Лечение носоглотки перекисью водорода: назначение, приготовление раствора, процедура полоскания и противопоказания

назначение, приготовление раствора, процедура полоскания и противопоказания

Перекись водорода является универсальным средством с явно выраженными противовоспалительными и антимикробными свойствами. Чаще всего перекись используют для промывания ран, обработки кожи после механической чистки пор, но применение этого вещества очень широко. Его активно используют как обеззараживающее средство не только на кожных покровах, но и на слизистых оболочках.

Перекись водорода: свойства и действие на больное горло

Перекись водорода — эффективный антисептик для горла

Перекись водорода представляет собой прозрачную жидкость без запаха с металлическим привкусом. Она хорошо растворяется в воде. Перекись водорода, выпускаемая в виде таблеток, называется гидроперитом.

Перекись обладает окислительными и восстановительными свойствами, что позволяет использовать его как в быту, как и в медицине, косметологии и других областях.

Перекисью отбеливают ткань, используют для осветления волос и зубной эмали, для обеззараживания поверхностей, для лечения практически любых заболеваний вплоть до онкологии. Перекись используют также для лечения лор-заболеваний. Лечение горла перекисью водорода широко распространено и бывает очень эффективно при гнойных и воспалительных заболеваниях лор-органов.

Перекись, попадая на слизистую, начинает окисляться и выделять кислород, уничтожая вирусы, грибки и бактерии, снимая воспаление и красноту.

Препарат выполняет множество функций, что позволяет ему успешно бороться со многими заболеваниями:

• Обеззараживание. Перекись водорода активно уничтожает бактерии, вирусы и грибки, вызывающие различные заболевания и гнойные процессы, поэтому перекисью обрабатывают слизистые оболочки носа, горла, а также гноящиеся раны на коже, язвы и порезы.
• Насыщение кислородом. Перекись обладает свойством насыщать клетки и ткани кислородом, что благотворно влияет на состояние слизистых и кожных покровов. По этой же причине при использовании перекиси наступает и обезболивающий эффект, выздоровление наступает значительно быстрее.
• Улучшение циркуляции крови. Препарат способствует улучшению кровообращения в месте поражения. Людям, страдающим ишемией и заболеваниями сосудов, иногда рекомендуют принимать раствор перекиси перорально или внутривенно, однако эффективность такого лечения еще доказана недостаточно.
• Повышение местного иммунитета. Перекись водорода активизирует защитные функции организма, повышая сопротивляемость слизистой горла к инфекциям.
• Очищение. Перекись, контактируя со слизистой оболочкой, а именно с ферментом каталазой, образует пену, которая выталкивает гной, частицы пыли и грязи, отмершие ткани с пораженного участка.

При каких заболеваниях горла можно использовать перекись водорода

Лечить горло перекисью водорода можно практически при любых воспалительных и гнойных заболеваниях горла. Есть перечень заболеваний, при лечении которых препарат был особенно эффективен, однако полоскать горло раствором перекиси не запрещается при любых болях в горле.

Стоит помнить, что несмотря на нетоксичность перекиси, не рекомендуется применять ее без консультации врача.

Показания к применению перекиси водорода:

• Катаральная ангина. Она часто является осложнением вирусной инфекции при ослабленном иммунитете и отсутствии должного лечения. При катаральной ангине горло и миндалины поражены поверхностно, однако последствия могут быть достаточно серьезными. Катаральная ангина начинается резко с сильной боли в горле, которая не позволяет глотать и нормально разговаривать. Температура может подниматься от 37,2 до 39 градусов. При ангине рекомендуют не только полоскать горло, но и обрабатывать раствором увеличенные миндалины.
• Фарингит. Фарингит – это воспаление слизистой глотки, которое также может привести к серьезным последствиям, если воспаление будет распространяться дальше. Среди осложнений этого заболеваний отит, гайморит, воспалительные заболевания почек, сердца суставов. Фарингит рекомендуют начать лечить препаратами и перекисью с первых же симптомов. При фарингите больной чувствует комок в горле, сухость, боль, у него затруднено глотание.
• Фолликулярная ангина. При фолликулярной ангине на миндалинах образуются гнойнички. У больного повышается температура тела (до 40 градусов), появляется боль и першение в горле, возможен кашель, отек миндалин, головная боль. При гнойных процессах перекись водорода особенно эффективно, она очищает слизистую, уничтожая кокковые бактерии и выталкивая гной. Помимо полоскания горла лечение фолликулярной ангины сопровождается обязательной антибактериальной терапией.
• ОРВИ. Вирусная инфекция часто сопровождается не только отеком носа и обильным выделением слизи, но и болью в горле, першением, кашлем, отеком и покраснением слизистой горла. Даже банальная простуда может перерасти в тонзиллит при отсутствии лечения. В этом случае перекись не только снимает боль и воспаление, но и служит отличной профилактикой осложнений.

Правила приготовления раствора для полоскания и противопоказания 

Для полоскания горла используется только 3% перекись водорода

Существует несколько способов использования перекиси водорода для горла, однако есть общие правила, которые не рекомендуется нарушать:

1. Использовать нужно только перекись, приобретенную в аптеке с не истекшим сроком годности.
2. Использовать нужно только раствор, но ни в коем случае не просто перекись. Для полоскания используется 3% перекись водорода, разведенная в стакане воды (не более 2-3 чайных ложек).
3. Для приготовления раствора иногда используют не только перекись, но и соду, однако использовать такой раствор для полоскания горла без показаний врача не рекомендуется, его чаще применяют для обработки воспаленных десен.
4. Нельзя нарушать дозировку и кратность полосканий, прописанную врачом. Перекись не настолько безопасна, как может показаться. При нарушении правил дозировки к заболеванию горла присоединится еще и ожог слизистой.
5. Раствор для полоскания должен быть свежим. Не нужно делать раствор впрок на день. Его нужно использовать сразу же после приготовления.
6. Для приготовления раствора желательно использовать очищенную мягкую воду.
7. Для полоскания горла можно использовать таблетку гидроперита. Для этого 1 таблетка препарата разводится в стакане воды (100-150 мл).

Особых противопоказаний препарат не имеет, единственным противопоказанием является индивидуальная непереносимость перекиси водорода, проявляющаяся в сыпи, усилении кашля, сухости и красноты горла, тошноте. Однако при отсутствии нарушения правил и дозировки препарата такие побочные эффекты проявляются крайне редко.

Перекись водорода не исключает лечение другими препаратами, спреями, ингаляциями, однако нужно соблюдать интервал в 30 минут между процедурами.

Нельзя использовать перекись для полоскания горла детям, которые плохо понимают технику этой процедуры. Перекись нельзя глотать, даже несмотря на то, что ее все активнее применяют перорально. Препарат может вызвать ожог, раздражение слизистой желудка, и его польза при приеме внутрь до конца не доказана.

Не следует повышать дозировку препарата или полоскать горло чаще положенного в надежде усилить эффект и ускорить выздоровление. Передозировка принесет больше проблем, чем пользы.

Техника полоскания горла перекисью водорода

Правильное полоскание — залог эффективного лечения горла

Сам процесс полоскания горла раствором перекиси крайне прост:

• Для начала готовится свежий раствор в разрешенной дозировке. Температура раствора должна быть комфортной, комнатной температуры, но не горячей и не холодной.
• Горло нужно полоскать в течение минуты или двух. В рот набирается порция раствора, голова запрокидывается вверх, и горлом воспроизводятся бурлящие звуки.
• Нельзя глотать раствор, каждая порция выплевывается.
• Когда стакан с раствором будет полностью пуст, необходимо сразу же провести полоскание соленой водой или отваром ромашки, шалфея. Это нужно, чтобы смыть остатки перекиси со слизистой, которая может вызвать раздражение.
• Вся процедура займет не более 2-3 минут.
• Повторять ее нужно 5-6 раз в день, чередуя с другими средствами от боли в горле и воспаления.

При правильно проведении процедуры и соблюдении всех правила ангина начнет стихать на второй день лечения, а облегчение болевого синдрома можно ощутить уже после первого полоскания.

Если помимо горла болит ухо или мучает сильный отек носа, гнойные выделения, тот же раствор можно закапывать в уши и ноздри (1 столовая ложка на 150 мл воды).

При гнойной ангине хорошо помогает не только полоскание, но и обработка миндалин перекисью. Однако эта процедура более сложна, чем полоскание и потребует помощи со стороны. Нужно приготовить раствор, развести 1,5 чайные ложки перекиси в четверти стакана воды, обмакнуть ватную палочку и аккуратно обработать миндалины. Язык нужно осторожно прижать шпателем и провести процедуру очень быстро, чтобы не спровоцировать рвотный рефлекс. Если заменить 1-2 полоскания такой обработкой, гнойнички начнут исчезать гораздо быстрее.

Полезное видео о том, как правильно приготовить раствор из перекиси водорода для полоскания горла:

Если нет возможности постоянно полоскать горло дома в течение дня, можно приготовить раствор и взять его с собой: найти емкость с распылителем, налить 100 мл воды и растворить 10 капель перекиси. Раствор получается менее концентрированным, поэтом выплевывать его необязательно, достаточно просто орошать горло в течение дня.

Существует мнение, что прием перекиси внутрь в небольших дозах повышает иммунитет, однако делать это без рекомендации врача нежелательно. Особенно следует быть осторожными с попаданием перекиси внутрь беременным женщинам и маленьким детям.

Заметили ошибку? Выделите ее и нажмите Ctrl+Enter, чтобы сообщить нам.

Поделись с друзьями! Будьте здоровы!

Как полоскать горло перекисью водорода: приготовление раствора и процедура

Перекись водорода – отличное антисептическое средство, которое широко применяется в различных отраслях медицины. Не исключением является и отоларингология. Часто назначают медикаментозное средство для полосканий горла.

Однако важно знать, при каких ЛОР-заболеваниях используется перекись, как правильно готовить средство и выполнять процедуру. В данной статье также можно ознакомиться с противопоказаниями к использованию препарата для полосканий и побочными реакциями после его использования.

Состав, свойства и формы выпуска препарата

Перекись водорода – эффективное антисептическое и дезинфицирующее средство

Перекись водорода относится к антисептическим препаратам (группа антиоксиданты). Используется препарат при повреждениях кожи, неврологических, отоларингологических, сердечно-сосудистых, дыхательных заболеваниях.

Активным компонентом препарата является пероксид водорода, которого в 100 миллилитрах жидкости находится от тридцати до сорока процентов.

К вспомогательным веществам относятся:

• Очищенная вода
• Бензоат натрия

Фармакологическими свойствами препарата считаются:

• Антисептическое действие.
• Освобождение кислорода в активном виде при контакте с поврежденными участками.
• Снижение активации гноя, протеинов и крови в ранах.
• Очищение кожных покровов и слизистых от патогенных микроорганизмов (болезнетворные бактерии, вирусы, грибок, простейшие).
• Уменьшение развития и размножения патогенных бактерий в повреждениях.

В результате образования пены при нанесении перекиси на кожу или слизистые останавливается кровотечение из капилляров. 

Лекарство выпускается в растворе, который находится в прозрачных стеклянных флаконах.

Кроме того, может помещаться бесцветная жидкость в капельницы-флаконы. Дозировка – 100 или 40 миллилитров. Для стационаров производится препарат в объеме 1000, 500 или 250 миллилитров.

Кроме того, в таблетированной форме выпускается Гидроперит. После растворения в воде он имеет те же свойства, что и перекись водорода в форме жидкости для местного или наружного использования.

Использование перекиси при болезнях горла

Врачи рекомендуют полоскать горло перекисью при ангине

Благодаря антисептическим свойствам препарат широко используют в отоларингологической практике. Для лечения заболеваний горла перекись применяют местно.

Полоскание горла средством назначают при следующих заболеваниях:

Перекись для процедуры рекомендуется применять при таких симптомах патологических состояний горла:

1. Образование налета на миндалинах.
2. Гнойный процесс слизистой горла.
3. Боль в горле при глотании.
4. Гиперемия слизистой.
5. Першение в горле.
6. Осиплость голоса.

Особенно часто назначают процедуру, когда в горле наблюдаются гнойные скопления. Кроме того, полоскания перекисью рекомендуются в профилактических целях для предотвращения обострений хронических болезней дыхательных путей.

Действие средства на слизистую горла

Перекись водорода – лучшее средство для удаления налета с миндалин

Перекись водорода эффективно действует на горло. Миндалины в таком случае отлично промываются, а слизистые увлажняются. Полоскания этим препаратом способствуют:

• Снятию болезненных ощущений.
• Заживлению ран в горле.
• Уменьшению воспалительного процесса.
• Удалению с миндалин налета.
• Нормализации микрофлоры слизистой.
• Повышению местного иммунитета.
• Поддержанию функционирования слизистых глотки.
• Улучшению обменных процессов и микроциркуляции в поврежденных тканях.
• Насыщению кислородом слизистых.
• Уменьшению интоксикации.

Это происходит в результате того, что перекись при контакте с поврежденными слизистыми, высвобождает активный кислород. При этом повреждения очищаются от гнойного содержания, крови и белковых веществ. Таким образом, поверхность слизистой дезинфицируется.

Кроме того, процедура с помощью перекиси снижает рост и размножение патогенных микроорганизмов.

Как приготовить раствор, правила процедуры

Полощем горло правильно!

Процедуру можно делать только тогда, когда перекись разбавлена в воде. Для приготовления средства нужно взять:

• Перекись водорода 3%-я – одна ложка столовая
• Вода прокипяченная охлажденная – 100 мл

Кроме того, можно приготовить жидкость для полоскания, растворив гидроперит в таблетках в воде. На стакан воды берут одну таблетку.

Полоскать горло следует не более пяти раз в день. Важно, чтобы раствор был приготовлен строго за правилами. Превышение дозировок и кратности процедур может вызвать ожоги и повреждение слизистых оболочек.

Для лучшего терапевтического эффекта перед полосканием рекомендуется очистить ротовую полость и миндалины, прополоскав их другими лекарствами. Можно использовать с этой целью такие средства:

• Теплую воду
• Раствор соды
• Шалфейный отвар
• Солевой раствор
• Ромашковый настой

Чтобы правильно провести процедуру специалисты рекомендуют выполнять следующие действия:

1. В рот набрать готовый раствор.
2. Запрокинуть голову назад и полоскать, произнося звук «у» на протяжении одной минуты.
3. Затем раствор необходимо выплюнуть. Ни в коем случае нельзя глотать жидкость.
4. Чтобы смыть остатки перекиси в горле, необходимо прополоскать горло обычной, но теплой водой или другим средством.

Для максимального терапевтического эффекта желательно чередовать такие полоскания: сначала перекисью, затем другим средством.

За одну процедуру необходимо использовать стакан раствора.

Жидкость обязательно должна быть теплой. Нельзя использовать очень горячую или слишком холодную воду. Промежуток между полосканиями должен быть не менее трех часов.

Кроме полосканий горла, можно смазывать поврежденную слизистую раствором перекиси. Чтобы приготовить такой раствор следует три ложки препарата развести в половине стакана воды. Процедуру выполняют с помощью ватных палочек, которые предварительно следует смочить в жидкости. Продолжительность лечения – до устранения симптомов заболеваний горла.

Противопоказания и побочные эффекты

Важно! При попадании раствора внутрь могут возникнуть побочные эффекты

Использование перекиси при заболеваниях горла имеет некоторые ограничения. К таким относятся:

1. Повышенная чувствительность к компонентам лекарства.
2. Гипертиреоз.
3. Дерматит герпетиформного вида.
4. Склонность к бронхоспазмам.
5. Бронхиальная астма.
6. Индивидуальная непереносимость лекарства.

Осторожность требуется соблюдать во время применения перекиси больным с патологическими состояниями почек или печени.

Из-за вероятности проглатывания жидкости при полоскании не рекомендуется полоскать горло перекисью детям, не достигшим двенадцати лет.

При использовании полоскания перекисью могут развиваться такие побочные явления:

• Ощущение жжения слизистой при обработке.
• Незначительная боль при попадании раствора на раны.
• Аллергические проявления.
• Гипертрофия (увеличенные размеры) языковых сосочков (обычно проявляется при долговременном использовании препарата для полосканий горла и ротовой полости).

После применения возможно расстройство сна (сонливость) и усталость. В некоторых случаях может возникать кашель, тошнота, усиливаться насморк. В таком случае важно сообщить о возникших признаках специалисту. Возможно, применение перекиси для полосканий следует прекратить.

Из видео можно узнать лучшие рецепты для полоскания горла:

Если при процедуре человек немного проглотил жидкость, необходимо сразу же сделать промывание желудка и обратиться к врачу. Большая доза, попавшая в желудок, может привести к тяжелым и серьезным последствиям.

Можно ли полоскать горло перекисью беременным?

Период вынашивания ребенка не является противопоказанием для наружного применения перекиси, поскольку препарат не оказывает негативного воздействия на плод.

Однако о применении средства в качестве полосканий при беременности важно проконсультироваться с лечащим врачом. Это объясняется тем, что в такой период у женщин значительно обостряются аллергические реакции, что может произойти в результате полоскания горла перекисью. Поэтому применяется лекарство при беременности, когда польза для матери выше риска для будущего ребенка.

Заметили ошибку? Выделите ее и нажмите Ctrl+Enter, чтобы сообщить нам.

Поделись с друзьями! Будьте здоровы!

Полоскание горла перекисью водорода от простуды и боли в горле

По сравнению с морской солью, содой или настойками лекарственных трав, полоскание перекисью водорода горла не настолько популярно. Но этот метод является более действенным при лечении ангины, так как это лекарство – сильный антисептик с выраженным действием.

Перекись водорода – или пероксид – бесцветная жидкость, легко растворяющаяся в воде, эфире или спирте. При контакте с органической тканью высвобождается кислород из клеток, появляется пенка – поверхность самоочищается механически.

Вымываются: грязь, патогенные микроорганизмы, некротические новообразования.

• Ее широко применяют в медицине как дезинфицирующее средство и для лечения множества заболеваний – она заслужила «популярность» благодаря антисептическим свойствам.
• Ее применяют для обеззараживания ран – для устранения гнойного секрета.
• Она оказывает не только антисептическое, но еще и антиоксидантное действие, стимулирует иммунные и гормональные функции, ускоряет обмен веществ в месте контакта, что повышает регенерацию на клеточном уровне.

Перекись водорода – это препарат, который необходимо постоянно иметь в домашней аптечке. Его применяют для лечения новых порезов, гнойных ран и трофических язв, при воспалении горла и слизистой рта – ангинах, фарингитах, стоматите и пародонтозе.

Показания к лечению перекисью водорода горла – наличие гнойного налета и воспалительные процессы слизистой гортани. Лекарственное средство ускоряет выздоровление и оказывает анестезирующее действие.

