Влияние антибиотиков цефалоспоринового ряда на дегидрогеназную активность активного ила
- 作者: 1, 1
-
隶属关系:
- Самарский государственный технический университет
- 期: 卷 1 (2023)
- 页面: 278-279
- 栏目: Биология
- URL: https://journals.eco-vector.com/osnk-sr2023/article/view/409458
- ID: 409458
如何引用文章
全文:
详细
Обоснование. Антибиотики стали неотъемлемой частью нашей жизни. Их широко используют в различных отраслях промышленности, в медицине и ветеринарии [1]. В этой связи антимикробные препараты стали все чаще обнаруживать в различных биоценозах [2]. Одним из таких биоценозов является активный ил. Нарушение работы данной экосистемы под действием антибиотиков приводит к снижению качества очищенной воды.
Одним из ключевых параметров активного ила, обуславливающим его состояние, является дегидрогеназная активность – интегральный показатель оценки физиологического и функционального состояния микроорганизмов [3]. Благодаря этому показателю возможно контролировать скорость и глубину процессов биологического окисления, а, следовательно, и эффективность очистки сточных вод.
Цель - изучить влияние антибиотиков цефалоспоринового ряда на дегидрогеназную активность активного ила.
Методы. Для изучения гидрохимических характеристик активного ила (общие свойства, динамика оседания, иловая доза и иловый индекс) под действием цефазолина и цефтриаксона в концентрациях 10, 40 и 70 мг/г биомассы ила использовали стандартную методику измерения объемной иловой дозы с последующим расчётом илового индекса [4].
Определение дегидрогеназной активности основано на способности дегидрогеназ за счет дегидрирования восстанавливать бесцветные субстраты до окрашенных соединений [5].
В 3 конические колбы вносили 100 мл перемешанной иловой суспензии и антибиотики для получения концентрации 10, 40 и 70 мг/г биомассы активного ила соответственно. В качестве контрольной пробы использовали активный ил без внесения антибиотиков. Отбор проб проводили на протяжении 72 ч. Повторное внесение антибиотиков в тех же концентрациях осуществляли каждые 24 ч.
Для проведения анализа из полученных образцов отбирали 5 мл иловой жидкости с антибиотиками, к ним добавляли 0,1 мл 1 %-ного раствора хлорида 2,3,5-трифенилтетразолия и 1 мл фосфатного буфера (рН = 7,4) и выдерживали в течение 30 мин на водяной бане при 37 °C. Далее пробы центрифугировали 3 мин при 3000 об/мин, супернатант удаляли, а к осадку добавляли этанол в количестве 10 мл. Полученную суспензию тщательно перемешивали до полного обесцвечивания хлопьев ила. После пробы повторно центрифугировали в течение 3 мин при тех же условиях. Измерение оптической плотности супернатанта производили с помощью фотоэлектроколориметра при λ = 490 нм в кюветах с l = 0,5 см [6]. Относительную дегидрогеназную активность активного ила рассчитывали по формуле (1):
(1)
где ДАИ – относительная дегидрогеназная активность активности ила, %
Dо – оптическая плотность опытной пробы;
Dк – оптическая плотность контрольной пробы.
Результаты. Гидрохимические характеристики оставались в референтных значениях при воздействии антибиотиков только в концентрации 10 мг/г биомассы активного ила.
Изменение активности дегидрогеназ в пробах активного ила представлено на рис. 1 и 2.
Рис. 1. Изменение активности дегидрогеназ ила при культивировании с цефазолином
Рис. 2. Изменение активности дегидрогеназ ила при культивировании с цефтриаксоном
Полученные результаты указывают, что цефазолин и цефтриаксон в концентрации 40 и 70 мг/г биомассы снижают относительную дегидрогеназную активность активного ила на протяжении всего времени культивирования. Проявление токсичности у цефазолина наступает при 40 мг/г биомассы, хотя у цефтриаксона – только при 70 мг/г биомассы. Стоит отметить, что снижение дегидрогеназной активности более чем на 20 % может свидетельствовать о токсичности данных антибиотических препаратов для сообщества микроорганизмов активного ила.
Выводы. Цефазолин и цефтриаксон в концентрации 10 мг/г биомассы не влияют на изменение гидрохимических показателей и дегидрогеназной активности активного ила, в то время как концентрации антибиотиков 40 и 70 мг/г оказывают негативное влияние на работоспособность активного ила.
全文:
Обоснование. Антибиотики стали неотъемлемой частью нашей жизни. Их широко используют в различных отраслях промышленности, в медицине и ветеринарии [1]. В этой связи антимикробные препараты стали все чаще обнаруживать в различных биоценозах [2]. Одним из таких биоценозов является активный ил. Нарушение работы данной экосистемы под действием антибиотиков приводит к снижению качества очищенной воды.
Одним из ключевых параметров активного ила, обуславливающим его состояние, является дегидрогеназная активность – интегральный показатель оценки физиологического и функционального состояния микроорганизмов [3]. Благодаря этому показателю возможно контролировать скорость и глубину процессов биологического окисления, а, следовательно, и эффективность очистки сточных вод.
