Минимальная подавляющая концентрация антибактериальных препаратов – показатель эффективности антибиотикотерапии. Основные понятия. (МИК) - минимальная ингибирующая (подавляющая) концентрация -наименьшая концентрация антибиотика,которая подавляет видимый р

В принципе эта процедура сходна с определением МПК в жидкой "Среде. Готовят несколько чашек Петри со ступенчатыми разведениями антибиотика, растворенного в дайной среде. Добавляют расплавленный агар, чашки охлаждают, чтобы агар затвердел. На поверхности среды штрихом засевают культуры одной или нескольких бактерий и после инкубации в термостате в течение необходимого времени определяют минимальную концентрацию антибиотика, при которой подавляется рост бактерий. Одним из преимуществ этого метода перед методом титрования в жидкой среде является то, что разные участки одной и той же чашки можно засевать разными видами или штаммами бактерий. В результате величины МПК для нескольких бактерий можно определить в одном опыте (рис. 2.2).

1. ОПРЕДЕЛЕНИЕ АКТИВНОСТИ АНТИБИОТИКОВ

1. ФАКТОРЫ, ВЛИЯЮЩИЕ НА ОПРЕДЕЛЕНИЕ

/

Таблица 2.1. Факторы, влияющие на определение активности антибиотиков
Тест-организм
Состав среды (pH, ионы, сыворотка, антагонисты)
Величина и плотность инокулума (гетерогенность популяции, механизмы инактивации, попадание веществ-антагонистов)
Условия инкубации (время, температура, аэрация)
А. СОСТАВ СРЕДЫ
Рассмотрим в качестве примера антибиотик, подавляющий биосинтез одной из аминокислот. Если антибиотик испытывают в среде без этой аминокислоты, то кажется, что он обладает очень высокой активностью, другими словами, имеет низкую величину МПК. При испытании в "среде, содержащей аминокислоту, синтез которой он подавляет и которую бактерия может получать из среды, антибиотик будет казаться неактивным.
Помимо таких специфических эффектов часто наблюдается менее специфическое влияние среды, не связанное непосредственно с механизмом действия или с химической структурой антибиотика. Одним особенно интересным случаем является наличие в среде сыворотки. Ее вводят в среду при определении МПК, чтобы создать физиологические условия, напоминающие условия в крови. Многие антибиотики связываются с белками сыворотки крови (в особенности с альбумином), в результате число свободных молекул антибиотика, которые могут проникать в бактериальные клетки, снижается. Связывание антибиотика с белками сыворотки обычно коррелирует с липофильностью некоторых заместителей в его молекуле.
Очевидно, что условия определения МПК в жидкой среде отличаются от условий в плотной среде хотя бы потому, что в плотной среде присутствует агар. Агар, содержащий S03-rpyn- пы, может адсорбировать антибиотик, изменяя его диффундирующую способность, или адсорбировать растворенный кислород и некоторые компоненты питательной среды. Неудивительно поэтому, что величина МПК антибиотика в отношении данной бактерии зависит от того, определена ли она в жидкой или в плотной среде, даже если эти две среды, за исключением наличия или отсутствия агара, идентичны по составу. Нужно также помнить, что физиология клеток может различаться в зависимости от того, растут ли они поодиночке в жидкости или в виде колоний на поверхности плотной среды.
Очень сильное влияние на активность антибиотиков оказывает величина pH среды. Помимо второстепенных эффектов, как то влияние pH на скорость роста микроорганизмов и, следова-
тешыно, косвенное влияние на их восприимчивость, величина pH оказывает очень сильное и непосредственное действие на способность препарата проникать,в бактериальную клетку. Например, вещества в неионизированной форме лучше диффундируют через клеточную стейку и плазматическую мембрану, чем вещества в ионизированной форме. Таким образом, pH среды, определяя степень ионизации основного или.кислого антибиотика, может прямо влиять на скорость его проникновения в бактерии и, следовательно, на эффективность.
Б. ПЛОТНОСТЬ И ВЕЛИЧИНА БАКТЕРИАЛЬНОГО ИНОКУЛУМА
Плотность инокулума - это число засеваемых бактерий, отнесенное к объему, в котором они растут. Ее обычно выражают как число клеток в 1 мл культуры. Величина инокулума - общее число засеянных бактерий. На МПК многих антибиотиков не влияют вариации в плотности обычно используемого инокулума (103-106 бактерия/мл). Действительно, даже при очень низких концентрациях антибиотика, например 0,01 мкг/мл, отношение числа молекул антибиотика к числу бактериальных клеток остается очень большим (при концентрации антибиотика с мол. массой 1000, равной 0,01 мкг/мл, в 1 мл раствора содержится ~1012 молекул). Однако имеются некоторые исключения. Например, зачастую очень много молекул антибиотика адсорбируется на наружной поверхности бактериальной клетки. Если плотность бактерий высока, число свободных молекул антибиотика, которые могут проникнуть в клетку, очень сильно снижается. Кроме того, для подавления роста одной клетки часто бывает необходимо большое количество молекул антибиотика. По мере роста бактерии синтезируют и выделяют в среду ферменты, которые могут разрушать антибиотик (например, р-лакта- мазы, действующие на р-лактамные антибиотики; см. гл. 4). Количество разрушенного антибиотика является функцией концентрации фермента в питательной среде и, следовательно, зависит от величины инокулума.
На первый взгляд кажется, что, если плотность культуры бактерий одинакова, не важно, исследуется ли активность антибиотика в маленьких объемах, например 0,25 мл и меньше в миниатюризованных системах, или в объеме 10 мл в обычных лабораторных пробирках. Если все бактерии в популяции идентичны, никакой разницы в результатах не будет.
Когда общее число бактерий в инокулуме очень велико, повышается вероятность того, что в среде будут присутствовать клетки, менее восприимчивые к антибиотику. Рост всех восприимчивых клеток будет подавлен, однако менее восприимчивые (в принципе это может быть даже единственная клетка) будут размножаться, и после инкубации в течение 18 ч образуется по-

