Qbik-club
Дата публикации:Автор:Категория: ;Теги:

Почему некоторые типы бактерий устойчивы к антибиотикам?

Знаете ли вы, что каждый год 2 миллиона американцев заражаются микроорганизмами, устойчивыми к антибактериальным препаратам? И в среднем 23000 из них в итоге погибают. Почему так получается и почему так сложно бороться с бактериями? Об этом наша сегодняшняя публикация...

Почему некоторые типы бактерий устойчивы к антибиотикам?

У 86-летнего пациента ужасная травма ноги. Присутствует сильное заражение, что не удивительно, учитывая наличие диабета 2 типа. Удивительно то, что Мероленем, антибиотик широкого спектра действия и Ванкомицин, известный как антибиотик крайней меры, бесполезны в данной ситуации.

Врачи понимают, что прогноз крайне неблагоприятен. Наряду с этим есть то, что очень их удивило. Результаты исследований показали, что нога пациента инфицирована тремя видами бактерий: Staphylococcus aureus, Acinetobacter baumannii и Acinetobacter Iwoffii. Все три разновидности мультирезистентны, то есть устойчивы к нескольким препаратам. В больнице, которая располагается в Бразилии, отсутствуют какие-либо лекарства, решающие данную проблему. Пациента переводят в более крупную больницу, где ему планируют провести ампутацию конечности.

Это настоящий случай, произошедший в 2012 году. Наряду с этим было еще 2 происшествия. 57-летняя женщина, у которой проявилась сердечная недостаточность из-за устойчивых к пенициллину бактерий. Затем еще одна женщина, которой не помогли 3 вида антибиотика. Причина та же: устойчивая инфекция.

Статистические данные показывают, что каждый год 2 миллиона американцев заражаются антибиотикоустойчивыми микроорганизмами, из них 23000 погибают. Люди с давних времен научились уничтожать патогенные микроорганизмы, так почему усилиями современной науки так сложно уничтожить некоторые из них?

Развитию антибактериальной терапии впервые поспособствовал британский хирург Джозеф Листер в 1867 году. Он заметил, что большинство оперируемых им пациентов нуждались в ампутации или же быстро умирали после процедур. Было принято считать, что этому способствовали «миазмы», которыми называли грязный воздух или кислород, проникающий в открытую рану.

Листер же предложил иную теорию. На это его натолкнуло наблюдение за работой известного французского микробиолога Луи Пастера, который установил, что еда портится не от кислорода, а от воздействия на нее микроорганизмов. В соответствии с этим Листер полагал, что эти же микробы оказывают действие на пациентов. Луи Пастер предложил 3 способа, позволяющих избежать этого: фильтрование, воздействие высоких температур и воздействие химическими веществами. Первые 2 варианта исключались сразу, однако 3 способ подогрел интерес.

Как создать химическую «пулю», способную убивать только микробы, не затрагивая при этом человеческие клетки?

Поскольку Листер был любознательным ученым, он знал о том факте, что для предотвращения гниения железных дорог используют креозот или дистиллят каменноугольной смолы. Это натолкнуло его на мысль использовать карболовую кислоту, одного из компонентов дистиллята, для лечения своих пациентов. Первые результаты были ошеломляющими: все пациенты, которым была необходима ампутация, очень быстро и эффективно излечивались.

Эта находка Листера была лишь первым медицинским антисептиком. Поскольку карболовая кислота ядовита для людей, ее следовало применять только раненым. Поль Эрлих, известный немецкий ученый, захотел улучшить эту методику. Он был вдохновлен подвигом вольного стрелка из одноименной сказки, который заключил сделку с дьяволом для того, чтобы получить 6 магических пуль, которые при попадании в цель избавляют ее от проблемы. А что насчет бактерий? Есть ли что-то подобное, действующее на них?

Заслуги Эрлиха в гистологии состоят в том, что он разработал способ окраски микробов для просмотра под микроскопом. Он обнаружил, что молекулы красителей окрашивают определенные типы клеток, обозначая их, словно магические пули. Эрлихом было выдвинуто предположение о том, что молекулы красителя помогут в создании селективного антибиотика.

В 1909 году идея Эрлиха воплотилась в создании арсфенамина, препарата на основе мышьяка, способного уничтожать бактерии сифилиса. При этом вредного действия на пациента этот препарат не оказывал. Исследователей немецкого конгломерата IG Farben заинтересовала возможность создания универсального антибиотика. Химики Фриц Митч и Йозеф Кларер синтезировали несколько тысяч красителей. Все эти вещества проходили проверку на зараженных мышах при участии Герхарда Домагка. После множества неудачных попыток был выделен универсальный антибиотик под названием Пронтозил.

