенему чувствительными были все изоляты S. aureus, к амокси-циллину - только 18,2% штаммов.
Ключевые слова: стафилококки, клинический изолят, видовой спектр, чувствительность к антибиотикам.
SENSITIVITY TO ANTIBIOTICS OF CLINICAL ISOLATES OF STAPHYLOCOCCI
Nadverniuk R. A., Voronkova O. S., Frankenberg A. A., Shevchenko T. M.
Abstract. Staphylococcal infection, according to the World Health Organization, continues to spread everywhere with the growing dynamics. Diseases are found in all age groups of the population, starting with childhood. The uniqueness of these lesions is that they are able to affect all organs and systems in the form of localized or generalized infection. Priority in the problem of staphylococcal infections have the question of the spread of resistance to antibiotics among clinical isolates, which mediates the emergence of problems in the use of therapeutic measures. Staphylococci today are recognized as one of the most significant groups of microorganisms, which have a significant carriage of resistance determinants. The timely diagnosis of staphylococcal disease and the individual determination of the susceptibility of strains to antibiotics is the basis for rational therapeutic and prophylactic measures.
The aim of the research was to determine the species spectrum and antibiotic susceptibility of isolated staphylococcal strains. The research was carried out on the basis of the bacteriological laboratory of the Tsarichanka Town Clinical Hospital. The object of the study was the frequency of detection and biological properties of clinical isolates of staphylococci. The subject of the study was the isolation of gram-positive cocci, a distinction from individuals with different types of lesions. Standard methods were used to isolate, identify and study of antibiotic susceptibility of isolates. In the study of 23 samples of biological material suspected on staphylococcal carriage, it was determined that it was present in 16 (69.6%) specimens. Species identification showed that in 11 cases (68.8%) S. aureus was present. Representatives of the S. epidermidis species were found in 4 (25.0%) cases and in 1 (6.2%) cases isolated strains was identified as Staphylococcus spp. The obtained range coincides with the known data that the leading role in human pathology belongs to the S. aureus, which can easily colonize the body and cause pathogenetic manifestations. For all isolated strains, the manifestation of plasmocoagulase, lipase, lecithinase and hemolytic activity was investigated. Thus, it was found that among of all isolated strains of staphylococci only 68.8% produced plasmacoagulase, 87.5% - were able to produce lipase and lecithinase, 93,8% - hemolysins. The most active antibiotic from the group of drugs acting on the synthesis of the cell wall, against all the examined strains of S. aureus was imipenem (carbapenem), to which all 11 (100%) strains were susceptible. Unlike amoxicillin, it was significantly more effective. In particular to the latter were sensitive to 18.2% of strains. Inadequate activity is determined for cefepime: only 4 strains (36.4%) were susceptible. The high sensitivity of the isolated S. aureus strains is determined by rifampicin - 9 strains are susceptible (81.8%) and gatifloxacin (90.9%). Antibiotics of the tetracycline and aminoglycoside groups were characterized by low efficacy against the isolated S. aureus strains - more over 60% of the strains were resistant. The speading of antibiotic resistance among clinical strains is becoming increasingly significant. Therefore, an essential element of the diagnostic procedures is the performance of the antibioticogram to determine the range of sensitivity to antibiotics in order to develop a scheme of rational antibiotic therapy of staphylococcal lesions. Systemic monitoring of the sensitivity of clinical isolates of staphylococci to antibiotics can be used to develop of schemes to prevent the spread of determinants of resistance among microorganisms.
Key words: staphylococci, clinical isolate, species spectrum, sensitivity to antibiotics.
Рецензент - проф. Лобань Г. А.
Стаття надшшла 06.01.2019 року