Таблица 2.2. Факторы, влияющие на активность некоторых антибиотиков

пуляция бактерий с высокой плотностью. Значительная вариабельность величины МПК с изменением числа инокулирован- ных клеток обычно свидетельствует о высокой частоте мутантов, устойчивых к антибиотику (гл. 4). Частота появления устойчивых мутантов неодинакова для разных антибиотиков. В случае антибиотиков, используемых в клинике, она колеблется от 10~7 до 10-10.
В этом разделе описаны далеко не все факторы, которые могут влиять на активность антибиотика в отношении определенной бактерии (табл. 2.2). Поэтому, чтобы использовать подавление роста бактерий для количественного определения активности антибиотиков и получить данные, которые можно воспроизвести в разных лабораториях, необходимо, чтобы все условия были точно определены и по возможности стандартизованы.

Критериями антимикробной активности препарата являются минимальная ингибирующая концентрация (МИК) и минимальная бактерицидная концентрация (МБК). МИК – это наименьшая концентрация антибиотиков, которая invitro полностью подавляет видимый рост бактерий. Она выражается в мг/л или мкг/мл. МБК – это наименьшая концентрация антибиотика, которая вызывает бактерицидный эффект. Для её определения необходимо провести высев из пробирок, в которых визуально отсутствует рост, на плотный питательный агар, не содержащий антибиотик. Этот показатель имеет большое клиническое значение. На основе метода серийных разведений созданы микрометоды, предусматривающие использование меньшего объёма питательной среды. В настоящее время для проведения такого рода исследований выпускаются многочисленные коммерческие наборы, состоящие из высушенных стабилизированных разведений антибиотиков в питательной среде, которые разбавляются суспензией тест-микроба. Данные наборы могут храниться в обычных условиях, вследствие чего исключается необходимость в приготовлении разведений среды и антибиотиков в лабораторных условиях. Достоинством тестов микроразведений является также то, что они включаются в автоматизированную систему.

