Электронный научный журнал
Международный студенческий научный вестник
ISSN 2409-529X

ОПРЕДЕЛЕНИЕ МИНИМАЛЬНЫХ ПОДАВЛЯЮЩИХ КОНЦЕНТРАЦИЙ СОЛЕЙ ЦИНКА НА РОСТ ПРОБИОТИЧЕСКИХ ШТАММОВ БАКТЕРИЙ РОДА BACILLUS

Королькова Д.С. 1 Русяева М.Л. 1 Коробова И.В. 1
1 ФГБОУ ВО Оренбургский государственный университет
В статье представлены данные свидетельствующие о достаточно выраженном токсическом влиянии всех исследуемых солей цинка не зависимо от анионного компонента в отношении изучаемых пробиотических штаммов. Но следует отметить, что наиболее выраженным токсическим эффектом в отношении исследуемых микроорганизмов обладает ацетат цинка, однако значения зон подавления роста, которого, незначительно превысили значения сульфата, хлорида и нитрата цинка для изучаемых пробиотических штаммов. Также было установлено, что в отношении нитрата цинка наиболее устойчивым оказался штамм B. cereus 5832, по отношению к сульфату цинка B. subtilis 10641, к ацетату цинка и к хлориду цинка B. cereus 5832.
Bacillus
цинк
минимальные подавляющие концентрации.
1. Скальный А.В., Рудаков И.А. Биоэлементы в медицине. Учебное пособие, Издательство: Оникс 21 век, Мир. 2004 г. , 272 с
2. Станцо В.В., Черненко М.Б. Популярная библиотека химических элементов. М.: Издательство «Наука», 1983.- 573 с
3. Сизенцов, А.Н. Влияние пробиотических препаратов на основе бактерий рода Bacillus на показатели неспецифического иммунитета при интоксикации цинком / Сизенцов А.Н., Афонина Е.Ю., Егорова К.И., Ефремова А.В.// Российский иммунологический журнал, 2016, том 10 (19), № 2 (1) С. 459-461
4. Скальный, А.В. Изучение взаимосвязи биоаккумулции цинка в продуктах питания и организме человека на территории Оренбургской области / А.В. Скальный, Е.В. Сальникова, О.В. Кван, А.Н. Сизенцов, И.А. Сальников // Вестник Оренбургского государственного университета. 2016. № 10
5. Sizentsov, A. The use of probiotic preparations on basis of bacteria of a genus Bacillus during intoxication of lead and zinc / A. Sizentsov, O. Kvan, A. Vishnyakov, A. Babushkina, E. Drozdova // Life Science Journal 2014; 11 (10). http://www.lifesciencesite.com

Биологическая роль цинка многообразна. Он необходим для роста и деления клеток, развития костной ткани, процессов регенерации, репродуктивной функции, развития мозга и поведения. Являясь компонентом более 300 энзимов, цинк принимает участие во всех видах обмена, входит в состав генетического аппарата клетки, представляя около 100 цинксодержащих нуклеопротеидов. Цинк принимает активное участие в процессах регенерации, поскольку необходим для синтеза и стабилизации ДНК.

Как и в случае с медью, несмотря на то что цинк является биогенным (эссенциальным) элементом его избыточное содержание в окружающей среде может приводить к различным патологиям как у человека, так и у животных.

Металлический цинк и его соединения в производственных условиях поступают в организм главным образом через органы дыхания и частично через пищеварительный тракт в результате заглатывания пыли. Более всего изучено токсическое действие паров цинка и мелкодисперсного аэрозоля, которые образуются в процессе плавления металла оксида цинка. При их вдыхании в значительных концентрациях может возникать проф. заболевание – так называемая цинковая, или литейная лихорадка. При хроническом отравлении оксидом цинка могут развиться атрофические и субатрофические изменения слизистой оболочки верхних дыхательных путей, гипохромная анемия, желудочно-кишечные расстройства, нарушения сна, повышенная утомляемость, шум в ушах, снижение остроты слуха. При длительном воздействии пыли оксида цинка на организм человека возможно развитие медленно прогрессирующего пневмокониоза. При длительном вдыхании пыли оксида цинка в значительных концентрациях развиваются умеренные явления пневмосклероза и эмфиземы легких, реже – мелкопятнистая диссеминация в связи с отложением рентгеноконтрастной пыли оксида цинка в легких; возможна уробилинурия и порфиринурия. Раздражающим действием обладают также сульфат и стеарат цинка. Сухой сульфат цинка и его концентрированные растворы вызывают изъязвления кожи кистей рук, особенно их тыльной поверхности, по типу так называемых птичьих глазков. Получены экспериментальные данные об онкогенном действии цинка и его соединений. Острое отравление соединениями цинка отмечали при вдыхании оксида цинка в высоких концентрациях (например, при нагревании металлического цинка выше температуры его плавления). У пострадавших появляется сладковатый привкус во рту, через 1-5 часов возникает сильная жажда, болезненное стеснение в груди, сухой кашель, озноб и другие признаки литейной лихорадки. При вдыхании аэрозоля хлорида цинка может развиться отек легких. При отравлении растворимыми солями цинка через рот у пострадавших также отмечают металлический вкус во рту, наблюдается тошнота, слюнотечение. развивается ожог слизистой оболочки рта, пищевода, желудка, появляются рвота с примесью крови, боль в животе, понос, резкое возбуждение, непроизвольные подергивания отдельных групп мышц, судороги икроножных мышц, возможен коллапс и шок. При более длительном течении отравления развивается острая почечная недостаточность [1, 2, 3].

