Экстракты из хвои сосен успешно борются с бактериями

Обновлено: 05.10.2022

Уже давно известно, что воздух в хвойных лесах насыщен фитонцидами – веществами, способными поражать опасные микроорганизмы. Да и сами зелёные иголки давно входят в состав природной аптечки. И тем не менее учёные продолжают активно изучать хвою, и она не разочаровывает их своими свойствами. На сайте «Наука в Сибири» опубликована одна из последних научных работ.Если знаний об антибактериальном эффекте эфирного масла достаточно, то о нелетучих веществах, их составе и свойствах известно гораздо меньше. Они не являются компонентами масел, не испускаются растениями в воздух, но зато их можно использовать для экстрактов в гораздо большем количестве, чем при изготовлении масел. Китайские ученые инициировали исследование хвои местных сосен на предмет антибактериальных свойств. У сибирских экспертов накоплена большая база физико-химических данных о продуктах жизнедеятельности хвойных растений. Совместная работа привела к позитивным результатам. А именно, сотрудники Новосибирского института органической химии СО РАН совместно с коллегами из ФИЦ «Институт цитологии и генетики СО РАН» и Института лесохимической промышленности (Нанкин, Китай) установили, что экстракты хвои активны против грамотрицательных бактерий.Объектами изучения выступила хвоя двух видов сосен, растущих в Китае. Учёные экстрагировали из хвои липофильные вещества, исследовали их состав и проверили антимикробную активность на бактериальных моделях. Бактерии были специально подобраны разные — грамположительные и грамотрицательные. Они отличаются друг от друга строением клеточных мембран. Грамположительные бактерии представлены стафилококками, стрептококками, возбудителями таких опасных недугов, как газовая гангрена, столбнячная инфекция, сибирская язва. Патогенные грамотрицательные бактерии вызывают венерические болезни, проблемы с дыханием, менингит, нарушения пищеварения и т.д. Эти микроорганизмы сложнее поддаются атаке антител и более устойчивы к воздействию антибиотиков.В эксперименте сибирских учёных действие экстрактов из хвои проверялось пока только на непатогенных бактериях, которые присутствуют в обычной окружающей среде. Болезнетворные организмы требуют особых мер безопасности, и работать с ними на данном этапе не имело смысла (поскольку учёные не были уверены, можно ли ждать какого-либо эффекта). Результаты исследования оказались необычными: при воздействии экстрактов и их частей на грамотрицательные бактерии количество последних сокращалось и они замедляли свой рост. У грамположительных же бактерий в некоторых случаях рост даже немного ускорялся. Учёные подчеркивают: результаты, полученные на непатогенных микроорганизмах, нельзя напрямую экстраполировать на болезнетворные; здесь нужны свои исследования. Кроме того, более сильные антибактериальные эффекты демонстрируют экстракты, выделенные из хвои кедровых сосен, произрастающих в Сибири и на Дальнем Востоке, их исследование также ведётся, но говорить о его результатах пока преждевременно, нужны обоснованные подтверждения. Для китайских коллег совместная работа уже оказалась плодотворной – экстракты хвои их местных сосен активны против грамотрицательных бактерий.Отметим, что учёные Института химии Коми объявили, что они приступили к созданию новых веществ, обладающих противовирусной активностью, в том числе направленных против коронавирусов. Проект рассчитан до середины 2022 года. В качестве основного органического вещества было предложено использовать именно хвойные растения.

Прогноз погоды на август: пролонгация лета

Определены опасные для жизни метеопараметры

Как солнце влияет на здоровье человека?

В Альпах закрыли пешеходные туристические маршруты


Эксперты сообщили, что жаркие солнечные дни неблагоприятны для эффективной работы солнечной энергетики. Парадокс? Нет. Всё дело в том, что панели «любят».

Современные аккумуляторы для телефонов и электромобилей изготавливаются с использованием лития. Этот металл добывается в ограниченном числе мест на Земле, и.

Организаторы первой арктической стартап-экспедиции Arctic Startup Expedition решили увеличить охват участников, пригласив на мероприятие не только жителей.

Трансляция качества атмосферного воздуха на городских видеоэкранах появилась в Череповце, Челябинске и Чите – городах, которые участвуют в федеральном.

На новой российской орбитальной станции будет платформа обслуживания космических аппаратов. Она позволит не только дооснащать и ремонтировать спутники, но и.

Американская компания AstroForge анонсировала готовую технологию извлечения платины из астероидов и объявила, что уже в следующем году отправит на орбиту.

