Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Экспериментальное и клиническое обоснование применения ципрофлоксацина при лечении сальмонеллеза и колибактериоза свиней

ВАК РФ 06.02.02, Кормление сельскохозяйственных животных и технология кормов

Автореферат диссертации по теме "Экспериментальное и клиническое обоснование применения ципрофлоксацина при лечении сальмонеллеза и колибактериоза свиней"

005016024

На правах рукописи

Ъ.

Юрин Дмитрий Васильевич

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ И КЛИНИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ПРИМЕНЕНИЯ ЦИПРОФЛОКСАЦИНА ПРИ ЛЕЧЕНИИ САЛЬМОНЕЛЛЕЗА И КОЛИБАКТЕРИОЗА

СВИНЕЙ

06.02.02 — ветеринарная микробиология, вирусология, эпизоотология, микология с микотоксикологией и иммунология

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата ветеринарных наук

3 МАЯ ¿и ¡2

Белгород-2012

Работа выполнена в Белгородском филиале Государственного научного учреждения «Всероссийский научно - исследовательский институт экспериментальной ветеринарии им. Я.Р. Коваленко Российской академии сельскохозяйственных наук (ГНУ ВИЭВ Россельхозакадемии)»

Официальные оппоненты:

Карайченцев Виктор Николаевич, доктор ветеринарных наук, ФГБОУ ВПО «Белгородская государственная сельскохозяйственная академия им. В.Я. Горина», кафедра научно-технического прогресса, профессор

Скогорева Анна Михайловна, кандидат ветеринарных наук, доцент, ФГБОУ ВПО «Воронежский государственный аграрный университет им. императора Петра I», кафедра паразитологии и эпизоотологии, доцент

Ведущая организация: ГНУ «Всероссийский научно - исследовательский ветеринарный институт патологии, фармакологии и терапии РАСХН»

Защита состоится «16» мая 2012 г. в

(О

часов на заседании диссертационного совета Д 220.004.02 при ФГОУ ВПО «Белгородская государственная сельскохозяйственная академия им. В.Я. Горина» по адресу: 308503, Белгородская обл., Белгородский р-н, пос. Майский, ул. Вавилова 1.

Тел./факс - (4722) 39-22-62

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГБОУ ВПО «Белгородская государственная сельскохозяйственная академия им. В.Я. Горина»

Научный руководитель:

доктор ветеринарных наук Скворцов Владимир Николаевич

Автореферат разослан < •> апреля 2012 г.

Ученый секретарь диссертационного совета

Резниченко Людмила Васильевна

1. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Значительную проблему для современного животноводства представляют желудочно-кишечные болезни свиней бактериальной этиологии. Доминирующее положение среди этой группы заболеваний занимают сальмонеллез и колибактериоз свиней. Наносимый ими экономический ущерб может достигать больших размеров за счет высокой смертности, снижения приростов, а также затрат на лечение и профилактику (М.А. Сидоров, 1991; С.И. Прудников и Т.М. Прудникова, 1998; Е.В. Коло-това, 2008). На долю этой патологии приходится 60-70 % от общего числа заболеваний поросят.

Общепринятая система мер борьбы с данными заболеваниями предусматривает наряду с применением специфических средств широкое использование различных химиотерапевтических средств, как в отдельности, так и в различных сочетаниях. Зачастую лечение осложняется тем, что возбудители приобретают устойчивость к широко применяемым антимикробным препаратам (H.A. Солдатенко, 1996; Л.И. Ефанова, 1997; Б.В. Виолин и соавт., 2001; А.Г. Шахов, 2003; H.A. Лагуткин, 2006; Garau J. et all., 1999; Oppegaard H„ 2001; Wasyl D. and Hoszowsri A., 2004). В связи с этим постоянно возникает необходимость разработки и внедрения новых, более эффективных этиотропных препаратов.

Большой интерес в этом плане представляют антимикробные препараты группы фторхинолонов, одним из представителей которых является ци-профлоксацин.

Цель и задачи исследований. Целью нашей работы явилась разработка метода терапии сальмонеллеза и колибактериоза свиней ципрофлоксаци-ном. Исходя из этого, перед нами были поставлены следующие задачи:

1. Изучить чувствительность эпизоотических штаммов сальмонелл и эшерихий к ципрофлоксацину и определить его бактерицидное действие в отношении этих микроорганизмов.

2. Определить некоторые параметры фармакокинетики ципрофлокса-цина в организме поросят при различных способах введения.

3. Установить сроки выведения остаточных количеств ципрофлокса-цина из организма свиней.

4. Определить острую токсичность ципрофлоксацина для лабораторных животных.

5. Выяснить терапевтическую и профилактическую эффективность ципрофлоксацина при экспериментальном сальмонеллезе и коли-бактериозе лабораторных животных.

6. Определить терапевтическую эффективность ципрофлоксацина при сальмонеллезе и колибактериозе поросят.

Научная новизна. Определена чувствительность микроорганизмов, выделенных от животных, к ципрофлоксацину. Изучено бактериостатическое и бактерицидное действие ципрофлоксацина в отношении возбудителей сальмонеллеза и колибактериоза поросят. Установлена перекрестная устойчивость между различными фторхинолонами в отношении сальмонелл и эшерихий. Изучены особенности распределения ципрофлоксацина в организме свиней при парентеральном и пероральном введении. Выяснены сроки выведения остаточных количеств препарата из организма свиней. На моделях экспериментального сальмонеллеза и колибактериоза белых мышей, а также на поросятах, больных сальмонеллезом и колибактериозом, изучена терапевтическая эффективность ципрофлоксацина.

Практическая значимость. Апробирован антимикробный препарат -ципрофлоксацин для лечения сальмонеллеза и колибактериоза свиней. Материалы диссертации вошли в методические рекомендации «Фармакологические аспекты применения фторхинолонов при бактериальных болезнях животных» (Рассмотрены и одобрены на заседании секции «Инфекционная патология животных» Отделения ветеринарной медицины РАСХН 30 сентября 2010 г., протокол №3).

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 11 научных статей, в том числе 3 - в журналах, рекомендованных ВАК.

Объем и структура диссертации. Работа изложена на 145 страницах компьютерного текста и включает: введение, обзор литературы, результаты собственных исследований, обсуждение результатов, выводы, практические предложения, список использованной литературы и приложения. Диссертация иллюстрирована 20 таблицами и 2 рисунками. Список использованной литературы включает 294 источника, в том числе 143 иностранных авторов. На защиту выносятся следующие положения:

1. Антимикробная активность ципрофлоксацина, в отношении микроорганизмов, выделенных от животных.

2. Некоторые параметры фармакокинетики ципрофлоксацина в организме свиней.

3. Терапевтическая активность ципрофлоксацина при экспериментальных инфекциях белых мышей.

4. Лечебная эффективность ципрофлоксацина при сальмонеллезе и коли-бактериозе поросят.

2. СОБСТВЕННЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ 2.1. Материалы и методы

Работа выполнена в Белгородском филиале ГНУ Всероссийский научно-исследовательский институт экспериментальной ветеринарии имени Я.Р. Коваленко РАСХН (ГНУ ВИЭВ Россельхозакадемии) в соответствии с планом НИР по «Программе фундаментальных и прикладных исследований по научному обеспечению развития АПК РФ на 2006-2010 гг. в соответствии с заданием 08.02.01.05 «Разработать химиотерапевтический препарат для лечения желудочно-кишечных и респираторных болезней животных бактериальной этиологии».

