Противомикробное действие ионов серебра и солей серебра давно известно и достаточно изучено, а вот механизм действия наночастиц изучен мало.
Действие серебра специфично не по инфекции, как у антибиотиков, а по химическому строению клетки. Так как клетки млекопитающих имеют химически устойчивую мембрану, серебро инертно по отношению к клеткам организма, но губительно для различных бактерий, имеющих химически активную мембрану.
Было предложено три основных механизма, объясняющие ингибирующее действие серебра: вмешательство в перенос электронов, связывание ДНК и взаимодействие с мембраной клетки. Ионы серебра подавляют усвоение фосфатов, угнетают функции ДНК. Действие серебра на клетку микроорганизма происходит в две стадии: адсорбция и активный транспорт в клетку [1].
В работе [9] проводили тесты на трех микроорганизмах: кишечная палочка, дрожжи, золотистый стафилококк. Исследования показали, что в случае дрожжей и кишечной палочки серебро эффективно препятствует росту бактерий, в случае золотистого стафилококка наблюдался небольшой ингибирующий эффект. Минимальная ингибирующая концентрация (МИК) серебра для дрожжей составила 6,6-13,2 нМ, для E.Coli 3,3-6,6 нМ, а для золотистого стафилококка более 33 нМ.
Как работает иммунитет
Изучение механизма действия именно наночастиц, тормозящего рост микроорганизмов может быть затруднено из-за образования свободных радикалов на поверхности наночастиц серебра. Неконтролируемое образование свободных радикалов может привести к разрушению липидного слоя мембраны клетки. Чтобы определить связь между свободными радикалами и антимикробной активностью, в работе [9] использовали N-ацетилцистеин. Опыт показал, что ацетилцистеин влияет на антимикробную активность наночастиц серебра, схожий результат был получен и при испытании нитрата серебра с добавлением N-ацетилцистеина. Сам N-ацетилцистеин не имеет антибактериального эффекта.
Наночастицы серебра также влияют на формирование биопленок бактерий. Эта способность бактерий является существенным фактором патогенности. Биопленки образуются микробными сообществами, при этом многократно повышается устойчивость патогенных микроорганизмов к действию антибактериальных препаратов [10].
Авторы работы [10] провели исследования на образцах трех патогенных микроорганизмов E.Coli, Pseudomonas aeruginosa и Sarratia proteamaculans, которые показали следующие результаты. При концентрации наночастиц серебра от 0 до 1,25 мкг/мл планктонный рост (образование отдельных бактерий) Pseudomonas aeruginosa не был снижен, однако, при повышении концентрации величины планктонного уровня и биопленок снижались (а при 10-20 мкг/мл наблюдалось резкое падение планктонного уровня). В случае E.Coli изменения в биопленках и планктонном росте были заметны уже при концентрации наночастиц чуть больше 1 мкг/мл, а резкий спад при 5-10 мкг/мл. Для Sarratia proteamaculans спад уровня образования биопленок и планктонного роста наблюдался при 5 мкг/мл, при 10 мкг/мл было отмечен резкий спад показателей практически до нулевого уровня.
Так действует серебро на микроорганизмы
Помимо воздействия наночастиц серебра на биопленки в работе [10] изучалась возможность ингибирования Quorum Sensing регуляторных систем микроорганизмов, с помощью которых осуществляется передача информации между бактериями в популяции. Ингибирующее влияние наночастиц серебра на QS системы выявлено не было.
Из вышеизложенного можно сделать вывод, что основой антибактериального действия серебра является адсорбция ионов Ag + на мембране микроорганизмов. В отличие от большинства антибиотиков, наночастицы серебра специфичны к патогенным микроорганизмам, не уничтожают микрофлору кишечника и способны разрушать биопленки, образуемые колониями бактерий, что является несомненными плюсами для использования серебра в медицине.
Источник: studfile.net
Способность серебра убивать бактерии отслежена на молекулярном уровне
Антимикробные свойства серебра известны уже много веков. Однако, как именно серебро убивает бактерии, до сих пор остается загадкой. Исследователи из Университета Арканзаса сделали шаг к пониманию этого процесса, изучив вопрос на молекулярном уровне.
Екатерина Бельчикова
Йонг Ван, доцент физики и автор исследования, вместе с коллегами решили по-новому подойти к измерению антимикробных свойств серебра. Они использовали усовершенствованный метод визуализации, называемый «фотоактивированная локализационная микроскопия с отслеживанием одиночных частиц», чтобы пронаблюдать и отследить определенный белок, обнаруженный в бактериях кишечной палочки.
