Минимальная ингибирующая концентрация является характеристикой. Методы определения чувствительности к антимикробным средствам. Минимальная ингибирующая концентрация (МИК). Метод серийных разведений в жидких средах. "минимальная ингибирующая концентрация"

Анализ способности бактерий размножаться и расти на средах, содержащих уменьшающуюся концентрацию лекарственного вещества, позволяет определить минимальную ингибирующую концентрацию антибиотика (МИК), угнетающую роль бактерий in vitro ( табл. 3(vet7)). Величина этой дозы определяет выбор лекарственного вещества, способного достигнуть аналогичных значений концентрации in vivo, и является основой для сравнения относительной чувствительности организма по отношению к другим лекарственным средствам. Считается, что для обеспечения эффективности воздействия концентрация лекарственного вещества в очаге инфекции должна быть по меньшей мере равной значению минимальной ингибирующей концентрации антибиотика. С другой стороны, концентрация лекарственного вещества в плазме обычно должна быть более высокой для обеспечения адекватной его концентрации в тканях. Однако неоправданное увеличение доз противомикробных препаратов с целью достижения минимальной дозы антибиотика, угнетающей рост бактерий определенного вида in vitro, может привести к накопленйю препарата в организме реципиента в токсичных дозах.

"Критической МИК" для конкретного лекарственного вещества является наибольшая достаточно безопасная концентрация препарата, которую можно достигнуть при помощи клинически приемлемой дозы и способа применения препарата ( табл. 3(vet7)). МИК зависит от конкретного вида бактериальной культуры и конкретного вида лекарственного вещества. В тоже время критическая МИК является специфической для конкретного реципиента и конкретного лекарственного вещества. Таким образом, критическая МИК будет одинаковой для любого организма ( табл. 3(vet7)). Критическое значение концентрации для конкретного организма может отличаться в зависимости от вида животного (из-за различий в чувствительности или в характере распределения лекарственного средства) и конкретной лаборатории. Необходимо обратиться в лабораторию, предоставляющую данные относительно методов культивирования и чувствительности к антибиотикам, с целью получения критических значений, используемых в ходе проводимых там исследований.

На основании данных о разведении в пробирке бактерии относят к чувствительным (S) к конкретному лекарственному веществу, если МИК значительно ниже критического значения этого показателя. Рост патогенных микроорганизмов со средним (MS) или промежуточным (IS) значением чувствительности угнетается при концентрации препарата, приближающейся к критическому значению МИК. Такие бактерии могут вызывать отрицательные реакции организма пациента или никак не воздействовать на него. МИК для резистентных (R) бактерий превышает критическое значение минимальной дозы. Эффективное значение концентрации в организме пациента такого препарата, воздействующего на определенный микроорганизм, вряд ли будет достигнуто. В таких случаях опасность кумуляции лекарственного вещества в токсических дозах может также перевесить потенциальную выгоду от применения терапии. Критическое значение минимальной дозы антибиотиков нового поколения, угнетающих рост бактерий, в некоторых случаях труднее определить в связи с переходом на профессиональную гибкую маркировку диапазонов дозировки.

Лекарственные вещества необходимо выбирать таким образом, чтобы при их применении в соответствии со схемой, препятствующей накоплению вещества в токсических дозах, можно было достигнуть предельной концентрации лекарственного вещества в плазме, существенно превышающей МИК. Многие бактерии будут чувствительны к воздействию определенного лекарственного вещества при концентрациях намного ниже критического значения минимальной дозы. Разницу между критическим значением и собственным значением МИК можно использовать для сравнения относительной эффективности различных антимикробных препаратов. Например, для амикацина критическое значение составляет 32 мкг/мл, поэтому Е. coli со значением МИК 2 мкг/мл имеет относительно большую чувствительность к амикацину, чем Е. coli со значением МИК 16 мкг/мл. Оба вида должны считаться чувствительными (хотя второй вид можно рассматривать как имеющий среднюю чувствительность), однако рост бактерий первого вида, по-видимому, угнетается в большей степени. Если тот же самый вид Е. coli со значением МИК 2 мкг/мл по отношению к амоксицилину имеет значение МИК 16 мкг/мл (при критическом значении 32 мкг/мл), то, по-видимому, росту этого микроорганизма будет легче воспрепятствовать путем применения амикацина, а не амоксицилина , посколь ку значение МИК амикацина дальше отстоит от своего критического значения МИК, чем значение МИК амоксициллина.