В исследованиях было использовано 454 поросенка в возрасте от 1,5 до 2,5 месяцев, а также 348 беспородных белых мышей массой 19-22 грамма.

Бактериологические исследования проводили в соответствии с общепринятыми нормами в микробиологии (Д.И. Скородумов с соавт., 2005).

Видовую принадлежность выделенных микроорганизмов изучали с помощью набора «ENTEROtest 16» («PLIVA - Lachema a.s.», Brno, Чехия).

Серологическую принадлежность выделенных культур сальмонелл и эшерихий определяли с помощью набора соответствующих агглютинирующих сывороток (Б.И. Антонов с соавт.,1986).

Определение чувствительности выделенных микроорганизмов к ци-профлоксацину проводили диско-диффузионным методом в соответствии с методическими указаниями «Определение чувствительности микроорганизмов к антимикробным препаратам» МУК 4.2.1890-04 (2004).

Минимальную подавляющую концентрацию (МГТК) антимикробных препаратов определяли методом двукратных серийных разведений в жидкой питательной среде, а также при использовании HiComb Strip - теста (HiMedia Laboratories Pvt. Limited, Индия).

Бактерицидное действие фторхинолонов определяли методом отмывания с помощью центрифугирования (Г.Н. Першин, 1971).

Развитие устойчивости микроорганизмов к ципрофлоксацину проводили методом многократного пассирования с возрастающими концентрациями препарата в питательной среде.

Параметры фармакокинетики ципрофлоксацина исследовали на здоровых поросятах 1,5-2,5-месячного возраста.

Определение концентрации ципрофлоксацина в биологических субстратах проводили методом диффузии в агар с помощью тест-культуры Bacillus subtilis АТСС 6633.

Острую токсичность ципрофлоксацина изучали на 108 беспородных белых мышах, массой 19-22 г. при различных методах введения (А.Д. Третьяков с соавт., 1988). Вычисление параметров острой токсичности производили по методу Литчфилда и Уилкоксона (M.JI. Беленький, 1959).

Терапевтическую и профилактическую эффективность ципрофлокса-цина in vivo определяли в предварительных опытах на модели генерализованной инфекции белых мышей, вызванной Salmonella choleraesuis, Salmonella typhimurium и Escherichia coli.

Терапевтическую эффективность ципрофлоксацина изучали на 203 больных сальмонеллезом поросятах 1,5-2 - месячного возраста.

Опыты по определению терапевтической эффективности ципрофлоксацина при колибактериозе поросят проведены на 178 животных 2-7 - дневного возраста.

Расчеты по определению экономической эффективности применения ципрофлоксацина при сальмонеллезе и колибактериозе свиней проведены согласно «Методике определения экономической эффективности ветеринарных мероприятий» (Ю.Е. Шатохин и др., 1997).

Полученные результаты обработаны общепринятыми методами математической статистики.

2.2. Результаты исследований

2.2.1. Антимикробная активность ципрофлоксацина в отношении микроорганизмов, выделенных от животных

Исследования по изучению чувствительности микроорганизмов к ци-профлоксацину показали, что все выделенные культуры сальмонелл (Salmonella choleraesuis и Salmonella typhimurium) были высокочувствительны к препарату. Аналогичные данные были получены и в отношении штаммов Pseudomonas aeruginosa, Streptococcus spp., Staphylococcus aureus и Staphylococcus intermedius.

Анализируя результаты исследований, проведенные со штаммами Escherichia coli, можно констатировать, что из 72 штаммов, выделенных от свиней, 63 (87,5%) были чувствительны к ципрофлоксацину, 5 (6,9%) - име-

ли промежуточные значения чувствительности, и 4 штамма (5,6%) оказались устойчивыми.

Значительно менее чувствительными к препарату были культуры Staphylococcus hyicus. Из 42 выделенных штаммов только 25 (59,5%) были чувствительны к ципрофлоксацину, один (2,4%) имел промежуточную чувствительность и 16 (38,1%) оказались резистентными.

Полученные in vitro результаты свидетельствуют о высокой чувствительности выделенных микроорганизмов к ципрофлоксацину, что позволило продолжить его изучение.

Результаты исследований показали, что МПК ципрофлоксацина для выделенных сальмонелл {Salmonella choleraesuis и Salmonella typhimurium) составила 0,008-0,015 мкг/мл.

Высокочувствительными к препарату оказались культуры Pasteurella multocida, Proteus vulgaris и Klebsiella pneumoniae (МПК 0,004-0,008 мкг/мл), а также эшерихии и псевдомонады (МПК 0,01-0,47 мкг/мл).

Установлена высокая антимикробная активность ципрофлоксацина и в отношении грамположительных микроорганизмов. Так, в концентрациях от 0,001 до 0,01 мкг/мл препарат задерживал развитие штаммов Erisipilotrix rhu-siopatiae и Streptococcus spp. МПК ципрофлоксацина для чувствительных стафилококков колебалась в пределах 0,01-0,5 мкг/мл.

Несколько меньшую чувствительность к антимикробному препарату имели штаммы Streptococcus parauberis и Listeria monocytogenes, для которых МПК равнялась 0,25 мкг/мл.

Таким образом, можно сделать вывод, что ципрофлоксацин проявляет высокую антимикробную активность в отношении сальмонелл, эшерихий, пастерелл, стрептококков, стафилококков стрептококков и возбудителя рожи свиней.

Определяя минимальные бактерицидные концентрации (МБК) ципрофлоксацина в отношении возбудителей сапьмонеллеза и колибактериоза поросят, нами установлено, что они для Salmonella choleraesuis и Salmonella

typhimurium превышали МПК в 3-4 раза и составляли 0,16-0,24 и 0,03-0,06 мкг/мл соответственно. Аналогичные показатели для штаммов Escherichia coli находились в пределах 0,2 - 0,92 мкг/мл, и превысили значение МПК в два раза. Полученные данные свидетельствуют о том, что ципрофлоксацин обладает выраженным бактерицидным действием.

Проведенными исследованиями по изучению перекрёстной устойчивости установлено, что в отношении сальмонелл и эшерихий между ципроф-локсацином, энрофлоксацином и норфлоксацином наблюдается перекрестная резистентность.

2.2.2. Концентрация ципрофлоксацина в сыворотке крови поросят после однократного внутримышечного и нерорального введений

В первом опыте было определено содержание ципрофлоксацина после внутримышечного введения в дозах 2,5 и 5 мг/кг массы тела. В исследованиях находилось 8 поросят (2 группы по 4 головы) 2,5-месячного возраста. Кровь для определения концентрации ципрофлоксацина брали через 1, 2, 4, 8, 12, 24 и 36 часов после введения препарата.

Полученные данные показали, что максимальные концентрации ципрофлоксацина в сыворотке крови наблюдались в первые 4 часа после инъекции независимо от дозы. В дальнейшем наблюдалось постепенное снижение уровня препарата. Так, через восемь часов после введения его концентрация равнялась 0,76 и 0,84 мкг/мл соответственно. К 12 часам уровень препарата понизился до 0,56 и 0,52 мкг/мл соответственно. Спустя сутки после инъекции ципрофлоксацина он регистрировался в концентрациях 0,18 и 0,22 мкг/мл. Через 36 часов препарат в сыворотке крови не обнаруживался.

