В современной химиотерапии бактериальных инфекций ведущее место занимают антибиотики, их полусинтетические и синтетические аналоги и производные. Сегодня они доступны для каждого человека, в том числе и при самолечении. К побочным действиям антибиотиков относится дисбактериоз. Полезная для человека микрофлора, частично состоящая из разных штаммов кисломолочных бактерий, гибнет под действием антибиотиков. Причиной кишечного дисбактериоза может быть длительный, неконтролируемый прием антибиотиков, особенно широкого спектра действия, подавляющих нормальную кишечную флору и способствующих развитию тех микроорганизмов, которые имеют устойчивость к этим антибиотикам. [1]
Молочнокислое брожение — процесс анаэробного окисления углеводов в результате жизнедеятельности молочнокислых бактерий, конечным продуктом при котором выступает молочная кислота, которая создает в кишечнике слабокислую среду, что способствует борьбе организма против развития болезнетворных микробов. [2]
Кисломолочные продукты возбуждают аппетит, утоляют жажду, усиливают перистальтику желудочно-кишечного тракта, улучшают работу почек. В ряде случаев эти продукты значительно богаче цельного молока витаминами. Под влиянием ферментов, выделяемых молочнокислыми бактериями, белок молока частично разрушается и становится более легко усвояемым. При дисбактериозе же деятельность кисломолочных бактерий подавлена. [3]
Гипотеза: Мы предположили, что антибиотики влияют на жизнедеятельность кисломолочных бактерий, обитающих в организме человека, и решили проверить это в своем исследовании.
Цель работы: исследовать влияние антибиотиков на кисломолочные бактерии.
Задачи:
1. Разработать методику приготовления образца кисломолочных бактерий для исследований на атомно-силовом микроскопе.
2. С помощью атомно-силовой микроскопии (АСМ) проследить морфологические или количественные изменения кисломолочных бактерий под воздействием антибиотиков.
3. Исследовать влияние антибиотиков на жизнедеятельность кисломолочных бактерий органолептическим и инструментальным методом.
Работая над темой исследования, мы предположили, что антибиотики способны изменить морфологию молочнокислых бактерий, а также повлиять на скорость их размножения. Для проверки нашей гипотезы мы использовали возможность исследовать морфологические и количественные показатели молочнокислых бактерий с воздействием и без воздействия на них антибиотиков методом атомно — силовой микроскопии. Мы подготовили образцы для исследования на АСМ Nanoeducator II.
Подготовка образца для исследований на атомно-силовом микроскопе.
1. Содержимое таблетки «Линекс» (препарат, содержащий три вида кисломолочных бактерий) высыпали в ампулу с водой для инъекций.
2. Полученный объем суспензии разделили на 2 части. Одну часть суспензии оставили при комнатной температуре на 3 часа. Вторую использовали для приготовления образца № 2.
3. При приготовлении второго образца (с бактериями, испытавшими влияние антибиотика) в ампуле с водой сначала мы растворяли антибиотик (амоксициллина тригидрат — препарат флемоксин солютаб), затем несколько капель раствора подмешали ко второй части бактериальной суспензии, и также оставили при комнатной температуре на 3 часа.
4. С помощью пипетки взяли часть образовавшегося осадка, нанесли на покровное стекло и высушили естественным путем.
Исследования образцов показали, что антибиотик не изменил внешнее строение использовавшихся бактерий (рис. 1). Они сохранили шаровидную форму и размеры. Но, очевидно, что количество их на единице площади поверхности образца после воздействия антибиотика гораздо меньше. Следовательно, под воздействием антибиотика изменилась скорость размножения молочнокислых бактерий. Такое воздействие антибиотика и заявлял производитель, описывая фармокинетику данного лекарственного препарата.
Молочнокислое брожение является основой получения молочнокислых продуктов. Образующаяся при этом молочная кислота повышает кислотность молока, что вызывает выпадение его белков в виде мелких хлопьев. Молоко свертывается, при этом образуются сгустки более или менее плотной консистенции. Осаждение начинается при рН 4,6. При этом казеин (молочный белок) выпадает в осадок. Мы предположили, что антибиотики влияют на интенсивность одного из важнейших процессов жизнедеятельности кисломолочных бактерий — кисломолочного брожения. По скорости свертывания молока можно судить об интенсивности жизнедеятельности бактерий.
Рис. 1 АСМ-изображение бактерий Enterococcus faecium до (а) и после (б) воздействия антибиотика
Для исследования интенсивности молочнокислого брожения органолептическим методом делали следующее:
1. Взяли два одинаковых сосуда, в каждый налить одинаковое количество молока.
2. В одном из сосудов растворили антибиотик (таблетку 500 мг препарата флемоксин солютаб на 250 мл молока). Выдержали молоко при комнатной температуре 48 часов. Через 2 дня в сосуде молоко без антибиотика свернулось, что является следствием активной деятельности кисломолочных бактерий, а в сосуде с антибиотиком молоко не свернулось даже через 4 дня и сохранило свежий запах и вид. Значит, антибиотик замедлил интенсивность кисломолочного брожения и всей жизнедеятельности в целом, включая рост и деление.
Также мы исследовали интенсивность молочнокислого брожения при помощи электронного датчика рН. Мы имели возможность измерить активность молочнокислых бактерий при помощи инструментария электронно-цифровой лаборатории Vernier Используя компьютерную программу и датчик рН, мы получили следующие результаты. (табл 1).
Таблица 1
Интенсивность молочнокислого брожения
|
рН свежего молока |
рН сброженного молока (через 48 часов) |
рН молока с антибиотиком (через 48 часов) |
|
6,76 |
4,40 |
6,62 |
Данные исследования показали, что свежее молоко имеет слабокислую реакцию среды, так как в нём присутствуют соли (фосфорнокислых и лимоннокислых), белки и углекислый газ. Деятельность кисломолочных бактерий привела к повышению уровня кислотности за счет образованной бактериями молочной кислоты. Образующаяся при этом молочная кислота повышает кислотность молока, создавая неблагоприятные условия для развития других нежелательных микроорганизмов. Молоко с антибиотиком существенно кислотность не изменило даже через 48 часов нахождения при комнатной температуре. Следовательно, антибиотик затормозил процессы жизнедеятельности кисломолочных бактерий: размножение, питание, выработку молочной кислоты.
Таким образом, наша гипотеза подтвердилась. Мы доказали, что антибиотики влияют на жизнедеятельность кисломолочных бактерий.
Выводы:
1. По результатам исследований, проведенных нами на атомно — силовом микроскопе, видимых изменений морфологии кисломолочных бактерий антибиотики не вызывают.
2. Жизнедеятельность кисломолочных бактерий под воздействием антибиотиков снижается. Это проявляется в замедлении деления бактерий, почти полном прекращении молочнокислого брожения.
3. Продукты с примесями антибиотиков могут долго сохранять товарный вид, но способны отрицательно сказаться на здоровье человека, подавляя нормальную микрофлору организма.
Выводы, сделанные в данной работе, актуальны для каждого человека, так как касаются здоровья.
Литература:
1. П.Хавкин А. И. Микробиоценоз кишечника и иммунитет // Русский медицинский журнал.- 2003.- № 3.- С. 17–21.
2. Шилов В. Н., Гитун Т. В., Елисеев А. Г. Большая медицинская энциклопедия. — М.: Эксмо, 2011. — 864 с.
3. Энциклопедия для детей. Экология / М. Аксёнова, Л. Петрановская, А. Элиович и др. — М.: Мир энциклопедий Аванта+, Астрель, 2009. — 675 с.