Группа учёных из Массачусетского технологического института и других стран разработала биоразлагаемый заменитель микропластика на основе шёлка. Об этом сообщает.

Над Европой господствует блокирующий антициклон, который определяет аномально жаркую погоду: столбики термометров в обеденные часы показывают +35°…+40°, а в.

Материалы, которые сами «лечат» ржавчину, затягивают дыры и сколы, воссоздают первоначальный внешний вид могут появиться в России в ближайшие 10–15 лет.

Сибирские ученые изучили антибактериальные свойства хвои сосен из Восточной Азии

Сибирские ученые изучили антибактериальные свойства хвои сосен из Восточной Азии

YAKUTIA.INFO. Сотрудники Новосибирского института органической химии им. Н. Н. Ворожцова СО РАН совместно с коллегами из ФИЦ «Институт цитологии и генетики СО РАН» и Института лесохимической промышленности (Нанкин, Китай) установили, что экстракты хвои двух произрастающих в Китае видов сосен активны против грамотрицательных бактерий. Результаты работы опубликованы в журнале Chemistry & Biopersity.

Про антибактериальный эффект эфирных масел хвои известно уже давно (именно поэтому гулять в сосновом лесу и дышать его воздухом считается чрезвычайно полезным). Однако в хвое содержится всего 0,3—0,5 % таких масел. В то же время в ней присутствуют нелетучие вещества, которые можно выделять экстракцией в гораздо большем количестве. Они не являются компонентами эфирных масел, не испускаются растениями в воздух, и в целом науке известно об их составе и свойствах гораздо меньше.

«Эта работа была инициирована нашими китайскими партнерами, которые занимаются в основном технологическими аспектами переработки древесного сырья. Они обратились к нам, поскольку у нас есть хорошие возможности по изучению состава экстрактивных веществ, в частности липофильных (жироподобных) соединений, — рассказывает научный сотрудник лаборатории медицинской химии НИОХ СО РАН кандидат химических наук Александр Владимирович Шпатов. — В нашем институте тематика исследования липофильных метаболитов — продуктов жизнедеятельности — хвойных растений ведется уже в течение нескольких десятилетий. За это время была накоплена большая база физико-химических данных об этих веществах, благодаря чему мы можем достаточно легко анализировать состав и идентифицировать до 60—80 % компонентов, входящих в подобные экстракты».

Объектами изучения в новом исследовании выступила хвоя двух видов: сосны Армана (лат. Pinus armandii), названной в честь ботаника Армана Давида, и сосны кантонской (Pinus kwangtungensis). Если первый из них довольно распространен и широко используется в промышленности, то второй — более редкий и практически не изучен в химическом аспекте.

Ученые экстрагировали из хвои липофильные вещества. Сотрудники НИОХ СО РАН исследовали их состав, а биологи из ФИЦ ИЦиГ СО РАН — проверяли антимикробную активность на бактериальных моделях. Бактерии были специально подобраны разные — грамположительные (сенная палочка, лат. Bacillus subtilis) и грамотрицательные (лат. Serratia marcescens). Они отличаются друг от друга строением клеточных мембран.

Термин «грамположительные и грамотрицательные бактерии» ввел в науку датский ученый Грам. Использовав при окрашивании микроорганизмов специальный краситель генцианвиолет, биолог заметил, что одна группа микроорганизмов поддается окраске (и они получили название грамположительные), а другая — нет (грамотрицательные). Позже ученый выяснил, что причиной этому стали отличия в строении клеточной стенки. У первых ее толщина довольно высока. Патогенные грамположительные бактерии представлены стафилококками, стрептококками, а кроме того, возбудителями таких опасных недугов, как газовая гангрена, столбнячная инфекция, сибирская язва.


Патогенные грамотрицательные бактерии вызывают венерические болезни (гонорею, сифилис, хламидийные инфекции), проблемы с дыханием, менингит, нарушения пищеварения или язвенную болезнь желудка. Их более тонкая, чем у грамположительных, стенка является, тем не менее, более прочной. Грамотрицательные микроорганизмы сложнее поддаются атаке антител и более устойчивы к воздействию антибиотиков.

В эксперименте сибирских ученых действие экстрактов из хвои проверялось пока только на непатогенных и условно патогенных бактериях — тех, которые присутствуют в нашей обычной окружающей среде. Болезнетворные организмы требуют особых мер безопасности, и работать с ними на данном этапе не имело смысла (поскольку ученые не были уверены, можно ли ждать какого-либо эффекта).