Во втором опыте была определена концентрация ципрофлоксацина в сыворотке крови поросят после однократного перорального введения. Опыт был проведен на 8 здоровых поросятах 2,5-месячного возраста. Животные были разделены на 2 группы (по 4 головы), которым препарат вводили перо-рально через желудочный зонд в дозах 5 и 10 мг/кг массы тела.

Данные опыта свидетельствуют о том, что всасывание препарата происходило несколько медленнее, чем при внутримышечном введении. Так, через один час после перорального введения ципрофлоксацина его не удалось обнаружить в сыворотке крови. Через два часа после введения препарата он регистрировался в крови в концентрации 0,32 и 0,46 мкг/мл соответственно. Максимальные концентрации препарата регистрировались через 4 часа после введения и составляли соответственно 0,58 и 0,84 мкг/мл. В дальнейшем происходило снижение уровня ципрофлоксацина. Через 12 часов после введения в дозе 10 мг/кг массы тела концентрация препарата в сыворотке крови была ещё на довольно значительном уровне (0,48 мкг/мл). В то же время при назначении препарата в дозе 5 мг/кг массы тела его концентрация составляла 0,12 мкг/мл.

Спустя сутки после введения препарата в дозе 5 мг/кг массы тела его не удалось обнаружить в сыворотке крови. Вместе с тем, при введении этого химиотерапевтического средства в дозе 10 мг/кг массы тела его удалось обнаружить и через 24 часа в концентрации 0,14 мкг/мл. Зарегистрировать присутствие ципрофлоксацина в сыворотке крови поросят в последующие часы не удалось.

Таким образом, после внутримышечного и перорального введения ципрофлоксацина его концентрация в сыворотке крови поросят в течение 24 часов - превышает бактериостатическую для большинства этиологически-значимых возбудителей.

2.2.3. Распределение ципрофлоксацина в организме свиней

Распределение ципрофлоксацина в организме свиней было изучено в двух сериях опытов при внутримышечном и пероральном введениях.

В первом опыте было определено содержание ципрофлоксацина после внутримышечного введения в дозах 2,5 и 5 мг/кг массы тела.

В опыте было использовано 12 поросят (4 группы по 3 головы) 2,5-месячного возраста, которых убивали через 12 и 24 часа после однократного

внутримышечного введения ципрофлоксацина. Объектами исследования служили легкие, печень, почки, мышцы, кишечник, желчь и моча.

Полученные данные указывают на хорошее проникновение ципрофлоксацина в органы, ткани и биологические жидкости поросят. Так, через 12 часов после введения в дозе 2,5 мг/кг массы тела он обнаруживался во всех исследованных образцах в концентрациях от 0,27 мкг/г (мышцы) до 4,25 мкг/мл (моча). Примечательно, что даже спустя 24 часа после введения препарата его присутствие обнаруживалось во всех (за исключением мышц) пробах, в концентрации 0,12-1,12 мкг/г (мкг/мл).

При увеличении дозы препарата до 5 мг/кг массы тела его концентрация в органах и тканях также достоверно повышалось. Так, через 12 часов после инъекции препарата его содержание в исследованных пробах достигало 0,4-6,35 мкг/мл. Спустя сутки после введения ципрофлоксацин обнаруживался во всех (за исключением мышц) пробах, а его концентрация колебалась в пределах 0,2-1,7 мкг/г (мкг/мл).

Во втором опыте были исследованы особенности распределения ципрофлоксацина в организме свиней после перорального введения. Опыт был проведен на 12 здоровых поросятах 2,5-месячного возраста, которых разделили на четыре группы. После однократного перорального введения ципрофлоксацина в дозах 5 и 10 мг/кг массы тела животных убивали через 12 и 24 часа. Объектами исследования служили легкие, печень, почки, мышцы, кишечник, желчь и моча. Результаты проведенных исследований показали, что через 12 часов после введения препарата в дозе 5 мг/кг массы тела он был обнаружен во всех исследуемых образцах. Концентрация препарата колебалась от 0,14 мкг/мл (мкг/г) до 5,44 мкг/мл (мкг/г). Спустя 24 часа он регистрировался только в желчи и моче (0,18 и 0,96 мкг/мл соответственно).

У поросят, убитых спустя 12 часов после введения препарата в дозе 10 мг/кг массы, его концентрация в исследуемых пробах находилась в пределах 0,48-8,3 мкг/мл (мкг/г). Через 24 часа ципрофлоксацин удалось зарегистрировать во всех (за исключением мышц) исследуемых пробах в концентрациях

0,18-1,34 мкг/г, превышающих бактериостатические для большинства этиологически значимых микроорганизмов.

2.2.4. Определение остаточных количеств ципрофлоксацина в организме свиней

Остаточные количества препарата в организме свиней изучались в трёх опытах. Объектами исследования служили кровь, мышцы, сердце, легкие, печень, почки, подкожный жир, желчь, моча и фекалии.

В первом опыте длительность выведения ципрофлоксацина из организма свиней после внутримышечного введения в дозе 7,5 мг/кг массы тела один раз в сутки в течение 5 дней изучали на трех группах поросят (по 3 головы в каждой). После пятой инъекции препарата животных убивали через 24, 48 и 72 часа.

Полученные данные показывают, что у поросят, убитых через 24 часа после прекращения введения препарата, ципрофлоксацин обнаруживался во всех исследованных органах, тканях и биологических жидкостях, кроме подкожного жира. При этом уровень препарата колебался в пределах от 0,12 мкг/г до 22,14 мкг/мл (мкг/г). Спустя 48 часов ципрофлоксацин был обнаружен в желчи (0,24 мкг/мл), моче (0,98 мкг/мл) и фекалиях (0,12 мкг/г). У поросят, убитых через 72 часа после последнего введения ципрофлоксацина, его наличие установить не удалось.

Во втором опыте препарат давали перорально в смеси с кормом в концентрации 200 мг/кг в течение 10 дней. В опыте находилось 12 поросят. Животных (по 4 головы) убивали через 24,48 и 72 часа после последнего введения.

Полученные данные свидетельствуют о том, что у поросят, убитых через 24 часа после прекращения дачи ципрофлоксацина, его обнаруживали почти во всех исследуемых (за исключением мышц и подкожного жира) органах, тканях и биологических жидкостях в концентрациях 0,1-4,2 мкг/мл (мкг/г). Спустя 48 часов следы ципрофлоксацина регистрировались только в

моче. В органах, тканях и биологических жидкостях поросят, убитых через 72 часа, препарат не обнаруживался.

В третьем опыте ципрофлоксацин вводили перорально с питьевой водой в концентрации 200 мг/л воды в течение 10 суток. У поросят, убитых через 24 часа после дачи ципрофлоксацина, он обнаруживался во всех исследуемых пробах (кроме подкожного жира) в концентрациях от 0,08 до 8,6 мкг/мл (мкг/г). Через 48 часов препарат регистрировался только в моче в концентрации 0,82 мкг/мл. В органах, тканях и биологических жидкостях поросят, убитых через 72 часа, ципрофлоксацин обнаружить не удалось.

Проведенные исследования показали, что при внутримышечном введении ципрофлоксацина в дозе 7,5 мг/кг массы тела один раз в сутки в течение пяти дней, а также при 10-суточном пероральном введении в дозах 200 мг/кг корма и 200 мг/л воды, он полностью выводится из организма свиней в течение трех суток.