При воспалительных процессах слизистая горла часто пересыхает, на ней появляются наслоения гноя – в форме пробок или лакун на миндалинах или налета на слизистой ротовой полости и языке. Если гнойные выделения вовремя удалить, то выздоровление ускорится – токсины (продукты жизнедеятельности микробов в большом количестве), если они остаются в организме, оказывают разрушающее воздействие.

Лоры перекись водорода используют для лечения гнойной ангины. В этом случае применяют даже не полоскания – раствором этого лекарственного вещества обрабатывают проблемные области, очищая их от гноя. Аналогичным образом препарат применяют в стоматологии.

Побочные действия возникают редко – в основном при аллергической реакции на этот препарат. Однако после использования отмечали усталость, тошноту, возникновение насморка и кашля, головную боль или сонливость; которые «привязывали» к действию препарата на организм. Однако точно дифференцировать, чем вызывались вышеперечисленные симптомы – лечением или основным заболеванием – не представлялось возможным.

Нужно сказать, что эти негативные реакции проявлялись, если раствор разводили неправильно – его концентрация превышала рекомендуемую. В этом случае после лечения проявлялись не только выше описанные побочные эффекты, но также были раздражения и ожоги.

Лечение перекисью водорода не является противопоказанием для комплексной терапии. Однако промежуток между использованием других лекарственных средств и пищевыми приемами должен составлять не менее получаса.

Курс лечения лекарственным средством – 3 раза в сутки в течение 10 дней. Препарат не вызывает привыкания, но если он не помогает, можно сделать вывод, что для лечения следует использовать более эффективное средство – например, «Мирамистин».

В чистом виде нельзя применять перекись водорода даже в 3% разведении – именно в таком виде ее приобретают в аптеке.

Пропорции соблюдать очень важно – иначе лечение закончится плачевно.

Разводят лекарство так – столовая ложка лекарственного препарата 3% концентрации на половину стакана прокипяченной охлажденной воды.

Детям можно концентрацию раствора уменьшить – в том же количестве воды развести половину столовой ложки препарата.

Сначала горло и полость рта ополаскивают раствором борной кислоты – ее разводят в теплой воде: чайная ложка/стакан воды.

Заранее следует подготовить и нейтрализатор – раствор соды или настой ромашки. Его используют после лечения перекисью водорода.

Процедуру проводят соответственно следующему алгоритму:

• отпивают один глоток раствора;
• закидывают голову назад;
• «булькают» или выговаривают звук «ы», напрягая мышцы, чтобы перекрыть горло и не допустить попадания лекарственного средства в пищевод;
• раствор обязательно сплевывают.

Использовать за 1 сеанс нужно 1/2 стакана средства. Затем применяют нейтрализатор, чтобы убрать остатки перекиси.

При лечении детей полоскания проводить нежелательно – если перекись водорода проглотить, можно спровоцировать возникновение побочных эффектов и даже эрозийное повреждение слизистой пищевода или пищеварительных органов.

В этом случае обрабатывают горло так:

• в растворе вымачивают ватную палочку или тампон, которым затем обрабатывают гланды или полость рта.
• затем применяют нейтрализатор по уже описанной схеме.

Необходимо тщательно удалять остатки препарата после обработки полости рта или носоглотки. Частицы активного лекарственного средства могут не только повредить слизистые при длительном воздействии. Препарат является антисептиком и обладает противомикробным действием. При попадании в кишечник он уничтожает полезные бактерии, что может привести к дисбактериозу кишечника.

Наиболее эффективно использовать лекарственный раствор при гнойной ангине. В этом случае процедуру можно проводить до 4 раз в день.

При ангине также можно использовать обработку миндалин ватной палочкой у взрослых – при этом удаляются гнойные налеты. Пропорции разведения раствора для взрослых – чайная ложка 3% перекиси на 1/4 стакана воды.

При процедуре, которую проводят в домашних условиях, не следует стараться отделить гнойный налет или сковырнуть пробку с миндалины приложением силы.

Достаточно смочить поверхность с гнойным налетом лекарственным средством, чтобы купировать размножение патогенных микроорганизмов.

Тщательную обработку миндалин с удалением гнойного отделяемого должен проводить ЛОР-врач в амбулаторных условиях. Если делать это самостоятельно, можно спровоцировать горловое кровотечение. Это один из самых опасных видов кровотечения – самостоятельно его остановить практически невозможно, а приезда «скорой» можно и не дождаться.

Хроническая ангина – в этом случае полоскания проводят с профилактической целью в межсезонье – осенью и весной.

Если фарингит протекает без повышения температуры, то полоскания горла могут заменить все остальные терапевтические средства и мероприятия. Процедуры проводят в течение 7-10 дней.

При лечении стоматита и пародонтоза полоскание неэффективно. В этом случае составляют пасту, смешивая основной ингредиент с содой – 1/4 – и втирают в десна. Стоматолог может порекомендовать другие пропорции состава.

Лечение ангины перекисью водорода назначают даже беременным – средство считается безопасным (если его не глотать). Препарат оказывает широкое противомикробное действие и быстро устраняет воспаление. При лечении антисептиком местного действия ускорение выздоровления зафиксировано в 7 случаях из 10.

Материалы, размещённые на данной странице, носят информационный характер и предназначены для образовательных целей. Посетители сайта не должны использовать их в качестве медицинских рекомендаций. Определение диагноза и выбор методики лечения остаётся исключительной прерогативой вашего лечащего врача.

Полоскание горла перекисью: пропорции, как разводить

Важно никогда не проглатывать её, поскольку она поражает желудочно-кишечный тракт. 

Перекись при ангине у взрослых

Столовую ложку растворяют в стакане воды. Затем приступают к полосканию горла. Также есть второй вариант приготовления раствора для полоскания: таблетку гидроперита растворяют в стакане теплой воды. Полоскать нужно с интервалом не менее чем 3 часа. После лучше прополоскать отваром растительных трав с противовоспалительным эффектом: шалфеем, ромашкой, календулой, чередой. Это связано с тем, что перекись растворяет и удаляет гной, микроорганизмы. Однако они могут не полностью удалиться. Противовоспалительные травы снимают воспаление и удаляют остатки после механического разрушения.

Также часто используется для смазывания воспаленных участков горла и миндалин. Используется гидроперит, перекись водорода, таблетки гидроперита. Из гидроперита делают водный раствор: на 150 мл теплой воды добавляют 1 таблетку, растворяют ее. Перекись водорода 3% применяется в чистом виде. Затем берут чистую палочку с ватой, смачивают в раствор перекиси водорода и быстро промазывают воспаленные участки: область миндалин, лимфатические языки, корень языка, глотку. При этом корень языка рекомендуется плотно прижать с помощью шпателя. В крайнем случае, при отсутствии шпателя, допускается применение ложки с обратного конца. Если же у человека усиленный и гипертрофированный рвотный рефлекс, такой способ не подойдет. Тогда лучше прибегнуть не к смазыванию горла, а к полосканию.

[20], [21], [22], [23], [24], [25]

Пропорции и как разводить перекись водорода для полоскания горла

Соблюдается следующая пропорция: столовая ложка перекиси растворяется в стакане теплой воды. Также можно применять таблетки гидроперита: одна таблетка растворяется в стакане воды.

При этом важно соблюдать основные меры предосторожности. Нельзя допускать попадания в глаза. Это может быть небезопасно для состояния глаз и зрения. В случае, если избежать вещества в глаз не удается, необходимо промыть его чистой водой. Следует обратиться к офтальмологу, даже если никаких видимых нарушений не выявлено. Можно использовать увлажняющие или противовоспалительные средства для профилактики ожога и воспаления.

Правила разведения раствора необходимо строго соблюдать, иначе можно вместо положительного эффекта получить химический ожог слизистой оболочки носоглотки и глотки. В связи с этим также не рекомендуется применять раствор перекиси для полоскания чаще, чем 5 раз в день. Между полосканиями нужно делать промежуток времени в 3-4 часа. После того, как горло прополоскали перекисью, нужно прополоскать его теплой водой или противовоспалительными травами. Также ни в коем случае нельзя глотать перекись, поскольку это может стать причиной серьезных расстройств со стороны желудочно-кишечного тракта. Также нельзя заниматься самолечением.

Применение для детей

Раствор перекиси крайне не рекомендуется применять детям. Это связано с тем, что слизистая оболочка у них более чувствительна и восприимчива, легче подвергается химическим повреждениям. Отоларингологи в самых крайних случаях назначают перекись для лечения детей в возрасте после 12 лет. Также в некоторых неотложных случаях применяют перекись и для детей младшего возраста. При этом используется сниженная дозировка перекиси. Детям младше 6 лет применение перекиси категорически запрещено даже в неотложных случаях, поскольку ребенок может проглотить раствор, что вызовет тяжелые нарушения ЖКТ и сильнейшее отравление.

Детям в возрасте старше 12 лет раствор перекиси назначают по схеме: десертная ложка 3% раствора перекиси разводится в стакане теплой воды, используется для полоскания или смазывания горла и носоглотки.

Детям рекомендуется применять не чистую перекись, а в составе различных мазей, кремов, других средств. Можно приготовить антисептическое средство самостоятельно, с использованием перекиси. Рассмотрим некоторые рецепты.

Хорошо зарекомендовала себя мазь из лепестков весеннего цветущего одуванчика с добавлением  3% раствора перекиси водорода. Для ее приготовления нужно взять примерно 25 грамм цветков одуванчика, промыть их, удалить остатки воды (просушив сухим полотенцем). Затем режут на мелкие кусочки, после чего добавляют 2-3 столовые ложки раствора перекиси. Настаивают в течение часа, затем применяют для полоскания горла.

Также смесь применяют в виде компрессов  для нанесения на переднюю поверхность горла, или на верхушки легких в случае сильного кашля.. Эту массу берут и наносят тонким слоем на пораженный участок. Желательно подогреть и наносить так, чтобы она была еще горячей. Так повторять ежедневно до тех пор, пока не исчезнет боль и жжение от ангины. Если масса загустевает, можно разбавить в половине стакана теплой воды и нанести на кожу.

Также хорошо действует мазь из сливочного масла, перекиси и меда. Для приготовления мази берут примерно 50 грамм меда, растапливают на водяной бане, добавляют 5-10 грамм сливочного масла, размешивают до образования однородной массы, снимают с огня. Добавляют 2 столовые ложки перекиси. Позволяют застыть, после чего наносят тонким слоем на пораженный участок (смазывают горло изнутри). Также можно применять в виде компресса для нанесения на переднюю поверхность горла. Мазать можно до трех раз в день. Продолжительность лечения – до полного выздоровления.

Картофельный крахмал с добавлением 3% раствора перекиси водорода. На 50 грамм крахмала берут 2-3 столовые ложки перекиси, тщательно перемешивают. При полоскании довольно быстро устраняет воспаление и уменьшает проявление любых симптомов ангины. Для приготовления раствора для полоскания  требуется чайная ложка смеси на стакан теплой воды. После полоскания прополоскать чистой теплой водой. Полоскать 3-4 раза в день до тех пор, пока симптомы полностью не исчезнут.

Масло из травы багульника помогает устранить симптомы ангины за короткий период. Берут 2 столовые ложки травы и заливают 5 столовыми ложками прокипяченного горячего подсолнечного масла. Дают возможность настояться в течение 2-3 часов, после добавляют 2 столовые ложки 3% раствора перекиси. Используют как компресс на горло, а также в виде раствора для полоскания (чайная ложка на стакан воды).

Смесь лаванды с ромашкой лекарственной + 3% раствор перекиси водорода пригодна как для полоскания, так и для наружного нанесения. На стакан кипятка добавляют одну столовую ложку травы. Заваривают в течение часа. Добавляют 2 столовые ложки перекиси, после чего начинают полоскать по схеме.  В первый день полоскать через каждые 30 минут, на второй день можно через каждые 1,5-2 часа. Потом переходят к трехкратному полосканию до полного исчезновения симптомов ангины.

Быстро устранить воспаление боль, жжение поможет растирка из перекиси с детским кремом. Берут 20 грамм крема, добавляют столовую ложку детского крема, тщательно перемешивают до образования однородного состояния. Втирают в переднюю поверхность горла, грудину, область лопаток (при сильном кашле). Можно использовать как компресс. Держать компресс в течение 30 минут. Снять и смазать вазелином, или другим средством на жирной основе.

Для полоскания также может подойти следующая смесь: нужно взять по 1 столовой ложке ягод облепихи, перетертой травы ромашки и семян календулы. Смешать с 50 граммами вазелина, добавить 2 столовые ложки 35 перекиси водорода, довести до однородной массы. После этого наносят тонким слоем на пораженные участки.

Также хорошо зарекомендовало себя средство на основе экстракта пихты и масла виноградных косточек. Эти два компонента смешивают, через 10 минут добавляют 2 столовые ложки 3% перекиси водорода. Перемешивают, используют как средство для компресса, а также для полоскания. Для полоскания необходимо растворить 2 столовые ложки полученной смеси в стакане теплой воды.

[26], [27], [28], [29], [30], [31], [32], [33]

Подари организму долголетие! Полоскание горла перекисью водорода по методу доктора Неумывакина

Знаешь ли ты, что перекись водорода — это настоящий кладезь здоровья для организма человека, а его целебные свойства просто поражают. О методе  лечения перекисью водорода большей частью стало известно благодаря трудам доктора медицинских наук Ивана Неумывакина.

Его исследования полны новизны, необычных разработок и отличаются от методов, популярных в традиционной медицине. Уникальная система оздоровления профессора Неумывакина приобретает всё больше последователей. Известный доктор сломал все стереотипы о лекарствах, тяжелых болезнях и о том, что мы привыкли называть здоровым образом жизни.

Полоскание перекисью водорода

Лечение с помощью перекиси водорода проводят для уничтожения любых вирусов, грибков и бактерий. Перекись борется почти со всеми инфекциями и недугами, а так же поддерживает все жизненно важные функции организма человека. Также перекись эффективно стимулирует иммунитет и процессы в организме.

Впервые пероксид водорода получил французский исследователь Тенаро в 1818 г. Химическая формула вещества — Н2O2. Пероксид представляет собой бесцветную жидкость, способную легко растворяться в воде, эфире, спирте.

Перекись водорода является сильным активным веществом из-за своих химических характеристик. Перекись применяется в различных сферах деятельности человека.

 

Врачи часто назначают полоскать горло перекисью при ангине и стоматите, при фарингите и простудных заболеваниях. Лучшее средство удаления налета с миндалин — это перекись водорода. В процессе механического вымывания гнойных накоплений оказывается хорошая поддержка организму в борьбе с инфекцией, из-за уменьшения тяжести интоксикации и количества болезнетворных организмов.

Специалисты также рекомендуют  выполнять полоскание рта перекисьюводорода при заболеваниях десен и пародонтозе. Эффективным является применение перекиси водорода при воспалении среднего уха и отите. А при гайморите — применение перекиси может спасти от оперативного вмешательства.

Чтобы приготовить раствор для полоскания перекисью, запомни эти простые правила.

1. Полоскать горло перекисью водорода можно исключительно в разведенном с водой виде.
2. Чтобы приготовить раствор тебе понадобится смешать 100 миллилитров теплой воды и одну столовую ложку 3%-й раствор перекиси водорода
3. Либо же в 200 миллилитрах воды раствори одну таблетку гидроперита.
4. Выполнять полоскание горла перекисью водорода необходимо с интервалом в три часа, по одному стакану за один подход. И не чаще 5 раз в сутки.
5. Ни в коем случае не нарушай правила концентрации раствора и кратность выполняемых процедур!После проведения процедуры необходимо срезу же промыть миндалины и всю полость рта с помощью полосканий другими средствами. Для этого будут эффективными: обычная теплая вода, отвар шалфея, содовый раствор, настой ромашки лекарственной или слабый раствор марганцовки.
6. Для начала самого полоскания, приготовь два стакана — один с раствором перекиси для полоскания, а другой с другим средством (отваром ромашки, шалфея…). Набери в рот немного раствора перекиси с водой, и, запрокинув голову назад, попробуй произносить непрерывно буквосочетание «глу-у-у-у».Таким образом, хорошо очищаются миндалины, корень языка и задняя стенка глотки. Обрати внимание, что после полоскания раствор нельзя глотать!

Лечить гнойные воспаления миндалин с помощью перекиси водорода можно не только полосканиями горла. Больные миндалины можно  смазывать раствором перекиси. Для этого необходимо приготовить раствор более высокой концентрации: на 100 миллилитров теплой воды взять три ложки столовые 3%-го раствора перекиси водорода.

Смазывай миндалины ватными палочками, смоченными в приготовленном средстве. Раствором такой же концентрации можно пропитывать ватные тампоны, а затем промокать или железы.

Благодаря многолетним опытам и трудам профессора Неумывакина лечение болезней перекисью водорода стало более понятным и доступным. Следует заметить, что все свойства этого препарата профессор испытал на себе, тем самым доказал, что перекись может защитить и излечить многие заболевания и подарить организму долголетие.

Мар 28, 2018Ольга

как правильно и безопасно провести процедуру?

Перекись, пергидроль или пероксид водорода с химической формулой Н₂О₂ представляет собой жидкое прозрачное вещество без запаха с металлическим вкусом. Средство обладает выраженными кровоостанавливающими и обеззараживающими свойствами. Благодаря этому пергидроль широко применяется в комплексной терапии инфекционных заболеваний горла. Раствор способствует очищению слизистой воспаленной поверхности от нагноений. 

Перед проведением полоскания раствором перекиси водорода важно ознакомиться с правилами безопасности проведения данной процедуры. Согласно аптечной инструкции перекись для проведения дезинфекции горла берется из расчета 1 ст. ложка вещества на стакан воды (250 мл), то есть готовится 0,25% раствор. 

Механизм действия пергидроля

 Главным действующим компонентом пероксида является свободный нестабильный атом кислорода. Именно он участвует в процессах окисления. Контактируя с биологическими тканями, он участвует в уничтожении патогенных микроорганизмов и приводит к очищению поверхности слизистой. 

Однако положительный эффект от активного кислорода может привести и к негативным последствиям в виде ожога или травмирования слизистой гортани. Поэтому важно строго соблюдать концентрацию раствора пергидроля для полоскания, а также перед началом лечения стоит проконсультироваться с врачом о целесообразности проведения данной процедуры. 

Показания к полосканию горла раствором перекиси

 Пероксид водорода – это широко известное антисептическое вещество, которое применяется для самостоятельного полоскания горла. Готовый рабочий раствор эффективен при инфекционном поражении гортани и полости рта, сопровождающиеся образованием на слизистой поверхности гноя и налета. Полоскание гортани пероксидом назначают при ангине, стоматитах и других заболеваниях слизистой оболочки ротоглотки. Раствор пергидроля способствует: 

• Купированию неприятных симптомов; 
• Очищению пораженной поверхности от остатков патогенных микроорганизмов и гноя; 
• Снижению степени воспаления небных миндалин.

