Журнал "Хірургія дитячого віку" 3-4 (48-49) 2015
Повернутися до номеру
Підвищення ефективності протимікробної терапії при лікуванні дітей з тяжкими гнійно-запальними захворюваннями на основі пригнічення біоплівкоутворення та врахування біоритмічних властивостей мікроорганізмів
Автори: Давиденко В.Б., Мішина М.М., М’ясоєдов В.В., Пащенко Ю.В., Штикер С.Ю., Давиденко Н.В. - Харківський національний медичний університет, м. Харків, Україна
Рубрики: Педіатрія/Неонатологія, Хірургія
Розділи: Клінічні дослідження
Версія для друку
В статті викладені результати клініко-експериментального дослідження, присвяченого вивченню біоплівок і біоритмічних особливостей патогенних мікробів та впливу на них ультразвуку й озону. Мета дослідження — вивчення особливостей сучасних патогенних мікробів, збудників гнійно-запальних захворювань у дітей, з метою удосконалення протимікробної терапії. Матеріали та методи. Робота базується на експериментальних мікробіологічних дослідженнях, присвячених вивченню біоплівкоутворення, біоритмічних властивостей патогенних мікробів і впливу на них ультразвуку й озону. Результати та обговорення. Проведені дослідження показали високу спроможність патогенних мікробів до біоплівкоутворення як один з основних факторів їх полірезистентності. Доведено руйнівний вплив на біоплівки низькоінтенсивного ультразвуку в поєднанні з озоном. Виявлені добові біоритми в життєдіяльності патогенних мікробів щодо продукції факторів патогенності. Розроблені схеми підвищення ефективності протимікробної терапії гнійно-запальних захворювань у дітей. Висновки. 1. Проведені дослідження визначили добову динаміку продукції факторів патогенності клінічних штамів S.aureus і E.coli та встановили високу ферментативну активність та утворення щільних біоплівок із подальшою продукцією планктонних клітин о 9:00, 12:00, 15:00 та 21:00. Піки зниження продукції ферментів агресії зафіксовано о 6:00 та 18:00. 2. Показано, що більшість ізолятів у формі планктонних клітин мали множинну антибіотикорезистентність (89,2–97,8 % випадків), що є наслідком широкого та не завжди раціонального застосування антибіотиків. 3. Встановлено, що під впливом ультразвукового випромінювання на фактори патогенності клінічних штамів E.coli та S.aureus пригнічується активність ферментів агресії, здатність до біоплівкоутворення та продукції планктонних клітин. 4. Обґрунтована можливість комплексного застосування ультразвукового випромінювання та озону для лікування вогнища запалення при гнійно-запальних захворюваннях у дітей, що сприяє пригніченню продукції планктонних клітин і здатності до формування вторинних біоплівок полірезистентними штамами S.aureus і E.coli та викликає повний бактеріоліз у зоні дії ультразвуку й озону. 5. Проведені дослідження стали об’єктивним підґрунтям до впровадження в клінічну практику таких сучасних методів лікування, як ультразвукова обробка осередків запалення й озонотерапія при гострих деструктивних пневмоніях, поширених формах перитонітів і гострому гематогенному остеомієліті у дітей. 6. Виявлені біоритмічні закономірності життєдіяльності патогенних мікроорганізмів, які є адекватною відповіддю на дію протимікробних засобів, дають можливість для розробки гнучкої протимікробної стратегії. Розробка такої стратегії потребує подальших поглиблених досліджень у цьому напрямку.
В статье изложены результаты клинико-экспериментального исследования, посвященного изучению биопленок и биоритмических особенностей патогенных микробов и влиянию на них ультразвука и озона. Цель исследования — изучение особенностей современных патогенных микробов, возбудителей гнойно-воспалительных заболеваний у детей с целью усовершенствования противомикробной терапии. Материалы и методы. Работа базируется на экспериментальных микробиологических исследованиях, посвященных изучению биопленкообразования, биоритмических свойств патогенных микробов и влиянию на них ультразвука и озона. Результаты и обсуждение. Проведенные исследования показали высокую способность патогенных микробов к биопленкообразованию как одному из основных факторов их полирезистентности. Доказано разрушительное влияние на биопленки низкоинтенсивного ультразвука в сочетании с озоном. Выявлены суточные биоритмы в жизнедеятельности патогенных микробов относительно продукции факторов патогенности. Разработаны схемы повышения эффективности противомикробной терапии гнойно-воспалительных заболеваний у детей. Выводы. 1. Проведенные исследования определили суточную динамику продукции факторов патогенности клинических штаммов S.aureus и E.coli и установили высокую ферментативную активность и образование плотных биопленок с последующей продукцией планктонных клеток в 9:00, 12:00, 15:00 и 21:00. Пики снижения продукции ферментов агрессии зафиксированы в 6:00 и 18:00. 2. Показано, что большинство изолятов в форме планктонных клеток имели множественную антибиотикорезистентность (89,2–97,8 % случаев), что является следствием широкого и не всегда рационального применения антибиотиков. 3. Установлено, что под влиянием ультразвукового излучения на факторы патогенности клинических штаммов E.coli и S.aureus подавляется активность ферментов агрессии, способность к биопленкообразованию и продукции планктонных клеток. 4. Обоснована возможность комплексного применения ультразвукового излучения и озона для лечения очагов воспаления при гнойно-воспалительных заболеваниях у детей, что способствует подавлению продукции планктонных клеток и формированию вторичных биопленок полирезистентными штаммами S.aureus и E.coli и вызывает полный бактериолиз в зоне действия ультразвука и озона. 5. Проведенные исследования стали объективным основанием к внедрению в клиническую практику таких современных методов лечения, как ультразвуковая обработка очагов воспаления и озонотерапия, при острых деструктивных пневмониях, распространенных формах перитонита и остром гематогенном остеомиелите у детей. 6. Выявленные биоритмические закономерности жизнедеятельности патогенных микроорганизмов, являющихся адекватным ответом на действие противомикробных средств, дают возможность для разработки гибкой противомикробной стратегии. Разработка такой стратегии требует дальнейших углубленных исследований в этом направлении.
The article presents the results of clinical and experimental studies of biofilms and biorhythmic characteristics of pathogens and their exposure to ultrasound and ozone.
The objective of the research — to study the features of modern pathogenic microbes, causative agents of purulent-inflammatory diseases in children in order to improve antimicrobial therapy. Materials and methods. The work is based on experimental microbiological studies of biofilm formation, biorhythmic properties of pathogens and their exposure to ultrasound and ozone. Results and discussion. Studies have shown a high ability of pathogenic microbes to biofilm formation as one of the main factors of their polyresistance. Devastating effects on biofilm of low-intensity ultrasound in combination with ozone has been proved. Daily biorhythms in the activity of pathogens in terms of pathogenicity factors production were identified. Schemes to increase the efficiency of antimicrobial therapy for purulent-inflammatory diseases in children were developed. Conclusions. 1. The researches identified the daily dynamics of production of pathogenicity factors of clinical strains of S.aureus and E.coli and showed a high enzymatic activity and the formation of dense biofilms with further production of planktonic cells at 9:00, 12:00, 15:00 and 21:00. Peaks of reduced production of aggression enzymes were recorded at 6:00 and 18:00. 2. It is shown that the majority of isolates in the form of planktonic cells had multiple antibiotic resistance (89.2–97.8 % of cases), which is the result of broad and not always rational use of antibiotics. 3. It was found that under the influence of ultrasonic radiation on factors of pathogenicity of clinical strains of E.coli and S.aureus, activity of aggression enzyme, ability to biofilm formation and production of planktonic cells are inhibited. 4. The possibility of combined use of ultrasonic radiation and ozone to treat the inflammation in purulent inflammatory diseases in children is justified that promotes the inhibition of planktonic cells production and the ability to form secondary biofilms by multiresistant strains of S.aureus and E.coli and causes complete bacteriolysis in the area of ultrasound and ozone effect. 5. The researches became an objective basis for the introduction into the clinical practice of modern therapeutic interventions, such as ultrasound treatment of inflammation foci and ozone therapy in acute destructive pneumonia, common forms of peritonitis and acute hematogenous osteomyelitis in children. 6. Identified biorhythmic patterns of pathogenic microorganism activity that are adequate response to the action of antimicrobial agents make it possible to develop flexible antimicrobial strategy. The development of such a strategy requires further in-depth studies in this area.
гнійно-запальні захворювання, біоплівки, біоритми, ультразвук, озон.
гнойно-воспалительные заболевания, биопленки, биоритмы, ультразвук, озон.
purulent inflammatory diseases, biofilm, biorhythms, ultrasound, ozone.
Статтю опубліковано на с. 71-76
Вступ
Матеріали та методи
Результати та обговорення
Висновки
1. Гайдаш І.С., Флегонтова В.В., Шевченко М.Ю. та ін. Чутливість до антибіотиків — збудників гнійно-запальних захворювань хірургічного профілю // Укр. хіміотерапевт. журн. — 2001. — № 2. — С. 29-32.
2. Гумеров А.А., Лапиров С.Б., Гайнанов Ф.Х. и др. Актуальные вопросы хирургической инфекции у детей // Мат-лы Всероссийского симпозиума детских хирургов. — Воронеж, 2004. — С. 73-74.
3. Заславская Н.В., Артеменко Н.К., Чижевская М.М., Тец В.В. Особенности выживаемости бактерий в микробных сообществах // Клин. микробиол. антимикроб. химиотер. — 2000. — № 2. — С. 2-19.
4. Ильина Т.С., Романова Ю.М., Гинцбург А.Л. Биопленки как способ существования бактерий в окружающей среде и организме хозяина: феномен, генетический контроль и системы регуляции их развития // Генетика. — 2004. — № 40(11). — С. 1-12.
5. Мавров И.И., Васильченко И.И., Белозеров А.П. Биопленки и Quorum sensing у микроорганизмов. Биопленки и проблема эффективности антибактериальной терапии // Дерматологія та венерологія. — 2007. — № 4(38). — С. 19-22.
6. Мошкевич И.Р. Микробные биопленки при смешанных инфекциях: Автореф. дис… канд. мед. наук: спец. 03.00.07 «Мікробіологія» / Мошкевич И.Р. — СПб., 2007. — 20 с.
7. Raffa R.B., Iannuzzo J.R., Levine D.R., Saeid K.K. Bacterial communication («quorum sensing») via ligands and receptors: a novel pharmacologic target for the design of antibiotic drugs // J. Pharmacol. Exp. Ther. — 2005. — Vol. 312, № 2. — P. 417-423.
8. Costerton W., Veeh R., Shirtliff M. et al. The application of biofilm science to the study and control of chronic bacterial infections // Clin. Invest. — 2003. — № 112. — Р. 1466-1477.
9. Olson M. Biofilm bacteria: formation and comparative susceptibility to antibiotics // Can. J. Vet. Res. — 2002. — № 66(2). — Р. 86-92.