Resistance of Aspergillus niger Tiegh. to the effect of amide anesthetics

Cover Page

Cite item

Full Text

Abstract

The wide distribution of Aspergillus in nature is determined by their ability to adapt in the conditions of development of anthropogenic biocoenoses. Micromycetes survive due to rapid growth, intensive reproduction and labile metabolism, causing various kinds of damage to the substrates on which they were due to certain circumstances. However, it is noted that in the process of adaptation, many Aspergillus change physiologically, i.e. without changing the genetic information and heredity of this organism. These features of Aspergillus make them indispensable in model experiments allowing to assess the effects of xenobiotics even in micro doses and the ability to adapt to them. In this regard, it is interesting to investigate anesthetics widely used in surgery. Some of them have shown antibacterial activity, but their antifungal activity remains unknown. The authors investigated the ability of Aspergillus niger Tiegh. to adapt to the effects of certain amide anesthetics: lidocaine, ropivacaine and bupivacaine. Two series of experiments were carried out. In the first one the effect of anesthetics was investigated at concentrations of 0,001; 0,01 and 0,1 mg/ml per growth, number of colonies and sizes of spores and conidiophores; in the second one A. niger Tiegh. spores from a culture grown in a environment containing an anesthetic solution at a concentration of 0,001 mg/ml were germinated on nutrient medium with anesthetics at a concentration of 1 mg/ml. It was discovered that anesthetics affect differently the germination of spores and the formation of colonies of A. niger Tiegh. The maximum toxicity was shown by ropivacaine, significantly reducing the number of colonies, the minimum – by bupivacaine. It was discovered that ropivacaine and bupivacaine inhibit mycelium growth more than lidocaine. All investigated anesthetics at selected concentrations do not affect reliably the size of spores and conidiophores. The study of preadaptation caused by a low dose of anesthetics showed that the number of colonies in preadapted cultures after exposure at a high dose of 1 mg/ml significantly increased compared to direct exposure at a dose of 1 mg/ml. It can be argued that the observed changes in the number of colonies are an adaptive response of A. niger Tiegh. to the action of anesthetics. The diameter of colonies after preadaptation was significantly less than with direct exposure at a dose of 1 mg/ml (p < 0,05), that is we observe the effect of cumulation. Possible mechanisms of the observed effect, including hormesis, are discussed.

About the authors

Vadim Aleksandrovich Isaichkin

Samara National Research University

Author for correspondence.
Email: vadim.isaichkin.99@mail.ru

student of Biological Faculty

Russian Federation, Samara

Ekaterina Sergeevna Selezneva

Samara National Research University

Email: catana7@yandex.ru

candidate of biological sciences, associate professor of Biochemistry, Biotechnology and Bioengineering Department

Russian Federation, Samara

Evgeniy Sergeevich Korchikov

Samara National Research University

Email: evkor@inbox.ru

candidate of biological sciences, associate professor of Ecology, Botany and Nature Protection Department