Цель - изучить влияние антибиотиков цефалоспоринового ряда на дегидрогеназную активность активного ила.
Методы. Для изучения гидрохимических характеристик активного ила (общие свойства, динамика оседания, иловая доза и иловый индекс) под действием цефазолина и цефтриаксона в концентрациях 10, 40 и 70 мг/г биомассы ила использовали стандартную методику измерения объемной иловой дозы с последующим расчётом илового индекса [4].
Определение дегидрогеназной активности основано на способности дегидрогеназ за счет дегидрирования восстанавливать бесцветные субстраты до окрашенных соединений [5].
В 3 конические колбы вносили 100 мл перемешанной иловой суспензии и антибиотики для получения концентрации 10, 40 и 70 мг/г биомассы активного ила соответственно. В качестве контрольной пробы использовали активный ил без внесения антибиотиков. Отбор проб проводили на протяжении 72 ч. Повторное внесение антибиотиков в тех же концентрациях осуществляли каждые 24 ч.
Для проведения анализа из полученных образцов отбирали 5 мл иловой жидкости с антибиотиками, к ним добавляли 0,1 мл 1 %-ного раствора хлорида 2,3,5-трифенилтетразолия и 1 мл фосфатного буфера (рН = 7,4) и выдерживали в течение 30 мин на водяной бане при 37 °C. Далее пробы центрифугировали 3 мин при 3000 об/мин, супернатант удаляли, а к осадку добавляли этанол в количестве 10 мл. Полученную суспензию тщательно перемешивали до полного обесцвечивания хлопьев ила. После пробы повторно центрифугировали в течение 3 мин при тех же условиях. Измерение оптической плотности супернатанта производили с помощью фотоэлектроколориметра при λ = 490 нм в кюветах с l = 0,5 см [6]. Относительную дегидрогеназную активность активного ила рассчитывали по формуле (1):
(1)
где ДАИ – относительная дегидрогеназная активность активности ила, %
Dо – оптическая плотность опытной пробы;
Dк – оптическая плотность контрольной пробы.
Результаты. Гидрохимические характеристики оставались в референтных значениях при воздействии антибиотиков только в концентрации 10 мг/г биомассы активного ила.
Изменение активности дегидрогеназ в пробах активного ила представлено на рис. 1 и 2.
Рис. 1. Изменение активности дегидрогеназ ила при культивировании с цефазолином
Рис. 2. Изменение активности дегидрогеназ ила при культивировании с цефтриаксоном
Полученные результаты указывают, что цефазолин и цефтриаксон в концентрации 40 и 70 мг/г биомассы снижают относительную дегидрогеназную активность активного ила на протяжении всего времени культивирования. Проявление токсичности у цефазолина наступает при 40 мг/г биомассы, хотя у цефтриаксона – только при 70 мг/г биомассы. Стоит отметить, что снижение дегидрогеназной активности более чем на 20 % может свидетельствовать о токсичности данных антибиотических препаратов для сообщества микроорганизмов активного ила.
Выводы. Цефазолин и цефтриаксон в концентрации 10 мг/г биомассы не влияют на изменение гидрохимических показателей и дегидрогеназной активности активного ила, в то время как концентрации антибиотиков 40 и 70 мг/г оказывают негативное влияние на работоспособность активного ила.
作者简介
Самарский государственный технический университет
Email: zakievayana@yandex.ru
магистрант 1-ВБШ-22ФПП-101М, Высшая биотехнологическая школа
俄罗斯联邦, СамараСамарский государственный технический университет
编辑信件的主要联系方式.
Email: mzinaida@yandex.ru
Scopus 作者 ID: 200202
научный руководитель автора, кандидат фармацевтических наук, доцент Высшей биотехнологической школы
俄罗斯联邦, Самара参考
- Маслова Е. В., Мащенко З. Е., Шаталаев И. Ф. Лекарственные препараты в окружающей среде // Аспирантский вестник Поволжья. – 2017. – № 1-2. – С. 215-217.
- Гетьман М. А., Наркевич И. А. Анализ рисков, связанных с неконтролируемым присутствием остатков лекарственных средств в окружающей среде // Ремедиум. Журнал о российском рынке лекарств и медицинской технике. – 2013. – № 4. – С. 40-44.
- Стом Д.И. Жданова Г.О., Саксонов М.Н. Возможность оценки работоспособности активного ила очистных сооружений с помощью биотопливных элементов // Известия вузов. Прикладная химия и биотехнология. – 2019. – № 3. – С. 477-488.
- ФР 1.31.2008.04398 Методика выполнения измерений дозы ила по объему и расчет илового индекса. – М.: «Акварос», 2008.
- Плешакова Е. В. Разработка нового метода определения токсичности нефтезагрязненной почвы // Вестник Саратовского государственного университета. – 2010. – № 1. – С. 188-193.
- Мащенко З.Е., Маслова Е.В., Мизина П.Г. Исследование токсичности ампициллина для рачков Daphnia magna и сообщество активного ила // Токсикологический вестник. – 2018. – № 1 (148). – С. 30-35.
补充文件
