Инфекция, обусловленная ß-гемолитическим стрептококком группы А, продолжает оставаться в числе наиболее актуальных проблем здравоохранения. Как различные нозологические формы заболеваний, вызываемых гемолитическим стрептококком, так и широко распространенное носительство составляют значительный удельный вес в структуре инфекционной патологии, создают благоприятную почву для аллергизации и инвалидизации населения, наносят большой социально-экономический ущерб [1,2].
В последнее время отмечается не уменьшение, а рост осложнённой формы рожи: от 7 до 14% в структуре гнойных хирургических заболеваний и имеет тенденцию к увеличению[3,12].
На настоящее время наиболее агрессивными и устойчивыми к антибактериальным препаратам остаются такие широко распространенные патогены, как стафилококки, стрептококки, грамм отрицательные микробы. Устойчивость возбудителей к антибиотикам и необходимость проведения системного лечения создают множество вторичных проблем (проблема нефро и гепатотоксичности, нейротоксичности, невозможность достижения высокой концентрации антибиотика в очаге поражения) [14, 16].
Рожа – острое, нередко рецидивирующее инфекционное заболевание, которое вызывается различными штаммами Streptococcus pyogenes. По распространенности рожа занимает 4-е место после острых респираторных и кишечных инфекций, вирусных гепатитов. Заболевают чаше женщины и старших возрастных групп[5,13].
Широко применяемая схема «традиционного» лечения больных рожей с использованием антибиотиков (часто пенициллины, цефалоспорины и сульфаниламиды), нестероидных противовоспалительных средств, антигистаминных препаратов и витаминов в ряде случаев не обеспечивает быстрого и эффективного купирования клинических признаков заболевания, что приводит к существенной фармакологической нагрузке на пациента, выраженным остаточным явлениям, а так же к увеличению периода стационарного лечения.
Примерно у 30% больных заболевание резистентно к современным антибактериальным препаратам и носит рецидивирующий характер [3,5]. Появление антибиотикорезистентных штаммов микроорганизмов заставил ученных к разработки и внедрения физических методов воздействия на микробный фактор раневого процесса.
Фотодинамическое воздействие – это процесс, основанный на сочетанном эффекте фотосенсибилизатора и светового излучения, в результате которого вырабатывается синглетный кислород [6]. В результате действия синглетного кислорода и образующихся при его участии продуктов (гидроксильных радикалов и перекисей) происходит повреждение и гибель (фотохемомодификация) микроорганизмов [7,8]. Короткое время жизни синглетного кислорода, появляющегося в результате запуска фотохимической реакции, обусловливает высокую селективность лечебного действия [4,10,15].
Результаты лечения гнойно-воспалительных заболеваний методом фотодинамической терапии показали высокую эффективность данного метода. При этом отмечено отсутствие осложнений, а у микробов не вырабатывается устойчивость к фотодинамическому воздействию [9, 11, 14].
Целью исследования явилось изучение эффективности фотодинамического воздействия на Streptococcus pyogenes.
Материал и методы исследования: Были исследованы госпитальные штаммы Streptococcus Pyogenes, выделенных из гнойных ран у пациентов с рожистым воспалением кожи и мягких тканей, находившихся на лечении в отделение гнойной хирургии 1-городской клинической больницы на базе кафедры ВОП хирургии ТМА. Для приготовления инокулюма использовали чистую суточную культуру микроорганизмов, выросших на плотных средах. Отбирали несколько однотипных, четко изолированных колоний, выросших на не селективных плотных питательных средах. Петлей переносили незначительное количество материала с верхушек колоний в пробирку со стерильным изотоническим раствором хлорида натрия, доводя плотность инокулюма до 0,5 по стандарту Мак-Фарланда. Оптическая плотность бактериальной суспензии с концентрацией 1,5×108 КОЭ/мл при визуальном контроле точно соответствует стандарту мутности 0,5 по Мак-Фарланду. Затем на готовый инокулюм добавляли 50 и 100 µМ метиленовой сини (МС) и после 120 минутной экспозиции проводили световое воздействие аппаратом, излучающим некогерентный белый свет на расстоянии 2 см от кюветы в течение 10, 20 и 30 минут. В работе использовались стандартные светофильтры. Суммарная мощность излучения до - 5 Вт, режим излучения непрерывный с плотностью мощности до 200 мВт/см2. Антибактериальный эффект исследуемых препаратов оценивали после высевания образца по методу Gold в кровяной агар. Результаты регистрировали через 24 часа. В работе использовали 0,01% растворы МС, приготовленные на дистиллированной воде (Методические указания № 012-3/0093 2007).
Результаты исследований: С целью фотодинамического воздействия были использованы пигментсодержащие фармакологические препараты, разрешенные для клинического применения: раствор метиленовой сини. На рис. 1 приведен спектр поглощения метиленовой сини, где видно, что максимум поглощения регистрируется в красной области спектра от 640 до 670 нм.
Рис 1. Спектр поглощения метиленовой сини.
Рис 2. Темновая токсичность метиленовой сини на Streptococcus Pyogenes.
Изучение темновой токсичности метиленовой сини исследовано в зависимости от концентрации красителя (рис. 2). Малые концентрации препарата практически не влияли на рост микроорганизмов. При высоких концентрациях метиленовая синь (1 mM, 500 uM, 200 uM, 100 uM) обладала минимальным антисептическим эффектом на микроорганизмы, что говорит о ее малой токсичности на живой организм (рис. 2).
При изучении антимикробной активности светового излучения без добавления фотосенсибилизатора выявлено отсутствие антимикробной активности. Из этого мы можем сделать вывод, что фотосенсибилизатор и белый свет в отдельности не обладают антимикробной активностью.
Рис. 3. Антимикробный фотодинамический эффект метиленового синего на Streptococcus pyogenes in vitro.
Исследование фотодинамического воздействия МС на исследуемую культуру проведено по мере снижения концентрации красителя (рис. 3). Фотодинамическая активность МС в дозе 1 mM оказалась малозначимой. В то же время последующее снижение концентрации МС привело к существенному росту бактерицидного воздействия. Объясняется это тем, что при высоких концентрация МС световое излучение обладает малой проникающей способностью. Максимальной антибактериальной активностью МС обладала в дозе 50 uM. При концентрации МС 1 uM снижение антибактериальной активности связано с недостаточной выработкой активных кислородных радикалов.
Таким образом, на основании полученных нами данных об эффективности фотодинамического воздействия на госпитальные штаммы Streptococcus Pyogenes, выделенных из гнойных ран у пациентов с рожистым воспалением кожи и мягких тканей было установлено, что
- Метиленовой сини не обладает темновой токсичностью на живые клетки.
- Фотосенсибилизатор и белый свет в отдельности не обладают фотодинамической антимикробной активностью.
- Фотодинамическая активность метиленовой сини в концентрации 1 mM не оказывает бактерицидный эффект в жидкой среде.
- Максимальной антибактериальной активностью МС обладала в концентрации 50 uM.