Значительные концентрации увеличения цинка наблюдаются в восточной части Оренбуржья, что напрямую связано в развитой горнодобывающей и металлургической промышленностью. При этом в ряде районов его содержание превышено в десятки раз по отношению к предельно допустимым концентрациям [4. 5].

Выше изложенное является критерием для изучения влияния свинца на рост микроорганизмов входящих в состав почв и пробиотических препаратов (см. рис.).

Для реализации поставленной задачи в качестве объектов исследования нами были использованы 6 пробиотических препаратов на основе бактерий рода Bacillus: Споробактерин (B. subtilis 534), Бактисубтил (B. cereus IP 5832), Ветом 1.1 (B. subtilis 10641), Ветом 2 (B.licheniformis 7038), Ветом 3 (B. amyloliquefaciens 10642), Ветом 4 (B. amyloliquefaciens 10643). В качестве регулирующих факторов в работе использовались различные соли (нитраты, хлориды, ацетаты и оксиды) свинца.

bio3.tifbio4.tifbio6.tif

1 2 3

Влияние Zn(CH3COO)2 на рост исследуемых микроорганизмов: 1 – B. subtilis 534, 2 – B. cereus IP 5832, 3 – B. subtilis 10641

Для выполнения данного этапа работы использовали метод агаровых лунок, выбор данного метода объясняется тем, что он позволяет не только визуально, но и качественно оценить влияние тяжелых металлов на рост исследуемых микроорганизмов.

Методика выполнения заключается в следующем: изучаемый микроорганизм высевали сплошным «газоном» на поверхность агаровой пластинки (1,5% МПА) в чашке Петри. После этого, пробочным сверлом (диаметр 5 мм) вырезали агаровые блочки, при этом на одной чашке Петри можно разместить до 7 агаровых лунок в которые в последующем вносили исследуемые концентрации веществ для оценки их ингибирующего и субингибирующего эффекта. Чашки помещали в термостат на 24 часа при температуре 37 °C (благоприятной для развития исследуемого тест-организма). После инкубирования производили визуальную оценку действия исследуемого металла на рост популяции. Отсутствие зон подавления роста свидетельствовало о отсутствии влияния либо соли в целом (как правило данное явление отмечалось у солей с низки уровнем диссоциации), либо определенной концентрации (именно такие концентрации в дальнейшем использовались в качестве рабочих). В том случае если исследуемое вещество обладало высокой активностью в отношении исследуемого микроорганизма регистрировали значительные зоны подавления роста вокруг лунки.

Данные, представленные на рисунке, свидетельствуют о том, что избыточные концентрации катионов цинка не оказывают выраженного бактерицидного эффекта в отношении исследуемых микроорганизмов, однако по мере удаления от лунки наблюдается отсутствие роста популяции бактерии, что в свою очередь свидетельствует о ингибирующем эффекте низких концентраций цинка. Обобщенные данные по изучению влияния катионов цинка на исследуемые микроорганизмы представлены в таблице.

