ssmuБюллетень сибирской медициныBulletin of Siberian Medicine1682-03631819-3684Siberian State Medical University, the Ministry of Healthcare of the Russian Federation10.20538/1682-0363-2016-4-11-19ssmu-660Research ArticleОРИГИНАЛЬНЫЕ СТАТЬИORIGINAL PAPERSВозможности метилэтилпиридинола в комплексном лечении бактериальной инфекции, вызванной Klebsiella pneumoniae (экспериментальное исследование)The potential of methylethylpiridinol in treatment of bacterial infections caused by Klebsiella pneumoniae (experimental study)БрюхановВ. М.BrykhanovV. M.

д-р мед. наук, профессор кафедры фармакологии Алтайского государственного медицинского университета, г. Барнаул

MD, Professor, Department of Pharmacology, Altai State Medical University, Barnaul, Russian Federation.

МирошниченкоА. Г.MiroshnichenkoA. G.

канд. мед. наук, заместитель проректора по НИР, руководитель НОК «Живые системы» Алтайского государственного университета, г. Барнаул

PhD, Deputy of Vice-Rector for Scientific and Innovative Development – Head of the Scientific-Educational Complex “Living systems”, Altai State University, Barnaul, Russian Federation

pharmacologist@ya.ruАлтайский государственный медицинский университет Россия, 656038, г. Барнаул, пр. Ленина, 40РоссияAltai State Medical University 40, Av. Lenina, Barnaul, 656038, Russian FederationRussian FederationАлтайский государственный университет Россия, 656049, г. Барнаул, пр. Ленина, 61РоссияAltai State University 61, Av. Lenina, Barnaul, 656049, Russian FederationRussian Federation2016041020161541119Copyright © Брюханов В.М., Мирошниченко А.Г., 20162016Брюханов В.М., Мирошниченко А.Г.Brykhanov V.M., Miroshnichenko A.G.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://bulletin.ssmu.ru/jour/article/view/660

Цель исследования – выявление влияния метилэтилпиридинола на результаты экспериментальной химиотерапии бактериальной инфекции, вызванной Klebsiella pneumoniae.

Материал и методы

Материал и методы. Исследование проведено на клиническом штамме Klebsiella pneumoniae. На первом этапе исследования (in vitro) изучали влияние метилэтилпиридинола в концентрациях 0,25–4 мМ на развитие штамма и активность антибактериальных средств – гентамицина, ципрофлоксацина, тетрациклина, цефтазидима в сублетальных концентрациях. На втором этапе исследования (in vivo) на крысах линии Wistar моделировали бактериальный перитонит внутрибрюшинным введением бактериальной взвеси Klebsiella pneumoniae и исследовали влияние метилэтилпиридинола (80 мг/кг) на эффективность антибактериальной терапии перитонита гентамицином (30 мг/кг), ципрофлоксацином (50 мг/кг), цефтазидимом (120 мг/кг) или тетрациклином (80 мг/кг). В плазме животных определяли концентрацию церулоплазмина (маркер интенсивности инфекционно-воспалительного процесса) и тиобарбитурат-реактивных продуктов, в эритроцитах – концентрацию восстановленного глутатиона, активность каталазы и глутатионпероксидазы.

Результаты

Результаты. Установлено, что антиоксидант метилэтилпиридинол тормозит развитие периодической бактериальной культуры. Метилэтилпиридинол in vitro проявляет выраженный антагонизм по отношению к гентамицину, ослабляет действие цефтазидима, слабо увеличивает активность ципрофлоксацина и тетрациклина. В условиях бактериального перитонита дополнительное введение метилэтилпиридинола совместно с ципрофлоксацином и гентамицином приводит к сохранению концентрации церулоплазмина на уровне, регистрируемом у животных, не получавших лечение. Цефтазидим проявляет антиоксидантный эффект, метилэтилпиридинол его уменьшает. Антиоксидантные свойства метилэтилпиридинола не проявляются при применении тетрациклина.