Мысли ученых из IG Farben о том, что гипотеза Эрлиха о красителе обосновывала действие Пронтозила, были опровергнуты дальнейшими исследованиями.

Каким же тогда образом действует антибиотик?

Довольно несложно найти антисептики, позволяющие убивать микробы на коже и поверхности различных тканей. Но помимо них есть антибиотики – химические вещества, разрушающие как патогенную, так и полезную микрофлору. К счастью, присутствующие у человека бактерии различны. Это указывает на тот факт, что бактерии помимо схожести с клетками человека, не являются им идентичными.

За столетие после того, как был открыт первый антибиотик, накопились некоторые сведения о действии антибиотиков. Например, сульфаниламид нацелен на бактериальную микрофлору, которая не существует у людей. Как и другие препараты сульфанового ряда он активирует определенный фермент, который останавливает синтез бактериальной ДНК, не затрагивая при этом метаболизм человека.

Также пенициллин, открытый Александром Флемингом в 1928 году, и другие бета-лактамные антибиотики, такие как Меропенем, разрушают ту часть, которая есть у бактериальной клетки, но нет у человеческой. Называется она клеточной стенкой.

Процесс создания клеточных стенок у бактерий схож с постройкой забора. После того, как опорные столбы забора установлены, на них закрепляются горизонтальные доски с помощью гвоздезабивного пистолета. Действие пенициллина таково, что он как бы «заминает гвоздь» бактерии, препятствуя ее соединению со здоровыми клетками. Гликопептидные антибиотики, такие как Ванкомицин, «обертывают» клеточную стенку бактерии. Гвоздезабивной пистолет работает, однако гвозди не попадают в забор.

Другие основные классы антибиотиков имеют схожие с клетками человека механизмы, но достаточно отличаются. Эти различия имеют тонкую грань.

Например, многие препараты действуют на синтез белков бактерий. Они препятствуют распаковке и считыванию ДНК нормальной клетки угнетением процесса транскрипции бактериальной РНК или не позволяют превращать РНК в белки. В каждом из этих случаев аналогичный процесс выполняется в клетках человека ферментами, которые действуют различно, но не действуют, как антибиотики.

Это с одной стороны. Бактерии также имеют свою собственную защиту и способны сопротивляться. Механизм прост: дезактивировать антибиотики до момента их действия. Подобно тому, как насос-отстойник удаляет воду из подвала во избежание затопления, бактериальные «насосы» удаляют антибиотики. Один такой «насос» способен распознавать различные виды антибиотиков, что делает защиту бактерий эффективной.

Бактерии также способны синтезировать новые белки, которые вскрывают и обезвреживают антибиотики. Например, бактериальное производство пенициллиназы, фермента, разрыхляющего пенициллин. Часто такие типы белков специфичны и не действуют на другие виды антибиотиков.

Химические вещества, разрушающие определенную часть бактериальной клетки, обычно разрушают и ту же часть клетки человека.

Другие бактериальные микроорганизмы производят белки, которые окутывают антибиотики, не позволяя им достигать цели. Эти ферменты работают с помощью присоединения химических групп, известных как фосфорил, ацетил, нуклеотидил, гликозил или гидроксил, к основным частям антибиотиков, блокируя возможность взаимодействия их с бактериями.

Один из самых жутких механизмов защиты бактерий – изменение назначения антибиотика. Например, изменение белком структуры клеточной стенки от D-аланина до D-лактата, делает аминогликозидные антибиотики бесполезными.

Впрочем, один из самых эффективных методов противостояния – принуждение бактерий синтезировать молекулы, которые обычно ими не воспроизводятся. Наиболее оптимальный вариант – заняться вплотную органической химией. Например, Линезолид, антибиотик, который останавливает рибосому от закладки фундамента для новых белков, был изобретен с помощью методов органической химии.

Мы не можем расслабляться и ничего не делать, так как бактерии никуда не уйдут, и исследования по разработке новых антибиотиков проводить необходимо. Фармацевты тратят баснословные суммы денег на поиск новых препаратов и терпят поражение. Антибиотикорезистентность имеет сходство с гонкой вооружений. Отставать нельзя, от этого зависит жизнь человечества.

Понравилась публикация?

0

Поделитесь ей с друзьями!

Так же рекомендуем...

Загрузка рекомендуемых публикаций

Управление фоном

Информационный портал Qbik использует файлы cookie для обеспечения наилучшей функциональности сайта. Подробности на этой странице. Находясь на сайте Вы автоматически соглашаетесь с этими правилами.

Понятно