Результаты экспериментального исследования антимикробной активности лечебных вод из различных скважин федерации профсоюзов Узбекистана

Полный текст

Введение

Бальнеолечение является эффективным средством терапии и реабилитации, которое с успехом применяется уже более двух тысячелетий [1, 2]. В настоящее время помимо классического применения минеральных вод (МВ) для лечения болезней желудочно-кишечного тракта и почек, их также используют для коррекции нарушений метаболизма, нормализации липидного и углеводного обмена. Однако многие ее свойства остаются малоизученными, а работ, касающихся исследования антибактериального действия, в мировой научной литературе встречается крайне мало [3]. Одним из проявлений сильного интереса к бальнеологии также можно считать расширение смежных исследований (морфологических, физиологических, иммунологических, микробиологических и т. д.), изучающих механизмы влияния бальнеологических факторов. Микробиологические исследования чаще всего оценивают результаты воздействия на нормофлору организма человека [4, 5]. Это, действительно, весьма важный путь реализации эффектов бальнеотерапии, так как совокупность микробных биоценозов человеческого организма считают своеобразным метаболическим органом, выполняющим достаточно сложные и разнообразные функции. Имеется ряд исследований, проведенных авторами работы [6, 7] на штаммах Escherichia coli и Staphylococcus aureus, рост и развитие которых полностью подавлялись бром-, йодсодержащими МВ. Дальнейшее расширение спектра лечебно-профилактического применения МВ, обладающих антибактериальным действием, является актуальным, поскольку направлено на решение одной из острых проблем современного профилактического здравоохранения [8–10].

Материалы и методы

Материалом по определению антимикробной активности МВ составили следующие испытуемые образцы из различных источников СКВ Федерации профсоюзов Узбекистана:

• образец 1: натрий гидрокарбонатная слабощелочная МВ из СКВ № 7 (санаторий Чинобод, г. Ташкент);
• образец 2: радоновая МВ из СКВ № 2 (санаторий Абу Али ибн Сино, Самаркандская область);
• образец 3: йодобромная МВ из СКВ № 4 (санаторий Чартак, Наманганская область);
• образец 4: сульфатно-серная МВ из СКВ № 14 (санаторий Чимен, Ферганская область);
• образец 5: концентрированная рапа из СКВ № 2, йодобромная МВ (санатории Чартак, Наманганской области, с использованием метода вакуумного выпаривания и подогревом котла до 90 °C разливается минеральная рапа (концентрат «Йод-шифо»), которая при разбавлении водой моментально растворяется. При этом микроэлементный состав источника сохраняется на 90 %. Согласно методическим рекомендациям «Лечебное применение концентрата «Йод-шифо» из 850 литров минеральный воды получается 50 литров концентрата.

Для проведения исследование антимикробной активности МВ питательными средами были отобраны:

1) питательный агар (Himedia);

2) питательный бульон (Himedia);

3) mueller Hinton agar (TM Media);

4) Сабуро агар (Himedia);

5) физиологический раствор 0,9 %.

Определение антимикробного действия испытуемых образцов

Определение антимикробного действия образцов воды проводили методом диффузии в агар в отношении некоторых видов условно-патогенных бактерий: Escherichia coli, Pseudomonas aeruginosa, Staphylococcus aureus, Basillus subtilis и дрожжевого гриба Candida albicans. Все культуры микроорганизмов получены из коллекции Института микробиологии Академии наук Республики Узбекистан. Исследование проведено в лаборатории микробиологии Институт микробиологии Академии наук Республики Узбекистан¹. Определение проводили методом диффузии в агар на плотной питательной среде (табл. 1).

 

Таблица 1. Условия культивирования тест-микроорганизмов для приготовления инокулята

Table 1. Conditions for culturing test microorganisms for inoculum preparation

Микроорганизмы / Microorganisms	Питательная среда / Nutrient medium	Температура инкубации, °С / Incubation temperature, °С	Время инкубации посевов, часы / Incubation time of cultures, hours
Escherichia coli Pseudomonas aeruginosa Staphylococcus aureus Basillus subtilis	Питательный агар (Himedia), Mueller Hinton аgar (Himedia)	34,5 ± 2,5	18 – 24
Candida albicans	Питательный агар (Himedia), Сабуро агар (Himedia)	30,5 ± 2,5	24 – 36

 

Приготовление инокулята

Выросшие культуры тест-штаммов бактерий смывали с поверхности скошенного агара стерильным 0,9 % изотоническим раствором натрия хлорида, готовили суспензию с количеством клеток 10⁷ КОЕ/мл, используя стандарт мутности по МакФарланду.