«Результаты нашего исследования оказались несколько необычными: при воздействии экстрактов и их частей на грамотрицательные бактерии количество последних становилось меньше, и они замедляли свой рост. У грамположительных же бактерий в некоторых случаях рост даже немного ускорялся», — говорит Александр Шпатов.

Вероятно, стимулирование роста грамположительных бактерий является кратковременным эффектом: находясь в стрессовом состоянии и пытаясь выжить, они мобилизуют все свои внутренние силы на борьбу с угрозой и начинают более интенсивно размножаться. Возможно, при большей концентрации экстрактивных веществ из хвои сосен грамположительные бактерии также будут угнетены. Однако пока это лишь только гипотеза, которую необходимо подтвердить или опровергнуть в ходе будущих экспериментов. Не исключено, что у грамположительных бактерий существуют и какие-то внутриклеточные механизмы, позволяющие превращать вредные для них вещества в менее токсичные или «откачивать» их обратно в окружающую среду.

Гостья из прошлого на Ямале – тут есть, о чем подумать

Сибирская язва – редкая инфекционная болезнь, возбудителем которой является грамположительная спорообразующая бактерия Bacillus anthracis. Тем не менее, она встречается во многих областях России и по всему миру.

Причиной продолжающейся вспышки сибирской язвы на Ямале считают необычайно жаркую для этого района погоду, следствием которой стало оттаивание верхнего слоя вечной мерзлоты, содержащей споры бактерий, и контакт с этим слоем оленей в процессе поедания растений. По состоянию на 3 августа уже погибло более двух тысяч оленей, госпитализированы с подозрением на инфекцию 90 человек, в том числе 53 ребенка. У 20 человек врачи подтвердили диагноз, один ребенок и один взрослый скончались.

Заведующий лабораторией бионанотехнологий, микробиологии и вирусологии Новосибирского государственного университета, член-корр. РАН, д.б.н. Нетесов Сергей Викторович рассказал журналу «НАУКА из первых рук» о том, почему вспышки сибирской язвы не прекратятся, как должны себя вести ответственные скотоводы и почему сочная трава на заброшенном лугу может быть опасной

«Бактерия Bacillus anthracis, вызывающая сибирскую язву – спорообразующая бактерия, которая вне живых организмов при доступе кислорода образует споры, вследствие чего обладает большой устойчивостью к высокой температуре, высушиванию и дезинфицирующим веществам. В почве эти споры могут сохраняться годами; и пастбища или просто луга, зараженные фекалиями и мочой больных животных (как диких, так и домашних), могут долгие годы сохранять сибиреязвенные споры. Обычные (вегетативные) формы сибиреязвенной бактерии быстро погибают при кипячении и воздействии обычных дезинфектантов. А вот споры даже при автоклавировании при температуре 110—120 °C гибнут лишь через сорок минут. Прямые солнечные лучи споры сибирской язвы выдерживают в течение 10—15 суток. А в природе эти споры могут лежать в почве десятки и сотни лет, поскольку они высокоустойчивы к неблагоприятным факторам внешней среды, в том числе – к низким температурам.

Заведующий лабораторией бионанотехнологий, микробиологии и вирусологии Новосибирского государственного университета, член-корр. РАН, д.б.н. Нетесов Сергей Викторович

Как заболевание сибирская язва была известна с глубокой древности, а в трудах великих врачей прошлого ее называли «антракезой» (от греч. anthrax – «уголь»). Тем не менее до конца XVIII в. об этой опасной болезни знали так мало, что считалась, что она вызывается укусом неизвестного насекомого, названного «адская фурия». Раскрыть природу болезни удалось штаб-лекарю С. С. Андреевскому, направленному на Южный Урал для изучения «поветрия», уносящего жизни людей и крупного рогатого скота. Сделав более 200 вскрытий трупов людей и животных, он, чтобы доказать ее инфекционность и заразность, 18 июля 1788 г. ввел себе жидкость из язвы умершего больного. Это был первый в истории медицины известный случай преднамеренного самозаражения врача. Все особенности течения болезни, которая протекла у Андреевского крайне тяжело, были подробно задокументированы. Врач стал и «крестным отцом» сибирской язвы: впервые это термин прозвучал в книге С. С. Андреевского «Краткое описание сибирской язвы, содержащее предохранительные и врачевательные средства в пользу простого народа», опубликованной в 1796 г.