На основании полученных данных (диаметра зоны задержки роста или величины МИК) микроорганизмы подразделяют на чувствительные, умеренно-резистентные и резистентные. Для разграничения этих категорий используют так называемые пограничные концентрации антибиотиков, которые не являются неизменными величинами. Они пересматриваются по мере изменения чувствительности популяции микроорганизмов. Разработкой и пересмотром критериев интерпретации занимаются ведущие специалисты (химиотерапевты, микробиологи), входящие в специальные комитеты. Одним из них является национальный комитет по клиническим лабораторным стандартам (N ationalC ommitteeforC linicalL aboratoryS tandards – NCCLS), организованный в США. В настоящее время стандарты NCCLS используются как международные для оценки результатов определения чувствительности бактерий при многоцентровых микробиологических и клинических исследованиях.

Определение чувствительности бактерий к антибиотикам. Критерием чувствительности микроорганизмов к антибиотикам является минимальная ингибирующая концентрация (МИК) антибиотика, задерживающая рост возбудителя при стандартных условиях постановки опыта.

Для определения лекарственной устойчивости используют суточную чистую культуру возбудителя, выделенную из организма больного, и стандартную питательную среду (АГВ или Мюллер-Хинтон агар) для её посева.

Определение чувствительности микроорганизмов к антибиотикам проводят диско-диффузионным методом или методом серийных разведений антибиотика в жидких или плотных средах.

Диско-диффузионный метод. Определение чувствительности к антибиотикам методом бумажных дисков основано на диффузии антибиотика в питательную среду. Концентрация антибиотиков в дисках подобрана таким образом, чтобы диаметры зон задержки роста стандартных тест-микроорганизмов соответствовали международным стандартам. Эта концентрация соответствует средней терапевтической дозе для стандартных штаммов микроорганизмов.

Приготовленную взвесь микроорганизмов засевают на поверхность специальной среды (АГВ или агар Мюллер-Хинтона) в чашки Петри. Затем стерильным пинцетом на засеянную поверхность помещают на равном расстоянии друг от друга, от краёв и центра чашки стандартные бумажные диски, пропитанные растворами различных антибиотиков (также можно использовать специальные устройства и диспенсеры). Засеянные чашки выдерживают в термостате при температуре, оптимальной для роста исследуемых бактерий. Если бактерии чувствительны к данному антибиотику, то вокруг диска образуется зона задержки роста. Диаметр зоны задержки роста соответствует степени чувствительности исследуемого микроорганизма к данному антибиотику. Окончательный результат оценивается по специальным таблицам, в которых указаны диаметры зон задержки роста стандартных культур, чувствительных, устойчивых и умеренно-устойчивых.

Метод дисков не даёт надежных данных при определении чувствительности микроорганизмов к плохо диффундирующим в агар полипептидным антибиотикам (например, полимиксину, ристомицину). Также этот метод не позволяет определить минимальную подавляющую концентрацию антибиотика.

Метод серийных разведений. Данным методом определяют минимальную концентрацию антибиотика, ингибирующую рост исследуемой культуры бактерий (МПК, МИК). Для этого вначале готовят основной раствор, содержащий определенную концентрацию антибиотика (мкг/мл или ед/мл) в специальном растворителе или буферном растворе. Далее из основного раствора готовят все последующие разведения в бульоне (в объёме 1 мл), после чего к каждому разведению добавляют 0,1 мл исследуемой бактериальной суспензии, содержащей 10 6 -10 7 бактериальных клеток в 1 мл. В последнюю пробирку вносят 1 мл бульона (без антибиотика) и 0,1 мл суспензии бактерий (контроль культуры). Посевы инкубируют при 37 0 С до следующего дня, после чего отмечают результаты опыта по помутнению питательной среды, сравнивая с контролем. Последняя пробирка с прозрачной питательной средой указывает на задержку роста исследуемой культуры бактерий, под влиянием содержащейся в ней минимальной подавляющей (ингибирующей) концентрации (МПК, МИК) антибиотика. Для оценки минимальной бактерицидной концентрации (МБК) производят высев на плотную питательную среду без антибиотика из пробирок с отсутствием роста. За МБК принимают минимальную концентрацию антибиотика, вызывающую гибель микроорганизма, что характеризуется отсутствием роста на чашках Петри с питательной средой.