2.2.5. Определение острой токсичности ципрофлоксацина для лабораторных животных

Острая токсичность ципрофлоксацина была изучена на 108 белых мышах при подкожном и пероральном введении. Парентерально ципрофлоксацин инъецировали в дозах от 1000 до 2600 мг/кг массы тела, интервал между дозами 200 мг/кг. Перорально препарат вводили в дозах 2000-6000 мг/кг массы тела (интервал между дозами 500 мг/кг). На каждую дозу было взято по 6 мышей. За животными наблюдали в течение 14 суток.

Парентеральное введение ципрофлоксацина в дозах 1000-1200 мг/кг массы тела не приводило к гибели белых мышей, однако отмечались признаки острой интоксикации. Гибель 50% животных наступала при введении препарата в дозе 1600 мг/кг массы тела. Ципрофлоксацин в дозе 2600 мг/кг массы тела вызывал гибель всех подопытных мышей. LD50 в этом опыте составила 1650 (1422-1914) мг/кг массы тела.

При пероральном введение препарата в дозах 2000-2500 мг/кг массы гибель животных не наступала. При назначении ципрофлоксацина в дозе 3000 мг/кг массы тела были зарегистрированы признаки острой интоксикации и гибель отдельных животных. Применение препарата в дозе 4000 мг/кг массы тела вызывала гибель 50% подопытных мышей. 100% животных погибало при введении препарата в дозе 6000 мг/кг массы тела. LD5o в данном опыте составила 3300 (2661-4092) мг/кг массы тела.

Из полученных результатов следует, что согласно ГОСТ 12.1.007-76 ципрофлоксацин относится к III классу токсичности (вещества умеренно опасные).

2.2.6. Терапевтическая эффективность ципрофлоксацина при экспериментальном сальмонеллезе белых мышей

Модель генерализованной инфекции воспроизводили внутрибрюшин-ным введением суточных культур микроорганизмов в концентрации 10 млн. микробных тел в 1 мл (Salmonella choleraesuis) и 150 млн. микробных тел в 1 мл (Salmonella typhlmurium).

В первом опыте по определению терапевтической эффективности ципрофлоксацина при экспериментальном сальмонеллезе белых мышей, вызванном Salmonella choleraesuis, находилось 4 группы по 10 мышей в каждой. Подкожную инъекцию препарата производили однократно, непосредственно после заражения в форме 0,1% раствора в дозах: первой группе - 2,5 мг/кг массы тела, второй - 5 и третьей - 7,5 мг/кг массы тела. Четвертая группа служила контролем.

Результаты исследований свидетельствуют о том, что наибольший терапевтический эффект получен в третьей группе мышей, в которой суммарная продолжительность жизни равнялась 88% (высокоактивная доза). Во второй группе этот показатель составил 75% (активная доза). При подкожном введении препарата в дозе 2,5 мг/кг массы тела, выживших не было, и суммарная продолжительность жизни мышей равнялась 32% от максимально

возможной, тогда как в контрольной группе значение этого показателя не превышало 7%.

Второй опыт был проведен по аналогичной схеме, но экспериментальную инфекцию вызывали культурой Salmonella typhimurium. Полученные экспериментальные данные показали, что выжившие мыши были только в третьей группе, которым ципрофлоксацин инъецировали в дозе 7,5 мг/кг массы тела. Суммарная продолжительность жизни в этой группе равнялась 84% (высокоактивная доза). В группе мышей, которым препарат вводили в дозе 5 мг/кг массы тела, суммарная продолжительность жизни составила 60% (активная доза). При инъекции препарата в дозе 2,5 мг/кг массы тела суммарная продолжительность жизни мышей составила 35% от максимально возможной. В контрольной группе этот показатель не превышал 14%.

2.2.7. Профилактическая эффективность ципрофлоксацина при экспериментальном сальмонеллезе белых мышей

В первом опыте изучали профилактическую эффективность ципрофлоксацина на модели сальмонеллезной инфекции у белых мышей, внутри-брюшинно зараженных Salmonella choleraesuis. Исследование проводили на четырех группах беспородных белых мышей по 10 голов в каждой. Ципрофлоксацин вводили подкожно в дозе 5 мг/кг массы тела: первой группе за 1 час до заражения, второй - за 3 часа и третьей - за 6 часов до заражения.

Наибольшая профилактическая эффективность ципрофлоксацина при экспериментальном сальмонеллезе белых мышей наблюдалась при его введении за 1 час до заражения (активная доза). В этом случае суммарная продолжительность жизни опытных мышей составила 56% от максимально возможной при 12% в контроле. Несколько меньшая эффективность наблюдалась при введении препарата в той же дозе за 3 и 6 часов до заражения (активные дозы). В этом случае в опытных группах суммарная продолжительность жизни составила 46% и 42% соответственно, что указывает на их умеренное профилактическое действие.

Во втором опыте определяли профилактическую эффективность ци-профлоксацина при экспериментальном сальмонеллезе лабораторных животных, вызванном Salmonella typhimurium. Препарат вводили по той же схеме, что и в первом опыте.

Экспериментальные данные показали, что при подкожном введении ципрофлоксацина в дозе 5 мг/кг массы тела за 1 час до заражения суммарная продолжительность жизни мышей составила 51% от максимально возможной (активная доза) при 13% в контроле. В группе мышей, которым препарат вводили за 3 часа до заражения, суммарная продолжительность жизни равнялась 41% от максимальной (активная доза). Введение ципрофлоксацина за 6 часов до заражения было наименее эффективным. В этой группе суммарная продолжительность жизни опытных мышей не превышала 25%, что указывает на неудовлетворительную профилактическую эффективность препарата (неактивная доза).

2.2.8. Терапевтическая эффективность ципрофлоксацина при экспериментальном колибактериозе белых мышей

Опыт проведен на трех группах по 10 мышей в каждой. Генерализованную инфекцию вызывали внутрибрюшинным заражением мышей полевым штаммом Escherichia coli в концентрации 500 млн. микробных тел в 1 мл. Препарат вводили сразу после заражения подкожно однократно в дозах: первой группе — 5 мг/кг массы тела; второй - 7,5; третьей - 10 мг/кг массы тела. Четвертая группа была контрольной, лечению не подвергалась.

Из полученных данных видно, что наибольшая терапевтическая эффективность была получена в третьей группе, в которой по завершении эксперимента остались живыми 6 мышей, а суммарная продолжительность жизни равнялась 75% (активная доза). Во второй группе за период наблюдений пало 6 мышей, а суммарная продолжительность жизни составила 51% (активная доза). В первой группе животных, которым ципрофлоксацин инъецировали в

дозе 5 мг/кг массы тела, наблюдалась 100% смертность, а суммарная продолжительность жизни животных была 21% (слабоактивная доза).

2.2.9. Профилактическая эффективность ципрофлоксацина при экспериментальном колибактериозе белых мышей

Исследования проведены на четырех группах мышей по 10 особей в каждой. Ципрофлоксацин инъецировали подкожно однократно в дозе 7,5 мг/кг массы тела: первой группе мышей за 1 час до заражения, второй - за 3 часа и третьей - за 6 часов до заражения. Четвертая группа мышей служила контролем. Данные исследования показывают, что ципрофлоксацин в дозе 7,5 мг/кг массы тела оказывает умеренное профилактическое действие при введении за 1 час до заражения (активная доза). При этом суммарная продолжительность жизни опытных мышей составляла 47% от максимально возможной при 5% в контроле. Подкожная инъекция препарата в указанной дозе за 3 и 6 часов до заражения оказывала минимальное профилактическое действие (слабоактивные дозы). В этих группах общая продолжительность жизни опытных мышей не превышала соответственно 34% и 21% от максимума.