На микрофотографии, сделанной с использованием конфокальной флуоресцентной микроскопии, клеточные стенки бацилл Bacillus anthracis окрашены в зеленый цвет, а споры - в красный. CDC, Public Domain

Конечно, составить сейчас карты местонахождения всех скотомогильников крайне трудно, поэтому ответственные скотоводы, которые не хотят навредить ни животным, ни себе, прививают домашний скот. Тем более, что вакцинация от сибирской язвы домашнего скота проводится бесплатно или за весьма небольшие деньги.

Если хотя бы у одной погибшей коровы обнаружены признаки сибирской язвы (а их легко диагностирует любой ветеринарный врач), то сразу надо бить тревогу: выяснить, с какого она двора, где паслась, все продезинфицировать, привить окружающий контактировавший скот, наблюдать за ним несколько недель и т.д. Но одно дело домашний скот, другое – олени на севере, количество которых неизвестно, отличить диких оленей от своих порой невозможно, а из-за того, что это животные довольно быстро перемещаются на большие расстояния, то трудно контролировать места, где они пасутся.

Белковые оболочки спор бацилл сибирской язвы штамма Sterne Б. отличаются морщинистой поверхностью. Споры сохраняют жизнеспособность в течение многих лет, и в таком неактивном виде бактерии способны выдерживать резкие или неблагоприятные условия, которые обычно их убивают.Сканирующий электронный микроскоп. CDC, Public Domain

Бактерии Bacillus anthracis, вызывающие сибирскую язву, названы так из-за черного цвета язвенного струпа, действительно напоминающего уголь (anthrax). Впервые эти бациллы были выделены в чистую культуру в 1876 г. знаменитым немецким микробиологом Р. Кохом, который открыл их способность к образованию спор. В конце XIX в. было экспериментально подтверждено и предположение русских ученых, выдвинутое еще в 1790-х гг., что сибирская язва может распространяться среди животных и людей с помощью кровососущих насекомых

Согласно официальным данным предыдущий случай заражения в этом же арктическом регионе России произошел в 1941 г. Но Север – это огромные территории, и сколько там было случаев заражения в действительности никто не знает. Да и фиксировать это на таких территориях просто некому. Но сегодняшняя вспышка на Ямале относится к разряду крупных. Регион заболоченный, и поскольку долго стояла необычно жаркая погода, то вполне возможно, оттаявшие области, где были споры сибирской язвы, начали перемешиваться с водой.

Бактерии Bacillus anthracis, вызывающие сибирскую язву у животных (овец, коз и крупного рогатого скота) и человека, обнаруживаются в почве во многих частях мира.На микрофотографии – грамотрицательные палочковидные бациллы B. anthracis, которые, соединяясь друг с другом, образуют длинные нитевидные цепи. CDC, Public Domain

К счастью, практически все диагностированные случаи заражения человека сибирской язвой на Ямале – это кожная форма болезни, и заражение обычно происходит в процессе разделки туши животного. В 99% случаев такие больные успешно выздоравливают после курса антибиотиков. Диагностика кожной сибирской язвы не вызывает проблем – даже неопытный врач легко определит «угольную бактерию» по язве характерного цвета. В Новосибирске можно провести ПЦР-диагностику заболевания в лаборатории областного центра Россельхознадора, Центре гигиены и эпидемиологии Роспотребнадзора и Государственном научном центре вирусологии и биотехнологии «Вектор» (ФБУН ГНЦ ВБ «Вектор») Роспотребнадзора.

Я почти уверен, что у большей части госпитализированных на Ямале оленеводов диагноз не подтвердится (пока что он подтвержден у 20 из 90 госпитализированных лиц). Что касается двух погибших – 12-ти летнего мальчика и его бабушки, то причиной их гибели стала кишечная форма сибирской язвы: судя по публикациям, оба ели сырую печень и пили кровь зараженного животного, что является частью традиционной культуры этого народа. Кишечная и легочная формы – более серьезные виды заболевания сибирской язвой с высокой летальностью при кишечной форме и практически 100%-ной летальностью при легочной форме.