 Для полоскания 3% пероксид водорода необходимо разбавить до концентрации 0,25%. Для обработки наружных ран можно использовать в чистом виде. 

Противопоказания 

Перекись водорода относится к достаточно безопасным и универсальным веществам. Она абсолютно безвредна при наружном применении, даже беременным женщинам и людям с тяжелыми хроническими заболеваниями. Основным противопоказанием является повышенная чувствительность к компонентам, то есть высокий риск развития аллергических реакций.  

Применять пергидроль для полоскания горла можно только строго соблюдая правила и дозировку вещества. При этом необходимо исключить попадание раствора в желудок. 

Подготовка к полосканию 

Эффективность от полоскания горла раствором пергидроля будет в разы выше, если предварительно полость рта подготовить к процедуре. Для этого перед полосканием лечебным раствором горло лучше ополоснуть чистой теплой кипяченой водой и раствором календулы. Последний готовится из расчета 1 чайная ложка настойки на 1 стакан воды. 

Такой действенный способ помогает запустить окислительный процесс в нужном месте и сохранить терапевтические свойства раствора пергидроли. 

Полоскание горла раствором перекиси взрослым 

Пациентам старше 12 лет врачи рекомендуют процедуру полоскания пергидролем завершать обязательным ополаскиванием горла специальным раствором для смыва остатков вещества. Длительность полоскания одним глотком пероксида водорода должна составлять не меньше 10 с. при таком составе средства: 

— 1 столовая ложка пергидроли; 

— 250 мл чистой теплой воды. 

Остатки вещества лучше смывать предварительно подготовленным соляно-содовым раствором. Он готовится самостоятельно, нужно просто добавить по 1 чайной ложке соды и соли на 1 стакан воды. 

Полоскание горла раствором перекиси детям 

Проводить обработку ротовой полости пергидролем детям можно только с 3 лет. Родителям перед началом терапии важно убедиться, что у ребенка отсутствует аллергия на компоненты, и он способен под контролем взрослого правильно провести все манипуляции, то есть не проглотить раствор и не захлебнуться им. 

Как и для взрослых, важно, чтобы остатки раствора пероксида не оставались на нежной детской слизистой гортани и не привели к ее травмированию. Поэтому приготовление рабочего раствора лучше совместить с подготовкой ромашкового отвара для смыва остатков перекиси. Ромашковый отвар готовится кипячением в течение 10 мин. чайной ложки сухой травы в 250 мл чистой воды. После остывания отвар процеживается и используется для смягчения слизистой гортани. 

При ангине разрешается обрабатывать горло раствором пергидроля более 6 раз в сутки, при прочих инфекционных заболеваниях – до четырех раз. При проведении процедуры важно чтобы рабочий раствор попал как можно глубже, но так, чтобы не травмировал слизистую. Важно использовать все приготовленное средство за одно полоскание. При этом одним глотком можно полоскать горло до 30 секунд. После то же самое необходимо проделать и с отваром ромашки. 

Если при проведении полоскания пероксидом водорода малыш жалуется на дискомфорт, стоит уменьшить концентрацию антисептика в рабочем растворе. В дальнейшем, если жалобы не прекратятся, лечение пергидролем стоит прекратить. 

Полоскание горла раствором перекиси при беременности 

Женщина, ожидающая ребенка, отвечает не только за свое здоровье, но и за состояние будущего малыша. Поэтому важно внимательно относиться к любым назначениям врачей. Раствор пероксида водорода – доступное, универсальное и эффективное средство для обеззараживания горла и во время беременности. Будущей маме особенно важно строго соблюдать концентрацию раствора (0,25%) и после процедуры ополаскивать гортань чистой теплой водой. При этом по возможности специалисты рекомендуют вместо пергидроля проводить полоскание с применением: 

• Стопангина;
• Фурацилина; 
• Мирамистина. 

Раствор перекиси водорода и боль в горле 

Одним из главных симптомов заболеваний гортани или ОРВИ является боль в горле. Полоскание пероксидом при появлении сухости слизистой, чувства першения и боли способствует: 

• Очищению поверхности слизистой от гнойничков; 
• Локализации развития воспалительного процесса и предупреждению осложнений; 
• Уменьшению выраженности симптоматики. 

Стоит помнить, что раствор перекиси не имеет обезболивающих свойств и важно проводить комплексную терапию. При сильных болях после полоскания стоит применять средства, имеющие обезболивающий эффект. 

Особенности терапии ангины, фарингита и тонзиллита 

Различные инфекционные патологии гортани, приводящие к воспалению слизистой, лечат по-разному. Отличается и способ полоскания горла при разных заболеваниях.

    Лечебный эффект при гнойной ангине дает полоскание раствором перекиси водорода, приготовленным в таком соотношении: 

— 1,5 чайной ложки пероксида 3%; 

— 50 мл теплой чистой воды. 

При этом полоскание проводится крайне аккуратно, чтобы не травмировать воспалившиеся миндалины. 

Тонзиллит, который часто переходит в хронические формы, лечат полосканием в осенне-зимний период и в моменты обострения. Такая процедура позволяет уменьшить концентрацию патогенных микроорганизмов и промыть миндалины от остатка налета. 

При фарингите терапия раствором пероксида водорода проводится часто вместо других антибактериальных средств. Полоскание назначается по 3 раза в день на протяжении 10 дней. 

Важно помнить 

Раствор пероксида водорода – это химическое средство, которое может, как принести пользу, так и навредить. Он достаточно эффективен, доступен и поэтому популярен у пациентов, но важно перед началом терапии проконсультироваться у врача. Кроме того, не стоит самостоятельно менять концентрацию рабочего раствора и игнорировать правила проведения полоскания. После важно тщательно убрать все остатки раствора с применением отваров лекарственных трав или солевого раствора.

 

Как свет превращает перекись водорода в средство для лечения MRSA | Инженеры Brink

BU изобрели новую терапию синим светом, которая может убить MRSA без антибиотиков.

Исследователи фотоники из Бостонского университета разработали безмедикаментозное лечение трудноизлечимых инфекций MRSA. Их метод, который они готовятся к клиническому испытанию, использует фототерапию и перекись водорода, чтобы убить 99,9% устойчивых к антибиотикам бактерий.

В детстве я натирал колени на самых разных поверхностях, от асфальтовой дороги до щепок на детской площадке и бетонной террасе городского бассейна.Обычно я плакал не из-за самого падения, а потому, что знал, что любая царапина, достаточно глубокая, чтобы вызвать кровотечение, привлечет внимание моих родителей и заставит их залезть в аптечку за этой ужасной бутылкой с перекисью водорода. О, жгучая!

Но теперь, несколько десятилетий спустя, я наконец нашел причину, чтобы оценить перекись водорода. Оказывается, он достаточно мощный, чтобы убить особенно смертельный вид устойчивых к антибиотикам бактерий, если он сочетается с синим светодиодом или лазером.

Исследователи из инженерного колледжа Бостонского университета, которые изобрели эту технику, говорят, что они экспериментально показали, что она может убить 99,9% метициллин-устойчивого Staphylococcus aureus , известного как MRSA. (Метициллин — распространенный антибиотик.) У людей MRSA, который часто распространяется очень быстро, может вызывать инфекции кожи и мягких тканей, а также опасный для жизни сепсис.

Цзи-Синь Чэн, старший автор статьи Advanced Science об их открытиях, говорит, что именно отчет CARB-X Бостонского университета вдохновил нескольких сотрудников его лаборатории биофотоники, которая манипулирует свойствами света для биологических и медицинских целей. приложения — присоединиться к борьбе с устойчивостью к антибиотикам.В отчете CARB-X указано, что разработка антибиотиков не успевает за развитием бактерий и что необходимы нетрадиционные подходы, — говорит Ченг, профессор биомедицинской инженерии, электротехники и компьютерной инженерии.

«Можно ли использовать фотоны для борьбы с супербактериями?» — спросил он свою команду.

Прозрачный свет на супербактерии

Лаборатория Ченга была больше всего заинтересована в борьбе с MRSA, поскольку его трудно лечить и он может вызывать смертельные инфекции пневмонии и сепсис.Инфекции MRSA ежегодно поражают около 90 000 человек в США и являются причиной смерти около 20 000 из них. Хотя MRSA может процветать в любом месте, где люди вступают в контакт друг с другом, от супермаркета до школы и офиса, он особенно распространен в больницах и домах престарелых, где у людей чаще возникают хирургические разрезы и ссадины на коже. Оппортунистические инфекции MRSA часто внедряются в небольшие повреждения кожи, но поскольку антибиотики не очень эффективны при их лечении, они могут быстро распространиться по всему телу.

При внимательном изучении MRSA в своей лаборатории команда Чэна поняла, что фирменный золотой цвет MRSA может стать золотым билетом к новому эффективному лечению.

«Золотая пигментация — универсальный признак S. aureus », — говорит он. Во время визуализации S. aureus под микроскопом команда заметила, что синий свет вызывает травматический эффект фотообесцвечивания — разрушение молекул пигмента, ответственных за золотой цвет клеток, всего за несколько секунд воздействия.«Для визуализации это плохо», — говорит Ченг. «Но если он обесцвечен, мы задались вопросом, жив ли он еще?»

Когда молекулы золотого пигмента MRSA разлагаются под синим светом, клеточные мембраны покрываются уязвимыми точками, говорит Пу-Тинг Дун, ведущий автор исследования. Команда обнаружила, что синий свет дестабилизирует клетки MRSA в достаточной степени, чтобы убить около 90 процентов бактериальной культуры. Звучит убедительно, но для клинического применения, по словам Донга, 90 процентов недостаточно. Фактически, всего за полчаса исследователи заметили, что MRSA смог восстановиться и снова начать размножаться.«MRSA растет очень быстро, поэтому, чтобы быть эффективными, — говорит Донг, — нам необходимо убить 99,9% бактерий».

Что могло убить последние 10 процентов критических клеток MRSA? Перекись водорода — мощный окислитель, способный повредить живые клетки.

«Фотонная» отделка для MRSA

Как правило, MRSA и другие типы клеток способны выдерживать воздействие перекиси водорода за счет защиты своих клеточных мембран. Но после фототерапии голубым светом мембраны MRSA временно покрываются дырами.Когда перекись водорода доставляется в сочетании с синим светом, она способна затопить внутренности клеток MRSA и вызвать их биологический взрыв, уничтожив 99,9% бактерий.

«Сами по себе антибиотики не могут эффективно проникнуть внутрь клеток MRSA», — говорит Ченг. «Но фотоны могут проникать в клетку», что дает перекиси водорода возможность нанести ущерб.

Цзе Хуэй, Пу-Тин Донг и Цзи-Синь Ченг теперь сосредоточатся на внедрении терапии синим светом в клинику, где, как они надеются, она поможет лечить пациентов с диабетическими язвами.

Возможно, наиболее многообещающим является то, что фототерапия синим светом не влияет на здоровые клетки тела, поэтому этот метод можно использовать для лечения инфекций MRSA, не нанося вреда окружающим тканям или коже.

Хотя тесты в чашках для культивирования были захватывающими, биохимия живых организмов всегда немного отличается. Сотрудничая с микробиологами Университета Пердью и исследователями из Центра фотомедицины Массачусетской больницы Wellman, группа проанализировала эффективность терапии на мышах и обнаружила, что обработка синим светом и перекисью водорода способна ускорить заживление кожных ран, инфицированных MRSA.

С тех пор команда сделала еще один шаг, обнаружив, что импульсная лазерная терапия еще более эффективна при уничтожении MRSA.

«Используя импульсный синий лазер, мы можем значительно сократить время терапии и увеличить глубину тканей, которые мы можем эффективно лечить», — говорит Цзе Хуэй, научный сотрудник лаборатории Чэна и соавтор статьи. «Лазерный свет кажется безболезненным и не дает ощущения тепла, что идеально для клинического применения».

Сейчас лаборатория Ченга объединяется с Дэвидом Негроном, хирургом стопы в Бостонском медицинском центре и инструктором хирургии в Медицинской школе BU, для разработки клинических испытаний, оценивающих способность этого метода лечить пациентов с диабетическими язвами.

«Диабетические кожные язвы — огромная проблема», — говорит Ченг.

Диабет, вызывающий повышенное содержание сахара в крови, может повредить кровообращение и нервы, что затрудняет заживление ран, особенно на нижних конечностях. Открытые раны, которые не заживают, очень чувствительны к MRSA, и до сих пор не существовало хороших вариантов лечения. По мере того, как инфекция распространяется, она может образовывать биопленку — слизистое скопление бактерий, которое становится еще труднее лечить.

«Если мы сможем лечить диабетические язвы, это изменит жизнь людей», — говорит Ченг. «Как ученые, мы не просто хотим публиковать статьи, мы также хотим вернуть обществу плоды нашей работы и финансирование исследований».

Донг, получившая премию Международного общества оптики и фотоники (SPIE) в области трансляционных исследований за свою работу над этой технологией, говорит, что она лично чувствует «воодушевление и мотивацию» на перевод этой техники теперь, когда есть четкое клиническое применение, которое «могло бы помочь людям. исцелить.”

Работа Хуэя в команде также была признана; он был награжден стипендией SPIE-Franz Hillenkamp Postdoctoral Fellowship, которая поддержит его в работе по превращению фототерапии в инструмент, который может сделать MRSA уязвимым для обычных антибиотиков.

Эта работа была поддержана научным и инженерным грантом Фонда Кека и стартовым фондом Бостонского университета.

Изучите связанные темы:

2. Какие наблюдались эффекты перекиси водорода для здоровья?

3.3.1.2. Острый кожный токсичность

Пероксид водорода

* Кожная LD ₅₀ — значения для крыс варьируются от 700 до 7500 мг / кг массы тела (FDA, 1983).

* Кожная LD ₅₀ — значения у кроликов около 630 мг / кг массы тела. (FDA, 1983).

3.3.1.3. Острое вдыхание. токсичность

/

3.3.1.4. Резюме / комментарий по острой токсичность

Оральный и кожный LD ₅₀ из перекись водорода у крыс выше 600 мг / кг массы тела. Кожный LD ₅₀ в кролики — 630 мг / кг мт.

Мальчик 16 месяцев (масса тела 11.6 кг) умерли после приема внутрь около 600 мг / кг массы тела.

3.3.2. Раздражение и коррозия

3.3.2.1. Раздражение кожи

Перекись водорода:

* Тесты на раздражение кожи у кроликов с концентрация перекись водорода 3-8% не вызывали раздражения неповрежденной и истертой кожи после выдержка в течение 24 часов под окклюзионная повязка (цитируется в ECETOC, 1996).Раздражение было незначительное после 4 часов воздействия 10% перекиси водорода и мягкий с 35% перекисью водорода. Десквамация произошла в 2 из 6 случаев. животных на 14 день с последней концентрацией (Aguinaldo et al. al. [Аннотация], 1992).

Отбеливатели для зубов, содержащие 10-22% перекиси карбамида:

* Первичного раздражения кожи кроликов не обнаружено. отбеливатель для зубов (Rope [Report], 1993).

3.3.2.2. Раздражение глаз

Перекись водорода:

* Исследования раздражения глаз на кроликах показывают, что 5% раствор перекиси водорода не вызывает раздражения или вызывает легкое раздражение (Weiner et al. [Abstract], 1990).

* Несколько капель 2-5% раствора вызвали сильное помутнение роговица и воспаление конъюнктива глаз кролика.Повторно применяемый 1% раствор вызывал гиперемию конъюнктивы. и легкое помутнение роговицы с последующим выздоровлением (Koster, 1921 as цитируется Грантом, 1986).

* Тестирование раздражения глаз для перекись водорода с Метод Дрейза показал, что 5% раствор вызывает легкое раздражение. (FMC, 1987a) 8% раствор оказывает умеренное раздражающее действие (EU классификация раздражающих) (FMC, 1987b), и 10% раствор был сильно раздражает (классификация ЕС риск серьезного повреждения глаза) (FMC, 1985).

* Женщина, случайно сохранившая контактную линзу в 3% пероксид водорода дезинфицирующий раствор вызвал гиперемию, слезотечение и спазм век (Knoph, 1984).

* У 10 добровольцев порог обнаружения раздражение было около 0,1%, когда перекись водорода была вводить в виде капель непосредственно в глаза (McNally, 1990).

* Когда раствор перекиси водорода вводили в глаза добровольцам путем замачивания контактные линзы, порог обнаружения перекиси водорода раздражение было менее 0,03% (McNally, 1990).

3.3.2.3. Раздражение слизистой оболочки

Перекись водорода:

* 1 или 1.2% применена перекись водорода к деснам или языкам анестезированных собак путем непрерывного капельный отек с последующим разрушением и слущиванием ороговевший эпителиальный слой десен (Martin et al., 1968, Дорман и Бишоп, 1970).

Отбеливатели для зубов, содержащие 10-22% перекиси карбамида:

* Отсутствие признаков раздражения слизистой оболочки полости рта после нанесения зуба отбеливатели, содержащие 10% или

22% перекись карбамида до 6 недель в опытах с крысами, хомяками и кроликами сообщалось (Rope [Report], 1993; Huang [Report], 1996; Adam-Rodwell et al.,

1994; Ли и др. [Аннотация], 1996; Webb [Report], 1996).

* Желудок 15 и 50 мг / кг мт. перекись карбамида или 150 и 500 мг / кг массы тела отбеливателя для зубов (Opalescence) содержащий 10% перекиси карбамида произведено изъязвление желудка слизистая оболочка. При приеме 5 мг / кг карбамида язв не наблюдалось. перекисью. Поражения были четко видны через 1 час и казалось, заживает через 24 часа.Язвы на слизистая желудка были более выражены после воздействие на средства для отбеливания зубов, чем те, которые наблюдались после сопоставимого доза перекиси карбамида. Авторы указывают, что это может быть связано с гидрофобный гель и содержание карбопола (что увеличивает прилегание тканей и замедляет выделение кислорода) в отбеливающем агенте (Даль и Бехер, 1995).

* Желудок доз до 2000 мг / кг отбеливателя для зубов, содержащих 10% перекись карбамида или 70 мг перекись водорода была дана будние дни на 15 недель или 6 месяцев китайским хомячкам. Циклофосфамид и вода служили контрольными веществами.

(Концентрация и результаты с циклофосфамидом не указано). Гистопатологические находки гастродуоденальная ткань были сопоставимы между группами (Li et al.[Аннотация], 1993).