При этом к концу опыта выживших животных не было ни в одной группе, а из всех исследованных проб крови, печени, почек и селезенки была выделена исходная культура Escherichia coli.

2.2.10. Терапевтическая эффективность ципрофлоксацина при лечении поросят, больных сальмонеллезом

Терапевтическая эффективность ципрофлоксацина при сальмонеллезе исследована на больных поросятах 40-45-суточного возраста, для чего было сформировано 3 группы животных, отобранных по принципу аналогов. Поросятам первой группы (п=67) ципрофлоксацин вводили внутримышечно один раз в сутки в течение 5 дней в дозе 5 мг/кг массы тела.

Животным второй группы (п=74) препарат вводили в той же дозе, но два раза в сутки в течение 5 дней.

Поросята третьей группы (п=62) служили положительным контролем. Животным этой группы два раза в сутки в течение 5 дней вводили внутримышечно гентамицин в дозе 5 мг/кг массы тела.

За опытными животными в течение 20 дней вели клиническое наблюдение, учитывая изменения общего состояния, аппетита, температуры тела, сроки выздоровления, падеж и вынужденный убой. Для контроля среднесуточного прироста проводили контрольное взвешивание.

В этом опыте наиболее высокая лечебная эффективность ципрофлокса-цина была получена во второй группе. В данной группе за период наблюдения выздоровело 68 (91,9%) поросят, 4 (5,4%) пало и 2 (2,7%) были вынужденно убиты. У животных этой же группы наблюдался и самый высокий среднесуточный прирост живой массы (256 г).

Хороший терапевтический эффект был получен в первой группе. Из 67 поросят выздоровело 59 (88,1%), пало 5 (7,5%) и 3 (4,4%) вынужденно убито. Среднесуточный прирост в этой группе составил 250 грамм.

В третьей группе поросят, которых лечили гентамицином, была получена наименьшая лечебная эффективность. В данной группе наблюдался наиболее высокий отход молодняка. Так, из 62 голов пало 7 (11,3%) и вынужденно убито 9 (14,5%). К концу опыта выздоровело лишь 46 (74,2%) поросят. Следует также отметить, что среднесуточный прирост в данной группе был минимальным (231 г.).

Наибольшая экономическая эффективность (8,4 руб. на один рубль затрат) получена в первой группе. Во второй группе этот показатель равнялся 5,88 руб. и в третьей - 5,52 рубля.

Таким образом, ципрофлоксацин, по сравнению с гентамицином, показал более высокую терапевтическую эффективность при лечении свиней, больных сапьмонеллезом.

2.2.11. Терапевтическая эффективность ципрофлоксацина при лечении поросят, больных колибактериозом

В опыте по изучению лечебной эффективности ципрофлоксацина при колибактериозе находилось 3 группы больных поросят 3-суточного возраста.

Поросятам первой группы (п=64) ципрофлоксацин вводили внутримышечно в дозе 7,5 мг/кг массы тела один раз в сутки в течение 5 дней. Животным второй группы (п=58) препарат вводили в той же дозе, но два раза в сутки в течение 5 дней. Третья группа поросят (п=56) служила положительным контролем, их лечили гентамицином, который инъецировали внутримышечно в дозе 5 мг/кг массы тела два раза в сутки в течение 5 дней. За опытными поросятами вели наблюдение в течение 20 дней, учитывая изменения общего состояния, аппетита, температуры тела, сроки выздоровления или падеж. В начале и конце опыта проводили взвешивание поросят.

Полученные данные свидетельствуют о том, что эффективность терапии в первой и второй группах, которых лечили ципрофлоксацином, оказалась выше, чем в контрольной группе, где животных лечили гентамицина сульфатом. Самый высокий лечебный эффект получен во второй группе. Из 58 опытных животных за период наблюдения выздоровело 54 (93,1%), а 4 (6,9%) пало. У животных этой же группы наблюдался и самый высокий среднесуточный прирост живой массы (125 г).

В первой группе из 64 поросят выздоровело 56 (85,5%) и 8 (12,5%) пало. Среднесуточный прирост в этой группе составил 120 грамм.

Наименьшего успеха мы добились при лечении поросят в третьей группе. Так, из 56 животных признаки выздоровления наблюдались только у 40 (71,4%) поросят, при этом падеж достиг 16 голов (28,6%). Одновременно наблюдался и самый малый прирост массы тела, который не превышал 117 г. в сутки.

Наибольшая окупаемость терапевтических мероприятий (7,98 руб. на 1 рубль затрат) получена в первой группе. Во второй группе этот показатель составил 6,5 руб., а в третьей - экономическая эффективность проведенного курса лечения гентамицином не дала положительных результатов.

20

3. ВЫВОДЫ

1. Ципрофлоксацин in vitro обладает широким спектром антимикробного действия в отношении микроорганизмов, выделенных от больных свиней. МПК препарата в отношении возбудителей сальмонеллеза и колибактериоза свиней составляет 0,008-0,01 и 0,01-0,25 мкг/мл соответственно. Минимальная бактерицидная концентрация ципрофлоксацина превышает значение МПК в 2-4 раза.

2. Ципрофлоксацин быстро всасывается при парентеральном и перо-ральном введениях, достигая максимальных концентраций в сыворотке крови свиней через 1-4 часа. Концентрация препарата в крови превышает бактерио-статические для возбудителей сальмонеллеза и колибактериоза свиней.

3. После однократного внутримышечного (5 мг/кг массы тела) и перо-рального (10 мг/кг массы тела) введений ципрофлоксацина свиньям он регистрируется во всех тканях и биологических жидкостях в течение 24 часов в концентрациях, превышающих бактериостатические для этиологически значимых микроорганизмов.

4. При парентеральном и пероральном введении ципрофлоксацин полностью выводиться из организма свиней в течение трех суток.

5. Ципрофлоксацин относится к III классу токсичности - вещества умеренно опасные.

6. При экспериментальном сальмонеллезе белых мышей ципрофлоксацин проявляет высокую терапевтическую эффективность в концентрации 7,5 и 5 мг/кг массы тела (высокоактивная и активная дозы). Наибольшее профилактическое действие при экспериментальном сальмонеллезе препарат проявил при его введении в дозе 5 мг/кг массы тела за 1 час до заражения.

7. При экспериментальном колибактериозе белых мышей наибольшую терапевтическую активность ципрофлоксацин оказывает при его назначении в дозах 10 и 7,5 мг/кг массы тела (активные дозы). Максимальное профилактическое действие наблюдается при введении препарата в дозе 7,5 мг/кг массы тела за 1 час до заражения лабораторных животных.

8. Ципрофлоксацин, применяемый внутримышечно в дозе 5 мг/кг массы тела один раз в сутки в течение 5 дней является высокоэффективным терапевтическим средством при сальмонеллезе поросят. Экономическая эффективность лечения составляет 8,4 руб. на 1 рубль затрат.

9. Применение ципрофлоксацина при колибактериозе поросят в дозе 7,5 мг/кг массы тела один раз в сутки в течение 5 дней обеспечивает высокий терапевтический эффект и наибольшую окупаемость (7,98 руб. на 1 рубль затрат) терапевтических мероприятий.