Первые симптомы кишечной формы сибирской язвы - тошнота, потеря аппетита, кровавый понос и лихорадка, а затем сильные боли в животе. Смертность при этой форме заболевания может достигать 50%. На микрофотографии - подслизистое кровоизлияние в тонком кишечнике в случае сибирской язвы со смертельным исходом. CDC, Public Domain

В наше время ежегодно в России заболевают сибирской язвой в среднем 15—50 человек, а всего в мире регистрируется 2—20 тыс. случаев. Если болезнь не лечить, то смертность от кожной формы составляет 52%, кишечной – до 90—95%. Заражение сибирской язвой происходит обычно контактным путем, либо через пищу. Источниками заражения могут служить выделения больных животных, их шкура, трупы, мясо и т.п., а также вода и почва, инфицированные спорами. Особую опасность представляют скотомогильники, которых в России насчитывается не менее 35 тыс. В летний период разносчиками инфекции могут быть кровососущие насекомые. Передача сибирской язвы от человека к человеку практически исключена. Споры могут сохраняться годами и десятилетиями (прямые солнечные лучи они выдерживают в течение 10—15 суток), но активные бациллы быстро погибают при кипячении и воздействии обычных дезинфектантов

Легкие – самая лучшая среда для размножения бактерий, и не только сибирской язвы. Болезнь в случае легочной формы сибирской язвы развивается очень быстро – за один-два дня человек умирает, и даже интенсивное лечение антибиотиками не помогает. Но легочной формой заразиться непросто. Последний описанный случай, не связанный с биотерроризмом в США в 2001 г., произошел несколько лет назад с жителем Шотландии, который собирал барабаны для своей коллекции со всего мира. Его угораздило привезти из Африки барабаны, сделанные из почти не обработанной кожи со спорами бактерий, которые в процессе работы с этими барабанами и попали в легкие коллекционеру. Центры по контролю и предотвращению заболеваний США по этому поводу даже издали специальные рекомендации.

На рентгенограмме больного, заболевшего легочной формой сибирской язвы после вдыхания бактериальных спор, видно расширение средостения – части грудной клетки между легкими. Рентгенологическое исследование проведено за 22 ч. до смерти. Легочная форма заболевания – одна из самых тяжелых и даже при соответствующем лечении приводит к летальному исходу в 90—95% случаев. CDC, Public Domain

Вакцины, как для человека, так и для животных, против сибирской язвы давно разработаны, хотя это – средство профилактики в основном кожной формы заболевания. Как правило, вакцина представляет собой ослабленный штамм той же самой бактерии, либо это инактивированная (убитая) вакцина. В России есть несколько разработок – такие вакцины разрабатывали противочумные институты, а также военные медики, поскольку считается, что бактерии сибирской язвы могут применяться как биологическое оружие.

Сейчас прививают только ветеринаров и людей, работающих с этой бактерией, а также жителей, имеющих контакт с больными или умершими от сибирской язвы животными или живущих в зоне риска. Раньше вакцина действовала полгода, теперь ее можно ставить раз в два года – она стала лучше и надежнее. Сейчас вакцинируют всех тундровиков на Ямале; пытаются вакцинировать и всех оленей, но это сложно – тундровики сами не знают их количества, да и сколько их самих не всегда ясно, и найти их непросто на этих тысячах квадратных километрах.

Эту вспышку, конечно, ликвидируют, но она послужит сигналом для интенсификации работы по профилактике этой болезни, и территорию будут лучше контролировать. Впрочем, не стоит надеяться, что к семье, у которой сотни-тысячи оленей, каждый месяц будут ездить ветеринары. В лучшем случае, им раздадут листовки, на которых будут изображены пораженные сибирской язвой органы животного, чтобы люди могли хотя бы выявить самостоятельно заболевшее животное и не использовать его в пищу. Ведь в тундре почти нигде нет сотовой связи, и вызвать помощь оперативно очень непросто.

Проводить профилактику сибирской язвы с помощью живой вакцины впервые предложил в 1881 г. знаменитый Л. Пастер. Так как ее производство было монополизировано Пастеровским обществом, русский ученый Л.С. Ценковский, которого называют основателем научной бактериологии, независимо разработал отечественную живую вакцину. В 1890 г. директор Казанского ветеринарного института, ученый и ветеринар И.Н. Ланге создал вакцину из полученного им штамма, которая впоследствии широко использовалась

Немаловажно изменить саму культуру поведения местных жителей, и это касается не только труднодоступных мест. Если хозяева скота будут соблюдать правила: не пасти скот на могильниках, своевременно заявлять о болезнях ветеринарам, вакцинировать животных, то угрозы заболеть практически не будет. Часто проблемы возникают из-за банального пренебрежения правилами.

