Metilen gögüniň mikroblara we kömeleklere garşy täsiriniň barlaglary: ýagtylyk we garaňkylyk

Iki okyjy metilen gögüniň mikroblara garşy täsiri diýen jümläni görende dürli zatlary göz öňüne getirýär. Biri mikroblary galtaşan badyna zäherleýän gök suwuklygy göz öňüne getirýär. Beýlekisi bolsa boýag bilen gyzyl ýagtylygyň bilelikde olary ýok edýän amaly göz öňüne getirýär. Iki düşünjede-de belli bir hakykat bar. Ýöne olaryň hiç biri doly düşünje däl we olary garyşdyrmak internetdäki beýanatlaryň köpüsiniň ýalňyşlygyna sebäp bolýar.

Şol tapawut bu synyň temasydyr. Ýeterlik konsentrasiýada metilen gögi garaňkylykda aram zäherleýji täsir görkezýär. Gyzyl ýagtylykda bolsa ol fotosensibilizatora öwrülýär: fotony siňdirýär, reaksiýa ukyply triplet ýagdaýa geçýär we bir wagtda köp nyşana zeper ýetirýän oksidleýji himiki reaksiýalary herekete getirýär. Ýagtylyk bilen işjeňleşýän bu düzgüniň öz ady — mikroblara garşy fotodinamiki bejergi — we öz şertleri bar. Ony diňe konsentrasiýa kesgitlemeýär. Tolkun uzynlygy, ýagtylyk dozasy, inkubasiýa, kislorod we organizm netijäni kesgitleýär.

Öldüriji täsiriň iki düşünjesi

Ilki garaňkylykdaky täsir düşünjesine seredeliň. Metilen gögi položitel zarýadly fenotiazin boýagydyr. Ol mikroblaryň daşky örtükleri bilen baglanyşýar, öýjüklere dürli derejede girýär we okislenme-gaýtarylma hem-de baglanyşma reaksiýalaryna gatnaşýar. Bu ýerde fotonlar gatnaşmaýar. Öldüriji täsir ýüze çykýar, ýöne diňe organizme görä örän tapawutlanýan konsentrasiýalarda; mehanizm hem ýeke-täk anyk nyşana gönükdirilen däldir.

Fotodinamiki düşünje ýagtylygy goşýar. Takmynan 630 to 680 nm aralygyndaky gyzyl fotonlar boýagyň siňdiriş zolagy bilen gabat gelýär; monomeriň iň ýokary siňdiriş nokady 664 nm töweregindedir. Siňdirme boýagy gysga ömürli singlet ýagdaýa, soňra bolsa has uzak ömürli triplet ýagdaýa geçirýär. Ondan soň reaksiýalaryň iki topary ýüze çykýar. Type I himiki reaksiýalarynda triplet substrata elektron geçirýär we superoksid hem-de gidroksil görnüşlerini öz içine alýan radikal reaksiýa ýollaryny başlaýar. Type II himiki reaksiýalarynda bolsa energiýany gönüden-göni esasy ýagdaýdaky kisloroda geçirip, singlet kislorody döredýär. Ikisi hem bir wagtda bolup biler, şonuň üçin boýagy diňe singlet kislorody döredýän serişde diýip atlandyrmak aşa ýönekeýleşdirmedir. Fenotiazin fotosensibilizatorlarynyň gurluş bilen işjeňliginiň baglanyşygyna syn muny gönüden-göni görkezýär: meňzeş boýaglaryň arasynda bakteriýalara fototoksiki täsir diňe singlet kislorodyň çykymyna bagly däldi, sebäbi öýjüge siňme, ýerleşiş we işjeň däl leýko görnüşe gaýtarylma fotofizika bilen deň derejede ähmiýetlidi. Tolkun uzynlygy düzgüniniň aňyrsyndaky fotohimiýa boýag bilen gyzyl ýagtylyk baradaky ugurdaş synda düşündirilýär.