Метод серийных разведений антибиотика в агаризованной среде. В этом случае можно в одном опыте проверить чувствительность к разным концентрациям данного антибиотика нескольких культур микроорганизмов. Различные разведения антибиотика готовят в стерильной агаризованной среде. Для этого в неё добавляют требуемое количество исходного раствора антибиотика, тщательно перемешивают и заливают в стерильные чашки Петри. После застывания агара дно чашки с наружной стороны делят маркером на сектора. Каждую исследуемую культуру засевают штрихом с помощью бактериологической петли на определённый сектор в чашки с разными концентрациями антибиотика. Посев исследуемых культур на чашки с различными концентрациями антибиотика можно сделать с помощью аппликатора, позволяющего засевать одновременно 12-15 культур на одну чашку. Затем чашки помещают в термостат при температуре, оптимальной для роста и развития изучаемых бактерий. Результаты учитывают по наличию или отсутствию роста бактерий в сравнении с ростом на среде в контрольной чашке. Бактерии считаются чувствительными к антибиотику в такой его концентрации, при которой их рост полностью подавляется.

Метод Е-тестов. Данный метод сочетает в себе достоинства метода серийных разведений и метода дисков. Вместо дисков используются полоски («линейки») фильтровальной бумаги, пропитанные антибиотиком, причем у основания полоски концентрация антибиотика будет минимальной, а на «верхушке» – максимальной. Полоски помещают на поверхность питательного агара, засеянного исследуемой культурой. Если бактерии чувствительны к действию данного препарата, вокруг участков полоски, содержащих его ингибирующие концентрации, возникает эллипсовидная зона задержки роста. Числовое значение концентрации антибиотика у основания этой зоны указывает на МПК данного антибиотика для данной культуры.

К чувствительным относятся штаммы микроорганизмов, рост которых подавляется при концентрациях препарата, обнаруживаемых в сыворотке крови больного при использовании обычных доз антибиотиков.

К умеренно устойчивым относятся штаммы, для подавления роста которых требуются концентрации, создающиеся в сыворотке крови при введении максимальных доз препарата.

Устойчивыми являются микроорганизмы, рост которых не подавляется препаратом в концентрациях, создаваемых в организме при использовании максимально допустимых доз.

Контрольные вопросы.

Дайте определение понятия «антибиотики». Основные группы антибиотиков в зависимости от способа получения: природные, полусинтетические, синтетические. Назовите фамилию учёного, разработавшего теорию химиотерапии. Какие свойства являются определяющими при выборе химиотерапевтического препарата? Что такое химиотерапевтический индекс, напишите его формулу, каким он должен быть? Укажите первые антиспирохетозные препараты; первый антибактериальный препарат и фамилию учёного, получившего его. Назовите фамилии русских учёных, впервые обнаруживших антибактериальные свойства зелёной плесени. Назовите фамилию учёного, изучавшего антибактериальные свойства плесневого гриба Penicillium и сделавшего попытку выделить пенициллин. Учёные, впервые получившие препараты пенициллина. Продуценты антибиотиков - приведите примеры. Классификация антибиотиков по происхождению, химическому составу, по спектру действия. Механизм действия антибиотиков: мишени (точки приложения антибиотиков различных групп). Типы действия - бактерицидное и бактериостатическое; как в опыте in vitro определить их? Противовирусные антибиотики, механизмы их действия. В каких единицах измеряется активность антибиотиков? Условия хранения антибиотиков.