В Новосибирске случай заражения человека сибирской язвой, с которым я лично столкнулся, был в 2001 г. Кожная форма заболевания была выявлена у грузчика с одного из рынков, пациента привезли в Медсанчасть ГНЦ ВБ «Вектор», где я был тогда заместителем директора. Человек этот был не совсем адекватный, рассказать, как и где заразился, толком не мог. Но лечение было успешным и без последствий. Параллельно провели расследование: нашли хозяйство, в котором была куплена туша коровы, все там проверили, дезинфицировали. К счастью, зараженных животных больше не было, людей тоже. Благодаря четкой и оперативной работе ветеринарной службы Россельхознадзора все мясо на рынках было тщательно проверено, инфекция не распространилась. Этот случай показывает, что правильные действия предотвращают распространение инфекции. Неправильным в этой ситуации было то, что туша не была инспектирована перед продажей из-за пренебрежения правилами владельцем коровы.

Эти колонии бацилл сибирской язвы Bacillus anthracis штамма Sterne Б, выращенные в течение суток на кровяном агаре при температуре 35 °С, имеют классическую структуру «матового стекла», напоминая груду мелких стеклянных осколков. Первоначально колонии имеют четко очерченные границы, а затем, продолжая расти, сливаются другу с другом. CDC, Public Domain

Следование разработанным эпидемиологами и врачами правилам необходимо еще и потому, что через животных человек может заразиться и другими серьезными природно-очаговыми заболеваниями, имеющими фатальные последствия для организма. Например, такими бактериальными инфекциями как туляремия, бруцеллез или бешенство. В США за 30—40 лет бруцеллез искоренили практически полностью путем выявления, забоя и утилизации всех инфицированных животных, в том числе и диких. Осталась единственная нетронутая популяция – бизоны, обитающие в Йеллоустонском национальном парке. Однако, например, в Канаде это сделать намного сложнее ввиду малонаселенности. В Новосибирске каждый год регистрируются десятки случаев бешенства у животных, а раз в несколько лет и у человека. Смертельные случаи бывают, когда люди не придают значения укусам, ранениям, причиненным животными. Это все тоже пренебрежение хорошо известными правилами.

То же самое касается вакцинации, которая по мнению Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ) является самым действенным средством увеличения продолжительности жизни. До сих пор в мире есть три или четыре государства, они находятся в Африке, правительства которых не финансируют вакцинацию. Средняя продолжительность жизни у мужчин там – 32—35 лет. Вакцинация против ряда инфекций увеличивает эту цифру сразу на 15—20 лет. Поэтому совершенно непонятна, популярность антивакцинаторства. Разработаны уже более 10 очень хороших вакцин против ряда заболеваний. Эти вакцины рекомендуется ставить в детстве, и если вы их своим детям не поставили, то с большой вероятностью до двадцати лет ваши дети этими болезнями переболеют и получат осложнения или хронические заболевания. И винить в этом следует только родителей, которые по надуманным причинам решили не следовать общепринятым и основанным на опыте многих стран и исследований правилам.

Когда же случаются такие беды, как на Ямале, мы все должны сказать себе – тут есть, о чем подумать и что сделать для того, чтобы такие случаи либо исключить в будущем, либо предельно минимизировать их последствия».

Сибирские ученые изучили антибактериальные свойства хвои сосен из Восточной Азии

Сотрудники Новосибирского института органической химии им. Н. Н. Ворожцова СО РАН совместно с коллегами из ФИЦ «Институт цитологии и генетики СО РАН» и Института лесохимической промышленности (г. Нанкин, Китай) установили, что экстракты хвои двух произрастающих в Китае видов сосен активны против грамотрицательных бактерий. Результаты работы опубликованы в журнале «Chemistry & Biodiversity».

Хвоя сосны Pinus armandii

Хвоя сосны Pinus armandii

«Эта работа была инициирована нашими китайскими партнерами, которые занимаются в основном технологическими аспектами переработки древесного сырья. Они обратились к нам, поскольку у нас есть хорошие возможности по изучению состава экстрактивных веществ, в частности, липофильных (жироподобных) соединений — рассказывает научный сотрудник лаборатории медицинской химии НИОХ СО РАН кандидат химических наук Александр Владимирович Шпатов. — В нашем институте тематика исследования липофильных метаболитов — продуктов жизнедеятельности — хвойных растений, ведется уже в течение нескольких десятилетий. За это время была накоплена большая база физико-химических данных об этих веществах, благодаря чему мы можем достаточно легко анализировать состав и идентифицировать до 60—80 % компонентов, входящих в подобные экстракты».

Объектами изучения в новом исследовании выступила хвоя двух видов — сосны Армана (лат. Pinus armandii), названной в честь ботаника Армана Давида, и сосны кантонской (Pinus kwangtungensis). Если первый из них довольно распространен и широко используется в промышленности, то второй — более редкий и практически не изучен в химическом аспекте.