Singlet kislorod bir peýdaly häsiýetiň merkezinde durýar. Ol bir wagtda köp biomolekula bilen reaksiýa girýär, şonuň üçin täsir ýeke bir fermente ýa-da baglanyşdyryjy beloga gönükdirilmän, köp ugurly bolýar. Fotodinamiki antimikrob himiýa bejergisiniň esas goýujy beýany adaty durnuklylyk profilleriniň az ähmiýet taşımagynyň sebäbini hut şunda görýärdi: penisillini baglanyşdyrýan goşmaça belok ýa-da mutasiýa sezewar bolan topoizomeraza reaktiw kislorodyň birden köp emele gelmegine päsgel bermeýär. Aşakdaky tablisanyň görkezişi ýaly, metisilline durnukly Staphylococcus aureus we wankomisine durnukly enterokokklar bilen geçirilen synaglar bu mantygy goldady. Bu, durnuklylygyň mümkin däldigini aňlatmaýar; diňe onuň başgaça işleýändigini aňladýar. Efflýuks nasoslary we antioksidant goraglar, aýratyn-da kömeleklerde, zerur dozany henizem üýtgedip biler.

Organizmler we barlag modelleri boýunça tablisa

Bu tablisa makalanyň esasy maglumat bölegidir. Her görkeziji belli bir protokola mahsusdyr: boýag şol bir bolsa-da, ýagtylyk dozasy ýa-da inkubasiýa üýtgese, görkeziji hem üýtgeýär. MBC, MLC we MIC görkezijilerini biri-biriniň ýerine ulanmaň. Bu ýerde MBC we MLC gaýtadan ekilende diri galan organizmleriň ýokdugyny, MIC bolsa ösüşiň basylyp ýatyrylmagyny aňladýar. Her ýazgy üçin ýagtylyk şertleri görkezilýär.

Organizm we model	Garaňkylykdaky netije	Ýagtylykdaky netije	Şertler
S. aureus NCTC 6571, planktonik suspenziýa	MBC 5 uM	MBC 5 uM	Syn tablisasy, ak ýagtylyk 12 J per cm2
S. aureus NCTC 6571, planktonik suspenziýa	MLC 2.5 uM	MLC 1 uM	1997-nji ýylyň başlangyç protokoly, 1 sagatlap 1.7 mW per cm2, takmynan 6.3 J per cm2, inokulýum 10^6 CFU per mL töwereginde; fenotiazinleriň fotobakterisid täsiri baradaky asyl barlagda habar berilýär
MRSA EMRSA-15, planktonik	MBC 80 uM	MBC 20 uM	Syn tablisasy, takmynan 12 J per cm2, duýgurlygyň dört esse ýokarlanmagy
MRSA EMRSA-16, planktonik	MBC 40 uM	MBC 10 uM	Ýokardaky bilen birmeňzeş protokol
E. coli NCTC 9001, planktonik	MBC 500 uM	MBC 100 uM	Şol bir protokol, duýgurlygyň bäş esse ýokarlanmagy
P. aeruginosa NCTC 10622, planktonik	MBC 500 uM	MBC 25 uM	Şol bir protokol, duýgurlygyň ýigrimi esse ýokarlanmagy
E. faecalis NCTC 775, planktonik	MLC 100 uM	MLC 100 uM	6.3 J per cm2 bilen 1997-nji ýylyň protokoly, bu ştamm we doza üçin gowulaşma ýok
Wankomisine durnukly E. faecium, planktonik	MBC 400 uM	MBC 400 uM	Syn tablisasy, esasy boýag bilen gowulaşma ýok, emma has gidrofob metilleşdirilen önümler bilen gowulaşma boldy; wankomisine durnukly enterokokk baradaky barlaga görä
Candida albicans, planktonik	MIC 12.79 ug per mL-den ýokary	5, 10 we 15 J per cm2-de MIC degişlilikde 12.79, 6.39 we 1.59 ug per mL	Garaňkylykda 30 minutlyk öňünden inkubasiýa, iň ýokary nokady 635 nm bolan 600 to 650 nm gyzyl LED; metilen gögüniň kömeleklere garşy fotodinamiki täsiriniň doza baglylygy baradaky barlaga görä
C. albicans YEM14 bilen efflýuks nasoslaryny artykmaç öndürýän görnüşiň deňeşdirilmegi, CFU boýunça öldüriji täsir	Degişli däl	Esasy ştammyň takmynan 5 log azalmagy, CDR1/CDR2-ni artykmaç öndürýän görnüşiň bolsa ýok edilmeginiň nola golaý bolmagy	100 uM boýag, 30 minutlyk inkubasiýa, 60 J per cm2-de 660 nm; efflýuks nasoslarynyň metilen gögi bilen fotookýldürmäge täsiri baradaky barlaga görä
Trichophyton rubrum gifalarynyň we sporlarynyň deňeşdirilmegi	Degişli däl	Gifalarda MIC takmynan 6.3 ug per mL, sporlarda takmynan 2.0 ug per mL; CFU-nyň doly basylyp ýatyrylmagy üçin gifalara 5 ug per mL bilen 100 J per cm2, sporlara bolsa 1.25 ug per mL bilen 40 J per cm2 gerek boldy	635 nm fotodinamiki protokol; dermatofitleriň ösüş tapgyrlarynyň duýgurlygy baradaky barlaga görä
33 görnüşden ybarat ýetişen diş etiniň aşagyndaky biofilm, Calgary enjamy, 6-njy gün	Diňe MB bilen umumy mukdaryň 80 göterimden gowrak azalmagy	MB bilen 660 nm LED bilelikde metabolik işjeňligiň takmynan 55 göterim azalmagy, toparyň gurluşynda giň gerimli üýtgeşme ýok	0.01 göterim boýag (100 ug per mL), 5 minutlap takmynan 330 mW per cm2-de 660 nm, anaerob ösüş; köp görnüşli agyz biofilminiň in vitro barlagyna görä