Проведение испытаний

В чашки Петри, установленные на столиках со строго горизонтальной поверхностью, разливали расплавленную питательную среду в объеме 25 мл для бактерий Mueller Hinton agar (Himedia), для дрожжей Сабуро агар (Himedia). Чашки подсушивали в ламинарном боксе. Бактериальную суспензию инокулировали на агар, погрузив стерильный ватный тампон в суспензию тест-микроорганизма, удалив избыток суспензии отжиманием тампона о стенки пробирки. Для получения равномерного газона равномерно нанесли инокулят штриховыми движениями по всей поверхности агара. Стерильным стальным цилиндром диаметром 0,8 см пробивали лунки в агаре. В каждую лунку вносили по 100 мкл испытуемого образца.

После внесения испытуемых образцов чашки инкубировали в термостате при температуре 37 °С в течение 20–24 часов для бактерий, при температуре 30 °С в течение 24–36 часов — для грибов. Эксперимент проводили в трехкратной повторности.

Результаты и обсуждение

Установлено, что образец № 5 (концентрированная рапа) показал антимикробную активность против Staphylococcus aureus и Pseudomonas aeruginosa, диаметр зоны подавления роста составил 22 ± 0,26 и 18 ± 0,35 мм соответственно.

Также образец № 4 показал антимикробную активность по отношению к Staphylococcus aureus, диаметр зоны подавления роста составил 16 ± 0,11 мм.

К остальным тест-культурам образцы не показали антимикробной активности (табл. 2, рис. 1–5).

 

Таблица 2. Антимикробная активность образцов воды

Table 2. Antimicrobial activity of water samples

№	Тест штаммы микроорганизмов / Test strains microorganisms	Испытуемые образцы воды. Зона подавления тест-штамма, мм / Tested water samples. Test strain inhibition zone, mm
		1	2	3	4	5
1	Escherichia coli	–	–	–	–	–
2	Pseudomonas aeruginosa	–	–	–	–	18 ± 0,35
3	Staphylococcus aureus	–	–	–	16 ± 0,11	22 ± 0,26
4	Candida albicans	–	–	–	–	–
5	Bacillus subtilis	–	–	–	–	–

 

 

Рис. 1. Антимикробная активность образцов воды к Escherichia coli

Fig. 1. Antimicrobial activity of water samples against Escherichia coli

Примечание: слева на фото: 1 — натрий гидрокарбонатная слабощелочная МВ, 2 — радоновая МВ, 3 — йодобромная МВ, 4 — сульфатно-серная МВ; справа — контрольный образец, концентрированная вода.

Note: on the left in the photo: 1 — sodium bicarbonate weakly alkaline mineral water, 2 — radon mineral water, 3 — iodine-bromine mineral water, 4 — sulfate-sulfur mineral water; on the right — control sample, concentrated water.

 

Рис. 2. Антимикробная активность образцов воды к Staphylococcus aureus

Fig. 2. Antimicrobial activity of water samples against Staphylococcus aureus

Примечание: слева на фото: 1 — натрий гидрокарбонатная слабощелочная МВ, 2 — радоновая МВ, 3 — йодобромная МВ, 4 — сульфатно-серная МВ; справа — контрольный образец, концентрированная вода.

Note: on the left in the photo: 1 — sodium bicarbonate weakly alkaline mineral water, 2 — radon mineral water, 3 — iodine-bromine mineral water, 4 — sulfate-sulfur mineral water; on the right — control sample, concentrated water.

 

Рис. 3. Антимикробная активность образцов воды к Bacillus subtilis

Fig. 3. Antimicrobial activity of water samples against Bacillus subtilis

Примечание: слева на фото: 1 — натрий гидрокарбонатная слабощелочная МВ, 2 — радоновая МВ, 3 — йодобромная МВ, 4 — сульфатно-серная МВ; справа — контрольный образец, концентрированная вода.

Note: on the left in the photo: 1 — sodium bicarbonate weakly alkaline mineral water, 2 — radon mineral water, 3 — iodine-bromine mineral water, 4 — sulfate-sulfur mineral water; on the right — control sample, concentrated water.

 

Рис. 4. Антимикробная активность образцов воды к Candida albicans

Fig. 4. Antimicrobial activity of water samples against Candida albicans

Примечание: слева на фото: 1 — натрий гидрокарбонатная слабощелочная МВ, 2 — радоновая МВ, 3 — йодобромная МВ, 4 — сульфатно-серная МВ; справа — контрольный образец, концентрированная вода.

Note: on the left in the photo: 1 — sodium bicarbonate weakly alkaline mineral water, 2 — radon mineral water, 3 — iodine-bromine mineral water, 4 — sulfate-sulfur mineral water; on the right — control sample, concentrated water.

 

Рис. 5. Антимикробная активность образцов воды к Pseudomonas aeruginosa

Fig. 5. Antimicrobial activity of water samples against Pseudomonas aeruginosa

Примечание: слева на фото: 1 — натрий гидрокарбонатная слабощелочная МВ, 2 — радоновая МВ, 3 — йодобромная МВ, 4 — сульфатно-серная МВ; справа — контрольный образец, концентрированная вода.