Ученые экстрагировали из хвои липофильные вещества. Сотрудники НИОХ СО РАН исследовали их состав, а биологи из ФИЦ «ИЦиГ СО РАН» — проверяли антимикробную активность на бактериальных моделях. Бактерии были специально подобраны разные — грамположительные (сенная палочка, лат. Bacillus subtilis) и грамотрицательные (лат. Serratia marcescens). Они отличаются друг от друга строением клеточных мембран.

Термин «грамположительные и грамотрицательные бактерии» ввел в науку датский ученый Грам. Использовав при окрашивании микроорганизмов специальный краситель генцианвиолет, биолог заметил, что одна группа микроорганизмов поддается окраске (и они получили название грамположительные), а другая — нет (грамотрицательные). Позже ученый выяснил, что причиной этому стали отличия в строении клеточной стенки. У первых ее толщина довольно высока. Патогенные грамположительные бактерии представлены стафилококками, стрептококками, а кроме того, возбудителями таких опасных недугов как газовая гангрена, столбнячная инфекция, сибирская язва.

«Результаты нашего исследования оказались несколько необычными: при воздействии экстрактов и их частей экстрактов на грамотрицательные бактерии, количество последних становилось меньше, и они замедляли свой рост. У грамположительных же бактерий в некоторых случаях рост даже немного ускорялся», — говорит Александр Шпатов.

Растворы частей экстрактов хвои сосен, содержащие кислотные и некислотные компоненты

Растворы частей экстрактов хвои сосен, содержащие кислотные и некислотные компоненты

Какие именно из нескольких десятков веществ, входящих в состав экстрактов сосновых игл, ответственны за антибактериальное воздействие, тоже пока непонятно. «Исследование находится на начальном этапе. Мы изучили суммарные экстракты из хвои и части экстрактов, содержащие кислотные и некислотные компоненты, но еще не дошли до индивидуальных веществ, которые обуславливают описанную биоактивность. Это предстоит сделать в дальнейшем, — комментирует ученый. — Возможно, здесь имеет место синергия — то есть сочетание разных веществ оказывает более сложное воздействие на жизнедеятельность бактерий, чем каждое из них в отдельности».

Чтобы выявить активные антимикробные компоненты в экстрактах хвои сосен, в последующих исследованиях необходимо разделять части экстрактов на более мелкие, пока не будут обнаружены действующие вещества или группы веществ. «Хотелось бы сделать это прежде, чем переходить к испытаниям на патогенных бактериях», — рассказывает Александр Шпатов. Он подчеркивает: результаты, полученные на непатогенных микроорганизмах нельзя напрямую экстраполировать на болезнетворные. Возможно, у последних окажутся какие-то свои специфические механизмы защиты от токсичных веществ и действие обнаруженных в хвое сосен антимикробных компонентов на них будет иным.

По словам ученого, более сильные антибактериальные эффекты демонстрируют экстракты, выделенные из хвои кедровых сосен, произрастающих в Сибири и на Дальнем Востоке — их исследование также ведется, но говорить о его результатах пока рано. «У нас есть предположение, какие из веществ экстрактов кедровых сосен наиболее активны при подавлении роста бактерий. Однако его еще нужно подтвердить», — говорит Александр Шпатов.

Диана Хомякова

Фото из свободных источников (1) и предоставлено исследователем (2)

XII Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2020


ЛАБОРАТОРНАЯ ДИАГНОСТИКА СИБИРСКОЙ ЯЗВЫ (обзор литературы)

Текст работы размещён без изображений и формул.
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF

Сибирская язва (лат. — Febris carbunculosa; англ. — Anthrax) — особо опасная, острая септическая болезнь животных многих видов и человека, вызываемая Bacillus anthracis, характеризующаяся септицемией, поражением кожи, кишечника, легких, лимфатических узлов и гибелью заболевших животных.

При подозрении на сибирскую язву вскрывать трупы запрещается. Для исследования от трупа животного берут кровь из надреза уха, периферических сосудов или отрезают и отсылают в лабораторию ухо. Если подозрение на сибирскую язву появилось в процессе вскрытия трупа, вскрытие тотчас же приостанавливают и для исследования посылают ухо, как указано ниже.

Подозрение на заболевание сибирской язвой свиней обычно возникает при наличии опухоли в области шеи. Если подозрение возникло во время вскрытия трупа свиньи, то дальнейшее вскрытие прекращают, а для бактериологического исследования берут участки отечной соединительной ткани, заглоточные лимфатические узлы.