0 РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ
Исследователи были уверены, что этот процесс должен был замедлить белок. «Известно, что ионы серебра способны подавлять и убивать бактерии», – сказал Ван. «Таким образом, мы ожидали, что все должно было замедлиться в бактериях. Удивительно, но мы обнаружили, что динамика белка стала только быстрее».
Ионы серебра вызвали разделение парных нитей ДНК в бактериях, а связь между белком и ДНК ослабела. Это и объяснило быструю динамику. «Когда белок связан с ДНК, он медленно движется вместе с ней. При обработке серебром белки отпадают от ДНК, двигаясь сами по себе». «То, что мы хотим сделать в конечном итоге, – это использовать новые знания, полученные в результате этого проекта, чтобы разработать лучшие антибиотики на основе наночастиц серебра», – пояснил цель работы Ван.
Загрузка статьи.
Источник: www.techinsider.ru
Медицина 2.0
Использование серебра в медицине настолько давнее, как сама западная медицина. Гиппократ, как известно, использовал его для лечения язв и ран. Римляне наверняка знали о его целебных свойствах. Его использование длилось от средних веков до наших дней. В эпоху антибиотика интерес к серебру возможно немного ослабел.
Но с острой необходимостью в борьбе с бактериями, устойчивыми к антибиотикам, начался период возрождения в использовании серебра.
Причина в том, что серебро может убивать бактерии избирательно и, что более важно, бактерии не могут развивать сопротивляемость ему. Несмотря на долгую «медицинскую историю» серебра, мы не знаем, как оно действует.
Статья, опубликованная сегодня в журнале «Science Translational Medicine» проливает некоторый свет на успех в борьбе серебра с бактериями. Наиболее важной находкой является то, что серебро, в отличие от большинства антибиотиков, действует более, чем одним способом. Возможно, поэтому бактерии не в состоянии создавать сопротивление серебру.
Вот в чем суть использования серебра: во-первых, серебро очень сильно держится серы, найденной в части белков. Эти группы серы обычно связаны друг с другом в белках, удерживая их вместе и поддерживая белок, сложенный в правильную форму. Но если серебро взаимодействует с серой, то белок не может сгибаться правильно, и, следовательно, он не может делать свою работу.
Далее серебро препятствует использованию бактериями железа. Железо часто удерживается в местах, где это необходимо, связываясь с серой. И так как серебро также взаимодействует с серой, оно останавливает действие железа. Наконец, серебро заставляет бактерии вырабатывать чрезвычайно токсичные вещества, называемые реактивными формами кислорода. Они продолжают причинять повреждения внутри клетки, причиняя вред ДНК, белкам и даже мембранам, которые окружают клетки.
Конечным результатом такой “атаки” серебра является бактерия с серьезно поврежденной защитой. Самое главное, мембраны и стенки, которые окружают ее, превращаются в «утечку» после лечения серебром. Как только ослабли, они гораздо более восприимчивы к обычным антибиотикам.
Джеймс Коллинз из Бостонского Университета, который возглавлял исследование, показал, что с добавлением серебра необходимо меньше антибиотиков для уничтожения вирусов. Отличный результат сам по себе, но он становится еще лучше. Серебро также меняет устойчивость к антибиотикам бактерий E. Coli , делая их еще раз восприимчивыми к тетрациклину.
Эти эксперименты не только разрабатывались в чашке Петри. Когда серебро было добавлено в стандартные антибиотики, такие как гентамицин и ванкомицин, Коллинз смог вылечить E. Coli инфекции в мочевом пузыре и брюшной полости у мышей. Обычно эти препараты оказывают незначительное влияние на инфекции E.coli, потому что они предназначены для поражения совершенно отдельного класса бактерий.
Бактерии подразделяют на две группы, называемые грамотрицательными или грамположительными. Грамотрицательные имеют дополнительную клеточную мембрану, которая защищает бактерии. А это означает, что гораздо труднее некоторым антибиотикам, таким как гентамицин и ванкомицин, проникнуть в клетку. Кажется, что серебро отвергает это преимущество и позволяет еще более слабым препаратам делать свою работу.
Наконец, Коллинз показал, что сами мыши остаются невредимыми из-за использования серебра. Если он сможет повторить эту работу в организме человека, то будет на самом деле иметь “серебряную пулю” в плане устойчивости организма к антибиотикам.
Источник: www.med2.ru