Несмотря на то, что различия между значениями МИК для конкретного вида бактерий и конкретного лекарственного вещества (16 или 32) могут казаться достаточно большими (в особенности в контексте предельной концентрации лекарственного вещества в плазме), такое отличие соответствует только одному раствору в пробирке. Это является примером опасности переоценки данных о чувствительности. Если значение МИК определенного организма находится достаточно близко к критическому значению, то в силу возможных расхождений в интерпретации данному микроорганизму может в одной лаборатории быть присвоена степень чувствительности "S" или "MS", а в другой - "R". Такие возможные расхождения в оценке являются одной из причин, по которой следует избегать использования лекарственных веществ, в отношении которых определенный организм обладает чувствительностью "MS" (или если значение МИК близко к критическому), за исключением случаев, если концентрация лекарственного вещества в очаге инфекции может намного превышать значение МИК, определенное при анализе in vitro. Наглядным примером может быть использование лекарственных веществ, выводимых почками, для лечения инфекции мочевыводящих путей или использование лекарственных веществ, выводимых с желчью, для лечения инфекции желчных путей. Накопление определенных лекарственных веществ лейкоцитами ( фторхинолоны , макролиды) может также привести к концентрации препарата в тканях, значительной превышающей МИК (или критическое значение МИК), несмотря на более низкую концентрацию в плазме.

МИК бактерий может изменяться при последующих инфекциях, вызванных бактерией того же самого вида, а также способна изменяться в самом процессе инфекционного заболевания. Увеличение значения МИК может просто отражать различный подход к оценке результатов анализа (в особенности если различия выявляются только при разведении в пробирке), однако может также считаться следствием выработки резистентности по отношению к определенному лекарственному веществу. В таких случаях курс антимикробной терапии может быть изменен за счет использования дополнительного препарата или перехода на новый, более эффективный препарат. При полимикробных инфекциях значение МИК определенного лекарственного вещества, вероятно, будет разным для каждой инфицирующей бактерии. Считается, что легче воспрепятствовать росту бактерий с низким значением МИК по отношению к определенному лекарственному веществу, чем росту микроорганизма с более высоким значением МИК по отношению к тому же самому лекарственному веществу.

Таблица 2 приложения к Порядку проведения медицинского освидетельствования на состояние опьянения (алкогольного, наркотического или иного токсического) , утвержденному приказом Министерства здравоохранения Российской Федерации (проект), "Уровни пороговых значений содержания наркотических средств, психотропных веществ, иных химических веществ и их метаболитов, определяемые методами подтверждающего анализа ".

Примечание: уровень порогового значения – это минимальная концентрация вещества (его метаболита) в биологическом объекте, определяемая методами предварительного или подтверждающего анализа, при выявлении которой результат исследования считается положительным.

Фактически аналогичная таблица под названием "Уровни порогового значения для подтверждающих методов анализа при исследовании мочи " приведена в Центральной химико-токсикологическая лаборатория при кафедре аналитической и судебно-медицинской токсикологии Государственного образовательного учреждения высшего профессионального образования Первый Московский государственный медицинский университет имени И. М. Сеченова (ЦХТЛ ГОУ ВПО Первый МГМУ им. И. М. Сеченова) Министерства здравоохранения Российской Федерации от 30 августа 2011 года № 179-25/12И, где, однако, кроме всего прочего указаны концентрации фенобарбитала (1" 000 нг/мл), других веществ из группы барбитуратов (100 нг/мл) и котинина (100 нг/мл). Согласно данному ЦХТЛ ГОУ ВПО Первый МГМУ им. И. М. Сеченова, в соответствии с пунктом 2 приказа Министерства здравоохранения и социального развития Российской Федерации от 27.01.2006 года № 40 "Об организации проведения химико-токсикологических исследований при аналитической диагностике наличия в организме человека алкоголя, наркотических средств, психотропных и других токсических веществ", разработала и утвердила требования к проведению химико-токсикологических исследований при аналитической диагностике наличия в организме человека наркотических средств, психотропных и других токсических веществ".