Назовите и охарактеризуйте возможные побочные явления при антибиотикотерапии. Дайте определение понятия «лекарственная устойчивость микробов». Виды лекарственной устойчивости. Природная и приобретённая (первичная и вторичная). Генетические механизмы лекарственной устойчивости: хромосомная и плазмидная. Фенотипические механизмы лекарственной устойчивости - назовите и охарактеризуйте. Рациональное применение антибиотиков - назовите способы. Назовите препараты - ингибиторы ферментов, разрушающих антибиотики. Опишите методы определения чувствительности микробов к антибиотикам.

Критериями антимикробной активности препарата являются минимальная подавляющая концентрация (МПК) и минимальная бактерицидная концентрация (МБК). МПК – это наименьшая концентрация антибиотиков, которая in vitro полностью подавляет видимый рост бактерий. Она выражается в мг/л или мкг/мл. МБК – это наименьшая концентрация антибиотика, которая вызывает бактерицидный эффект. Для её определения необходимо провести высев из пробирок (визуально отсутствует рост) на плотный питательный агар, не содержащий антибиотик. Этот показатель имеет большое клиническое значение. На основе метода серийных разведений созданы микрометоды, предусматривающие использование меньшего объёма питательной среды. В настоящее время для проведения такого рода исследований выпускаются многочисленные коммерческие наборы, состоящие из высушенных стабилизированных разведений антибиотиков, которые разбавляются суспензией тест-микроба. Данные наборы могут храниться в обычных условиях, вследствие чего исключается необходимость в приготовлении разведений среды и антибиотиков в лабораторных условиях. Достоинством тестов микроразведений является также то, что они включаются в автоматизированную систему.

На основании полученных данных (диаметра зоны задержки роста или величины МПК) микроорганизмы подразделяют на чувствительные, умеренно-резистентные и резистентные. Для разграничения этих категорий используют так называемые пограничные концентрации антибиотиков, которые не являются неизменными величинами. Они пересматриваются по мере изменения чувствительности популяции микроорганизмов. Разработкой и пересмотром критериев интерпретации занимаются ведущие специалисты (химиотерапевты, микробиологи), входящие в специальные комитеты. Одним из них является национальный комитет по клиническим лабораторным стандартам (N ational C ommittee for C linical L aboratory S tandards – NCCLS), организованный в США. В настоящее время стандарты NCCLS используются как международные для оценки результатов определения чувствительности бактерий при многоцентровых микробиологических и клинических исследованиях.

Определение чувствительности бактерий к антибиотикам

Критерием чувствительности микроорганизмов к антибиотикам является минимальная подавляющая концентрация (МПК) или минимальная ингибирующая концентрация (МИК) антибиотика, задерживающая рост возбудителя при стандартных условиях постановки опыта.

Для определения лекарственной устойчивости используют суточную чистую культуру возбудителя, выделенную из организма больного, и стандартную питательную среду (АГВ или Мюллер-Хинтон агар) для её посева.

Определение чувствительности микроорганизмов к антибиотикам проводят диско-диффузионным методом или методом серийных разведений антибиотика в жидких или плотных средах.

Диско-диффузионный метод

Определение чувствительности к антибиотикам методом бумажных дисков основано на диффузии антибиотика в питательную среду. Концентрация антибиотиков в дисках подобрана таким образом, чтобы диаметры зон задержки роста стандартных тест-микроорганизмов соответствовали международным стандартам. Эта концентрация соответствует средней терапевтической дозе для стандартных штаммов микроорганизмов.