4. ПРАКТИЧЕСКИЕ ПРЕДЛОЖЕНИЯ

Материалы диссертации вошли в методические рекомендации «Фармакологические аспекты применения фторхинолонов при бактериальных болезнях животных» (Рассмотрены и одобрены на заседании секции «Инфекционная патология животных» Отделения ветеринарной медицины РАСХН 30 сентября 2010 г., протокол №3).

Для терапии больных сальмонеллезом свиней ципрофлоксацин рекомендуется применять внутримышечно в дозе 5 мг/кг массы один раз в сутки в течение 5 дней.

С целью лечения поросят, больных колибактериозом, рекомендуется внутримышечное введение ципрофлоксацина в дозе 7,5 мг/кг массы тела один раз в сутки в течение 5 дней.

5. СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

Статьи в журналах, рекомендованных ВАК Минобразования и науки РФ:

1. Сафонова H.A. Чувствительность и резистентность Е. coli, выделенных от животных, к антимикробным препаратам / H.A. Сафонова,

A.А. Балбуцкая, В.Н. Скворцов, Д.В. Юрин, В.В. Маханев // Ветеринарная патология. - 2010. - №2(33). - С. 45-47.

2. Скворцов В.Н. Определение остаточных количеств ципрофлокса-цина в организме свиней / В.Н. Скворцов, Д.В. Юрин // Вестник Алтайского государственного аграрного университета. - 2011. - №12 (86). - С. 65-66.

3. Скворцов В.Н. Фармакокинетика ципрофлоксацина в организме свиней после однократного перорального введения / В.Н. Скворцов, Д.В. Юрин // Известия Оренбургского ГАУ. - 2012, Вып 33 №1. - С. 98-100.

Статьи в сборниках научных трудов и материалах конференций:

4. Юрин Д.В. Острая токсичность ципрофлоксацина для лабораторных животных / Д.В. Юрин, В.Н. Скворцов // Проблемы сельскохозяйственного производства на современном этапе и пути их решения: Мат. X Межд. науч. - произв. конф. (15-19 мая 2006 года). - Белгород, 2006, Т. 1, - С. 69.

5. Юрин Д.В. Развитие устойчивости у эшерихий к ципрофлоксаци-ну in vitro / Д.В. Юрин, В.Н. Скворцов // Новые средства в ветеринарии: Мат. XII межд. науч. - произв. конф. - Санкт Петербург, 2006. - С. 84.

6. Юрин Д.В. Развитие устойчивости у сальмонелл к ципрофлокса-цину in vitro / Д.В. Юрин, В.Н. Скворцов // Новые средства в ветеринарии: Мат. XIX Межд. науч. — произв. конф. — Санкт Петербург, 2007. — С. 46.

7. Юрин Д.В. Концентрация ципрофлоксацина в сыворотке крови поросят / Д.В. Юрин, В.Н. Скворцов // Новые средства в ветеринарии: Мат. XIX Межд. науч. - произв. конф. - Санкт Петербург, 2007. - С. 46-47.

8. Юрин Д.В. Терапевтическая эффективность ципрофлоксацина при экспериментальном колибактериозе белых мышей / Д.В. Юрин,

B.Н. Скворцов, В.В. Маханев // Проблемы сельскохозяйственного производства на современном этапе и пути их решения: материалы XIII Межд. науч. -произв. конф. (19-22 мая 2009 года) - Белгород, 2009. - С. 91.

9. Юрин Д.В. Эффективность ципрофлоксацина при экспериментальном сальмонеллезе / Д.В. Юрин, В.Н. Скворцов // Новые фармакологиче-

ские средства в ветеринарии: Мат. XXI Межд. науч. - произв. конф. - С-Пб., 2009. - С. 93-94.

10. Юрин Д.В. Лечение экспериментального сальмонеллеза белых мышей, индуцированного Salmonella typhimurium / Д.В. Юрин, В.Н. Скворцов, В.В., В.В. Маханев // Проблемы сельскохозяйственного производства на современном этапе и пути их решения: Мат. XIV Межд. науч. - произв. конф. (23-26 мая 20011 года) - Белгород, 2011. - С. 103.

11. Юрин Д.В. Лечение сальмонеллеза свиней ципрофлоксацином // Бюлл. науч. работ БелГСХА. - 2011. Вып. 28. - С. 49-51.

Подписано в печать 9.04.2012. Формат 60x84/16. Гарнитура Times. Усл. п. л. 1,0. Тираж 100 экз. Заказ 892.

Оригинал-макет подготовлен и тиражирован в Издательско-полиграфическом центре «ПОЛИТЕРРА» г. Белгород, пр. Б. Хмельницкого, 137, корпус 1, офис 357 тел.: (4722) 35-88-99*401, 8-910-360-14-99

Текст научной работыДиссертация по сельскому хозяйству, кандидата ветеринарных наук, Юрин, Дмитрий Васильевич, Белгород

61 12-16/105

ГНУ «Всероссийский научно - исследовательский институт экспериментальной ветеринарии им. Я.Р. Коваленко Российской академии сельскохозяйственных наук»

Экспериментальное и клиническое обоснование применения ципрофлоксацина при лечении сальмонеллеза и колибактериоза свиней

06.02.02 - ветеринарная микробиология, вирусология, эпизоотология, микология с микотоксикологией и иммунология

Диссертация на соискание ученой степени кандидата ветеринарных наук

На правах рукописи

Юрин Дмитрий Васильевич

Научный руководитель: доктор ветеринарных наук Скворцов В.Н.

Белгород 2012

Содержание

Введение 4

I Обзор литературы 7

1. Краткая характеристика ципрофлоксацина 7

2. Чувствительность микроорганизмов, выделенных от животных,

к ципрофлоксацину 24

3. Лечение и профилактика сальмонеллеза и колибактериоза

свиней 32

II Собственные исследования 41

1. Материалы и методы исследований 41

2. Результаты собственных исследований 56

2.1. Антимикробная активность ципрофлоксацина в

отношении микроорганизмов, выделенных от животных 56

2.1.1. Определение чувствительности микроорганизмов

к ципрофлоксацину 56

2.1.2. Минимальная подавляющая концентрация (МПК) ципрофлоксацина в отношении выделенных микроорганизмов 57

2.1.3. Определение бактерицидного действия ципрофлоксацина 59

2.1.4. Развитие устойчивости микроорганизмов к

ципрофлоксацину 60

2.1.5. Определение перекрестной резистентности сальмонелл и эшерихий в отношении ципрофлоксацина, энрофлоксацина и норфлоксацина 61

2.2. Фармакокинетика ципрофлоксацина в организме свиней 63

2.2.1. Концентрация ципрофлоксацина в сыворотке крови свиней после однократного внутримышечного и перорального введения 63

2.2.2. Распределение ципрофлоксацина в организме свиней 65

2.2.3. Определение остаточных количеств ципрофлоксацина в организме свиней 68

2

2.2.3.1. Определение остаточных количеств ципрофлоксацина

в организме свиней после парентерального введения 69

2.2.3.2. Определение остаточных количеств ципрофлоксацина в организме свиней после перорального

введения 70

2.3. Определение острой токсичности ципрофлоксацина

для лабораторных животных 72

2.4. Изучение химиотерапевтической эффективности ципрофлоксацина на моделях экспериментальных инфекций 73

2.4.1. Терапевтическая эффективность ципрофлоксацина при экспериментальном сальмонеллезе белых мышей 74

2.4.2. Профилактическая эффективность ципрофлоксацина при экспериментальном сальмонеллезе белых мышей 76