Выводы

Выводы. Сопоставление данных in vitro и in vivo подтвердило нерациональность применения метилэтилпиридинола совместно с гентамицином, ципрофлоксацином, цефтазидимом или тетрациклином с целью коррекции перекисного окисления липидов при экспериментальной инфекции, вызванной Klebsiella pneumoniae. Метилэтилпиридинол в условиях экспериментальной химиотерапии не оказывает закономерного влияния на свободнорадикальное окисление, при применении гентамицина может уменьшать эффективность химиотерапии.

Aim

Aim. Investigated the activity of methylethylpiridinol (6-methyl-2-ethyl-pyridin-3-ol hydrochloride) in the comprehensive treatment of the experimental bacterial infection caused by Klebsiella pneumoniae.

Materials and methods

Materials and methods. The study was conducted on clinical isolates of Klebsiella pneumoniae. At the first stage of the study (in vitro) studied the effect of methylethylpiridinol in concentrations 0,25–4 mM on the growth of the strain and the activity of the sublethal concentrations of antibiotics – gentamicin, ciprofloxacin, tetracycline, ceftazidime. In the second stage of the study (in vivo) in rats Wistar simulated bacterial peritonitis by intraperitoneal injection of a suspension of Klebsiella pneumoniae and investigated the effect of methylethylpiridinol (80 mg/kg) on the effectiveness of antibiotic therapy with gentamicin (30 mg/kg), ciprofloxacin (50 mg/kg), ceftazidime (120 mg/kg) or tetracycline (80 mg/kg). The animal blood plasma was determined ceruloplasmin concentration (marker of the intensity of infectious-inflammatory process) and thiobarbiturate-jet products, erythrocytes – the concentration of reduced glutathione, catalase and glutathione peroxidase.

Results

Results. It is found that a methylethylpiridinol inhibits the development of periodic bacterial cultures, but exhibits a pronounced antagonism with respect to gentamicin. Antioxidant slightly increases the activity of ciprofloxacin and tetracycline. The bacteriostatic effect of antioxidant reduces the action of ceftazidime in vitro. In conditions of chemotherapy by using of gentamicin and ciprofloxacin additional injection of methylethylpiridinol leads to the preservation of ceruloplasmin level to the level of non-treated animals without showing the antioxidant effect. Ceftazidime exhibits antioxidant effect, reduces the introduction of methylethylpiridinol. The antioxidant properties of methylethylpiridinol did not appear in the application of tetracycline.

Conclusion

Conclusion. Comparison of results in vitro and in vivo confirmed irrationality of using of methylethylpiridinol in chemotherapy with gentamicin, ciprofloxacin, ceftazidime or tetracycline for correction of peroxidation in experimental infection caused by Klebsiella pneumoniae. Methylethylpiridinol in experimental chemotherapy has no law-governed effect on free radical oxidation, and when applied gentamicin may cause reduction the effectiveness of chemotherapy, confirmed in vitro.