В частности, согласно пункту 12 информационного письма при проведении медицинского освидетельствования водителей транспортных средств, тестировании учащихся, проведении химико-токсикологических исследований при обращении граждан и иных случаях, установленных законодательством, исследование жидкости ротовой полости (слюны) недопустимо, так как не позволяет достоверно установить факт наличия в организме человека наркотических средств, психотропных и других токсических веществ. Контролируемые вещества могут быть определены в жидкости ротовой полости (слюне) во временном интервале, не превышающем нескольких часов с момента употребления.

Требования к техническим средствам, применяемым с целью обнаружения наркотических средств, психотропных и иных токсических веществ (их метаболитов) в образцах мочи, при проведении предварительных химико-токсикологических исследованиях (приложение № 1 к Методическим рекомендациям: Правила проведения химико-токсикологических исследований на предмет наличия в организме обучающихся в общеобразовательных организациях и профессиональных образовательных организациях, а также образовательных организациях высшего образования в целях раннего выявления незаконного потребления наркотических средств и психотропных веществ наркотических средств, психотропных и иных токсических веществ (их метаболитов) / Разработчик: Ассоциация специалистов и организаций лабораторной службы «Федерация лабораторной медицины» под редакцией главного внештатного специалиста по аналитической и судебно-медицинской токсикологии Минздрава России, д.х.н., профессора Б.Н. Изотова и главного внештатного специалиста по клинической лабораторной диагностике Минздрава России, д.м.н., профессора А. Г. Кочетова // Москва, 2015)

Требования к техническим средствам, применяемым с целью обнаружения наркотических средств, психотропных и иных токсических веществ (их метаболитов) в образцах мочи, при проведении подтверждающих химико-токсикологических исследований (приложение № 2 к указанному выше источнику)

Вместе с тем, при осуществлении защиты по делам об административных правонарушениях по статьям 12.8 и 12.27 часть 3 КоАП РФ, а также по делам, предусматривающим уголовную ответственность при управлении транспортным средством в состоянии опьянения (статьи 264 и 264.1 УК РФ), не следует забывать, что административная ответственность наступает в случае наличия наркотических средств или психотропных веществ в организме человека вне зависимости от их концентрации в организме человека, в крови и в моче.

В силу изложенного выявление в рамках проведения наркологических экспертиз, химико-токсикологических исследований, судебно-химических исследований наркотических средств, психотропных и токсических веществ, и веществ, вызывающих опьянение, даже на уровне, так сказать, "предела обнаружения используемого метода" является основанием для привлечения водителя транспортного средства к административной или уголовной ответственности по соответствующим статьям Кодекса РФ об административных правонарушениях и/или Уголовного кодекса РФ.

Для информации - " "

Актуальность

В офтальмологической практике выбор антибактериального препарата, как и в остальных случаях проведения противомикробной терапии, зависит в первую очередь от возбудителя и его чувствительности к антибиотикам. Используемый антибактериальный препарат должен обладать бактерицидным действием и иметь низкую минимальную подавляющую концентрацию (МПК). Это особенно важно в современных условиях при постоянно нарастающей резистентности микроорганизмов к антибиотикам. Назначение препарата в дозах, не способных оказать пагубное воздействие на микроорганизм, может способствовать дальнейшему развитию резистентности микрофлоры .

МПК - это та наименьшая концентрация антибактериального препарата, которая вызывает подавление заметного невооруженным глазом роста микрофлоры. Именно МПК позволяет наиболее точно охарактеризовать степень чувствительности микроорганизма к антибиотику . Чем ниже МПК препарата, тем выше чувствительность к нему микрофлоры. Только знание МПК позволяет решить вопрос: достигает ли антибиотик при местном применении зон локализации возбудителя в концентрации достаточной для подавления этого микроорганизма? Следует отметить также, что наиболее широко используемые в офтальмологической практике антибактериальные препараты (фторхинолоны и аминогликозиды) относятся к дозозависимым препаратам , т.е. скорость гибели микроорганизмов возрастает прямо пропорционально их концентрации. В научной литературе имеются данные о более медленном достижении МПК офлоксацина во влаге передней камеры глаза по сравнению с левофлоксацином . Доказано также, что после однократной инстилляции левофлоксацина его концентрация многократно превышает МПК для всех микроорганизмов, вызывающих инфекционные заболевания глаз . Однако в клиническую практику постоянно внедряются новые антибактериальные препараты, а в имеющейся литературе практически отсутствуют сведения о МПК, т.е. об антимикробной эффективности всего имеющегося спектра современных антибиотиков, использующихся в офтальмологии, что и послужило поводом к проведению нашего исследования.