Üç kanunalaýyklyk aýratyn görünýär. Birinjiden, Gram-položitel stafilokokklar pes mikromolýar derejelerde ölýär, Gram-otrisatel taýajyklara bolsa garaňkylykda takmynan ýüz esse köp boýag gerek bolýar, sebäbi Gram-otrisatelleriň daşky membranasy boýagyň girmegini çäklendirýär. Ýagtylyk bu tapawudy azaldýar, ýöne doly aradan aýyrmaýar. Ikinjiden, metilen gögüniň kömeleklere garşy täsiri hakykydyr, ýöne şertlere baglydyr: ýagtylyk dozasynyň artmagy bilen Candida-nyň ýok edilmegi çalt güýçlenýär, efflýuks nasoslarynyň artykmaç öndürilmegi ýaly ýeke bir fenotip üýtgemesi bolsa şol bir dozada 5 log azalmagy doly aradan aýryp biler. Üçünjiden, ýetişen biofilm suspenziýalardan başgaça hereket edýär; agyz biofilmi baradaky setiri şu nukdaýnazardan okamak gerek.

Bakteriýalar: ýagtylygyň iň köp kömek edýän we kömek etmeýän ýagdaýlary

Stafilokokklar duýgur mysaldyr. Ýagtylyk ulanylanda, hatda epidemiýa döredýän MRSA üçin syn tablisasyndaky görkezijiler hem deňeşdirme üçin ulanylan wankomisiniň derejesine deň ýa-da ondan pes bolýar. Dimetilleşdirilen önümler bolsa has gowy netije berdi, sebäbi metilleşdirme lipofilligi we singlet kislorodyň çykymyny ýokarlandyryp, leýko görnüşe gaýtarylma garşy durnuklylygy artdyrdy. Bu himiki aýratynlyk möhümdir: ol öldüriji täsiriň diňe fotofizikanyň däl, eýsem boýagyň nyşana ýetirilmegi bilen fotofizikanyň bilelikdäki netijesidigini görkezýär.

Gram-otrisatel organizmler boýagyň nyşana ýetirilmeginiň ähmiýetini görkezýär. Pseudomonas üçin garaňkylykda 500 uM, ýagtylykda bolsa 25 uM gerek boldy — bu ýigrimi esse gowulaşmadyr, emma ýagtylykdaky görkeziji hem stafilokokklar üçin aralykdan ep-esli ýokarydyr. Kation zarýady boýagyň daşky membrana ýakynlaşmagyna kömek edýär, ýöne içine geçmek çäklendiriji faktor bolup galýar. Düzüm görnüşleri, inkubasiýa wagty we önümiň saýlanyşy bu sanlary şol bir boýagy has ýokary dozada gaýtadan ulanmakdan has köp üýtgedýär.