2.4.3. Терапевтическая эффективность ципрофлоксацина при экспериментальном колибактериозе белых мышей 78

2.4.4. Профилактическая эффективность ципрофлоксацина при экспериментальном колибактериозе белых мышей 79

2.5. Лечебная эффективность ципрофлоксацина при бактериальных болезнях свиней 80

2.5.1. Лечение сальмонеллеза поросят ципрофлоксацином 8 0

2.5.2. Лечение колибактериоза поросят ципрофлоксацином 83

2.6. Экономическая эффективность применения ципрофлоксацина при лечении поросят 85

III. Обсуждение результатов 89

IV. Выводы 104

V. Практические предложения 106

VI. Список использованной литературы 106 Приложение 140

Введение

Значительную проблему для современного животноводства представляют желудочно-кишечные болезни свиней бактериальной этиологии. Доминирующее положение среди этой группы заболеваний занимают сальмонеллез и колибактериоз свиней. Наносимый ими экономический ущерб может достигать больших размеров за счет высокой смертности, снижения приростов, а также затрат на лечение и профилактику (М.А. Сидоров, 1991; С.И. Прудников и Т.М. Прудникова, 1998; Е.В. Колотова, 2008). На долю этой патологии приходится 60-70 % от общего числа заболеваний поросят.

Общепринятая система мер борьбы с данными заболеваниями

предусматривает наряду с применением специфических средств широкое

i

использование различных химиотерапевтических средств, как в отдельности, так и в различных сочетаниях. Зачастую лечение осложняется тем, что возбудители приобретают устойчивость к широко применяемым антимикробным препаратам (H.A. Солдатенко, 1996; Л.И. Ефанова, 1997; Б.В. Виолин и соавт., 2001; А.Г. Шахов, 2003; H.A. Лагуткин, 2006; Garau J. et all., 1999; Oppegaard H., 2001; Wasyl D. and Hoszowsri A., 2004). В связи с этим постоянно возникает необходимость разработки и внедрения новых, более эффективных этиотропных препаратов.

Большой интерес в этом плане представляют антимикробные препараты группы фторхинолонов, одним из представителей которых является ципрофлоксацин.

Цель и задачи исследований. Целью нашей работы явилась разработка метода терапии сальмонеллеза и колибактериоза свиней ципрофлоксацином. Исходя из этого, перед нами были поставлены следующие задачи:

1. Изучить чувствительность эпизоотических штаммов сальмонелл и эшерихий к ципрофлоксацину и определить его бактерицидное действие в отношении этих микроорганизмов.

2. Определить некоторые параметры фармакокинетики ципрофлоксацина в организме поросят при различных способах введения.

3. Установить сроки выведения остаточных количеств ципрофлоксацина из организма свиней.

4. Определить острую токсичность ципрофлоксацина для лабораторных животных.

5. Выяснить терапевтическую и профилактическую эффективность ципрофлоксацина при экспериментальном сальмонеллезе и колибактериозе лабораторных животных.

6. Определить терапевтическую эффективность ципрофлоксацина при сальмонеллезе и колибактериозе поросят.

Научная новизна. Определена чувствительность микроорганизмов, выделенных от животных, к ципрофлоксацину. Изучено бактериостатическое и бактерицидное действие ципрофлоксацина в отношении возбудителей сальмонеллеза и колибактериоза поросят. Установлена перекрестная устойчивость между различными фторхинолонами в отношении сальмонелл и эшерихий. Изучены особенности распределения ципрофлоксацина в организме свиней при парентеральном и пероральном введении. Выяснены сроки выведения остаточных количеств препарата из организма свиней. На моделях экспериментального сальмонеллеза и колибактериоза белых мышей, а также на поросятах, больных сальмонеллезом и колибактериозом, изучена терапевтическая эффективность ципрофлоксацина.

Практическая значимость. Апробирован антимикробный препарат -ципрофлоксацин для лечения сальмонеллеза и колибактериоза свиней. Материалы диссертации вошли в методические рекомендации «Фармакологические аспекты применения фторхинолонов при бактериальных болезнях животных» (Рассмотрены и одобрены на заседании секции «Инфекционная патология животных» Отделения ветеринарной медицины РАСХН 30 сентября 2010 г., протокол №3).

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 11 научных статей, в том числе 3 - в журналах, рекомендованных ВАК.

Объем и структура диссертации. Работа изложена на 145 страницах компьютерного текста и включает: введение, обзор литературы, результаты собственных исследований, обсуждение результатов, выводы, практические предложения, список использованной литературы и приложение. Диссертация иллюстрирована 20 таблицами и 2 рисунками. Список использованной литературы включает 294 источника, в том числе 143 иностранных авторов.

На защиту выносятся следующие положения:

1. Антимикробная активность ципрофлоксацина, в отношении микроорганизмов, выделенных от животных.

2. Некоторые параметры фармакокинетики ципрофлоксацина в организме свиней.

3. Терапевтическая активность ципрофлоксацина при экспериментальных инфекциях белых мышей.

4. Лечебная эффективность ципрофлоксацина при сальмонеллезе и колибактериозе поросят.

I. Обзор литературы 1. Краткая характеристика ципрофлоксацина

Начало применения антимикробных препаратов из группы 4-хинолон-3-карбоновой кислоты связано с введением в 1962г в клиническую практику первых нефторированных препаратов этой группы (В.П. Яковлев, 1992; С.М. Навашин с соавт., 1996; Asahi Y., Yshizak Т., 1992; Albrecht R., 1997;). К ним относятся налидиксовая кислота (неграм), оксолиниевая кислота (грамурин), пиромидиевая кислота, циноксацин и пипемидиевая кислота (палин). Исходя из ряда недостатков, связанных с ограниченностью антимикробного спектра, особенностей фармакокинетики, а также быстрым приобретением резистентности микроорганизмами, эти препараты имели ограниченное применение, и использовались, в основном, при инфекциях мочевыводящих путей у людей.

Начиная с 1980 года были развернуты интенсивные исследования, направленные на разработку новых синтетических химиотерапевтических средств для лечения инфекционных заболеваний в ряду 6-фтор-4-хинолон-3-карбоновой кислоты. Химическая структура этих соединений, главной особенностью которых является принадлежность к классу хинолонов и наличие в молекуле атома фтора в положении 6 цикла гетероциклической системы хинолона, позволяет объединять их под общим названием -фторхинолоны (E.H. Падейская, 1998). На рисунке 1. представлена схема, отражающая основную структуру 6-фторхинолонов.

Из рисунка видно, что в молекуле каждого соединения имеется незаменимый для проявления антимикробной активности фрагмент пиридона (фрагмент "А") - шестичленный цикл с кето-группой в положении 4 по отношению к азоту, следствием чего стало широкое распространение термина "4-хинолоны", и карбоксильная группа в положении 3 цикла. Фрагмент пиридона присутствует в структуре всех хинолонов, поэтому их

часто обозначают как производные пиридон-карбоновой кислоты, или производные хинолон-карбоновой кислоты.

Рис. 1. Основная структура 6-фторхинолонов (по Падейской E.H., 1998)

Значение атома фтора в положении 6 хинолонового цикла или его аналога является решающим для проявления высокой антимикробной активности и широты антимикробного спектра. Замещение атома фтора на другой галоид или радикал приводит к существенному снижению антимикробной активности препарата (Siporin С. et al., 1990). К настоящему времени синтезированы препараты, содержащие в своей молекуле два и более атома фтора, причем дополнительное фторирование не является решающим для повышения антимикробной активности.