Note: on the left in the photo: 1 — sodium bicarbonate weakly alkaline mineral water, 2 — radon mineral water, 3 — iodine-bromine mineral water, 4 — sulfate-sulfur mineral water; on the right — control sample, concentrated water.

 

Достоинством нашего исследования является то, что в доступной нам отечественной и зарубежной литературе исследования, подобного данному с аналогичными по составу типами вод, не проводилась.

К возможным ограничениям данной работы можно отнести исследование антимикробной активности пяти наиболее клинически эффективных из семи существующих типов МВ согласно классификации природных лечебных ресурсов Узбекистана.

Перспективным представляется дальнейшее исследование клинической эффективности и безопасности применения наружного и внутреннего (ингаляционного) использования описанных ранее МВ у пациентов с хроническими болезнями верхних дыхательных путей (хронический фарингит, тонзиллит и пр.) и ревматологическими заболеваниями.

Заключение

Таким образом, было определено, что образец № 5 (концентрированная рапа «Йод-шифо» из Санатория Чартак) показал антимикробную активность против Staphylococcus aureus и Pseudomonas aeruginosa, то есть золотистого стафилококка и синегнойной палочки, диаметр зоны подавления роста составил 22 ± 0,26 и 18 ± 0,35 мм соответственно. Также образец № 4 (сульфатно-серная МВ из Санатория Чимен) показал антимикробную активность по отношению к Staphylococcus aureus, диаметр зоны подавления роста составил 16 ± 0,11 мм. К остальным тест-культурам образцы не показали антимикробную активность.

Вместе с тем, на наш взгляд, имеется необходимость к использованию более значимых работ, оценивающих снижение у бактериальных культур выработки факторов вирулентности: гемолизинов, дермонекротического токсина, лецитиназы, а также угнетение факторов микробной персистенции (антилизоцимной, антикомплементарной и антилактоферриновой активности) под действием МВ. Такие эффекты МВ могут иметь непосредственное клиническое значение, поскольку изменяют баланс микрофлоры /макроорганизма в пользу организма человека.

Дополнительная информация

Вклад авторов. Все авторы подтверждают соответствие своего авторства согласно международным критериям ICMJE (все авторы внесли существенный вклад в разработку концепции, проведение исследования и подготовку статьи, прочли и одобрили финальную версию перед публикацией). Наибольший вклад распределен следующими образом: Искандарова Ш.Т. — научное обоснование, методология, написание черновика рукописи, проверка и редактирование рукописи; Абдурахимов З.А. — руководство проектом, курирование проекта; Мусаева Д.М. — анализ данных, обеспечение материалов для исследования, программное обеспечение, верификация данных, визуализация, проведение исследования, финансирование проекта.

Источники финансирования. Данное исследование не было поддержано никакими внешними источниками финансирования.

Конфликт интересов. Авторы декларируют отсутствие других явных и потенциальных конфликтов интересов, связанных с публикацией настоящей статьи.

Доступ к данным. Данные, подтверждающие выводы этого исследования, можно получить по обоснованному запросу у корреспондирующего автора.

Additional information

Author Contributions. All authors confirm their authorship according to the international ICMJE criteria (all authors contributed significantly to the conception, study design and preparation of the article, read and approved the final version before publication). Special contributions: Iskandarova Sh.T. — scientific rationale, methodology, writing — original draft, proofreading and editing; Abdurakhimov Z.A. — project administration, project curation; Musaeva D.M. — data analysis, research materials, software, data verification, visualization, research, project financing.

Funding. This study was not supported by any external funding sources.

Disclosure. The authors declare no apparent or potential conflicts of interest related to the publication of this article.

Data Access Statement. The data that support the findings of this study are available on reasonable request from the corresponding author.

 

¹ Институт микробиологии Академии наук Республики Узбекистан. Официальный сайт института: https://www.academy.uz/ru/page/institut-mikrobiologii-akademii-nauk-respubliki-uzbekistan.

Об авторах

Шухназа Тулкиновна Искандарова

Ташкентский педиатрический медицинский институт

Email: zohid1970@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-9378-7492

доктор медицинских наук, профессор, заведующий кафедрой общественного здоровья и управления здравоохранением

Узбекистан, Ташкент

Зохид Абдувасикович Абдурахимов

Ташкентский педиатрический медицинский институт

Автор, ответственный за переписку.
Email: zohid1970@mail.ru
ORCID iD: 0009-0000-2257-3254

доктор медицинских наук, доцент кафедры общественного здоровья и управления здравоохранением

Узбекистан, Ташкент

Дилноза Мирзахидовна Мусаева

Санаторий «Chinabad plaza» Федерации профсоюзов Узбекистана

Email: zohid1970@mail.ru

директор

Узбекистан, Ташкент

Список литературы

Дополнительные файлы