Приготовленную взвесь микроорганизмов засевают на поверхность специальной среды (АГВ или агар Мюллер-Хинтона) в чашки Петри. Затем стерильным пинцетом на засеянную поверхность помещают на равном расстоянии друг от друга, от краев и центра чашки стандартные бумажные диски, пропитанные растворами различных антибиотиков (также можно использовать специальные устройства и диспенсеры). Засеянные чашки выдерживают в термостате при температуре, оптимальной для роста исследуемых бактерий. Если бактерии чувствительны к данному антибиотику, то вокруг диска образуется зона задержки роста. Диаметр зоны задержки роста соответствует степени чувствительности исследуемого микроорганизма к данному антибиотику. Окончательный результат оценивается по специальным таблицам, в которых указаны диаметры зон задержки роста стандартных культур, чувствительных, устойчивых и умеренно-устойчивых.

Метод дисков не даёт надежных данных при определении чувствительности микроорганизмов к плохо диффундирующим в агар полипептидным антибиотикам (например, полимиксину, ристомицину). Также этот метод не позволяет определить минимальную подавляющую концентрацию антибиотика.

minimal inhibiting concentration - минимальная ингибирующая концентрация.

Показатель действия антибиотика на бактериальную культуру, равный его минимальной концентрации, при которой происходит полное угнетение роста бактерий.

(Источник: «Англо-русский толковый словарь генетических терминов». Арефьев В.А., Лисовенко Л.А., Москва: Изд-во ВНИРО, 1995 г.)

• - минимальная концентрация дезинфектанта, вызывающая полную гибель стандартных тест-штаммов бактерий в суспензии или на поверхности носителей за короткий срок...

  Словарь микробиологии

• - минимальная концентрация химиотерапевтического или антисептического вещества, вызывающая полное подавление заметного невооруженным глазом роста данного микроорганизма на средах в стандартных условиях опыта...

  Словарь микробиологии

• - Минимальная концентрация огнетушащего состава в воздухе, при которой наблюдается в условиях стандартного эксперимента тушение диффузионного факела н-гептана. Источник: ГОСТ 4...

  Словарь терминов черезвычайных ситуаций

• - логич. система, являющаяся ослаблением конструктивной логики и интуиционистской логики за счёт исключения из числа постулатов принципа «из противоречия следует любое предложение»...

  Философская энциклопедия

• - См. Бедная...

  Проективный философский словарь

• - наименьшее значение прибыли, необходимое для сохранения фирмы, продолжения ее функционирования, предотвращения краха...

  Экономический словарь

• - минимальное значение прибыли, необходимое для сохранения предприятия, продолжения его функционирования, предотвращения краха...

  Энциклопедический словарь экономики и права

• - core particle, minimal nucleosome - коровая частица, .Единица упаковки ДНК, стабильно существующая при формировании нуклеосомной структуры и включающая 146 пар нуклеотидов и октамер коровых гистонов ...

  Молекулярная биология и генетика. Толковый словарь

• - см. Концентрация пороговая...

  Большой медицинский словарь

• - наименьшая концентрация средств объемного тушения в воздухе, которая обеспечивает мгновенное тушение диффузионного пламени вещества в условиях опыта. Источник: "Дом: Строительная терминология", М.: Бук-пресс, 2006...

  Строительный словарь

• - наименьшая концентрация яда в объектах окружающей среды, вызывающая наркотическое состояние у 50% подопытных животных. Обозначается символом CN50...

  Экологический словарь

• - Первоначальная маржа. Сумма средств необходимая для открытия одной позиции на срочном рынке...

  Словарь бизнес терминов

• Словарь бизнес терминов

• - Минимальная сумма денег, указанная в проспекте новой компании, которая, по мнению ее директоров, должна быть мобилизована, чтобы компания стала жизнеспособной...

  Финансовый словарь

• - наименьшее значение прибыли, необходимое для сохранения предприятия.По-английски: Marginal profitСм. также: Прибыль Безубыточность продаж  ...

  Финансовый словарь

• - логическая система, являющаяся ослаблением интуиционистской логики и конструктивной логики за счёт исключения из числа постулатов формулы ⌉А ⊃ ...

  Большая Советская энциклопедия

"минимальная ингибирующая концентрация" в книгах