3.3.2.4 Резюме / комментарий по раздражению и коррозии

4 часа выдержки до 10% перекись водорода вызвана легкое раздражение кожи у кроликов. 5% раствор водорода перекись слегка раздражала глаза, а 10% раствор было очень раздражающим. Порог обнаружения раздражения было около 0.1% при введении перекиси водорода в виде капель прямо к человеческому глазу.

Через желудочный зонд 15 мг / кг м.т. перекись карбамида (5,4 мг / кг массы тела перекись водорода) произведено изъязвление слизистой оболочки желудка у крыс наблюдается через 1 час; поражения оказались заживление через 24 часа. При приеме 5 мг / кг массы тела никаких эффектов не наблюдалось. пероксида карбамида (1.8 мг / кг массы тела перекиси водорода) (Даль и Бехер, 1995).

3.3.3. Сенсибилизация кожи

Перекись водорода:

* Десять морских свинок подверглись воздействию 3 или 6% перекись водорода на неповрежденном или стертой кожи и внутрикожными инъекциями 0,1 мл пробы раствор в физиологическом растворе. Контрольная работа решения были повторно применен

9 раз в течение 2 недель перед испытанием для оценки сенсибилизация.Конечные реакции не указывали на индукцию сенсибилизация кожи с любое решение (DuPont [Report], 1953).

* В описании случая наблюдалась реакция сенсибилизации кожи у двух женщины, которые подвергались воздействию перекись водорода как ингредиент коммерческих красок для волос. Обе женщины дали положительный результат. до 3% перекиси водорода и многих других ингредиентов в краски для волос (Aguire et al., 1994).

* В исследовании с участием 156 парикмахеров, патчи протестированы с парикмахерские химикаты все отрицательно перекись водорода (3%). В Дерматологическое отделение Финского института Служба охраны труда с 1985 года проверяет пациентов с дерматитом. столкнувшись с парикмахерские химикаты с серией тестируемых веществ содержащий 3% перекиси водорода в воде.130 пациентов были протестирован без аллергических реакций. Один пациент продемонстрировал раздражающая реакция. Финский регистр профессиональных заболеваний который проводился с 1975 по 1997 год, не содержал случаи аллергического дерматоза, вызванного перекисью водорода. В Отделение дерматологии Центральной университетской больницы в г. Турку, Финляндия, патч проверил 59 пациентов с 3% водорода перекисью в 1995-96 гг.Положительных реакций не обнаружено (Канерва и др., 1998).

3.3.3.1 Резюме / комментарий о сенсибилизации

Перекись водорода не является считается причиной сенсибилизации кожи.

3.3.4. Дермальное / чрескожное всасывание

После применения 5-30% решения перекись водорода на крысе кожа in vivo , некоторые H ₂ O ₂ может локализоваться в иссеченном эпидермис в течение нескольких минут.Напротив, с человеческим трупом кожа in vitro H ₂ O ₂ был обнаружен в дерме только после применения высоких концентраций H ₂ O ₂ для нескольких часов или после предварительной обработки гидроксиламином (ингибитор каталаза). На основании гистохимического анализа, H ₂ O ₂ не метаболизируется в эпидермисе, проход был трансэпидермальным, избегая «заранее сформированных» пути »придатков кожи.Локализация кожных эмфизема, вызванная выделением кислорода, коррелирует с большей частью с распределением активности каталазы внутри ткань (ECB, 2003).

3.3.4.1. Всасывание слизистыми оболочками

Введение перекиси водорода решения для полостей тела выстлан слизистыми оболочками (например, сублингвально, внутрибрюшинно и ректально) привело к увеличению кислорода содержание стекающей венозной крови и, если количество перекиси водорода были достаточно высокими, образование кислорода пузыри.Беспородных собак лечили промыванием толстой кишки или промывание тонкой и толстой кишки проводилось через энтеротомия разбавленными физиологическими растворами перекиси водорода. Небольшие количества более концентрированного раствора (1,5% или больше) вызывает немедленное отбеливание слизистой оболочки с быстрым появление пузырей в кровообращении. Более разбавленный (0,75-1,25%) растворы имели такой же эффект при контакте с кишечником на более длительное время или при введении большее давление или в большем объеме для данной длины кишечник.Венозное пузырение никогда не наблюдалось при концентрации менее 0,75% H ₂ O ₂ . Ни одно из животных не развивается тромбоз брыжейки или гангрена кишечника. Нанесение 1% перекиси водорода на серозную мембрану вызвало побеление из-за наполненных газом сосудов; выше концентрации (до 30%) на коже и слизистых оболочках (из различных видов) вызвали стойкий ущерб при подкожном эмфизема и нарушения местного кровообращения тканевое питание (ЭКБ, 2003 г.).

3.3.4.2 Резюме / комментарий по поглощению

Биологические мембраны очень проницаемы для пероксид водорода. Таким образом, предполагается, что перекись водорода легко поглощается ячейки, составляющие впитывающие поверхности, но в то же время эффективно метаболизируется, и неизвестно, в какой степени неизмененный вещество может попасть в кровоток.Более того, красная кровь клетки обладают огромной метаболической способностью расщеплять водород перекисью и удалит перекись водорода, которая может попасть Циркуляция крови.

Лечение и что нужно знать

Перекись водорода — антисептическое и отбеливающее средство. Он убивает многие виды микроорганизмов, в том числе бактерии. Многие люди пробовали перекись водорода от прыщей из-за ее антибактериальных и подсушивающих свойств. Однако нет никаких доказательств того, что он может избавиться от прыщей.

В некоторых случаях перекись водорода может усугубить угри или рубцы. Также отсутствуют доказательства того, что это безопасно для лечения прыщей. Людям с воспалительными акне средней и тяжелой степени следует избегать этого.

Продолжайте читать, чтобы узнать больше об использовании перекиси водорода от прыщей, включая типы прыщей, ее влияние на рубцевание и риски.

Существует два основных типа прыщей:

• Невоспалительные прыщи: Сюда входят угри и белые угри, которые не опухшие и не воспаленные.Поражения обычно небольшие, без покраснения или боли.
• Воспалительные прыщи: Сюда входят красные и иногда болезненные прыщи, пустулы и кисты. Воспалительные высыпания прыщей часто находятся глубже, чем невоспалительные прыщи.

Нет никаких доказательств того, что перекись водорода может помочь при любом типе прыщей. Люди, которые решают его использовать, особенно с воспалительными акне средней и тяжелой степени, должны проявлять большую осторожность при использовании перекиси водорода.

Узнайте больше о типах угрей на фотографиях здесь.

Использование перекиси водорода для лечения угрей сопряжено с несколькими рисками.

Раздражение усиливает воспалительные угри.

Перекись водорода может вызывать раздражение кожи, что может быть вредным для кожи, склонной к акне.

Исследования показывают, что воспаление является важным фактором развития прыщей, а раздражение может вызвать воспаление. Это может усилить дискомфорт от воспалительных прыщей за счет покраснения, зуда и боли.

Американская академия дерматологии (AAD) советует людям не использовать какие-либо продукты, которые сушат или раздражают кожу, так как они могут вызвать раздражение и привести к большему количеству высыпаний.

Это может задержать заживление прыщей.

Исследования показывают, что перекись водорода может уменьшить инфекцию, но она агрессивна для кожи, вызывает раздражение и в некоторых случаях может замедлить заживление ран.

По данным Агентства по регистрации токсичных веществ и заболеваний, продукты, содержащие 3–5% перекиси, которые легко доступны во многих магазинах, могут вызывать раздражение кожи.В еще более высоких концентрациях перекись водорода вызовет еще большее раздражение.

Опасно для ран

В редких случаях использование перекиси водорода для обработки ран может вызвать кислородную эмболию, которая опасна для жизни. Это происходит, когда кровеносный сосуд блокируется воздушным пузырем.

А как насчет невоспалительных прыщей?

Люди с легкими формами невоспалительного акне могут попробовать перекись водорода без высокого риска усугубления воспаления.

Однако они должны убедиться, что они разбавляют все растворы перекиси водорода до концентрации 1%, добавляя дистиллированную воду.Например, если концентрация перекиси водорода составляет 3%, разбавьте 1 часть перекиси водорода до 3 частей воды.

Прекратите использовать при появлении сухости, раздражения или других побочных эффектов.

Людям также следует избегать попадания перекиси водорода на одежду и ткани, так как она может их отбеливать или окрашивать.

Угри, особенно воспалительные, часто вызывают повреждение более глубоких слоев кожи, что может привести к образованию рубцов. Правильное лечение прыщей может помочь человеку предотвратить появление этих шрамов.

В большинстве случаев врач прописывает лечение акне, направленное на минимизацию высыпаний, воспалений и рубцов.

К сожалению, перекись водорода действительно может усугубить рубцы от прыщей у некоторых людей. В более старом исследовании, опубликованном в Journal of Trauma: Injury, Infection, and Critical Care, говорится, что перекись водорода может мешать образованию фибробластов.

Фибробласты — это клетки, которые помогают формировать коллаген, который является важной соединительной тканью в коже.Без коллагена кожа не может правильно заживать и восстанавливать себя, что может увеличить риск образования шрамов.

Перекись бензоила — это хорошо известное средство от угрей, которое убивает бактерии и вызывает отбеливание так же, как перекись водорода. Однако, хотя они выделяют кислород для уничтожения бактерий, у этих двух химических веществ есть несколько ключевых отличий.

Перекись бензоила стабильна

Перекись бензоила обладает отшелушивающими и противовоспалительными свойствами, которые помогают избавиться от прыщей. Он также маслорастворим, что означает, что он может проникать в кожный жир и работать внутри пор.Эти свойства в сочетании с его антибактериальной способностью могут помочь предотвратить высыпание прыщей разными способами.

Производители обычно стабилизируют пероксид бензоила, комбинируя его с другими ингредиентами, которые предотвращают его разрушение на коже.

Перекись водорода нестабильна.

В статье в Journal of Cosmetic Science говорится, что воздействие света и воздуха делает обычную перекись водорода нестабильной, снижая ее эффективность. Как только человек наносит его на кожу, он начинает терять способность убивать бактерии.

Однако использование продуктов, содержащих стабилизированный пероксид, может иметь потенциал для лечения акне. Одно исследование показало, что использование геля, содержащего стабилизированный продукт перекиси водорода в концентрации 1% в сочетании с адапаленом, показало хорошие результаты при использовании для лечения акне.

Важно отметить, что этот стабилизированный состав сильно отличается от стандартной 3% перекиси водорода в «коричневой бутылке», продаваемой в магазинах. Он более мягкий и сохраняет свою эффективность при воздействии света и воздуха.

Перекись водорода убивает определенные виды микробов и бактерий. Таким образом, он может быть полезен при дезинфекции поверхностей, посуды и инструментов.

Нет исследований, защищающих безопасное использование перекиси водорода для лечения акне. Тем не менее, люди с легкими невоспалительными акне, которые хотят попробовать, могут использовать разбавленный 1% раствор. Перекись водорода может быть не такой полезной, как традиционные средства от прыщей.

Людям с воспалительными акне следует избегать перекиси водорода, поскольку она может вызвать раздражение и усугубить рубцы.

Людям с воспалительными акне следует использовать проверенные методы лечения акне, которые более щадящие для кожи и помогают заживлению.

Людям с акне следует также обратиться к дерматологу, если их лечение не дает результатов. Медицинский работник может предложить лечение, которое поможет предотвратить образование рубцов и ограничить эмоциональный ущерб, который могут вызвать прыщи.

Границы | Повторное исследование роли перекиси водорода в бактериостатической и бактерицидной активности меда

Введение

Обычно считается, что перекись водорода является основным соединением, ответственным за антибактериальное действие меда (White et al., 1963; Вестон, 2000; Брудзынский, 2006). Перекись водорода в меде образуется в основном в процессе окисления глюкозы, катализируемого пчелиным ферментом глюкозооксидазой (FAD-оксидоредуктаза, EC 1.1.3.4; White et al., 1963). Уровни перекиси водорода в меде определяются разницей между скоростью его производства и разрушения каталазами. Глюкозооксидаза вводится в мед во время сбора нектара пчелами. Этот фермент содержится во всех видах меда, но его концентрация может отличаться от меда к меду в зависимости от возраста и состояния здоровья пчел, добывающих корм (Pernal and Currie, 2000), а также от богатства и разнообразия рациона кормления (Alaux et al., 2010). Каталазы, с другой стороны, имеют пыльцевое происхождение. Каталаза эффективно гидролизует перекись водорода до кислорода и воды из-за ее большого числа оборотов. Общая концентрация каталазы зависит от количества пыльцевых зерен в меде (Weston, 2000), и, следовательно, уровни перекиси водорода в разных медах могут значительно различаться (Brudzynski, 2006).

Обнаружена существенная корреляция между уровнем эндогенной перекиси водорода и степенью подавления роста бактерий медом (White et al., 1963; Брудзынский, 2006). Мы наблюдали, что в меде с высоким содержанием этого окисляющего соединения бактерии не могут нормально реагировать на пролиферативные сигналы, и их рост остается остановленным даже при высоких разбавлениях меда. Предварительная обработка меда каталазой в определенной степени восстановила рост бактерий, что позволяет предположить, что эндогенный H ₂ O ₂ участвует в ингибировании роста (Brudzynski, 2006).

Большинство заключений об окислительном действии H ₂ O ₂ на бактерии сделано на основе упрощенных моделей in vitro , в которых анализировалось прямое воздействие перекиси водорода на бактериальные клетки.Напротив, мед представляет собой сложную химическую среду, состоящую из более чем 100 различных соединений (включая антиоксиданты и следы переходных металлов), где взаимодействие между этими компонентами и перекисью водорода может влиять на его окислительное действие. Недавно мы выяснили, что мед представляет собой динамическую реакционную смесь, которая способствует и способствует развитию реакции Майяра (Brudzynski and Miotto, 2011b). Реакция Майяра, которая первоначально включает реакцию между аминогруппами аминокислот или белков с карбонильными группами восстанавливающих сахаров, приводит к каскаду окислительно-восстановительных реакций, в которых несколько биоактивных молекул непрерывно образуются и теряются из-за их поперечных связей с другими молекулами (приобретение или потеря функции; Brudzynski and Miotto, 2011b).Мы показали, что меланоидины на основе полифенолов являются основной группой продуктов реакции Майяра, обладающих активностью улавливания радикалов (Brudzynski and Miotto, 2011a, b). Эти соединения могут взаимодействовать с перекисью водорода и, в зависимости от их концентрации и окислительно-восстановительной способности, либо увеличивать, либо уменьшать окислительную активность меда H ₂ O ₂ . Принимая во внимание эти факты, мы предположили, что окислительное действие перекиси водорода меда на бактериальные клетки может модулироваться присутствием других биологически активных молекул в меде и, следовательно, может отличаться от действия одной перекиси водорода.

Перекись водорода обычно используется для дезинфекции и дезинфекции медицинского оборудования в больницах. Для этого необходимо поддерживать высокие концентрации H ₂ O ₂ в этих дезинфицирующих средствах, чтобы система защиты бактерий не подавляла их. При высоких концентрациях, от 3 до 30% (от 0,8 до 8 М), его бактерицидная эффективность была продемонстрирована против нескольких микроорганизмов, включая Staphylococcus -, Streptococcus -, Pseudomonas- видов и спор Bacillus (Rutala и другие., 2008). В этих условиях гибель бактериальных клеток является результатом накопления необратимых окислительных повреждений мембранных слоев, белков, ферментов и ДНК (Davies, 1999, 2000; Rutala et al., 2008; Finnegan et al., 2010).

Однако содержание перекиси водорода в меде примерно в 900 раз ниже (Brudzynski, 2006). Более того, литературные данные показывают, что гибель клеток культивируемых клеток млекопитающих, дрожжей и бактерий требует концентраций H ₂ O ₂ выше 50 мМ и связана с деградацией хромосомной ДНК (Imlay and Linn, 1987a, b; Brandi и другие., 1989; Дэвис, 1999; Бай, Конат, 2003; Ribeiro et al., 2006), который все еще в 5-10 раз выше, чем у меда. Поэтому мы предприняли это исследование, чтобы повторно изучить роль перекиси водорода в антибактериальной активности меда.

Эффективность перекиси водорода как окислительного биоцида связана с чувствительностью бактерий к перекисному стрессу. Механизмы защиты от окислительного стресса различаются у разных видов бактерий, таких как грамотрицательные E. coli и грамположительные B.subtilis , использованный в данном исследовании, и зависят от фазы роста (экспоненциальная или стационарная фаза роста), а также от механизмов адаптации и выживания (неспорообразующие и спорообразующие бактерии; Dowds et al., 1987; Chen et al. al., 1995; Storz, Imlay, 1999; Cabiscol et al., 2000). В меде влияние H ₂ O ₂ на рост и выживание микроорганизмов может быть смягчено или усилено за счет присутствия соединений меда. С одной стороны, высокое содержание сахаров в меде, которое извлекает свободные молекулы воды из окружающей среды, тормозит рост и размножение бактерий, но разбавление меда может создавать условия, поддерживающие рост, из-за обилия сахаров в качестве источника углерода для растущих клеток.Перекись водорода оказывает вредное воздействие на рост и выживание бактериальных клеток, но антиоксиданты меда, такие как каталазы, полифенолы, продукты реакции Майяра и аскорбиновая кислота, могут снижать окислительный стресс клеток и могут оказывать защитное действие против эндогенных H ₂ O ₂ (Брудзынский, 2006). Еще меньше информации о механизме бактерицидного действия перекиси водорода меда. Наиболее фундаментальные и нерешенные вопросы касаются молекулярных мишеней цитотоксичности H ₂ O ₂ : вызывает ли молекулярный пероксид водорода в концентрациях, присутствующих в меде, деградацию ДНК?

В течение последних десятилетий было выявлено несколько соединений меда, участвующих в антибактериальной активности меда (для обзора, Irish et al., 2011). Несмотря на эти знания, механизмы, с помощью которых эти соединения приводят к ингибированию роста бактерий и гибели бактерий, никогда не были объяснены и не доказаны с точки зрения биохимии. Поскольку существует стойкое мнение, что перекись водорода играет главную роль в этих событиях, целью данного исследования был критический анализ влияния перекиси водорода на рост и выживаемость бактериальных клеток, чтобы доказать или опровергнуть ее предполагаемую роль как основную. компонент, отвечающий за антибактериальную активность меда.

Материалы и методы

Образцы меда

Образцы меда включали сырой непастеризованный мед, подаренный канадскими пчеловодами, и два образца коммерческого меда Active Manuka (Honey New Zealand Ltd., Новая Зеландия, UMF 20+ и 25+; M и M2 соответственно; Таблица 1), которые были использованы. в качестве ссылки в этом исследовании. Во время исследования образцы меда хранили в оригинальной упаковке, при комнатной температуре (22 ± 2 ° C) и в темноте.