Russian Federation, Samara

References

  1. Женихова Н.И., Кормщикова А.С., Одегова А.В., Женихова С.Е. Аспергиллёз диких и декоративных птиц // Ветеринарный доктор. 2010. № 8. С. 13–14.
  2. Петрович С.В. Микотоксикозы животных. М.: Росагропромиздат, 1991. 238 с.
  3. Мукминов М.Н., Вакилова Д.Г. Потенциальная патогенность штаммов грибов рода Аspergillus для медоносных пчел // Иммунопатология, аллергология, инфектология. 2010. № 1. С. 119–120.
  4. Донник И.М., Безбородова Н.А. Мониторинговые исследования микотоксинов в кормах и комбикормовом сырье в Уральском регионе // Аграрный вестник Урала. 2009. № 12. С. 29–36.
  5. Джавахия В.Г., Стацюк Н.В., Щербакова Л.А., Поплетаева С.Б. Афлатоксины: ингибирование биосинтеза, профилактика загрязнения и деконтаминация агропродукции. М.: ООО «Редакция журнала "Достижения науки и техник АПК"», 2017. 159 с.
  6. Абдурахимов С.А., Усманов Б.С., Мамажанова И.Р. Зараженность семян хлопчатника афлотоксином В1 // Universum: технические науки: электрон. научный журнал. 2020. № 6 (75). С. 70–72.
  7. Шутова В.В., Кудашкин Л.А., Ревин В.В. Мутанты аспергиллов с повышенной амилолитической активностью // Вестник Мордовского университета. 2007. № 4. С. 126–131.
  8. Смирнова М.С. Аспергилёз лёгких в гериатрической практике // Клиническая геронтология. 2019. № 3–4. С. 4–14.
  9. Назарова М.А. Аспергиллёз // Вестник Алматинского государственного института усовершенствования врачей. 2012. № 4. С. 43–46.
  10. Сейдулаева Л.Б. Аспергиллез (случай из практики) // Вестник Казахского национального медицинского университета. 2017. № 1. С. 124–126.
  11. Galvano F., Ritieni A., Piva G., Pietri A. Mycotoxins in the human food chain // The Mycotoxin Blue Book / ed. D.E. Diaz. Nottingham (UK): Nottingham University Press, 2005. P. 187–224.
  12. Audin O. Antimicrobial activity of ropivacaine and other local anesthetics // European Journal of Anaesthesiology. 2001. Vol. 18. P. 687–694.
  13. Овечкин А.М. Клиническая фармакология местных анестетиков: классические представления и новые перспективы применения в интенсивной терапии // Регионарная анестезия и лечение острой боли. 2013. Т. 7, № 3. С. 6–15.
  14. Овечкин А.М. Внутривенная инфузия лидокаина как перспективный компонент мультимодальной анальгезии, влияющий на течение раннего послеоперационного периода // Регионарная анестезия и лечение острой боли. 2017. Т. 11, № 2. С. 73–83.
  15. Stratford A. Effect of lidocaine and epinephrine on Staphylococcus aureus in a guinea pig model of surgical wound infection // Plastic Reconstructive Surgery. 2002. Vol. 110. P. 1275–1279.
  16. Абдельрахман А.А. Изменения роста Aspergillus awamori и содержания внутриклеточного кальция в ответ на воздействие амфотерицином // Ученые записки Казанского университета. 2011. Т. 153, № 1. С. 97–110.
  17. Клёнова Н.А. Лабораторный практикум по микробиологии: учеб. пособие. Самара: Изд-во «Самарский университет», 2012. 102 с.
  18. Свирид А.А. Микология и лихенология: лабораторный практикум. Минск: БГПУ, 2007. 99 с.
  19. Абдыраманова Т.Д. Микробиология: методические указания к лабораторным занятиям для обучающихся по направлению подготовки 35.03.08 Водные биоресурсы и аквакультура. Троицк: ФГБОУ ВО Южно-Уральский ГАУ, 2019. 56 с.
  20. Лакин Г.Ф. Биометрия: учеб. пособие для биол. специальностей вузов. М.: Высшая школа, 1990. 352 с.
  21. Бадюгин С.М. Токсикология синтетических ядов. Казань: Казанский медицинский институт им. С.В. Курашова, 1974. 190 с.
  22. Генераленко Н.Ю. Эффекты малых и сверхмалых доз биологически активных веществ // Научные и образовательные проблемы гражданской защиты. 2010. № 3. С. 6–7.
  23. Ерофеева Е.А. Гормезис и парадоксальные эффекты у растений в условиях автотранспортного загрязнения и при действии поллютантов в эксперименте: дис. … канд. биол. наук: 03.02.08. Нижний Новгород, 2016. 184 с.
  24. Calabrese E.J. Hormesis and Pharmacology // Pharmacology. Principles and Practice. Academic Press, 2009. P. 75–102. doi: 10.1016/B978-0-12-369521-5.00005-1.
  25. Шафран Л.М. К обоснованию гормезиса как фундаментальной биомедицинской парадигмы // Современные проблемы токсикологии. 2010. № 2. С. 13–23.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
2. Figure 1 - Influence of anesthetics of the amide series of different concentrations on the number of colonies of A. niger Tiegh.

Download (19KB)
3. Figure 2 - Influence of anesthetics at a concentration of 1 mg / ml on the number of colonies and mycelium growth in A. niger Tiegh .: A - control; B - colonies grown on a nutrient medium with the addition of ropivacaine

Download (19KB)
4. Figure 3 - Influence of anesthetics of the amide series of different concentrations on the size of the diameter of A. niger Tiegh colonies.

Download (17KB)
5. Figure 4 - The effect of amide anesthetics of different concentrations on the spore diameter of A. niger Tiegh.

Download (17KB)
6. Figure 5 - Influence of amide anesthetics of different concentrations on the thickness of A. niger Tiegh conidiophores.

Download (17KB)
7. Figure 6 - Development of the adaptive response of A. niger Tiegh. in the number of colonies after preliminary exposure to a non-toxic dose of anesthetics and subsequent cultivation in a high dose of the same anesthetics

Download (17KB)
8. Figure 7 - Development of the adaptive response of A. niger Tiegh. with the growth of mycelium upon preliminary exposure to a non-toxic dose of anesthetics and subsequent growth in a high dose of the same anesthetics

Download (18KB)

Copyright (c) 2021 Isaichkin V.A., Selezneva E.S., Korchikov E.S.

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.

This website uses cookies

You consent to our cookies if you continue to use our website.

About Cookies