Цель

Определить МПК современных антибиотиков для наиболее часто встречающейся микрофлоры.

Материал и методы

Для определения МПК антибиотиков мы использовали Hi Comb MIC Test (регистрационное удостоверение МЗ РФ 2003/1664 от 23.12.2003 г.). Тест состоит из полосок, к которым прикреплены диски, пропитанные не одной, а целым рядом убывающих концентраций одного и того же антибиотика. При выполнении исследования сначала мы брали содержимое конъюнктивальной полости для посева на простой агар. Далее выделяли чистую культуру микроорганизма и сеяли ее на соответствующую твердую питательную среду в чашке Петри в виде газона. Затем чашки Петри инкубировали в термостате при температуре 37º в течение 24 часов. При этом вокруг тестовых полосок формировалась зона задержки микрофлоры в форме эллипса, позволяющая определить МПК антибактериального препарата. МПК определяли по цифровой шкале на тестовой полоске в области минимального диаметра эллипсовидной зоны задержки роста микрофлоры. Нами определена МПК самых распространенных в клинической практике антибактериальных препаратов - ципрофлоксацина (Ципромед, Sentiss), офлоксацина (Флоксал, Baush &Lomb), левофлоксацина (Сигницеф, Sentiss), моксифлоксацина (Вигамокс, Alcon), гатифлоксацина (Зимар, Allergan) и тобрамицина (Тобрекс, Alcon).

Результаты

Всего обследовано 105 больных в возрасте от 2 мес. до 7 лет с различными воспалительными заболеваниями переднего отдела глаза: острым и хроническим конъюнктивитом, блефароконъюнктивитом, стенозом носослезного протока, осложненным хроническим дакриоциститом, а также бактериальным кератитом. В посевах отделяемого из конъюнктивальной полости детей были обнаружены эпидермальный (43,9%) и золотистый стафилококки (22,9%), стрептококки (15,1%), а также грамотрицательная микрофлора (18,1%).

У всех апробированных антибактериальных препаратов МПК для эпидермального стафилококка оказалась самой высокой. Самой низкой МПК для эпидермального стафилококка оказалась у препаратов левофлоксацин и моксифлоксацин - 0,544 и 0,551 мкг соответственно. Максимальная МПК зафиксирована нами у тобрамицина (8,623 мкг), т.е. этот препарат оказался наименее эффективным в отношении Staphylococcus epidermidis. Несмотря на то, что гатифлоксацин относительно недавно используется в клинической практике, его МПК оказалась достаточно высокой - 1,555 мкг. МПК ципрофлоксацина и офлоксацина была небольшой - 1,023 и 1,191 мкг соответственно.

МПК всех антибактериальных препаратов для золотистого стафилококка оказалась меньшей, чем для эпидермального. При этом самой низкой МПК оказалась у левофлоксацина (0,020 мкг), т.е. для лечения инфекций, вызванных золотистым стафилококком, этот препарат оказался наиболее эффективным. МПК моксифлоксацина (0,202 мкг) и офлоксацина (0,240 мкг) также оказалась небольшой, однако в 10 раз превышала МПК левофлоксацина. Самая высокая МПК зафиксирована нами у препарата тобрамицин (5,115 мкг).

Из конъюнктивальной полости детей были выделены следующие стрептококки: Streptococcus pneumoniae, Streptococcus viridans и Streptococcus haemolyticus. Наименьшая МПК для всех выделенных у детей стрептококков оказалась у моксифлоксацина - всего 0,006 мкг. МПК левофлоксацина была также маленькой, однако значительно превышала МПК моксифлоксацина - 0,135 мкг. Высокая МПК была зафиксирована у ципрофлоксацина (1,246 мкг) и самая большая - у тобрамицина (6,460 мкг).

Группу выделенных у детей грамотрицательных микроорганизмов составили синегнойная палочка, Enterobacter brevis, Klebsiella pneumoniaе, а также Serratia marcencens. Самая низкая МПК для грамотрицательной микрофлоры оказалась у ципрофлоксацина - 0,034 мкг. Низкие показатели МПК, т.е. высокая эффективность, отмечена также у левофлоксацина - 0,051 мкг. МПК офлоксацина и гатифлоксацина была значительно большей и практически одинаковой - 0,096 и 0,102 мкг. Самая высокая МПК снова была зафиксирована у тобрамицина (7,050 мкг).(см.рис.)