Таблица 1 . Концентрация перекиси водорода в различных сортах меда. Связь между антибактериальной активностью меда и концентрацией перекиси водорода .

Маточный раствор 50% (мас. / Об.) Меда был приготовлен растворением 1,35 г меда (средняя плотность 1,35 г / мл) в 1 мл стерильной дистиллированной воды, нагретой до 37 ° C. Основной раствор готовили непосредственно перед проведением антибактериальных анализов.

Приготовление искусственного меда

Искусственный мед был приготовлен растворением 76.8 г фруктозы и 60,6 г глюкозы отдельно в 100 мл стерильной деионизированной воды и путем смешивания этих двух растворов в соотношении 1: 1. Осмолярность искусственного меда была доведена до осмолярности образцов меда (BRIX) с помощью рефрактометрических измерений.

Штаммы бактерий

Стандартные штаммы Bacillus subtilis (ATCC 6633) и Escherichia coli (ATCC 14948; Thermo Fisher Scientific Remel Products, Lenexa, KS 66215) выращивали в бульоне Мюллера-Хинтона (MHB; Difco Laboratories) в течение ночи при встряхивании. -баня при 37 ° C.

Ночные культуры разбавляли бульоном до эквивалента 0,5 стандарта МакФарланда (приблизительно 10 ⁸ КОЕ / мл), который измеряли спектрофотометрически при A _{600 нм} .

Антибактериальный анализ

Антибактериальную активность меда определяли с помощью анализа микроразбавления бульона с использованием формата 96-луночного микропланшета. Последовательные двукратные разведения меда были приготовлены путем смешивания и переноса 110 мкл меда с 110 мкл инокулированного бульона (конечные концентрации 10 ⁶ КОЕ / мл для каждого микроорганизма) из ряда A в ряд H микропланшета.Строка G содержала только посевной материал и служила положительным контролем, а строка H содержала стерильный MHB и служила бланком.

После инкубации планшетов в течение ночи при 37 ° C на водяной бане со встряхиванием рост бактерий измеряли при A _{595 нм} , используя мультидетекторный микропланшетный ридер Synergy HT (Synergy HT, Bio-Tek Instruments, Winooski, VT , США).

Вклад цвета меда в абсорбцию корректировали путем вычитания значений оптической плотности до (нулевого времени) инкубации из значений, полученных после инкубации в течение ночи.

Показания оптической плотности, полученные из кривых доза-ответ, использовали для построения профилей ингибирования роста (GIP). Минимальные ингибирующие концентрации (MIC) были определены из GIP и представляли самую низкую концентрацию меда, которая подавляла рост бактерий. Конечной точкой МИК в наших экспериментах была концентрация меда, при которой наблюдалось 90% -ное снижение роста бактерий, измеренное по оптической плотности при A _{595 нм} .

Статистический анализ и кривые доза-ответ получали с использованием программного обеспечения KC4 (Synergy HT, Bio-Tek Instruments, Winooski, VT, USA).

Анализ перекиси водорода

Концентрация перекиси водорода в меде определялась с использованием набора для анализа перекиси водорода / пероксидазы (Amplex Red, Molecular Probes, Invitrogen, Burlington, ON, Canada). Анализ проводили в 96-луночных микропланшетах в соответствии с инструкциями производителя. Флуоресценцию образовавшегося продукта, резоруфина, измеряли при возбуждении 530 нм и эмиссии 590 нм с использованием мультидетекторного микропланшетного ридера Synergy HT (Molecular Devices, BioTek Instruments, Winooski, VT, USA) и строили кривые доза-реакция. генерируется с помощью программного обеспечения обработки данных KC4 ™.

Для расчета концентрации перекиси водорода в меде была построена стандартная кривая наряду с серийными разбавлениями меда. Стандартная кривая была построена для 200 мкМ исходного раствора H ₂ O ₂ . Каждый из образцов меда и стандартная кривая были протестированы в трех экземплярах.

Каталазная обработка меда

Мед обрабатывали каталазой (13 800 Ед / мг твердого вещества; Sigma-Aldrich, Канада) в соотношении 1000 единиц на 1 мл 50% раствора меда в стерильной воде в течение 2 часов при комнатной температуре.

Инкубация бактериальных культур с медом или перекисью водорода

Ночные культуры E. coli и B. subtilis (1,5 мл, доведены до 10 ⁷ КОЕ / мл в MHB) обрабатывались либо 50% раствором меда в соотношении 1: 1 (об. / Об. ), раствор искусственного меда или растворы перекиси водорода, содержащие 5, 2,5, 1,2, 0,62 и 0,3125 мМ (конечные концентрации) H ₂ O ₂ , приготовленные из 20 мМ исходного раствора.После инкубации в течение ночи при 37 ° C при непрерывном встряхивании клетки собирали центрифугированием при 3000 × g (Eppendorf) в течение 30 с, а затем их ДНК выделяли.

Выделение ДНК

Суммарная геномная бактериальная ДНК была выделена из необработанных контрольных клеток и из клеток, обработанных медом или перекисью водорода, с использованием набора для выделения ДНК (Norgen Biotek Corporation, Сент-Катаринс, Онтарио, Канада) в соответствии с инструкциями производителя. .

Электрофорез в агарозном геле

Агарозный гель (1.3%) электрофорез проводили в буфере 1 × TAE, содержащем бромид этидия (0,1 мкг / мл мас. / Об.). Десять микролитров ДНК, выделенных из необработанных и обработанных бактериальных клеток, смешивали с 5-кратной загрузкой красителя (0,25% бромфенолового синего, 0,25% ксилол ксианола, 40% сахарозы) и загружали в гель. Выбранные маркеры молекулярной массы ДНК представляли собой лестницу ДНК HighRanger 1 т.п.н., лестницу ДНК MidRanger 1 т.п.н. и ДНК-лестницу PCRSizer 100 п.о. от Norgen Biotek (Торольд, Онтарио). Гели прогоняли при 85 В в течение 1 ч, а затем визуализировали и фотографировали с помощью системы Gel Doc 1000 и программного обеспечения Quantity One 1-D Analysis (версия 4.6.2 Basic) от Bio-Rad.

Результаты

Определение концентрации перекиси водорода в меде

Образование H ₂ O ₂ зависит от разбавления меда, поскольку глюкозооксидаза неактивна в неразбавленном меде (White et al., 1963; Brudzynski, 2006). Мед, использованный в этом исследовании, требовал 4–16-кратного разбавления для наблюдения максимального образования перекиси водорода (рис. 1). На пике концентрации H ₂ O ₂ колебались от 2.От 68 ± 0,04 до 0,248 ± 0,02 мМ в различных сортах меда (таблица 1), как измерено с помощью чувствительного высокопроизводительного анализа пероксида водорода / пероксидазы (анализ Amplex Red).

Рис. 1. Влияние разбавлений меда на производство перекиси водорода . Мед гречишного происхождения, H58 и h33, вместе со сладким клевером (h30) и диким цветком / клевером (h21) давал значительно большее количество H ₂ O ₂ , чем манука (M2) или медовые смеси (H56 и H60). .Содержание H ₂ O ₂ было измерено в дважды разбавленных последовательно медах, ось x представляет значения log2.

Влияние пероксида водорода на ингибирование роста бактерий в зависимости от концентрации

На протяжении всего исследования мы использовали термины: эндогенная перекись водорода для описания H ₂ O ₂ , продуцируемого в меде глюкозооксидазой и экзогенной перекисью водорода, которая была добавлена ​​в качестве добавки к бактериальным культурам.Эти термины были введены для того, чтобы различать эффекты эндогенного H ₂ O ₂ меда, чье действие на бактериальные клетки может модулироваться / затеняться другими компонентами меда, в отличие от истинного, четко определенного действия экзогенной перекиси водорода напрямую. добавлен в бактериальную культуру.

В соответствии с предыдущими сообщениями (Brudzynski, 2006), мы обнаружили сильную корреляцию между содержанием перекиси водорода в меде и ингибирующим действием канадского меда на рост; мед с высокими значениями MIC ₉₀ (6.От 25 до 12,5% об. / Об.), Что соответствует разбавлению от 16 до 8 ×), также имел высокое содержание H ₂ O ₂ (Таблица 1). Поскольку минимальные значения ингибирующей концентрации и пик перекиси водорода наблюдались при разведениях меда от 4 до 16 ×, мы предположили, что для достижения бактериостатической активности меда на уровне MIC ₉₀ требуется максимальное производство перекиси водорода. Чтобы проверить это предположение, мы сначала исследовали зависимость доза-реакция между концентрацией экзогенного пероксида водорода в диапазоне от 10 до 0.312 мМ, и его активность ингибирования роста против E. coli и B. subtilis . Кривые доза-ответ и профили ингибирования роста с высокой воспроизводимостью показали, что концентрации H ₂ O ₂ составляют 1,25 мМ (1,25 мкмоль / 10 ⁷ КОЕ / мл) и 2,5 мМ (2,5 мкмоль / 10 ⁷ КОЕ / мл) были необходимы для подавления роста E. coli и B. subtilis на 90% соответственно (рис. 2).

Рисунок 2.Влияние увеличения концентрации экзогенной перекиси водорода на рост E. coli (синяя линия) и B. subtilis (красная линия) . Каждая точка представляет собой среднее значение и стандартное отклонение трех отдельных экспериментов, проведенных в трех повторностях.

Взаимосвязь между содержанием эндогенного H ₂ O ₂ и ингибирующей активностью меда

Чтобы исследовать, влияет ли содержание меда H ₂ O ₂ на бактериостатическую активность меда аналогично тому, как это делает экзогенный H ₂ O ₂ , каждый мед был проанализирован на ингибирующую активность роста и образование водорода. перекисью в том же диапазоне разведений меда.Когда профили производства перекиси водорода были наложены на профили ингибирования роста меда против E. coli , оказалось, что почти вся бактериостатическая активность меда может быть отнесена к эффектам этого соединения (рис. 3А). В меде эндогенный H ₂ O ₂ 2,5 мМ имел решающее значение для подавления роста E. coli ; разведения, которые снижали концентрации H ₂ O ₂ ниже этого значения, показали потерю медовой активности в отношении подавления роста бактерий на уровне MIC ₉₀ (рис. 3A).Эти данные предполагают, что при разбавлении меда эндогенный H ₂ O ₂ опосредует подавление роста E. coli . Однако концентрации, необходимые для достижения MIC ₉₀ , были в два раза выше, чем обнаруженные для экзогенного пероксида водорода (2,5 против 1,25 мМ, соответственно; рис. 3A).

Рисунок 3. Взаимосвязь между бактериостатическим эффектом меда и содержанием en-h3O2 на E. coli (A) или B.культуры subtilis (B) Профили ингибирования роста определяли для различных видов меда с использованием анализа микроразбавления бульона (колонки) . Содержание меда H ₂ O ₂ при каждом разбавлении меда определяли с помощью анализа пероксида / пероксидазы, как описано в разделе «Материалы и методы». Следует отметить: профили ингибирования роста искусственного меда с осмолярностью, равной таковой для натурального меда, обеспечили значения MIC ₉₀ 25% (об. / Об.) Против обоих E.coli и B. subtilis . Каждая точка или столбец представляет средние значения трех отдельных экспериментов, проведенных в трех экземплярах.

В отличие от E. coli , подавление роста B. subtilis , по-видимому, не было связано с влиянием уровней меда H ₂ O ₂ (фиг. 3B). Быстрое увеличение роста B. subtilis с разбавлением меда произошло, несмотря на присутствие высоких уровней H ₂ O ₂ (мед H58, h33, h30 и h21, Рисунок 3B).В то время как воздействие на культуру B. subtilis экзогенного H ₂ O ₂ привело к зависимому от концентрации ингибированию роста с MIC ₉₀ при 2,5 мМ (рис. 2), сопоставимые концентрации H ₂ O ₂ меда оказались неэффективными. Это указывало на то, что другие соединения / физические характеристики меда были ответственны за ингибирование роста, такие как высокая осмолярность меда. Более того, более высокие разведения меда, более чем 16-кратные, оказали стимулирующее действие на B.subtilis (рис. 3В).

Таким образом, наши результаты впервые продемонстрировали, что бактериостатические эффекты эндогенного и экзогенного пероксида водорода заметно различаются из-за присутствия других компонентов меда и, что более важно, воздействия меда H ₂ O ₂ на бактериальный рост заметно различается у E. coli и B. subtilis .

Сравнение влияния меда и перекиси водорода на деградацию ДНК в бактериальных клетках

Для эффективного проявления своего окислительного биоцидного действия концентрация перекиси водорода в различных дезинфицирующих средствах является высокой, от 3 до 30% (0.От 8 до 8 м). Напротив, мы установили, что среднее содержание H ₂ O ₂ в протестированных медах варьировалось от 0,5 до 2,7 мМ (Таблица 1). Следовательно, концентрация H ₂ O ₂ , измеренная в меде, была примерно в 260–1600 раз ниже, чем эффективная бактерицидная доза H ₂ O ₂ в дезинфицирующих средствах. Поэтому мы задались вопросом, может ли перекись водорода в концентрациях, присутствующих в меде, вызывать деградацию ДНК и, в конечном итоге, гибель бактериальных клеток.

Чтобы изучить влияние меда и перекиси водорода на целостность бактериальной ДНК, культуры E. coli (10 ⁷ КОЕ / мл) подверглись воздействию возрастающих концентраций экзогенного H ₂ O ₂ (5– 0,3125 мМ) или меду, содержащему известные количества H ₂ O ₂ . После 24 ч инкубации при 37 ° C бактериальную ДНК выделяли и проверяли ее целостность на агарозных гелях. На рисунке 4 показано, что воздействие перекиси водорода в концентрациях 5 и 2 на культуру E. coli .5 мМ вызывало деградацию ДНК, тогда как концентрации H ₂ O ₂ ниже 2,5 мМ были неэффективными.

Рис. 4. Влияние воздействия меда или экзогенной перекиси водорода на культуры E. coli на целостность бактериальной ДНК . Клетки обрабатывали медом (манука, гречиха h303, h304 и h305) или увеличивающимися концентрациями экзогенного H ₂ O ₂ (5–0,312 мМ).Необработанные клетки и клетки, обработанные раствором сахара (искусственный мед, AH), служили контролем. Целостность ДНК анализировали на агарозных гелях.

Напротив, мед с относительно высокими концентрациями H ₂ O ₂ , но ниже 2,5 мМ (h303, 204, 205; Таблица 1) проявлял активность по разложению ДНК (Рисунок 4). Способность меда H ₂ O ₂ расщеплять ДНК оказалась зависимой от концентрации. Мед h300, содержащий 0,25 мМ H ₂ O ₂ , не смог расщепить ДНК (рис. 5).Различия в концентрациях H ₂ O ₂ между экзогенной перекисью водорода и перекисью водорода в меде, которые требовались для эффективного разложения хромосомной ДНК, могут указывать на то, что действие меда H ₂ O ₂ усиливается другими компонентами меда.

Рис. 5. Влияние воздействия культур E. coli на необработанный и обработанный каталазой мед на целостность хромосомной ДНК .«Cont» представляет собой ДНК, выделенную из необработанных клеток E. coli , AH-клеток, обработанных искусственным медом, или гречишного меда h300, h305 и меда M-манука после 24-часовой инкубации и h304 после 8-часовой инкубации.

Мед манука также обладал низкой концентрацией H ₂ O ₂ (0,72 мМ), но эффективно расщеплял ДНК (Рисунки 4 и 5). Однако антибактериальная активность меда манука не регулируется содержанием меда H ₂ O ₂ (Molan and Russell, 1988; Allen et al., 1991).

Деградация ДНК в клетках E. coli , подвергшихся воздействию обработанного каталазой или термообработанного меда

Чтобы лучше понять роль H ₂ O ₂ в деградации хромосомной ДНК, культуры E. coli подвергались воздействию меда, обработанного каталазой. Удаление H ₂ O ₂ каталазой отменило активность меда h305 по разложению ДНК и оказало защитное действие на бактериальную ДНК (рис. 5). Короткая инкубация обработанного каталазой меда h304 с ДНК (8 часов вместо 24 часов) также предотвращала деградацию ДНК (рис. 5).Неактивный мед h300 оставался неспособным расщеплять ДНК после обработки каталазой (рис. 5). Однако, когда к меду h300 добавляли 2 мМ H ₂ O ₂ , а затем инкубировали с культурой E. coli при 37 ° C в течение 8 часов, он становился активным в деградации ДНК, и степень деградации ДНК была сравнимо с медом h304 (Рисунок 5). С другой стороны, обработка меда манука каталазой не предотвращала деградацию ДНК, что согласуется с представлением о том, что антибактериальная активность меда манука не зависит от перекиси водорода (Molan and Russell, 1988; Allen et al., 1991).

Чтобы исследовать возможное участие ДНКаз в деградации ДНК, мед подвергали термообработке в условиях, которые инактивируют активность ДНКазы (75 ° C в течение 10 минут). Затем ненагретые и термически обработанные меды инкубировали с культурами E. coli при 37 ° C в течение 8 часов с последующим выделением ДНК и ее анализом на агарозных гелях. Тепловая обработка активных медов h305 и h33 не предотвращала деградацию ДНК, что позволяет предположить, что ДНКазы не участвуют в этом процессе (рисунки 6 и 7).Более того, тот факт, что некоторые меды проявляли активность по разложению ДНК (h33 или h305) в бактериальной культуре, а другие — нет (h300 и H60), маловероятно, что этот процесс был вызван в основном загрязнением меда ДНКазами. С другой стороны, неспособность меда h300 и H60 разрушать ДНК была тесно связана с очень низкой концентрацией H ₂ O ₂ в этих медах.

Рисунок 6. Эффект воздействия E.coli для термообработанного (h), обработанного каталазой (кошка) и необработанного (не) меда на целостность хромосомной ДНК . AH-клетки обрабатывают искусственным медом, гречишным медом или h300, и h305. Дорожка «h300 2 мМ H ₂ O ₂ » представляет влияние добавления к меду h300 перекиси водорода на целостность ДНК E. coli .

Рисунок 7. Эффект воздействия голой ДНК E. coli на ненагретый и термообработанный мед H60 и h33 .

Вместе эти результаты убедительно подтверждают роль H ₂ O ₂ в деградации ДНК.

Обсуждение

Результаты, описанные в этом исследовании, пересматривают старые взгляды и предоставляют новую информацию о роли перекиси водорода в регуляции бактериостатической и бактерицидной активности меда.