антиоксидантыантибактериальные средстваKlebsiella pneumoniaeлекарственное взаимодействие.antioxidantsantibacterial drugsKlebsiella pneumoniaedrug interactionsReferencesКашия Ш.Р., Курмуков И.А., Обухова О.А., Байкова В.Н., Боровкова Н.Б., Шоуа Э.К., Голубкина Н.А. Применение антиоксидантов в комплексной интенсивной терапии инфекционных осложнений лекарственного противоопухолевого лечения // Клиническая онкогематология. Фундаментальные исследования и клиническая практика. 2012; 5 (1): 54–60.Kashija Sh.R., Kurmukov I.A., Obuhova O.A., Bajkova V.N., Borovkova N.B., Shoua Je.K., Golubkina N.A. Primenenie antioksidantov v kompleksnoj intensivnoj terapii infekcionnyh oslozhnenij lekarstvennogo protivoopuholevogo lechenija [The use of antioxidants in complex intensive therapy of infectious complications of cancer treatment drug] // Klinicheskaja onkogematologija. Fundamental’nye issledovanija i klinicheskaja praktika – Clinical oncohematology. Basic research and clinical practice, 2012; 5(1): 54–60 (in Russian).Albesa I., Becerra M.C., Battan P.C., Paez P.L. Oxidative stress involved in the antibacterial action of different antibiotics // Biochem. Biophys. Res. Commun. 2004; 317: 605–609.Albesa I., Becerra M.C., Battan P.C., Paez P.L. Oxidative stress involved in the antibacterial action of different antibiotics // Biochem. Biophys. Res. Commun. 2004; 317: 605–609.Voyich J.M., Braughton K.R., Sturdevant D.E., Whitney A.R., Saпd-Salim B., Porcella S.F., Long R.D., Dorward D.W., Gardner D.J., Kreiswirth B.N., Musser J.M., DeLeo F.R. Insights into mechanisms used by Staphylococcus aureus to avoid destruction by human neutrophils // J. Immunol. 2005; 175: 3907–3919.Voyich J.M., Braughton K.R., Sturdevant D.E., Whitney A.R., Saпd-Salim B., Porcella S.F., Long R.D., Dorward D.W., Gardner D.J., Kreiswirth B.N., Musser J.M., DeLeo F.R. Insights into mechanisms used by Staphylococcus aureus to avoid destruction by human neutrophils // J. Immunol. 2005; 175: 3907–3919.Wang S., Deng K., Zaremba S., Deng X., Lin C., Wang Q., Tortorello M.L., Zhang W. Transcriptomic response of Escherichia coli O157:H7 to oxidative stress // Applied and environmental microbiology. 2009; 75 (19):6110–6123.Wang S., Deng K., Zaremba S., Deng X., Lin C., Wang Q., Tortorello M.L., Zhang W. Transcriptomic response of Escherichia coli O157:H7 to oxidative stress // Applied and environmental microbiology. 2009; 75 (19): 6110–6123.Оковитый С.В. Клиническая фармакология антиоксидантов. ФАРМиндекс-Практик. 2003; 5: 85–111.Okovityj S.V. Klinicheskaja farmakologija antioksidantov [Clinical pharmacology of antioxidants]. FARMindeks-Praktik. 2003; 5: 85–111 (in Russian).Галактионова Л.П. Особенности изменения оксидантно-антиоксидантного статуса больных бронхиальной астмой при медикаментозной и немедикаментозной коррекции: автореф. дис. ... д-ра биол. наук. Новосибирск, 2004. 41 с.Galaktionova L.P. Osobennosti izmenenija oksidantno-antioksidantnogo statusa bol’nyh bronhial’noj astmoj pri medikamentoznoj i nemedikamentoznoj korrekcii: diss. dokt. …biol. nauk [Features of change of oxidant-antioxidant status in patients with bronchial asthma with medication and non-drug correction. Diss. dr. ... biol. sci.]. Novosibirsk, 2004: 41 (in Russian).Унгуряну Т.Н., Гржибовский А.Н. Сравнение трех и более независимых групп с использованием непараметрического критерия Краскела – Уоллиса в программе STATA // Экология человека. 2014; 6: 55–58.Ungurjanu T.N., Grzhibovskij A.N. Sravnenie treh i bolee nezavisimyh grupp s ispol’zovaniem neparametricheskogo kriterija Kraskela-Uollisa v programme STATA [Comparison of three or more independent groups using the nonparametric Kruskal- Wallis test in STATA] Jekologija cheloveka – Human ecology. 