Оценка влияния солей цинка на рост бактерий рода Bacillus

 

B. licheniformis 7048

1 Моль

0,5 Моль

0,25 Моль

0,125 Моль

0,063 Моль

ZnSO4

33,0±0,00

29,7±1,85

25,3±1,20

24,0±1,53

16,0±1,52

Zn(CH3COO)2

33,7±1,86

30,0±0,00

26,7±1,67

23,3±1,67

21,0±1,00

ZnCl2

28,3±1,67

30,0±0,00

25,0±0,00

23,3±1,67

18,3±1,67

Zn(NO3)2

30,3±1,70

28,3±1,33

24,3±1,67

21,7±1,20

15,3±2,03

 

B. cereus 5832

ZnSO4

28,0±1,15

22,7±0,88

18,7±0,88

13,3±1,33

8,0±1,06

Zn(CH3COO)2

25,0±0,00

17,3±1,20

13,0±1,73

10,3±0,33

6,0±1,00

ZnCl2

24,0±0,58

17,3±1,20

12,3±1,45

8,3±1,67

4,0±1,08

Zn(NO3)2

16,0±2,08

11,7±1,90

8,0±1,00

5,7±1,18

 

B. subtilis 534

ZnSO4

30,0±1,33

29,0±1,02

24,3±2,74

22,7±1,88

19,7±1,33

Zn(CH3COO)2

34,3±2,33

32,3±2,33

28,0±1,53

25,0±0,00

22,3±1,45

ZnCl2

33,0±1,52

30,0±0,00

28,7±1,33

27,0±1,00

22,3±1,45

Zn(NO3)2

31,7±1,33

29,7±1,83

25,0±2,50

23,3±1,21

19,7±1,88

 

B. amyloliquefaciens 10642

ZnSO4

31,3±1,68

27,7±2,94

25,7±1,88

23,3±0,84

20,7±1,36

Zn(CH3COO)2

37,0±1,53

36,0±1,00

30,0±2,08

24,7±2,67

21,3±1,33

ZnCl2

32,7±2,67

29,3±0,67

28,0±0,00

25,3±1,36

21,3±1,67

Zn(NO3)2

33,0±1,68

31,0±1,61

26,3±2,21

17,0±1,51

15,7±0,90

 

B. subtilis 10641

ZnSO4

34,0±1,69

33,3±0,56

20,3±1,98

12,3±1,18

1,5±1,33

Zn(CH3COO)2

34,8±0,69

31,3±1,33

26,0±1,00

24,3±1,96

19,7±1,33

ZnCl2

25,7±1,85

19,7±2,60

12,0±0,66

10,7±1,33

7,4±2,88

Zn(NO3)2

35,0±1,59

32,9±0,20

30,6±2,06

22,3±1,17

19,0±2,66

 

B. amyloliquefaciens 10643

ZnSO4

34,7±1,84

29,3±2,20

21,3±1,75

13,3±1,69

12,3±1,17

Zn(CH3COO)2

34,0±1,00

31,0±2,00

29,3±0,67

25,6±2,33

19,0±1,00

ZnCl2

33,0±1,53

30,7±0,66

28,3±2,67

25,0±0,58

22,7±2,85

Zn(NO3)2

33,3±1,67

28,0±1,00

25,7±1,88

21,0±2,54

18,6±1,36

При исследовании влияния анионных компонентов цинка на пробиотические штаммы были получены следующие результаты. Исследования показывают о достаточно выраженном токсическом влиянии всех исследуемых солей цинка не зависимо от анионного компонента в отношении изучаемых пробиотических штаммов. Но следует отметить, что наиболее выраженным токсическим эффектом в отношении исследуемых микроорганизмов обладает ацетат цинка, однако значения зон подавления роста, которого, незначительно превысили значения сульфата, хлорида и нитрата цинка для изучаемых пробиотических штаммов.

Также было установлено, что в отношении нитрата цинка наиболее устойчивым оказался штамм B. cereus 5832, по отношению к сульфату цинка B. subtilis 10641, к ацетату цинка и к хлориду цинка B. cereus 5832.


Библиографическая ссылка

Королькова Д.С., Русяева М.Л., Коробова И.В. ОПРЕДЕЛЕНИЕ МИНИМАЛЬНЫХ ПОДАВЛЯЮЩИХ КОНЦЕНТРАЦИЙ СОЛЕЙ ЦИНКА НА РОСТ ПРОБИОТИЧЕСКИХ ШТАММОВ БАКТЕРИЙ РОДА BACILLUS // Международный студенческий научный вестник. – 2018. – № 4-3. ;
URL: https://eduherald.ru/ru/article/view?id=18861 (дата обращения: 17.09.2021).

Предлагаем вашему вниманию журналы, издающиеся в издательстве «Академия Естествознания»
(Высокий импакт-фактор РИНЦ, тематика журналов охватывает все научные направления)

«Фундаментальные исследования» список ВАК ИФ РИНЦ = 1.074