Заключение

Таким образом, самым эффективным антибактериальным препаратом в отношении наиболее часто выделяемой у детей микрофлоры оказался левофлоксацин. МПК этого препарата для стрептококков и грамотрицательных микроорганизмов также оказалась небольшой, что позволяет рекомендовать препарат на основе 0,5% левофлоксацина Сигницеф для лечения всех воспалительных заболеваний глаз бактериальной природы.

Для терапии воспалительных заболеваний глаз, вызванных стрептококками, предпочтителен моксифлоксацин, так как его МПК для стрептококков оказалась самой маленькой. МПК ципрофлоксацина для всей грамотрицательной микрофлоры оказалась самой низкой, что подтверждает общепризнанную высокую эффективность этого препарата. Самая высокая МПК для всех выделенных микроорганизмов оказалась у тобрамицина.

Критериями антимикробной активности препарата являются минимальная ингибирующая концентрация (МИК) и минимальная бактерицидная концентрация (МБК). МИК – это наименьшая концентрация антибиотиков, которая invitro полностью подавляет видимый рост бактерий. Она выражается в мг/л или мкг/мл. МБК – это наименьшая концентрация антибиотика, которая вызывает бактерицидный эффект. Для её определения необходимо провести высев из пробирок, в которых визуально отсутствует рост, на плотный питательный агар, не содержащий антибиотик. Этот показатель имеет большое клиническое значение. На основе метода серийных разведений созданы микрометоды, предусматривающие использование меньшего объёма питательной среды. В настоящее время для проведения такого рода исследований выпускаются многочисленные коммерческие наборы, состоящие из высушенных стабилизированных разведений антибиотиков в питательной среде, которые разбавляются суспензией тест-микроба. Данные наборы могут храниться в обычных условиях, вследствие чего исключается необходимость в приготовлении разведений среды и антибиотиков в лабораторных условиях. Достоинством тестов микроразведений является также то, что они включаются в автоматизированную систему.

На основании полученных данных (диаметра зоны задержки роста или величины МИК) микроорганизмы подразделяют на чувствительные, умеренно-резистентные и резистентные. Для разграничения этих категорий используют так называемые пограничные концентрации антибиотиков, которые не являются неизменными величинами. Они пересматриваются по мере изменения чувствительности популяции микроорганизмов. Разработкой и пересмотром критериев интерпретации занимаются ведущие специалисты (химиотерапевты, микробиологи), входящие в специальные комитеты. Одним из них является национальный комитет по клиническим лабораторным стандартам (N ationalC ommitteeforC linicalL aboratoryS tandards – NCCLS), организованный в США. В настоящее время стандарты NCCLS используются как международные для оценки результатов определения чувствительности бактерий при многоцентровых микробиологических и клинических исследованиях.

Определение чувствительности бактерий к антибиотикам. Критерием чувствительности микроорганизмов к антибиотикам является минимальная ингибирующая концентрация (МИК) антибиотика, задерживающая рост возбудителя при стандартных условиях постановки опыта.

Для определения лекарственной устойчивости используют суточную чистую культуру возбудителя, выделенную из организма больного, и стандартную питательную среду (АГВ или Мюллер-Хинтон агар) для её посева.

Определение чувствительности микроорганизмов к антибиотикам проводят диско-диффузионным методом или методом серийных разведений антибиотика в жидких или плотных средах.

Диско-диффузионный метод. Определение чувствительности к антибиотикам методом бумажных дисков основано на диффузии антибиотика в питательную среду. Концентрация антибиотиков в дисках подобрана таким образом, чтобы диаметры зон задержки роста стандартных тест-микроорганизмов соответствовали международным стандартам. Эта концентрация соответствует средней терапевтической дозе для стандартных штаммов микроорганизмов.