Необходимо так же отметить, что свойства фторхинолонов проявляются в полной мере только при одновременном введении в молекулу соединения 6-фторсодержащих производных хинолон-карбоновой кислоты и 7-замещенных производных с пиперазиновым радикалом или его аналогом.

Без соответствующего заместителя в положении 7 только фторирование в положении 6 не обеспечивает важнейших фармакокинетических свойств соединений, которые, наряду с высокой антимикробной активностью, определяют широкие возможности применения препаратов.

о

R

Введение атома фтора в положении 6 цикла в сочетании соответствующими заместителями в положении 7, позволило получить соединения с принципиально новыми свойствами. В отличие от старых препаратов, ингибирующих гиразу и действующих преимущественно на грамотрицательные микроорганизмы, фторхинолоны обладают более широким антимикробным спектром, с преимущественной активностью в отношении различных аэробных и анаэробных бактерий. Некоторые ингибиторы гиразы проявляют значительную активность в отношении микоплазм, микобактерий, хламидий, а также боррелий и риккетсий (Osado Y., 1983, King А., 1985).

Ципрофлоксацин стал своеобразным "золотым стандартом" среди хинолонов 2 поколения. Препарат представляет собой 1-циклопропил-6-фтор-1,4-дигидро-4-оксо-7(1-пиперазинил)-3-хинолон-карбоновую кислоту, и впервые был синтезирован фирмой "Bayer" в 1981 году (Яковлев В.П., 2009). Препарат представляет собой кристаллический порошок с желтоватым оттенком, без запаха, горького вкуса и слаборастворимый в воде. На рисунке 2. представлено структурное изображение молекулы ципрофлоксацина.

О

у" >ч,01-К *íN N U, >

Рис. 2. Структура молекулы ципрофлоксацина

Ципрофлоксацин относится к антимикробным препаратам с бактерицидным механизмом действием.

Антимикробное действие ципрофлоксацина, как и всех фторхинолоновых соединений, основано на ингибировании фермента бактериальной клетки из группы топоизомераз - ДНК - гиразы (Neu Н. et al., 1982; Scheer М., 1986; 1987). На этом основании фторхинолоны часто объединяют под общим названием ингибиторов ДНК-гиразы.

Установлено, что все антимикробные препараты класса 4-хинолонов имеют в качестве мишени действия в микробной клетке два важных фермента из группы топоизомераз - ДНК-гиразу и топоизомеразу IV.

Фермент ДНК - гираза является топоизомеразой II типа, и был открыт в 1976 году в клетках Escherichia coli (Hoshino К. et al., 1989). Функция данного фермента в бактериальной клетке заключается в раскручивании свернутой двойной спирали ДНК перед ее репликацией. Фермент состоит из четырех субъединиц - двух А и двух В. Субъединицы А отвечают за ковалентные связи в молекуле ДНК, а субъединицы В - за энергетическое обеспечение процесса репликации.

Ингибиторы гиразы воздействуют непосредственно на субъединицы А фермента ДНК - гиразы, что приводит к остановке репликации ДНК и гибели микроорганизма в скоплении продуктов обмена веществ (Wolfson J. et al., 1985).

Топоизомераза IV относится к ферментам из группы бактериальных топоизомераз, и так же является мишенью для действия ципрофлоксацина в микробной клетке. Как и ДНК-гираза, этот фермент состоит из двух субъединиц - РагС и РагЕ, и обеспечивает разделение реплицирующихся завитков ДНК. Ингибирование топоизомеразы IV играет важную роль в механизме действия ципрофлоксацина на стафилококки и другие грамположительные микроорганизмы (Hooper D., 1995). При этом необходимо подчеркнуть, что топоизомераза IV менее чувствительна к ципрофлоксацину, чем ДНК-гираза.

Для ципрофлоксацина характерна высокая степень сродства к ДНК-гиразе, с чем и связана его преимущественная активность в отношении грамотрицательных микроорганизмов.

Действие фторхинолонов на микробную клетку носит бактерицидный характер. Бактерицидный эффект проявляется на уровне минимальных подавляющих концентраций (МПК), или при концентрациях, превышающих МПК в 2 - 4 раза (Ito А. et al., 1980).

Бактерицидный эффект ципрофлоксацина в отношении чувствительных к нему микроорганизмов наступает очень быстро (Amyes S., 1996).

Так, в опытах на Escherichia coli (Andriole V., 1988) было показано, что ципрофлоксацин в концентрации 0,15 мкг/мл вызывает гибель до 90-99 % микробных клеток в течение 19 минут. При снижении концентрации препарата в 10 раз бактерицидное действие наступало в течение 120-200 минут.

Бактерицидный эффект ципрофлоксацина наступает в результате нарушения биосинтеза ДНК как следствие ингибирования ДНК-гиразы и топоизомеразы IV (Diver J. et al., 1990). В результате неделящиеся клетки резко удлиняются или формируют крупные шаровидные формы, затем происходят структурные изменения в клеточной стенке, мембране, цитоплазме и нуклеоиде. Итогом этого процесса является развитие необратимых изменений клеточных структур, не позволяющих клетке продолжать нормальные функции жизнедеятельности (Poiares - de Silva J. et al., 1995)

Важной особенностью фторхинолонов, и ципрофлоксацина в частности, является их высокая тропность к ДНК - гиразе бактериальной клетки. ДНК млекопитающих и птиц, в отличие от микроорганизмов, имеет пространственную структуру и другое строение топоизомераз, вследствие чего действие этих препаратов на обмен веществ клеток эукариотов не выражено. Так, топоизомераза II тимуса теленка в 1200 раз менее чувствительна к ципрофлоксацину, чем фермент клеток Escherichia coli (Hoshino К. et al., 1989).

В механизме антибактериального действия ципрофлоксацина необходимо отметить так же повреждающее действие суббактериостатических концентраций препарата на микробную клетку, под действием которых снижаются адгезивные свойства бактерий, происходит

подавление экзотоксинов и снижение вирулентных свойств (Grinwood К. et al., 1989; Abalial. etal., 1996;).

Кроме того, важное значение имеет выраженный постантибиотический эффект фторхинолонов, т.е. длительное нарушение жизнедеятельности микроорганизмов после прекращения действия препарата. Его длительность зависит от вида возбудителя, концентрации препарата и времени экспозиции.

Среди фторхинолонов самый длительный постантибиотический эффект наблюдается под действием ципрофлоксацина. В опытах с культурами Escherichia coli, Haemophilus influenzae, Legionella spp., Mycoplasma catarralis, Staphylococcus aureus и Streptococcus pneumoniae (Minguez T. et al., 1991) установлено, что этот период составлял 1,5-5 часов. Аналогичные результаты были получены Carbone М. et al. (2001). Авторы показали, что при воздействии 5 и 10-ти кратных значений МПК ципрофлоксацина на культуры Bordetella bronchiseptica в течение 1 и 2 часов, постантимикробное действие препарата наблюдалось от 2,4 до 5,2 часов.

К хинолонам, как и к другим антимикробным препаратам, возможно развитие резистентности. Так еще в середине 80-х годов прошлого века были выделены изоляты микроорганизмов, резистентные к налидиксовой кислоте (Barry A.L. et al., 1990).

Высокая бактерицидная активность ципрофлоксацина и сравнительно коротки