Enterokokklar seresap bolmagyň zerurdygyny görkezýär. Öňki protokollarda E. faecalis üçin ýagtylygyň hiç hili artykmaçlygy görünmedi, wankomisine durnukly E. faecium üçin bolsa has köp ýagtylyk däl-de, başga molekula gerek boldy. Metilen gögüniň ýeke bir MBC görkezijisini umumy antibakterial hemişelik hökmünde getirýän adam ylmy edebiýaty ýalňyş okaýar. Şeýle hemişelik ýok. Diňe ştamma, gurşawa, inokulýuma, inkubasiýa, tolkun uzynlygyna we meýdan birligine düşýän şöhle energiýasyna mahsus görkezijiler bar. Bu görkezijileri özüňi aldamazdan nädip okamalydygy öldüriji täsiriň egrilerini düşündirmek boýunça gollanmada beýan edilýär.

Kömelekler: duýgur, ýöne ösüş tapgyry we nasoslar netijäni kesgitleýär

Glýukanlardan, mannanlardan we hitinden ybarat kömelek öýjük diwarlary bakteriýalardan tapawutly siňme meselesini döredýär; üstesine-de, kömelekleriň işjeň gorag mehanizmleri bar. Ýokardaky Candida-nyň efflýuks netijesi iň aýdyň mysaldyr: boýag, ýagtylyk we gurşaw birmeňzeş bolsa-da, nasoslary artykmaç öndürýän görnüş diri galdy, esasy ştamm bolsa koloniýa emele getiriji birlikleriniň takmynan 99.999 göterimini ýitirdi. Dermatofitlerde ösüş tapgyry hem goşmaça faktor bolýar. Sporlar gifalara garanyňda has aňsat ölýär, şonuň üçin sporlary ýok edýän protokol şol bir dozada gifa böleklerini henizem ýaşaýşa ukyply ýagdaýda galdyryp biler.

Şonuň üçin metilen gögüniň kömeleklere garşy täsiri baradaky hasabatlarda hem bakteriýalar baradaky hasabatlardaky ýaly ýagtylyk şertleriniň takyk görkezilmegi zerurdyr. Dyrnak we deri boýunça kliniki fotodinamiki barlaglarda 1 to 2 göterim boýag kesgitlenen şöhle energiýasyndaky ölçenen gyzyl ýagtylyk hem-de soňraky gözegçilik bilen utgaşdyryldy; kliniki daşky görnüş bilen kömelekleriň ýok edilmegi aýratyn bahalandyryldy. Bu synaglara dyrnak we deri kömeleklerine garşy fotodinamiki täsiriň subutnamalarynyň jeminde syn edilýär. Otag ýagtylygynda zeperlenen ýere suwuklandyrylan boýagy çalmak diňe reňki gaýtalaýar, amalyň özüni bolsa goýberýär.

Biofilm boýunça barlag: 33 görnüşli agyz modeli

2024-nji ýylyň köp görnüşli agyz biofilmi baradaky barlagy ünse mynasypdyr, sebäbi ol aňsat däl-de, kyn ýagdaýy barlaýar. Porphyromonas gingivalis, Tannerella forsythia, Aggregatibacter actinomycetemcomitans, Fusobacterium we agyz streptokokklaryny öz içine alýan otuz üç agyz görnüşi anaerob şertlerde ösüp, 6-njy güne çenli ýetişen biofilm emele getirdi. Täsir 0.01 göterim boýag bilen ýokary şöhlelendiriş intensiwliginde 5 minutlap 660 nm LED ulanmakdan ybaratdy. Diňe boýag hem, diňe ýagtylyk hem umumy mukdary ep-esli azaltdy, olaryň utgaşmasy bolsa metabolik işjeňligi takmynan ýarysyna çenli azaltdy; emma mikroblar toparynyň gurluşy üýtgemedi we biofilm steril edilmedi.

Bu, çägi açyk görkezilen hakyky täsirdir. Ol fotodinamiki bejerginiň arassalanan diş eti jübüsinde ýerli goşmaça usul hökmünde ulanylmagyny goldaýar, ýöne diagnoz goýlan periodontiti özbaşdak bejerýän agyz çaýkalýan serişde hökmünde ulanylmagyny goldamaýar. Bu bizi umumy tapawuda getirýär.