Приготовленную взвесь микроорганизмов засевают на поверхность специальной среды (АГВ или агар Мюллер-Хинтона) в чашки Петри. Затем стерильным пинцетом на засеянную поверхность помещают на равном расстоянии друг от друга, от краёв и центра чашки стандартные бумажные диски, пропитанные растворами различных антибиотиков (также можно использовать специальные устройства и диспенсеры). Засеянные чашки выдерживают в термостате при температуре, оптимальной для роста исследуемых бактерий. Если бактерии чувствительны к данному антибиотику, то вокруг диска образуется зона задержки роста. Диаметр зоны задержки роста соответствует степени чувствительности исследуемого микроорганизма к данному антибиотику. Окончательный результат оценивается по специальным таблицам, в которых указаны диаметры зон задержки роста стандартных культур, чувствительных, устойчивых и умеренно-устойчивых.

Метод дисков не даёт надежных данных при определении чувствительности микроорганизмов к плохо диффундирующим в агар полипептидным антибиотикам (например, полимиксину, ристомицину). Также этот метод не позволяет определить минимальную подавляющую концентрацию антибиотика.

Метод серийных разведений. Данным методом определяют минимальную концентрацию антибиотика, ингибирующую рост исследуемой культуры бактерий (МПК, МИК). Для этого вначале готовят основной раствор, содержащий определенную концентрацию антибиотика (мкг/мл или ед/мл) в специальном растворителе или буферном растворе. Далее из основного раствора готовят все последующие разведения в бульоне (в объёме 1 мл), после чего к каждому разведению добавляют 0,1 мл исследуемой бактериальной суспензии, содержащей 10 6 -10 7 бактериальных клеток в 1 мл. В последнюю пробирку вносят 1 мл бульона (без антибиотика) и 0,1 мл суспензии бактерий (контроль культуры). Посевы инкубируют при 37 0 С до следующего дня, после чего отмечают результаты опыта по помутнению питательной среды, сравнивая с контролем. Последняя пробирка с прозрачной питательной средой указывает на задержку роста исследуемой культуры бактерий, под влиянием содержащейся в ней минимальной подавляющей (ингибирующей) концентрации (МПК, МИК) антибиотика. Для оценки минимальной бактерицидной концентрации (МБК) производят высев на плотную питательную среду без антибиотика из пробирок с отсутствием роста. За МБК принимают минимальную концентрацию антибиотика, вызывающую гибель микроорганизма, что характеризуется отсутствием роста на чашках Петри с питательной средой.

Метод серийных разведений антибиотика в агаризованной среде. В этом случае можно в одном опыте проверить чувствительность к разным концентрациям данного антибиотика нескольких культур микроорганизмов. Различные разведения антибиотика готовят в стерильной агаризованной среде. Для этого в неё добавляют требуемое количество исходного раствора антибиотика, тщательно перемешивают и заливают в стерильные чашки Петри. После застывания агара дно чашки с наружной стороны делят маркером на сектора. Каждую исследуемую культуру засевают штрихом с помощью бактериологической петли на определённый сектор в чашки с разными концентрациями антибиотика. Посев исследуемых культур на чашки с различными концентрациями антибиотика можно сделать с помощью аппликатора, позволяющего засевать одновременно 12-15 культур на одну чашку. Затем чашки помещают в термостат при температуре, оптимальной для роста и развития изучаемых бактерий. Результаты учитывают по наличию или отсутствию роста бактерий в сравнении с ростом на среде в контрольной чашке. Бактерии считаются чувствительными к антибиотику в такой его концентрации, при которой их рост полностью подавляется.

Метод Е-тестов. Данный метод сочетает в себе достоинства метода серийных разведений и метода дисков. Вместо дисков используются полоски («линейки») фильтровальной бумаги, пропитанные антибиотиком, причем у основания полоски концентрация антибиотика будет минимальной, а на «верхушке» – максимальной. Полоски помещают на поверхность питательного агара, засеянного исследуемой культурой. Если бактерии чувствительны к действию данного препарата, вокруг участков полоски, содержащих его ингибирующие концентрации, возникает эллипсовидная зона задержки роста. Числовое значение концентрации антибиотика у основания этой зоны указывает на МПК данного антибиотика для данной культуры.

К чувствительным относятся штаммы микроорганизмов, рост которых подавляется при концентрациях препарата, обнаруживаемых в сыворотке крови больного при использовании обычных доз антибиотиков.

К умеренно устойчивым относятся штаммы, для подавления роста которых требуются концентрации, создающиеся в сыворотке крови при введении максимальных доз препарата.