Во-первых, мы обнаружили, что экспоненциально растущие клетки E. coli и B. subtilis ингибировались в зависимости от концентрации экзогенным H ₂ O ₂ , достигая MIC ₉₀ при 1.25 мМ (1,25 мкмоль / 10 ⁷ КОЕ / мл) и 2,5 мМ (2,5 мкмоль / 10 ⁷ КОЕ / мл), соответственно. Однако бактериостатическая эффективность H ₂ O ₂ значительно отличалась от таковой у меда H ₂ O ₂ . Основными факторами, которые способствовали этим различиям, были (а) восприимчивость / устойчивость бактерий к окислительному действию перекиси водорода и (б) влияние других компонентов меда.

Эндогенный H ₂ O ₂ подавлял рост E.coli в зависимости от концентрации, но его MIC ₉₀ был в два раза выше, чем у экзогенного H ₂ O ₂ (2,5 против 1,25 мМ, соответственно). Уровни MIC ₉₀ меда против E. coli совпадали с разведениями, при которых происходил пик продукции перекиси водорода. Обработка меда каталазой привела к значительному снижению их бактериостатической активности (Brudzynski, 2006). Вместе эти данные являются прямым доказательством того, что E.coli чувствителен к окислительному действию меда H ₂ O ₂ .

Напротив, подавление роста B. subtilis не было связано с действием меда H ₂ O ₂ . В то время как воздействие H ₂ O ₂ на культур B. subtilis привело к зависимому от концентрации ингибированию роста, сопоставимые концентрации меда H ₂ O ₂ в меде оказались неэффективными для остановки B.subtilis рост. Быстрое снижение бактериостатической активности меда при разбавлении наблюдалось даже в присутствии высоких концентраций меда H ₂ O ₂ . Эти результаты предполагают, что другие соединения меда были ответственны за ингибирование роста B. subtilis . Вследствие остановки роста произошло изменение чувствительности B. subtilis к меду H ₂ O ₂ . Вместо задержки роста мы наблюдали стимуляцию роста B.subtilis при высоких разбавлениях меда (16-кратное и выше) и в присутствии высоких уровней H ₂ O ₂ . Литературные данные предоставляют убедительные доказательства того, что переход от экспоненциальной фазы роста к стационарной фазе вызывает споруляцию B. subiltis и, как следствие, повышенную устойчивость к перекиси водорода. Переход к стационарной фазе роста активирует транскрипционный фактор РНК-полимеразы σ ^s , который регулирует экспрессию гена стационарной фазы регулона rpoS .Экспрессия фактора ^s в B. subtilis вызывает образование спор для увеличения выживаемости бактерий (Dowds et al., 1987; Dowds, 1994; Loewen et al., 1998; Zheng et al., 1999; Chen and Шеллхорн, 2003). Dowds et al. 1987 показали, что культуры B. subtilis в стационарной фазе проявляют жизнеспособность даже при концентрации H ₂ O ₂ 10 мМ. Эти данные могут объяснить, по крайней мере частично, очевидную нечувствительность B. subtilis к высоким уровням перекиси водорода в меде.

Эти результаты выявили значительные различия в чувствительности E. coli и B. subtilis к окислительному стрессу, вызванному медом H ₂ O ₂ . В качестве аэробных бактерий как E. coli , так и B. subtilis оснащены молекулярным оборудованием для борьбы с окислительным стрессом путем активации нескольких стрессовых генов под oxyR- или perR -регулонами, в E. coli и B. subtilis соответственно (Dowds et al., 1987; Christman et al., 1989; Даудс, 1994; Bsat et al., 1998; Сторц и Имлай, 1999). Гены oxyR и perR контролируют экспрессию индуцибельных форм katG (каталаза гидропероксидаза I, HP1), ahpCF (алкилгидропероксидредуктаза), которые снижают уровень перекиси водорода до уровней, не вредных для растущих клеток (Hassan и Фридович, 1978; Loewen, Switala, 1987; Storz et al., 1990; Seaver, Imlay, 2001). Хотя эти реакции похожи у обеих бактерий, основное различие касается их механизмов адаптации и выживания к окислительному стрессу.

Относительно мало известно о роли перекиси водорода в меде в гибели бактериальных клеток. Наиболее важным результатом, полученным в этой работе, является демонстрация того, что мед H ₂ O ₂ участвует в деградации бактериальной ДНК. Этот вывод подтверждается несколькими доказательствами. Во-первых, обработка культур экспоненциальной фазы E. coli увеличивающимися концентрациями экзогенной перекиси водорода (5–0,3125 мМ) или меда с различным содержанием эндогенного H ₂ O ₂ приводила к зависимой от концентрации деградации ДНК. .В то время как минимальная активность по разложению ДНК экзогенного H ₂ O ₂ наблюдалась при 2,5 мМ (2,5 мкмоль / 10 ⁷ КОЕ / мл), в отличие от меда, обладающего концентрацией H ₂ O ₂ ниже 2,5 mM все еще были активны в этом процессе. Во-вторых, деградация ДНК активным медом была устранена удалением H ₂ O ₂ каталазой. В-третьих, мед с низким содержанием H ₂ O ₂ не мог расщеплять ДНК, но добавление 2 мМ перекиси водорода вызывало появление этой активности.Степень деградации ДНК медом, который был дополнен H ₂ O ₂ , была сопоставима с таковой у активного меда.

Тепловая обработка активных медов перед инкубацией с культурами E. coli не предотвратила деградацию ДНК, что позволяет предположить против участия ДНКазы в этом процессе. Более того, не все протестированные меды проявляли активность по разложению ДНК на клетках E. coli . Учитывая, что бактериальные клетки непроницаемы для ДНКазы, деградация ДНК медом, наблюдаемая в этом исследовании, не могла быть просто объяснена загрязнением ДНКазой.Скорее, тесная взаимосвязь между деградацией ДНК и содержанием H ₂ O ₂ в меде свидетельствует о роли H ₂ O ₂ в механизме расщепления ДНК.

Деградация ДНК — это смертельное событие, которое в конечном итоге приводит к гибели клетки. Литературные данные показывают, что концентрация перекиси водорода играет решающую роль в типе гибели клеток, которая следует за воздействием H ₂ O ₂ . В упрощенных моделях in vitro , где анализировалось прямое воздействие перекиси водорода на бактериальные клетки, для E.coli . При низких концентрациях H ₂ O ₂ (≤2,5 мМ) клеток E. coli умирали из-за повреждения ДНК, нанесенного метаболически активным клеткам (Imlay and Linn, 1986; Imlay and Linn, 1987a, b ; Брэнди и др., 1989). При концентрациях 10–50 мМ H ₂ O ₂ клеточная гибель является результатом цитотоксических эффектов из-за гидроксильных радикалов, образованных из перекиси водорода (Imlay and Linn, 1987a, b; Brandi et al., 1989). В полном соответствии с этими данными мы установили, что минимальная активность по разложению ДНК экзогенного H ₂ O ₂ на E.coli составляла 2,5 мМ (2,5 мкмоль / 10 ⁷ КОЕ / мл). В отличие от экзогенного H ₂ O ₂ , минимальная активность по разложению ДНК меда H ₂ O ₂ была ниже 2,5 мМ. Более низкие концентрации меда H ₂ O ₂ , необходимые для эффективного разрушения хромосомной ДНК, убедительно свидетельствуют о том, что окислительный эффект H ₂ O ₂ был усилен другими компонентами меда, такими как переходные металлы (Fe, Cu), обычно присутствует в меде.В поддержку этого предположения недавние литературные данные указывают на то, что именно гидроксильный радикал (HO), который образуется в реакции Фентона, катализируемой металлами, из H ₂ O ₂ , а не молекулярный пероксид водорода, вызывает окислительное повреждение мембранные структуры, белки и ДНК (Imlay et al., 1988; Storz, Imlay, 1999; Cabiscol et al., 2000; Imlay, 2003).

В заключение, наше исследование продемонстрировало, что мед H ₂ O ₂ оказывает бактериостатическое действие и разрушает ДНК бактериальными клетками.На степень повреждающего воздействия меда H ₂ O ₂ сильно повлияли чувствительность бактерий к окислительному стрессу, фаза роста и их стратегия выживания (неспорообразующие виды по сравнению с спорообразующими видами), а также модуляция другие медовые составы.

Заявление о конфликте интересов

Авторы заявляют, что исследование проводилось в отсутствие каких-либо коммерческих или финансовых отношений, которые могут быть истолкованы как потенциальный конфликт интересов.

Благодарности

Это исследование было поддержано фондами Совета по адаптации сельского хозяйства Министерства сельского хозяйства и агропродовольствия Канады (ADV-380) и Центрами передового опыта Онтарио (BM50849), предоставленными Катрине Брудзински.

Список литературы

Брудзинский, К., Миотто, Д. (2011a). Признание высокомолекулярных меланоидинов в качестве основных компонентов, ответственных за способность канадского меда без нагрева и термообработки улавливать радикалы. Food Chem. 125, 570–575

CrossRef Полный текст

Брудзинский, К., Миотто, Д. (2011b). Медовые меланоидины. Анализ состава фракций меланоидина с высокой молекулярной массой, проявляющих способность улавливать радикалы. Food Chem. 127, 1023–1030.

CrossRef Полный текст

Бсат, Н., Хербиг, А., Касильяс-Мартинес, Л., Сетлоу, П., и Хельманн, Дж. Д. (1998). Bacillus subtilis содержит несколько гомологов Fur: идентификация репрессоров захвата железа (Fur) и пероксидного регулона (PerR). Mol. Microbiol. 29, 189–198.

CrossRef Полный текст

Кабискол, Э., Тамарит, Дж., И Рос, Дж. (2000). Окислительный стресс у бактерий и повреждение белков активными формами кислорода. Внутр. Microbiol. 3, 3–8.

Pubmed Аннотация | Pubmed Полный текст

Чен Г. и Шеллхорн Х. Э. (2003). Контролируемая индукция регулона RpoS в Escherichia coli. Банка. J. Microbiol. 44, 707–717.

Чен, Л.Л., Керамати И. и Хельманн Дж. Д. (1995). Координационная регуляция генов перекиси водорода Bacillus subtilis перекисью водорода и ионами металлов. Proc. Natl. Акад. Sci. США 92, 8190–8194.

Pubmed Аннотация | Pubmed Полный текст | CrossRef Полный текст

Кристман М.Ф., Сторц Г. и Эймс Б.Н. (1989). OxyR, позитивный регулятор генов, индуцируемых перекисью водорода в Escherichia coli и Salmonella typhimurium , гомологичен семейству бактериальных регуляторных белков. Proc. Natl. Акад. Sci. США 86, 3484–3488.

Pubmed Аннотация | Pubmed Полный текст | CrossRef Полный текст

Даудс, Б.С. (1994). Ответ на окислительный стресс у Bacillus subtilis . FEMS Microbiol. 124, 155–264.

CrossRef Полный текст

Даудс, Б. К., Мерфи, П., МакКоннелл, Д. Дж. И Дивайн, К. М. (1987). Взаимосвязь окислительного стресса, цикла роста и споруляции у Bacillus subtilis . J. Bacteriol. 168, 5771–5775.

Finnegan, M., Linley, E., Denyer, S.P., McDonnell, G., Simon, C., and Maillard, J.-Y. (2010). Механизм действия перекиси водорода и других окислителей: различия между жидкой и газовой формами. J. Antimicrob. Chemother. 65, 2108–2115.

Pubmed Аннотация | Pubmed Полный текст | CrossRef Полный текст

Хасан, Х. М., и Фридович, И. (1978). Регуляция синтеза каталазы и пероксидазы в Escherichia coli . J. Biol. Chem. 253, 6445–6420.

Pubmed Аннотация | Pubmed Полный текст

Имлай, Дж. А., и Линн, С. (1986). Бимодальный характер уничтожения ДНК-дефектных или выращенных в условиях аноксии Escherichia coli перекисью водорода. Бактериология 166, 519–527.

Имлай, Дж. А., и Линн, С. (1987a). Мутагенез и стрессовая реакция, индуцированная в Escherichia coli перекисью водорода. Дж.Бактериол. 169, 2967–2976.

Имлай, Дж. А., и Линн, С. (1987b). Повреждение ДНК и токсичность кислородных радикалов. Наука 240, 1302–1309.

CrossRef Полный текст

Молан П. К. и Рассел К. М. (1988). Непероксидная антибактериальная активность некоторых новозеландских медов. J. Apic. Res. 27, 62–67.

Пернал, С. Ф., и Карри, Р. У. (2000). Качество пыльцы свежих и однолетних однопыльцевых рационов рабочих медоносных пчел ( Apis mellifera L.). Apidologie 31, 387–409.

CrossRef Полный текст

Рибейро, Г. Ф., Корте-Реаль, М., и Бьорн, Дж. (2006). Характеристика повреждений ДНК при апоптозе дрожжей, вызванном перекисью водорода, уксусной кислотой и гиперосмотическим шоком. Mol. Биол. Cell 17, 4584–4591.

Pubmed Аннотация | Pubmed Полный текст | CrossRef Полный текст

Рутала, В. А., Вебер, Дж. Д., Консультативный комитет по практике инфекционного контроля в здравоохранении.(2008). Руководство по дезинфекции и стерилизации в медицинских учреждениях, 2008 г. . Центры по контролю и профилактике заболеваний (CDC), Министерство здравоохранения и социальных служб США Чапел-Хилл, Северная Каролина.

Вестон Р. Дж. (2000). Вклад каталазы и других натуральных продуктов в антибактериальную активность меда: обзор. Food Chem. 71, 235–239.

CrossRef Полный текст

Уайт, Дж. Х., Суберс, М.Х. и Шепарц А.И. (1963). Идентификация ингибина, антибактериального фактора меда, в виде перекиси водорода и его происхождения в глюкозооксидазной системе меда. Biochem. Биофиз. Acta 73, 57–70.

CrossRef Полный текст

Zheng, M., Doan, B., Schneider, T.D., and Storz, G. (1999). Регулирование меха OxyR и SoxRS. J. Bacteriol. 181, 4639–4643.

Pubmed Аннотация | Pubmed Полный текст

Перекись водорода

Перекись водорода участвует во всех жизненных жизненно важные процессы и должны присутствовать иммунная система для правильного функционирования.Клетки в теле борются с инфекцией (известной как гранулоциты) производят перекись водорода как первая линия защиты от вторгающиеся организмы, такие как паразиты, вирусы, бактерии и дрожжи. Это также необходим для метаболизма белков, углеводов, жиров, витаминов и минералы. Как гормональный регулятор, перекись водорода необходима для выработка организмом эстрогена, прогестерон и тироксин; это также помогает регулировать уровень сахара в крови и производство энергии в клетках. Когда дело доходит до терапия перекисью водорода, кажется, только две точки зрения. Сторонники считают это одним величайших чудес исцеления всех времен. Противники считают, что его проглатывание исключительно опасно и только безрассудно мог подумать о таком поведении, заявляя, что пероральный прием перекиси водорода может оказывают разъедающее действие на желудок и тонкой кишки и не советуем используй это.В Споры о приеме внутрь h3O2 устно или введя его в тело внутривенно . Спор был продолжается десятилетиями, и это будет продолжаться еще много лет. Устный использование очень дешево в использовании, поэтому, конечно, медицинское сообщество будет сопротивляться., болезнь Альцгеймера) Терапия перекисью водорода была эффективен при многих недугах, в том числе: Аллергия Головные боли Высотная болезнь — Простой герпес Гингивит Грибковые инфекции Герпес Анемия ВИЧ-инфекция Аритмия Грипп Астма Бактериальные инфекции Цирроз печени Дрожжевые инфекции Опоясывающий лишай Бронхит Рак Рассеянный склероз Укусы насекомых Волчанка Кандида Эритематоз Паразитарные инфекции Сердечно-сосудистые заболевания Паркинсоны Заболевание сосудов головного мозга ( Пародонта Болезнь Хроническая боль Простатит Диабет Ревматоидный артрит типа 11 Опоясывающий лишай диабетической гангрены Диабетическая ретинопатия Проблемы с пищеварением Запор Боль в горле Инфекция Эпштейна-Барра Язвы Эмфизема Вирусные инфекции Пищевая аллергия Бородавки «…Когда в организме достаточно кислорода, он производит достаточно энергия для оптимизации метаболизма и устранения накопленного токсичные отходы в тканях. Естественный иммунитет достигается, когда иммунная система не обременен сильными «токсичными отложениями». Детоксикация происходит, когда кислород попадает в система ». Доктор Норман Маквеа «… Недостаточный кислород означает недостаточное биологическое энергия, которая может привести к чему угодно: от легкой усталости до опасное для жизни заболевание. Связь между недостатком кислорода и болезнью теперь были прочно установлены. Чем больше кислорода в нашем системы, тем больше энергии мы производим ». Д-р В. Спенсер Уэй: Журнал Американской ассоциации врачей «… Подавляющее большинство тех инфекционных микробов, которые вызывают у нас столько болезней и боли АНАЭРОБНЫЕ … большой слово, которое означает, что они живут и размножаются лучше всего в среды, в которых присутствует НЕБОЛЬШОЙ КИСЛОРОД ИЛИ БЕЗ КИСЛОРОДА ». Эд МакКейб: Кислородная терапия: новый подход к лечению болезней «… Недостаток кислорода явно играет важную роль в том, что клетки стать злокачественным.« Доктор Гарри Голдблатт: Журнал экспериментальной медицины «… У рака только одно главное число причина. Это замена нормального кислорода дыхание клеток организма анаэробным (т.е. кислородное голодание) клеточное дыхание ». Д-р Отто Варбург: Нобелевская премия по исследованиям рака «… Во всех серьезных болезненных состояниях мы находим сопутствующие низкое кислородное состояние. Низкий уровень кислорода в тканях организма — верный индикатор болезни. Гипоксия или отсутствие кислород в тканях — основная причина всех дегенеративное заболевание «. Доктор Стивен Левин — молекулярный биолог. Кислород Дефицит: сопутствует всем дегенеративным заболеваниям «…Истинная причина аллергии — пониженное окисление процесс в организме, в результате чего пострадавший быть чувствительным к попаданию в организм посторонних веществ. Только когда механизм окисления восстановится до своего изначальное высочайшее состояние эффективности может чувствительность быть устранено «. Доктор Венделл Хендрикс — Исследовательский фонд Хендрикса Водород Перекись (h3O2) — Как это работает При воздействии других соединений водорода перекись легко распадается. Экстра атом кислорода выделяется в ткани , оставляя сзади h30 (вода). В природе кислород (02) состоит из двух атомы — очень стабильное сочетание. Один атом кислорода, однако, очень реактивен и называется свободный радикал. Над последние несколько лет мы постоянно читать, что эти свободные радикалы отвечает за все виды недугов и даже преждевременное старение. Чем кажутся многие писатели забыть, однако, то, что наши тела создавать и использовать свободные радикалы для разрушения вредные бактерии, вирусы и грибки. дюйм Фактически, клетки, ответственные за борьбу инфекция и инородные захватчики в организме (ваши лейкоциты) производят водород перекисью и используйте ее, чтобы окислить виновники. Пероксид водорода образуется внутри отдельные клетки тела необходимы для жизни. И никто не сомневается в его эффективности, когда он доходит до местного лечения инфекций. Сильное пузырение, которое вы видите, когда перекись водорода вступает в контакт с Бактериальный разрез или рана — это кислород высвобождаются и уничтожаются бактерии.Способность наших клеток производить водород перекись жизненно необходима. h302 нет какой-то нежелательный побочный продукт или токсин, но вместо этого основное требование для хорошего здоровья. Свободные радикалы , также известные как радикалы, представляют собой органические молекулы ответственны за старение, повреждение тканей и, возможно, некоторые болезни. Эти молекулы очень нестабильны, поэтому они стремятся соединиться с другими молекулами, разрушая их здоровье и в дальнейшем продолжая разрушительный процесс.Антиоксиданты, присутствующие в многие продукты представляют собой молекулы, которые предотвращают появление свободных радикалов от повреждения здоровых тканей. Радикалы действительно играют ключевую роль в нескольких биологических процессы. Они играют роль в работе белых клетки крови называются фагоцитами , которые «едят» бактерии и другие патогены в организме. Они также считается вовлеченным в процесс, называемый окислительно-восстановительным потенциалом сигнализация , где они считаются сотовые мессенджеры. Проблема с радикалами Некоторые молекулы нестабильны. Они делают не имеют четного числа электронов, поэтому они всегда ищут лишний электрон, который они могут «украсть», чтобы стать стабильным. В мире это нормальный процесс, но в организме это может привести к ненужный и нежелательный ущерб. Свободные радикалы «свободны», потому что они плавать вокруг, пока они не стабилизируются, и «радикально» в ощущение, что существует большое разнообразие молекул из который они могут взять электрон.Ущерб не прекращается там, однако, как новая молекула, скажем, кусок клеточная стенка, теперь также отсутствует электрон и стать еще одним свободным радикалом. Этот эффект снежного кома может нанести ущерб здоровым тканям. Сообщается, что пока работает еще в 1920 году. Английский медицинский журнал, Lancet, затем сообщил, что внутривенное настой успешно использовался для лечения пневмония в эпидемии следующей за миром Война I.В 1940-х годах Отец Ричард Вильгельм , пионер в продвижении перекиси использование, сообщается об используемом соединении всесторонне лечить все от бактериальное психическое заболевание кожи болезнь и полиомиелит. Отец Вильгельм — основатель «Образовательного концерна по водороду» Перекись »(ECHO, некоммерческая организация посвященный просвещению общественности о безопасное использование и терапевтические преимущества перекись водорода). перекись водорода уменьшилась в 1940-х годах, когда На сцену вышли рецептурные лекарства.С тех пор было мало экономический интерес в финансировании перекиси исследование. В конце концов, это очень дешево и непатентоспособный. Тем не менее, в последние 25 лет, более 7700 статей по перекись водорода были написаны в стандартные медицинские журналы. Еще тысячи, с его терапевтическим использованием, появились в публикациях по альтернативному здоровью. В количество условий, которым помогает водород перекись поразительна.Сообщенные опасности и побочные эффекты немногочисленны и часто противоречивые. Аэробика по сравнению с анаэробным