2014; 6: 55–58 (in Russian).Becerra M.C., Albesa I. Oxidative stress induced by ciprofloxacin in Staphylococcus aureus // Biochem. Biophys. Res. Commun. 2002; 297: 1003–1007.Becerra M.C., Albesa I. Oxidative stress induced by ciprofloxacin in Staphylococcus aureus // Biochem. Biophys. Res. Commun. 2002; 297: 1003–1007.Goswami M., Mangoli S.H., Jawali N. Involvement of reactive oxygen species in the action of ciprofloxacin against Escherichia coli // Antimicrob. Agents Chemother. 2006; 50: 949–954.Goswami M., Mangoli S.H., Jawali N. Involvement of reactive oxygen species in the action of ciprofloxacin against Escherichia coli // Antimicrob. Agents Chemother. 2006; 50: 949–954.Halliwell B., Gutteridge J.M.C. Oxygen toxicity, oxygen radicals, transition metals and disease // Biochem. J. 1984; 219: 744–752.Halliwell B., Gutteridge J.M.C. Oxygen toxicity, oxygen radicals, transition metals and disease // Biochem. J. 1984; 219: 744–752.Шемагонов Д.В., Катаев В.А., Фархутдинов Р.Р. Влияние некоторых антимикробных средств на процессы свободнорадикального окисления в модельных системах // Медицинский альманах. 2013; 3: 89–90.Shemagonov D.V., Kataev V.A., Farhutdinov R.R. Vlijanie nekotoryh antimikrobnyh sredstv na processy svobodnoradikal’nogo okislenija v model’nyh sistemah [Influence of some antimicrobial agents on the processes of free radical oxidation in model systems] // Medicinskij al’manah – Medical almanac. 2013; (3): 89–90 (in Russian).Griffina M.O., Ceballosc G., Villarreal F. Tetracycline compounds with non-antimicrobial organ protective properties: possible mechanisms of action // Pharmacol. Res. 2011; 63 (2): 102–107.Griffina M.O., Ceballosc G., Villarreal F. Tetracycline compounds with non- antimicrobial organ protective properties: possible mechanisms of action // Pharmacol Res. 2011; 63 (2): 102–107.Брюханов В.М., Мирошниченко А.Г. Антиоксидантная коррекция токсичности антибактериальных средств и их влияния на процессы свободнорадикального окисления // Фундаментальные исследования. 2013; 12 (1): 22–26.Brykhanov V.M., Miroshnichenko A.G. Antioksidantnaja korrekcija toksichnosti antibakterial’nyh sredstv i ih vlijanija na processy svobodnoradikal’nogo okislenija [Antioxidant toxicity correction of antibacterial agents and their influence on the processes of free radical oxidation] // Fundamental’nye issledovanija – Fundamental research, 2013; 12(1): 22–26 (in Russian).Lalonde C., Daryani R., Campbell C., Know J., Youn Y.K., Demling R. Relationship between liver oxidant stress and antioxidant activity after zymosan peritonitis in the rat // Crit. Care Med. 1993: 894–900.Lalonde C., Daryani R., Campbell C., Know J., Youn Y.K., Demling R. Relationship between liver oxidant stress and antioxidant activity after zymosan peritonitis in the rat // Crit. Care Med. 1993: 894–900.Бурлакова Е.Б., Храпова Н.Г. Перекисное окисление липидов мембран и природные антиоксиданты // Успехи химии. 1985; 54: 1540–1558.Burlakova E.B., Hrapova N.G. Perekisnoe okislenie lipidov membran i prirodnye antioksidanty [Peroxidation of membrane lipids and natural antioxidants] // Uspehi himii – Russian Chemical Reviews, 1985; 54: 1540–1558 (in Russian).Матюшин Б.Н., Логинов А.С., Якимчук Г.Н. Оценка холестаза по отношению супероксиддимутаза/церулоплазмин при гепатобилиарной патологии // Клин. лаб. диагностика. 1992; 9 (10): 11–13.Matjushin B.N., Loginov A.S., Jakimchuk G.N. Ocenkaholestaza po otnosheniju superoksiddimutaza/ceruloplazmin pri gepatobiliarnoj patologii [Evaluation cholestasis against superoxide dismutase / ceruloplasmin with hepatobiliary disease] // Klin. lab. diagnostika – Clinical Laboratory Services. 1992; 9 (10): 11–13 (in Russian).

The authors declare that there are no conflicts of interest present.