Устойчивыми являются микроорганизмы, рост которых не подавляется препаратом в концентрациях, создаваемых в организме при использовании максимально допустимых доз.

Контрольные вопросы.

Дайте определение понятия «антибиотики». Основные группы антибиотиков в зависимости от способа получения: природные, полусинтетические, синтетические. Назовите фамилию учёного, разработавшего теорию химиотерапии. Какие свойства являются определяющими при выборе химиотерапевтического препарата? Что такое химиотерапевтический индекс, напишите его формулу, каким он должен быть? Укажите первые антиспирохетозные препараты; первый антибактериальный препарат и фамилию учёного, получившего его. Назовите фамилии русских учёных, впервые обнаруживших антибактериальные свойства зелёной плесени. Назовите фамилию учёного, изучавшего антибактериальные свойства плесневого гриба Penicillium и сделавшего попытку выделить пенициллин. Учёные, впервые получившие препараты пенициллина. Продуценты антибиотиков - приведите примеры. Классификация антибиотиков по происхождению, химическому составу, по спектру действия. Механизм действия антибиотиков: мишени (точки приложения антибиотиков различных групп). Типы действия - бактерицидное и бактериостатическое; как в опыте in vitro определить их? Противовирусные антибиотики, механизмы их действия. В каких единицах измеряется активность антибиотиков? Условия хранения антибиотиков.

Назовите и охарактеризуйте возможные побочные явления при антибиотикотерапии. Дайте определение понятия «лекарственная устойчивость микробов». Виды лекарственной устойчивости. Природная и приобретённая (первичная и вторичная). Генетические механизмы лекарственной устойчивости: хромосомная и плазмидная. Фенотипические механизмы лекарственной устойчивости - назовите и охарактеризуйте. Рациональное применение антибиотиков - назовите способы. Назовите препараты - ингибиторы ферментов, разрушающих антибиотики. Опишите методы определения чувствительности микробов к антибиотикам.

В принципе эта процедура сходна с определением МПК в жидкой "Среде. Готовят несколько чашек Петри со ступенчатыми разведениями антибиотика, растворенного в дайной среде. Добавляют расплавленный агар, чашки охлаждают, чтобы агар затвердел. На поверхности среды штрихом засевают культуры одной или нескольких бактерий и после инкубации в термостате в течение необходимого времени определяют минимальную концентрацию антибиотика, при которой подавляется рост бактерий. Одним из преимуществ этого метода перед методом титрования в жидкой среде является то, что разные участки одной и той же чашки можно засевать разными видами или штаммами бактерий. В результате величины МПК для нескольких бактерий можно определить в одном опыте (рис. 2.2).