Näme üçin laboratoriýadaky öldüriji täsir bejergä deň däl

Planktonik MBC synagynda kislorodly gurşawdaky birmeňzeş öýjükler birmeňzeş boýaga we birmeňzeş ýagtylyga sezewar edilýär. Zeperlenen ýerde bu şertleriň hiç biri ýok. Matriks girmegi haýalladýar, persister görnüşli ýagdaýlar oksidlenmä çydam edýär, gan we ekssudat ýagtylygy siňdirýär, dokumanyň geometriýasy kölegeli ýerleri galdyrýar, kislorody az jübüler bolsa Type II reaksiýalaryny gowşadýar, sebäbi singlet kislorodyň emele gelmegi üçin kesgitleme boýunça molekulýar kislorod gerekdir. Garyşyk ýokançlarda siňdirme we duýgurlyk boýunça tapawutlanýan görnüşler goşulýar, şonuň üçin bir etalon ştammyň görkezijisi şol ýeri häsiýetlendirip bilmez.

Agyz baradaky mysal bu tapawudy anyk görkezýär. Laboratoriýa gabynda Porphyromonas ýa-da streptokokklary azaltmak, ýa-da ösdürilen biofilmi ýarysyna çenli basyp ýatyrmak gök reňkli agyz çaýkalýan serişdäniň periodontiti bejerýändigini, endodontik ýokanjy sagaldýandygyny ýa-da bakteriýemiýany ýok edýändigini subut etmeýär. Kliniki periodontal ideg biofilmi mehaniki taýdan bozup aýyrmaga hem-de diş eti jübüsiniň anatomiki aýratynlyklaryny dolandyrmaga daýanýar; ýagtylyga esaslanýan bejergi bolsa ýerli goşmaça usul hökmünde öwrenilýär. Laboratoriýa oýugynda öldüriji täsir edýän boýag konsentrasiýasynyň diş etiniň gyrasynyň aşagyndaky bakteriýalara ýetýän konsentrasiýa bilen hemişelik baglanyşygy ýok, otag ýagtylygy bolsa 660 nm doza däldir. Agyzda islendik ulanyş üçin dozany, howpsuzlygy we özara täsirleriň çäklerini kesgitlemek, howpsuzlyk we özara täsirler baradaky maglumatnamada görkezilişi ýaly, kliniki hünärmene degişlidir.

Bu subutnamalaryň aňlatmaýan zatlary

Bu öý hojalygynda dezinfeksiýa serişdesi hökmünde ulanmaga degişli tassyklama däldir. Bakterisid tablisalary kesgitlenen ştammlary, gurşawlary, galtaşma wagtlaryny, spektrleri we şöhle energiýasyny ulanýar. Olar aşhana ýüzleri, organiki hapalanma şertlerinde zerur galtaşma wagtlary ýa-da kadalaşdyryjy dezinfeksiýa standartlary barada hiç zat aýtmaýar.

Bu ulgamlaýyn täsir edýän antibiotigiň ornuny tutýan usul hem däldir. Adaty fotodinamiki täsir üçin boýag, siňdirilen ýagtylyk we kislorod şol bir wagtda şol bir ýerde bolmalydyr. Ýagtylyk çuň ýa-da ýaýran ojaklara agyzdan kabul edilen dermanyň gana ýetşi ýaly ýetmeýär. Ylmy edebiýat bu çemeleşmäni elýeterli ýerli ýokançlar üçin ýa-da goşmaça usul hökmünde görkezýär; Wainwright hem başdan ýerli dezinfeksiýany hut şeýle häsiýetlendiripdi.

Dogry jemleme has çäklidir, ýöne şonda-da gyzyklydyr. Metilen gögi garaňkylykda aram antimikrob işjeňlige eýedir, gyzyl ýagtylyk bolsa köp bakteriýalar we kömelekler üçin has güýçli fotodinamiki täsiri açýar. Ýagtylyk bilen garaňkylygyň arasyndaky uly tapawutlara Pseudomonas üçin 500 to 25 uM we epidemiýa döredýän MRSA üçin 80 to 20 uM mysal bolup biler; şol bir wagtyň özünde enterokokklarda we efflýuks ukyby bolan Candida-da netije bermeýän, öwrediji ýagdaýlar hem bar. Bu netijeleri amaly ulanyşa geçirmek diňe nominal boýag konsentrasiýasyna däl, eýsem boýagyň nyşana ýetirilmegine, biofilmiň fiziologiýasyna we kisloroda hem deň derejede baglydyr. Şol şertleri açyk görkezseňiz, sanlar manyly bolýar. Olary aýyrsaňyz, sanlaryň manysy galmaýar.