Окисление биомолекул перекисью водорода и синглетным кислородом

1. Введение

Повреждение биомолекул, например, окисление ДНК и / или белка реактивными формами кислорода (ROS), тесно связано с канцерогенностью [1, 2, 3] и / или токсичность [4, 5, 6].Кроме того, окислительное повреждение нежелательной ткани может применяться для лечения заболевания, включая лечение рака [7, 8, 9], и аналогичная реакция применяется при стерилизации [10, 11, 12, 13, 14]. Пероксид водорода (H ₂ O ₂ ) представляет собой относительно долгоживущие АФК по сравнению с короткоживущими АФК, такими как супероксид-анион-радикалы (O ₂ ^{• —} ) [15]. Одним из наиболее важных механизмов образования H ₂ O ₂ является дисмутация O ₂ ^{• —} , которая легко образуется при окислении различных материалов молекулой дикислорода (O ₂ ).Различные канцерогенные химические соединения производят H ₂ O ₂ в процессе окисления. Взаимосвязь между молекулярным кислородом и ROS показана на рисунке 1. Молекулы кислорода легко восстанавливаются окружающими материалами, при этом образуются различные ROS и промежуточные соединения (рисунок 1A). В случае фотосенсибилизированной реакции возникают возбужденные состояния молекул кислорода (рис. 1B). Синглетный кислород ( ¹ O ₂ ), который также является важной АФК, может быть легко получен посредством фотосенсибилизированной реакции [16, 17, 18].Состояние ¹ ∑ _g ⁺ ( ¹ O ₂ ( ¹ ∑ _g ⁺ )) в основном создается за счет передачи энергии возбуждения из возбужденного состояния, обычно триплетного возбужденного состояния. (T ₁ ) состояние фотосенсибилизатора [16, 17, 18]. ¹ O ₂ ( ¹ ∑ _g ⁺ ) имеет более высокую энергию, 1,6 эВ, соответствующую основному состоянию молекулы кислорода ( ³ O ₂ ).Время жизни ¹ O ₂ ( ¹ ∑ _г ⁺ ) составляет несколько пикосекунд, и ¹ O ₂ ( ¹ ∑ _г ⁺ ) быстро преобразуется в состояние ¹ Δ _г ( ¹ O ₂ ( ¹ Δ _г )) [16, 17, 18]. Поскольку срок службы ¹ O ₂ ( ¹ Δ _г ) (несколько микросекунд) заметно больше, чем срок службы ¹ O ₂ ( ¹ ∑ _г ⁺ ), ¹ O ₂ ( ¹ Δ _г ) является более важной АФК.После этого ¹ O ₂ означает ¹ O ₂ ( ¹ Δ _г ) без объяснения в этой главе. Видимый свет, кроме ультрафиолетового излучения, обладает достаточной энергией, чтобы произвести ¹ O ₂ из основного состояния молекулы кислорода. Следовательно, продукция ¹ O ₂ является важным механизмом фототоксичности и / или фотоканцерогенности при сильном освещении фототоксичными материалами. Целью этой главы является обзор повреждения биомолекул, опосредованного АФК, и связанных с этим вопросов.

Рис. 1.

Взаимосвязь между основной молекулой кислорода (3O2) и АФК (A) и уровнями энергии молекулы кислорода (B). HOMO и SOMO — это аббревиатуры самой высокой занятой молекулярной орбитали и полузаселенной молекулярной орбитали соответственно. «Стрелки» на (B) указывают спин электрона.

2. Пероксид водорода

Сам по себе пероксид водорода не является сильным АФК. Однако другие АФК, включая гидроксильные радикалы ( ^• OH), образуются из H ₂ O ₂ .Как правило, H ₂ O ₂ образуется в результате дисмутации O ₂ ^{• —} , а in vivo — образования H ₂ O ₂ и O ₂ ^{• —} происходит в митохондриях [19]. В этом разделе рассматривается образование H ₂ O ₂ из соединений, в частности из искусственных материалов.

2.1. Образование перекиси водорода путем окисления химических соединений

Одним из наиболее важных процессов производства H ₂ O ₂ является дисмутация O ₂ ^{• —} .Различные химические соединения или металлы могут окисляться молекулами кислорода. В случае простого окисления, опосредованного переносом электрона, O ₂ ^{• —} получается экстракцией электронов из химических соединений или металлов. Время жизни O ₂ ^{• —} в водном растворе составляет около нескольких миллисекунд [15]. Образующийся O ₂ ^{• —} в водной среде преобразуется в H ₂ O ₂ посредством дисмутации протоном (H ⁺ ) следующим образом:

2O2 • — + 2H + → h3O2 + O2E1

Для Например, гидрохинон, который является одним из метаболитов бензола, может производить H ₂ O ₂ в процессе автоокисления (рис. 2) [20].Этот процесс заметно усиливается присутствием ионов металлов, в частности ионов Cu ²⁺ [20]. В присутствии жертвенных восстановителей, например никотинамидадениндинуклеотида (НАДН), окисленная форма гидрохинона, p -бензохинон, восстанавливается до исходного гидрохинона. Следовательно, образуется окислительно-восстановительный цикл, приводящий к обильному производству H ₂ O ₂ . Также сообщалось, что аналоги гидразина производят H ₂ O ₂ в процессе их автоокисления (рис. 3) [21, 22, 23].

Рис. 2.

Процесс автоокисления гидрохинона и производства АФК.

Рис. 3.

Процесс автоокисления аналогов гидразина и получение АФК.

2.2. Производство пероксида водорода посредством фотохимических процессов

Фотохимические процессы также способствуют образованию H ₂ O ₂ . Поскольку энергия реорганизации восстановления небольшой молекулы, такой как молекулы O ₂ , посредством переноса электрона становится большой в соответствии с теорией Маркуса [24, 25], образование O ₂ ^{• —} посредством фотоиндуцированного переноса электронов составляет энергетически сложно [26, 27].Однако ультрафиолетовое излучение восстанавливающего фотосенсибилизатора, такого как НАДН (рис. 4), может производить O ₂ ^{• —} следующим образом [28]:

НАДН ∗ + O2 → НАД • + H ++ O2 • −E3

Рис. 4.

Структура НАДН.

, где NADH * — фотовозбужденное состояние NADH, а NAD ^• — радикальная форма. NAD ^• подвергается дальнейшему окислению молекулами кислорода до NAD ⁺ , конечного окисленного продукта. Образующийся O ₂ ^{• —} также преобразуется в H ₂ O ₂ посредством процесса дисмутации по формуле.(1).

Фотокаталитическая реакция может также давать H ₂ O ₂ [29, 30, 31, 32, 33, 34]. Например, поверхность диоксида титана (TiO ₂ ) может восстанавливать относительно окислительные молекулы под воздействием ультрафиолетового излучения A (UVA; длина волны 315–400 нм) [29, 30, 31, 32]. Две кристаллические формы TiO ₂ , анатаз и рутил с энергиями запрещенной зоны 3,26 и 3,06 эВ соответственно, являются хорошо известными полупроводниковыми фотокатализаторами [29, 30, 31, 32]. Молекулы адсорбированного кислорода на поверхности TiO ₂ восстанавливаются до O ₂ ^{• —} электроном зоны проводимости, который возбуждается из валентной зоны энергией УФА (рис. 5).Подобно вышеупомянутой реакции, O ₂ ^{• —} также преобразуется в H ₂ O ₂ посредством процесса дисмутации по формуле. (1). Кроме того, реакция окисления фотокатализатора TiO ₂ также дает H ₂ O ₂ . Образовавшаяся дырка (h ⁺ ) в валентной зоне под действием УФА-излучения окисляет молекулы воды на поверхности TiO ₂ до ^• OH. Реакция двух видов ОН ^• может дать H ₂ O ₂ следующим образом:

Рис. 5.

Фотокаталитическое получение АФК TiO2.

Хотя частицы TiO ₂ почти не включаются в ядро ​​клетки [35], сообщалось о повреждении клеточной ДНК [36, 37, 38, 39]. Поскольку H ₂ O ₂ обладает прозрачностью для ядерной мембраны, повреждение клеточной ДНК можно объяснить механизмом, опосредованным H ₂ O ₂ [32]. Активация H ₂ O ₂ и повреждение ДНК H ₂ O ₂ описаны ниже.

2.3. Вторичное образование перекиси водорода в результате фотокаталитической реакции

Фотокаталитическая реакция может давать окисленные промежуточные продукты, кроме конечных окисленных продуктов химических соединений. Например, фотоокисленные аминокислоты [40] и сахара [41] с помощью фотокатализатора TiO ₂ производят H ₂ O ₂ в результате реакции вторичного окисления в присутствии ионов металлов (рис. 6). Диоксид титана может фотокатализовать образование сильного окислителя ^• OH за счет разложения H ₂ O.Образующийся h ⁺ в валентной зоне при облучении УФА может также окислять различные материалы, адсорбированные на поверхности TiO ₂ . Гидроксильные радикалы и h ⁺ могут окислять эти биомолекулы, что приводит к образованию окисленных промежуточных продуктов. Образование частично окисленных молекул приводит к вторичному образованию H ₂ O ₂ в присутствии ионов металлов. Этот производственный процесс H ₂ O ₂ может вызвать удаленное генерирование H ₂ O ₂ в ячейках.

Рис. 6.

Вторичное производство АФК путем фотокатализа TiO2.

Сообщалось, что фотоокисленные фенилаланин и тирозин под действием TiO ₂ производят H ₂ O ₂ в присутствии иона меди (II) [40]. Поскольку фотокатализ TiO ₂ вызывает гидроксилирование ароматических соединений [42], возможно образование производных бензолдиола из этих ароматических аминокислот (рис. 7). Как упоминалось выше, гидрохинон может производить H ₂ O ₂ посредством автоокисления (рис. 2) [20, 43].Количество H ₂ O ₂ , получаемое из фотоокисленного фенилаланина, значительно больше, чем из тирозина [40]. Разница в их скоростях автоокисления должна влиять на продукцию H ₂ O ₂ . Сообщалось, что скорость самоокисления 1,4-формы бензолдиола заметно выше, чем у 1,2-формы [20]. Фенилаланин может окисляться до различных типов бензолдиола, включая 1,4-форму; однако тирозин не может быть преобразован в 1,4-форму.Следовательно, фенилаланин может производить относительно большое количество вторичного H ₂ O ₂ посредством фотокатализа TiO ₂ . Кроме того, другие аминокислоты также могут окисляться фотокатализатором TiO ₂ и вызывать вторичное образование АФК. В частности, фотокатализируемый цистеин в форме анатаза производит значительно большое количество вторичного H ₂ O ₂ . В случае окисления сахара фотокатализатором TiO ₂ активность вторичной H ₂ O ₂ продукции анатазной формы TiO ₂ выше, чем активности рутильной формы [41].

Рис. 7.

Окисление тирозина при фотокатализе TiO2 и образование АФК, опосредованное ионами меди. Фенилаланин также окисляется аналогичными процессами, что приводит к вторичному образованию АФК.

3. Повреждение ДНК перекисью водорода

Сама перекись водорода едва ли вызывает повреждение ДНК; однако он может окислять азотистые основания и расщеплять сахарно-фосфатный остов в присутствии ионов металлов. В этом разделе кратко описывается специфическое для последовательности повреждение ДНК производными АФК H ₂ O ₂ и его биологический эффект.

3.1. Специфическое для последовательности повреждение ДНК перекисью водорода

Перекись водорода вызывает щелочно-лабильные продукты гуанина, тимина и цитозина в присутствии иона меди (Cu ²⁺ ) [44]. Поскольку ионы меди связаны с хроматином [45] с образованием стабильных комплексов с ДНК [46, 47, 48, 49], Cu ²⁺ может играть важную роль в активации H ₂ O ₂ в клетке. ядро. Исследования электрофореза в полиакриламидном геле показали, что H ₂ O ₂ сам по себе не может расщеплять и окислять ДНК [44].Однако инкубация ДНК с H ₂ O ₂ и Cu ²⁺ вызывает модификации оснований в остатках гуанина, тимина и цитозина. Эти сайты модификации оснований можно расщепить обработкой горячим пиперидином [20, 21, 22, 44]. Производные реактивные частицы из H ₂ O ₂ , например, частицы пероксила меди (Cu (I) -OOH), ответственны за это повреждение ДНК:

h3O2 + Cu + → CuI − OOH + H + E5

Cu (I) -OOH не является сильно реакционноспособным по сравнению с ^• OH; однако его время жизни относительно велико, чтобы вызвать модификацию основания ДНК.Одноцепочечная ДНК легче окисляется этими АФК. Следовательно, повреждение ДНК H ₂ O ₂ усиливается денатурацией ДНК [44]. Вышеупомянутые химические соединения, бензолдиол [20] и гидразин [21], индуцируют эти модификации оснований в присутствии Cu ²⁺ . В случае относительно низкой концентрации частиц TiO ₂ аналогичное специфичное для последовательности повреждение ДНК наблюдалось после облучения UVA с Cu ²⁺ [32]. Повреждение ДНК, опосредованное H ₂ O ₂ , эффективно ингибируется каталазой [50], которая представляет собой фермент, разлагающий H ₂ O ₂ до H ₂ O и O ₂ .Хелатирующие молекулы для ионов меди также эффективно подавляют это повреждение ДНК. Кроме того, 3-метилтиопропаналь (метиональ) является эффективным ингибитором Cu (I) -OOH [20, 32, 44]. Cu (I) -OOH не может улавливаться свободными поглотителями ^• OH, такими как сахара и спирты [20, 22, 32, 44]. В присутствии Cu ²⁺ NADH, облученный УФ-А, также индуцирует повреждение ДНК аналогичным процессом через образование H ₂ O ₂ [28]. В целом, фотосенсибилизированное повреждение ДНК можно объяснить механизмом образования ¹ O ₂ или окислением, опосредованным переносом электрона [51].ДНК, опосредованная H ₂ O ₂ , является редким случаем фотохимического повреждения ДНК.

Перекись водорода и Cu ²⁺ могут вызывать тандемное поражение остатков гуанина и тимина [32]. Кластерные повреждения ДНК, включая тандемные повреждения, обладают важным мутагенным потенциалом [52, 53, 54]. Кроме того, репарация таких повреждений ДНК сложнее, чем одноосновных повреждений [55, 56, 57, 58, 59, 60]. Следовательно, окислительное повреждение ДНК в результате продукции H ₂ O ₂ может играть важную роль в канцерогенезе.

В присутствии ионов железа (Fe ²⁺ ) ^• OH образуется следующим образом:

h3O2 + Fe2 + → • OH + OH− + Fe3 + E6

Образовавшийся ^• OH вызывает окисление основания -специфичность, так как ^• OH может окислять все азотистые основания [44, 61]. Кроме того, прямое расщепление сахарно-фосфатного остова вызывается ^• OH. О повреждении ДНК, опосредованном гидроксильными радикалами, сообщалось в случае аскорбата с Cu ²⁺ [62]. Как упоминалось выше, в случае фотокатализа TiO ₂ ^• OH образуется непосредственно в результате разложения воды [29, 30, 31, 32], и повреждение ДНК без специфичности последовательности может быть вызвано в отсутствие ионов металлов [ 32].Относительно высокая концентрация анатазной формы TiO ₂ вызывает неспецифическое для последовательности повреждение ДНК при облучении УФА без ионов металлов за счет продукции ^• ОН [32]. Повреждение ДНК ^• OH эффективно ингибируется сахарами и спиртами [32, 44]. Однако в присутствии ионов металлов добавление поглотителей ^• OH скорее усиливает повреждение ДНК за счет вторичной генерации H ₂ O ₂ из продуктов окисления самих поглотителей ^• OH [32, 41 ].Базовые модификации могут вызвать канцерогенез. Поскольку H ₂ O ₂ может проникать в ядерную мембрану, модификация ДНК может быть индуцирована H ₂ O ₂ , первоначально образовавшимся в сфере внешнего ядра клетки с помощью ионов металлов.