Место надреза предварительно тщательно дезинфицируют и после взятия крови прижигают огнем или раскаленным металлическим предметом. Кровь наносят на стекло толстым слоем и высушивают на воздухе без дополнительной фиксации.

Из патологического материала для микроскопии готовят мазки, часть красят по Граму и обязательно на капсулы по Михину и Ольту. Обнаружение типичных по морфологии капсульных палочек является важным диагностическим признаком.

Окраска по Граму:

На фиксированный мазок накладывают небольшие кусочки фильтровальной бумаги и наливают основной краситель - генцианвиолет или метиленовый синий. Спустя 3-5 минут снимают окрашенную фильтровальную бумагу.

Заливают мазок раствором Люголя на 1 минуту. При этом препарат темнеет.

Сливают раствор Люголя и обрабатывают мазок чистым этиловым спиртом: капают несколько капель на препарат, спустя 20 секунд сливают. Промывают стекло с исследуемым препаратом дистиллированной водой.

Производят дополнительное окрашивание - докрашивают препарат фуксином. Спустя 1-2 минуты краситель смывают.

После просушивания фильтровальной бумагой на предметное стекло наносят масло и изучают мазок под микроскопом.

Микроскопическая картина: Грамположительные бактерии будут иметь сине-фиолетовый цвет, грамотрицательные - розовый или красный.

Техника окраска капсул по методу Ольта. Свежий горячий 2%-ный раствор сафранина наносят на фиксированный мазок, окрашивают 5-7 минут. Быстро промывают водой и высушивают. Тело клетки окрашивается в красно-кирпичный цвет, капсула в - желто-оранжевый.

Микроскопическая картина: капсулы — бледно-желтого, а бактерии —коричневого цвета.

Способ Михина. Фиксированный мазок (преимущественно из крови или селезеночной пульпы) окрашивают леффлеровской метиленовой синькой в течение 2—3 минут при подогревании (до появления паров). Затем краску быстро смывают водой и мазок высушивают фильтровальной бумагой. Лучше окрашивать старым раствором краски.

Микроскопическая картина (рисунок 1): капсулы — светло-розовые, бактерии —темно-синие.

Рисунок 1 - Окраска капсул по Михину

Культуральные свойства возбудителя. Сибиреязвенный микроб - факультативный анаэроб, оптимальная температура роста 34-37 °С, оптимальное значение рН 7,2-7,8, неподвижный, хорошо растет на обычных питательных средах - МПБ и МПА. Характер роста в совокупности с другими признаками учитывается при идентификации.

При посевах на чашки Петри с питательным агаром после суточной инкубации при (36±1) °С микроб формирует крупные шероховатые сухие матовые колонии в R-форме, с "шагреневой" поверхностью, с неровными краями и отходящими от них волнистыми отростками. При малом увеличении под микроскопом (7x10) они напоминают локоны волос или львиную гриву.

Характерный придонный рост сибиреязвенного микроба в МПБ или 1%-й пептонной воде похож на комочек ваты, с трудом разбивающийся при встряхивании, при этом бульон остается прозрачным (рисунок 2).

Рисунок 2 - Сибирская язва в МПБ

Сибиреязвенный микроб способен разлагать с образованием кислоты без газа глюкозу, мальтозу, сахарозу и некоторые другие сахара, но не разлагает лактозу. Обладает относительно низкой протеолитической активностью и при посеве уколом в столбик 10-12%-го мясопептонного желатина и выращивании при 22 °С рост микроба напоминает елочку, опрокинутую верхушкой вниз; на 3-5 день желатин разжижается в виде воронки (рисунок 3).

Рисунок 3 - Сибирская язва при посеве на мясопептонный желатин.

Диагноз на сибирскую язвы ставят на основании эпизоотологических данных, патолого-морфологических изменений и результатов лабораторного исследования.

Список используемой литературы

Андреев, Г.М. Справочник ветеринарного фельдшера [Текст]: учебное пособие / Г.М. Андреев, И.Д. Баранцев. – М.: Агропромиздат, 2015. – 354с.

Волина, Е.Г. Частная микробиология [Текст]: учебное пособие / Е.Г. Волина, Л.Е. Саруханова. - М.: РУДН, 2016. - 222 c

Макаров, В.В.Эпизоотологический метод исследования [Текст]: учебное пособие / В.В., Макаров, - М.:Колос, 2016. - 221 с.

Пожалуйста, не занимайтесь самолечением!
При симпотмах заболевания - обратитесь к врачу.

Читайте также: