ВЛИЯНИЕ ЛАЗЕРНОГО ОБЛУЧЕНИЯ НА АКТИВНОСТЬ ФАРМАЦЕВТИЧЕСКОГО ПРЕПАРАТА
, ,
Иркутский государственный медицинский университет
E-mail: *****@***ru
Изучение влияние физических факторов на развитие микробных популяций может позволить повысить или понизить интенсивность микробиологических процессов, что дает возможность управлять развитием микробных популяций в интересах человека, например, использовать это при лечении инфекционных заболеваний человека.
В настоящий момент известно, что растворенные в жидкостях молекулы способны объединяться в кластеры (ассоциаты) за счет сил электростатического взаимодействия [1,2]. Молекула, включенная в такой кластер, теряет во взаимодействии: уменьшается ее подвижность, активные центры могут перекрываться рядом расположенными молекулами. Чем больше размер такого ассоциата, тем меньше отношение его массы к поверхности, следовательно, усвоение молекулы или протекание реакции происходят хуже. Поэтому разрушение кластеров молекул на составляющие позволило бы повысить их биохимическую активность, а значит, и активность раствора в целом.
С другой стороны, экспериментально доказано [3,4], что под действием лазерного излучения кластеры способны распадаться на более мелкие образования, т. к. когерентное монохроматическое лазерное излучение вызывает интенсивные колебания заряженных участков макромолекул, в результате чего молекулы вырываются из кластеров, создавая, таким образом, гомогенную смесь с меньшим числом неоднородностей. В частности, большой интерес представляют результаты применение внутрисосудистого лазерного облучения крови (ВЛОК) в анестезиологии [5]: лазерное излучение позволило уменьшить количество анестетиков и снизить постхирургический стресс при оперативном вмешательстве.
В связи с этим, изучение влияния лазерного излучения на активность лекарственных препаратов является проблемой актуальной и практически значимой.
Целью настоящей работы было изучение влияния лазерного излучения на активность противогрибкового препарата нистатина.
В качестве тест-культуры была использована дрожжевая культура, развивающаяся на питательной среде с нистатином, подвергающейся воздействию низкоинтенсивным лазерным излучением в течение 60 секунд, мощностью – 100 мВт с длиной волны 532 нм, суммарная энергия облучения составляла около 5 Дж/г. Контролем служила питательная среда с нистатином, не подвергавшаяся воздействию лазерного излучения.
На рис. 1 приведена кривая роста дрожжей при воздействии нистатина в контрольном варианте и на среде с нистатином после лазерного облучения.
Рис. 1. Кривая роста дрожжей при воздействии нистатина в контрольном варианте и на среде с нистатином после лазерного облучения в течение 60 секунд
Характер роста культуры в контрольном варианте включает несколько экспоненциальных стадий (диауксический). Дрожжи достигают максимального развития к 144 часу, количество клеток при этом составляет 109 KOE/мл (или десятичный логарифм отношения числа колоний к начальному числу lg (N/N0)=9). Затем следует типичная стадия стационарного роста (горизонтальная часть кривой).
В опыте с облучением питательной среды с нистатином кривая роста не типичная (рис. 1) с однократной экспоненциальной стадией, стадия стационарного роста не прослеживается. Максимальное развитие дрожжевой культуры наблюдается на 96 часе опыта, lg (N/N0)= 5,5 KOE/мл, что на несколько порядков ниже контрольного варианта. После чего рост культуры полностью ингибируется.
Наиболее чувствительно к действию факторов внешней среды клеточное деление. В качестве параметров, характеризующих скорость роста, использовали удельную скорость роста – отношения числа клеток, образовавшихся за единицу времени к общему числу клеток и число клеточных делений. В период развития тест-культуры в контроле число клеточных делений в стадию экспоненциального роста соответствовало 15,4, то в опыте этот показатель был в 1,4 раза ниже. Аналогичную зависимость наблюдали и по показателю удельной скорости роста тест-культуры. Кроме того, прослежено и то, что в опыте с использованием лазерного облучения время генерации превышает контрольное значение в 3 раза.
Подобные же результаты были получены при временах облучения 80 и 150 секунд. Однако увеличение времени лазерного воздействия до 300 секунд приводило к снижению степени активации лекарственного препарата и к приближению динамики роста к контрольным значениям.
Рис. 2. Число клеточных делений в фазе экспоненциального роста в контрольной культуре и в культуре, растущей на облученной среде
Таким образом, экспериментально показано, что лазерное излучение увеличивает антимикробную активность препарата, причем влияет не только на абсолютные значения скорости роста, но и на динамику в целом. Выявлено также, что пороговой энергией лазерного воздействия в случае дрожжевая культура, развивающаяся на питательной среде с нистатином, можно считать энергию около 5 Дж/г. Увеличение энергии свыше 25 Дж/г приводит к нивелированию лазерного воздействия по сравнению с контрольным образцом.
Библиографический список
, Птицын белка. – М.: Книжный дом «Университет», 2002. – 376 с. Лахно в физике, химии, биологии. – Ижевск: НИЦ «Регулярная и хаотическая динамика», 2001. – 256 с. Malov A. N., Musatova E. S., Setejkin A. U., Zinoviev S. V. Laser nanoclasterization processes simulation // In «Modern Problems of Nanopharmacology», The 8th Russia and China Pharmaceutical Forum, Blagoveshchensk, 2011. – pp. 66 – 67. Malov A. N., Seteikin A. Yu., Neupokoeva A. V., Musatova E. S., Golub I. E., Sorokina L. V., Fetschenko V. S., Vaichas A. A. The laser radiation action on the biological objects // Optik, 2013. V 124, № 23. P. 6034- 6041. , , Сорокина при внутривенном лазерном облучении крови // Научная сессия НИЯУ МИФИ -2011. Научно-техническая конференция по фотонике и информационной оптике. Сборник научных трудов. – М.: МИФИ, 2011. – с. 94- 95.Сведения об авторах
– ординатор по специальности бактериология, г. Телефон: 89086407418, e-mail: *****@***ru
– к. ф.-м. н., г.
Телефон: 89149263062, e-mail: *****@***ru
– д. б.н., профессор, г.
– д. ф.-м. н., профессор, г.
Вид доклада: стендовый