1. ОПРЕДЕЛЕНИЕ АКТИВНОСТИ АНТИБИОТИКОВ

1. ФАКТОРЫ, ВЛИЯЮЩИЕ НА ОПРЕДЕЛЕНИЕ

/

Таблица 2.1. Факторы, влияющие на определение активности антибиотиков
Тест-организм
Состав среды (pH, ионы, сыворотка, антагонисты)
Величина и плотность инокулума (гетерогенность популяции, механизмы инактивации, попадание веществ-антагонистов)
Условия инкубации (время, температура, аэрация)
А. СОСТАВ СРЕДЫ
Рассмотрим в качестве примера антибиотик, подавляющий биосинтез одной из аминокислот. Если антибиотик испытывают в среде без этой аминокислоты, то кажется, что он обладает очень высокой активностью, другими словами, имеет низкую величину МПК. При испытании в "среде, содержащей аминокислоту, синтез которой он подавляет и которую бактерия может получать из среды, антибиотик будет казаться неактивным.
Помимо таких специфических эффектов часто наблюдается менее специфическое влияние среды, не связанное непосредственно с механизмом действия или с химической структурой антибиотика. Одним особенно интересным случаем является наличие в среде сыворотки. Ее вводят в среду при определении МПК, чтобы создать физиологические условия, напоминающие условия в крови. Многие антибиотики связываются с белками сыворотки крови (в особенности с альбумином), в результате число свободных молекул антибиотика, которые могут проникать в бактериальные клетки, снижается. Связывание антибиотика с белками сыворотки обычно коррелирует с липофильностью некоторых заместителей в его молекуле.
Очевидно, что условия определения МПК в жидкой среде отличаются от условий в плотной среде хотя бы потому, что в плотной среде присутствует агар. Агар, содержащий S03-rpyn- пы, может адсорбировать антибиотик, изменяя его диффундирующую способность, или адсорбировать растворенный кислород и некоторые компоненты питательной среды. Неудивительно поэтому, что величина МПК антибиотика в отношении данной бактерии зависит от того, определена ли она в жидкой или в плотной среде, даже если эти две среды, за исключением наличия или отсутствия агара, идентичны по составу. Нужно также помнить, что физиология клеток может различаться в зависимости от того, растут ли они поодиночке в жидкости или в виде колоний на поверхности плотной среды.
Очень сильное влияние на активность антибиотиков оказывает величина pH среды. Помимо второстепенных эффектов, как то влияние pH на скорость роста микроорганизмов и, следова-
тешыно, косвенное влияние на их восприимчивость, величина pH оказывает очень сильное и непосредственное действие на способность препарата проникать,в бактериальную клетку. Например, вещества в неионизированной форме лучше диффундируют через клеточную стейку и плазматическую мембрану, чем вещества в ионизированной форме. Таким образом, pH среды, определяя степень ионизации основного или.кислого антибиотика, может прямо влиять на скорость его проникновения в бактерии и, следовательно, на эффективность.
Б. ПЛОТНОСТЬ И ВЕЛИЧИНА БАКТЕРИАЛЬНОГО ИНОКУЛУМА
Плотность инокулума - это число засеваемых бактерий, отнесенное к объему, в котором они растут. Ее обычно выражают как число клеток в 1 мл культуры. Величина инокулума - общее число засеянных бактерий. На МПК многих антибиотиков не влияют вариации в плотности обычно используемого инокулума (103-106 бактерия/мл). Действительно, даже при очень низких концентрациях антибиотика, например 0,01 мкг/мл, отношение числа молекул антибиотика к числу бактериальных клеток остается очень большим (при концентрации антибиотика с мол. массой 1000, равной 0,01 мкг/мл, в 1 мл раствора содержится ~1012 молекул). Однако имеются некоторые исключения. Например, зачастую очень много молекул антибиотика адсорбируется на наружной поверхности бактериальной клетки. Если плотность бактерий высока, число свободных молекул антибиотика, которые могут проникнуть в клетку, очень сильно снижается. Кроме того, для подавления роста одной клетки часто бывает необходимо большое количество молекул антибиотика. По мере роста бактерии синтезируют и выделяют в среду ферменты, которые могут разрушать антибиотик (например, р-лакта- мазы, действующие на р-лактамные антибиотики; см. гл. 4). Количество разрушенного антибиотика является функцией концентрации фермента в питательной среде и, следовательно, зависит от величины инокулума.
На первый взгляд кажется, что, если плотность культуры бактерий одинакова, не важно, исследуется ли активность антибиотика в маленьких объемах, например 0,25 мл и меньше в миниатюризованных системах, или в объеме 10 мл в обычных лабораторных пробирках. Если все бактерии в популяции идентичны, никакой разницы в результатах не будет.
Когда общее число бактерий в инокулуме очень велико, повышается вероятность того, что в среде будут присутствовать клетки, менее восприимчивые к антибиотику. Рост всех восприимчивых клеток будет подавлен, однако менее восприимчивые (в принципе это может быть даже единственная клетка) будут размножаться, и после инкубации в течение 18 ч образуется по-

Таблица 2.2. Факторы, влияющие на активность некоторых антибиотиков

пуляция бактерий с высокой плотностью. Значительная вариабельность величины МПК с изменением числа инокулирован- ных клеток обычно свидетельствует о высокой частоте мутантов, устойчивых к антибиотику (гл. 4). Частота появления устойчивых мутантов неодинакова для разных антибиотиков. В случае антибиотиков, используемых в клинике, она колеблется от 10~7 до 10-10.
В этом разделе описаны далеко не все факторы, которые могут влиять на активность антибиотика в отношении определенной бактерии (табл. 2.2). Поэтому, чтобы использовать подавление роста бактерий для количественного определения активности антибиотиков и получить данные, которые можно воспроизвести в разных лабораториях, необходимо, чтобы все условия были точно определены и по возможности стандартизованы.