3.2. Мутагенность и цитотоксичность, вызванные образованием перекиси водорода

В качестве продуктов окисления азотистых оснований по H ₂ O ₂ -опосредованному механизму 8-оксо-7,8-дигидрогуанин (8-оксо-G; окисленный гуанин, рис. ) [63, 64, 65]; 5,6-дигидрокси-5,6-дигидротимин (OH-th; окисленный тимин, рис. 9) [58, 66, 67]; 5-гидроксиурацил (OH-Ura; окисленный цитозин, рис. 9) [67, 68]; 5-гидроксигидантоин (OH-Hyd; окисленный цитозин, рис. 9) [68] и 5-гидроксицитозин (OH-Cys; окисленный цитозин, рис. 9) [67] являются хорошо известными соединениями.В некоторых случаях окислительное повреждение ДНК вызывает гибель клеток [69, 70]. В качестве второстепенного окисленного продукта гуанина 2,6-диамино-4-гидрокси-5-формамидопиримидин (Fapy-G, рис. 10) может быть образован H ₂ O ₂ и ионами металлов [63, 71]. Мутагенность Fapy-G низкая [72]; однако родственный продукт, образование метил-Fapy-G, является летальным поражением [73]. Более того, теоретическое исследование показало, что образование Fapy-G способствует мутации [74]. Цитотоксичность фотокатализатора TiO ₂ можно объяснить окислительным повреждением мембранного белка [75, 76, 77].Кроме того, сообщалось о повреждении клеточной ДНК [78, 79]. Поскольку H ₂ O ₂ обладает прозрачностью для ядерной мембраны, повреждение клеточной ДНК фотокатализом TiO ₂ можно объяснить образованием H ₂ O ₂ . Образующийся фотокатализ H ₂ O ₂ через TiO ₂ включается в ядро ​​клетки и активируется эндогенными ионами металлов, что приводит к окислительному повреждению ДНК [32]. Примеры мутаций, вызванных окисленными гуанинами, описаны в разделе 4.

Рис. 8.

Окисление гуанина АФК. Эта схема представляет собой пример окисления гуанина 1O2 до 8-оксо-G. Другие производные h3O2 АФК, • OH и Cu (I)) — OOH, также производят 8-оксо-G в результате окисления гуанина.

Рисунок 9.

Продукты окисления тимина и цитозина 1O2.

Рисунок 10.

Структура Fapy-G.

4. Синглетный кислород

В общем, механизм производства ¹ O ₂ включает фотохимические процессы.Различные процессы фотоокисления можно объяснить производством ¹ O ₂ . В этом разделе кратко представлены механизм производства ¹ O ₂ , его применение и окисление биомолекул ¹ O ₂ .

4.1. Общее свойство синглетного кислорода

Синглетный кислород — это возбужденное состояние ³ O ₂ , основное триплетное состояние молекулярного кислорода [16, 17, 18]. В общем, синглетно-возбужденные (S ₁ ) состояния O ₂ — это ¹ Δ _г и ¹ ∑ _г ⁺ ; у них энергия возбуждения 0.98 и 1,63 эВ выше ³ O ₂ соответственно [16, 17, 18]. Из-за короткого срока службы ¹ ∑ _г ⁺ (несколько пикосекунд), ¹ Δ _г , нижнее состояние S ₁ O ₂ играет важную роль в различных процессах окисления. реакции. В этой главе ¹ Δ _г везде обозначается как ¹ O ₂ . Наивысшая занятая молекулярная орбиталь (HOMO) ³ O ₂ является полузаселенной молекулярной орбиталью (SOMO), тогда как эта молекулярная орбиталь ¹ O ₂ становится самой низкой незанятой молекулярной орбиталью (LUMO) (рис. 1Б).Окислительная активность ¹ O ₂ сильнее, чем у ³ O ₂ из-за вакантной молекулярной орбитали. Обычно ¹ O ₂ получают в результате фотосенсибилизированной реакции. Поскольку энергия возбуждения ¹ O ₂ относительно мала, что соответствует энергии фотона с длиной волны 1270 нм (меньше, чем у фотона видимого света), фотовозбужденные состояния различных красителей могут сенсибилизировать генерацию ¹ O ₂ в видимом свете или ультрафиолетовом облучении.Различные молекулы становятся фотосенсибилизатором (PST), генерируя ¹ O ₂ . В общем случае фотосенсибилизированная реакция генерации ¹ O ₂ представляет собой перенос энергии электронного обмена (механизм Декстера) [80]. Эти процессы представлены следующим образом:

PST ∗ S1 → PST + флуоресценция E8PST ∗ T1 + 3O2 → PST + 1O2E10

, где PST * (S ₁ ) и PST * (T ₁ ) — это S ₁ и T ₁ состояний PST соответственно. В целом, поскольку срок службы PST * (T ₁ ) заметно больше (несколько микросекунд), чем срок службы PST * (S ₁ ) (несколько наносекунд), ¹ O ₂ производится PST * (Т ₁ ).Однако образование ¹ O ₂ по PST * (S ₁ ) не невозможно. Время жизни ¹ O ₂ ( τ _Δ ) относительно велико (таблица 1). Произведено ¹ O ₂ может окислять различные материалы, включая биомолекулы, в течение своего длительного срока службы. τ _Δ сильно зависит от окружающей среды, и влияние дейтерия растворителя на реакционную способность ¹ O ₂ является значительным (таблица 1).Например, τ _Δ в оксиде дейтерия (D ₂ O) заметно длиннее, чем в H ₂ O, а окисление биомолекул ¹ O ₂ значительно усиливается в D _{. 2} O по сравнению с H ₂ O.

9285309 3,5 Этанол (C ₂ H ₅ OH) 9309

Растворитель	Фотосенсибилизатор	τ Δ / мкс	Ссылка
2 O)	Катионный порфирин	3.5	[81]
	Бенгальская роза	3,77	[82]
Фосфатный буфер (pH 7,6)	P (V) порфирин	1	1
Бенгальская роза	15,4	[82]
Этанол / H 2 O (1/1)	Бенгальская роза	6,37	[ 82]
Вода (D 2 O)	Берберин с ДНК	72	[84]
	Метиленовый синий	32	[85]
5 Пленленон 191	64.4	[86]
	Трис (бипиридин) Ru (II)	59,47	[82]
Хлороформ (CHCl 3 )	Фенален
Тетрахлорметан (CCl 4 )	Феналенон	34,000	[86]

Таблица 1.

Зависимость времени жизни синглетного кислорода от растворителя.

4.2. Фотодинамическая терапия

Одним из наиболее важных медицинских применений ¹ O ₂ является фотодинамическая терапия (ФДТ) (рис. 11) [7, 8, 9].Фотодинамическая терапия является перспективным и менее инвазивным методом лечения рака [7, 8, 9] и фотостерилизации [10, 11, 12, 13, 14]. Для ФДТ рака, как правило, в качестве фотосенсибилизаторов используются порфирины, например порфимер натрия [87] и талапорфин натрия [88]. Фотостерилизация, антимикробная ФДТ, также проводится с использованием красителей, например, метиленового синего (МБ) [11, 14, 89]. Важным механизмом процессов PDT, включая фотостерилизацию, является окисление биомолекул раковых клеток или бактерий посредством продукции ¹ O ₂ под облучением видимым светом.Видимый свет, особенно более длинноволновый видимый свет (длина волны> 650 нм), менее вреден для человеческого организма и может глубоко проникать в ткани. Как упоминалось выше, ¹ O ₂ могут быть получены с помощью более длинноволнового видимого света. Вводимые фотосенсибилизаторы, порфирины или другие красители производят ¹ O ₂ посредством передачи энергии молекулам кислорода с относительно большим квантовым выходом (Φ _Δ ).

Рисунок 11.

Схема общей процедуры ФДТ.

4.3. Фотокаталитическая генерация синглетного кислорода

Как упоминалось выше, TiO ₂ фотокатализирует образование различных ROS. Синглетный кислород может быть также получен путем фотокатализа TiO ₂ [31, 90, 91, 92, 93, 94, 95, 96]. Как правило, фотогенерированный электрон в зоне проводимости восстанавливает молекулы кислорода, адсорбированные на поверхности, до O ₂ ^{• —} . В результате повторного окисления O ₂ ^{• —} , ¹ образуется O ₂ .Возможные реакции фотокаталитических образований ¹ O ₂ следующие:

и

O2 • — + • OH → 1O2 + OH − E12

Фотогенерированный h ⁺ в валентной зоне и ^• OH может действуют как окислители для производства ¹ O ₂ . Кроме того, гидропероксильный радикал ( ^• OOH), генерируемый из O ₂ ^{• —} и H ⁺ , также дает ¹ O ₂ следующим образом:

O2 • — + • OOH + H + → 1O2 + h3O2E13

Сообщенные значения Φ _Δ зависят от условий эксперимента, например, около 0.2 (0,2, Degussa P25 в воде [92] и 0,22, частица рутила в хлороформе [95]). В других случаях сообщалось об относительно небольших значениях, например, 0,003 [96] и 0,02 [94]. В случаях с воздушным потоком ¹ O ₂ сообщалось о весьма небольшом значении (10 ⁻⁸ –10 ⁻⁹ ) [93]. Сообщалось, что значение τ _Δ для ¹ O ₂ , полученного с помощью водной суспензии Degussa P25, составляет 5 мкс [92]. Другие фотокаталитические материалы, например оксид цинка (ZnO), могут фотокатализовать производство ¹ O ₂ посредством аналогичной реакции фотокатализа TiO ₂ [97].В последнее время углеродные квантовые точки, на которые обращают внимание как на интересные наноматериалы, также фотокатализируют производство ¹ O ₂ [33].

Синглетный кислород — важная АФК для ФДТ. Кроме ¹ O ₂ , H ₂ O ₂ , производство также может применяться для механизма PDT. Фотокаталитические материалы могут производить эти АФК при фотооблучении. Поэтому также изучалось применение фотокатализаторов, в частности наночастиц TiO ₂ , для ФДТ [29, 98, 99, 100, 101].Для реализации ФДТ с использованием TiO ₂ было предложено прямое введение небольших порошков TiO ₂ в опухоль с помощью оптического волокна [29]. Кроме того, сообщалось, что пероральные наночастицы TiO ₂ транспортируются в опухоль кожи голой мыши, трансплантированной из линии клеток рака простаты человека [98]. Как упоминалось выше, в целом наночастицы TiO ₂ можно возбуждать УФ-излучением. Чтобы использовать видимый свет для возбуждения TiO ₂ , была также изучена методика преобразования с повышением частоты [100].

4.4. Окисление ДНК ¹ O ₂ и мутация

Синглетный кислород может окислять только гуанины без специфичности последовательности; однако он не обладает способностью индуцировать окисление других азотистых оснований или расщеплять сахарно-фосфатный остов [44]. Основным продуктом окисления гуанина ¹ O ₂ является 8-оксо-G (рис. 8) [63, 64, 65]. Гуанины подвергаются реакции Дильса-Альдера путем фотопродуцирования ¹ O ₂ , что приводит к образованию продукта [4 + 2] циклоприсоединения с имидазольным кольцом с образованием эндопероксида.При последующем переносе протона этот пероксид превращается в 8-гидропероксигуанин [102, 103], который становится 8-гидроксигуанином [63]. Кето-енольная таутомерия производит 8-оксо-G из 8-гидроксигуанина. Поскольку одноцепочечная ДНК легко окисляется АФК, образование 8-оксо-G с помощью ¹ O ₂ увеличивается за счет денатурации ДНК [44]. Образование 8-оксо-G вызывает неправильную репликацию ДНК (рис. 12), что может приводить к мутациям, таким как трансверсия G-C: T-A, вызванная образованием стабильной пары оснований между 8-оксо-G и аденином [104, 105].Поскольку 8-оксо-G окисляется легче, чем гуанин, 8-оксо-G подвергается дальнейшей реакции, приводящей к образованию имидазолона и оксазолона (рис. 13) [63, 106, 107]. Имидазолон образует с гуанином более стабильную пару оснований, чем цитозин [106, 107]. Следовательно, окисление гуанина ¹ O ₂ может вызывать трансверсию G-C: C-G [108, 109] через образование имидазолона, продукта дальнейшего окисления 8-оксо-G. Действительно, сообщалось, что УФА может вызывать эти мутации [110].

Рисунок 12.

Водородная связь между 8-оксо-G и аденином.

Рис. 13.

Структуры имидазолона и оксазолона и водородная связь между гуанином и имидазолоном.

4.5. Окисление белка с помощью ¹ O ₂

Окисление белка также индуцируется ¹ O ₂ . Следующие аминокислоты, триптофан, тирозин, цистеин, гистидин и метионин, могут окисляться ¹ O ₂ [111]. В случае окисления триптофана ¹ O ₂ , N -формилкинуренин (рис. 14) является основным окисляемым продуктом [112, 113].Сообщаемый коэффициент скорости реакции между триптофаном и ¹ O ₂ составляет 3,0 × 10 ⁷ с ^-1 M ^-1 [114]. Окисление остатка триптофана в определенном белке можно исследовать с помощью флуорометра [115]. Например, сывороточный альбумин человека (HSA) имеет один остаток триптофана, и собственная флуоресценция триптофана при длине волны около 350 нм может быть уменьшена за счет окислительного повреждения. Комплексы порфирин-фосфор (V) (Рисунок 15), из которых Φ _Δ больше 0.5, может вызывать окислительное повреждение триптофанового остатка HSA [116]. Повреждение фотосенсибилизированного HSA усиливается в D ₂ O, в котором время жизни ¹ O ₂ заметно увеличено по сравнению с H ₂ O (Таблица 1). Кроме того, азид натрия (NaN ₃ ), сильный физический гаситель ¹ O ₂ [117], эффективно подавляет это повреждение HSA. Из анализа влияния NaN ₃ на повреждение HSA можно определить вклад окисления, опосредованного ¹ O ₂ , в общий квантовый выход повреждения белка [115].Фотосенсибилизация ¹ O ₂ Продукция порфириново-фосфорных (V) комплексов вызывает повреждение тирозиназы, которая является ферментом, катализирующим гидроксилирование тирозина, что приводит к дезактивации тирозиназы [118]. Окисление аминокислотного остатка ¹ O ₂ может вызвать дезактивацию функции белка. Фотосенсибилизируемое порфиринами окисление белков за счет продукции АФК является важным механизмом ФДТ.

Рис. 14.

Структуры триптофана и N-формилкинуренина, продукта окисления триптофана с помощью 1O2.

Рис. 15.

Пример фотосенсибилизатора P (V) -порфирина.

Фотокатализируемое ¹ O ₂ Производство TiO ₂ может не играть важную роль в реакции окисления [31, 94]. Образуется ¹ O ₂ на поверхности TiO ₂ закаливается самим TiO ₂ с относительно большим коэффициентом скорости закалки (например, 2,4 × 10 ⁹ M ⁻¹ с ⁻¹ [95 ]). В присутствии бычьего сывороточного альбумина ¹ O ₂ , продуцируемый TiO ₂ , фотокатализ эффективно гасится, что свидетельствует об окислении белка [94].Однако в случае фотокатализатора TiO ₂ другие АФК более важны для окисления белков, чем реакция, опосредованная ¹ O ₂ [29, 30, 31, 32].

5. Обнаружение ROS

Обнаружение

ROS является важной темой для исследования биологического действия ROS или оценки активности фотосенсибилизаторов PDT [119, 120, 121, 122]. Флюорометрия — один из наиболее важных и эффективных методов обнаружения АФК. Например, был разработан зонд на основе 5-карбоксифлуоресцеина (рис. 16) [123].Этот зонд может обнаруживать H ₂ O ₂ в живой клетке. Сообщалось о недорогом методе флуорометрии с использованием фолиевой кислоты (рис. 17) [23, 119, 124]. Фолиевая кислота может разлагаться под действием H ₂ O ₂ в присутствии Cu ²⁺ , что приводит к усилению флуоресценции. Предел обнаружения (LOD, при сигнал / шум = 3) для этого метода составил 0,5 мкМ H ₂ O ₂ . Этот метод основан на окислительном разложении фолиевой кислоты Cu (I) -OOH.В присутствии Fe ²⁺ , ^• OH незначительно индуцирует разложение фолиевой кислоты; однако влияние ^• OH на это разложение фолиевой кислоты пренебрежимо мало из-за очень короткого времени жизни [125, 126]. Кроме того, O ₂ ^{• —} не обладает активностью разложения фолиевой кислоты. С помощью фолиевой кислоты или ее аналога можно также обнаружить ¹ O ₂ [124]. В частности, в D ₂ O, фолиевая кислота или метотрексат (рис. 17), аналог фолиевой кислоты, эффективно разлагается на ¹ O ₂ , что приводит к усилению флуоресценции [124].Используя этот метод, можно определить значения Φ _Δ различных водорастворимых фотосенсибилизаторов.

Рис. 16.

Структура флуоресцентного зонда на основе 5-карбоксифлуоресцеина для определения h3O2 [123].

Рисунок 17.

Структуры фолиевой кислоты и метотрексата и флюорометрия ROS [119, 124].

6. Контроль производства синглетного кислорода

Контроль фотосенсибилизированного ¹ O ₂ — важная тема для биологии или медицины, например, для реализации целенаправленной ФДТ [127] или «тераностики» (терапия и диагностика). ) [128].Сообщалось о методах pH-зависимого контроля [129] и селективного контроля [127, 128, 130, 131, 132]. Сообщалось, что порфирины со свободным основанием были синтезированы для контроля их фотосенсибилизированной производственной активности с помощью pH (рис. 18) [129]. Состояние S ₁ этого порфирина гасится электронодонорной группой в нейтральном или щелочном растворе. Однако протонирование этого электронодонорного фрагмента в кислых условиях подавляет перенос электронов, что приводит к восстановлению активности продуцирования порфиринового кольца ¹ O ₂ .Поскольку раковые клетки представляют собой несколько более кислое состояние по сравнению с нормальными клетками [133, 134, 135], этот контроль на основе pH фотосенсибилизированной продукции ¹ O ₂ можно применять для селективной к раку PDT. Также сообщалось о контроле нацеленности на ДНК фотосенсибилизированного поколения ¹ O ₂ [127, 128]. Например, были изучены электронодонорные порфирины (рис.