Соли и коллоиды серебра использовались в XIX веке для профилактики и лечения инфекций, вызываемых микроорганизмами. В настоящее время терапевтическое значение наночастиц серебра возрастает из-за отсутствия эффективных противомикробных препаратов. Ионное серебро было заменено наночастицами серебра, потому что оно было склонно к образованию комплексов осаждения, что делало его инактивированным.

Наносеребро

Наносеребро потенциально более безопасно, и его бактерицидные свойства могут быть дополнительно усилены, в частности, добавлением стабилизаторов

Стенка бактериальной клетки состоит в основном из муреина, который состоит из длинных полисахаридных цепей, связанных пептидными мостиками. В случае грамположительных бактерий он многослойный, тогда как грамотрицательные бактерии характеризуются одним слоем муреина, но, кроме того, он окружен внешней мембраной. Один из бактерицидных механизмов действия – связывание ионов серебра, высвобождаемых с поверхности наночастиц, с клеточной стенкой

Наночастицы серебра

Наночастицы серебра также ответственны за повреждение клеточной мембраны. Нарушая его, они нарушают цепь переноса электронов, что приводит к нарушению обмена веществ. Это действие связано со способностью наносеребра поглощать кислород и катализировать реакцию окисления. Поглощенный кислород на поверхности ионов серебра удаляет атом водорода из тиоловых (-SH) групп цистеина. Удаление водорода приводит к образованию -SS- связи между аминокислотами. Если такая реакция происходит внутри канала переноса электронов, он закроется, и бактерии потеряют возможность клеточного дыхания и, как следствие, погибнут. Наночастицы серебра также способны накапливаться в мембране бактериальной клетки, что увеличивает его проницаемость и происходит гибель клеток.

Ионы серебра

Ионы серебра, как и целые наночастицы, могут проникать внутрь клетки. Попадая в цитоплазму, они способны катализировать внутриклеточные реакции и взаимодействовать с клеточными структурами. Взаимодействуя с функциональными группами серосодержащих аминокислот, они несут ответственность за повреждение рецепторных и транспортных белков, а также ферментов, что нарушает нормальное функционирование клетки. Было доказано, что катионы серебра также влияют на генетический материал. Они способны нарушать экспрессию генов, что подавляет синтез кодируемых ими белков.

Ионы серебра также реагируют с нуклеотид-фосфатными остатками, таким образом, бактериальная ДНК теряет свой репликационный потенциал.

Бактерицидные свойства наночастиц серебра

Бактерицидные свойства наночастиц серебра также связаны с образованием активных форм кислорода (АФК). Это реактивные химические образования, содержащие атомы кислорода с неспаренным электроном. Они губительно влияют на метаболизм микроорганизмов. Было показано, что наноструктуры серебра размером 15 нм ответственны за увеличение концентрации АФК внутри клеток нитрифицирующих бактерий. Было замечено, что высокая концентрация активных форм кислорода сильно коррелировала со степенью подавления роста микробов:

  1. Связывание с фосфолипидным слоем клеточной мембраны;
  2. Ообразование пор в наружных оболочках бактерий, их дестабилизация и увеличение проницаемости;
  3. Накопление серебра в мембране и клеточной стенке;
  4. Связывание серебра с функциональными группами и активным центром ферментов и белков клеточной стенки;
  5. Сродство к сульфгидрильным группам цитохрома b;
  6. Повышенное производство активных форм кислорода (ROS);
  7. Взаимодействие серебра с ДНК;
  8. Взаимодействие серебра с рибосомой;
  9. Денатурация клеточных белков; 10) Неконтролируемый перенос ионов, утечка метаболитов и протонов изнутри бактериальной клетки.

Устойчивость к наносеребру со стороны экологических бактерий и клинических изолятов вызывает все большую озабоченность. Первые сведения о микроорганизмах, устойчивых к серебру, появились в 1975 г. С тех пор наблюдается непрерывное увеличение сопротивления этому металлу. Это может быть результатом наличия у бактерий врожденных и приобретенных защитных механизмов. В связи с последним следует ограничить бесконтрольное использование наночастиц серебра во многих сферах жизни.

Евразия плюс — серебряные изделия

Поделиться на своей странице социальной сети: