Резистентность микрорганизмов к антибиотикам

Беременность

Итог: Основные виды идентификации чистых культур

Препараты против бактерий были изобретены меньше 100 лет назад, однако у микробов сразу же началась вырабатываться резистентность к антибиотикам.

О том, что такое резистентность, задумывался каждый человек, который слышал об этом понятии от врача или простого обывателя. Резистентность — развитие терпимости и устойчивости к антибактериальному средству.

С каждым днем антибиотики становятся менее эффективными, неправильные действия человека усугубляют этот процесс.

Виды резистентности

Специалисты выделяют два вида устойчивости бактерий: приобретенный, природный. Приобретенная сопротивляемость возникает в ходе различных мутаций и передачи гена от одной бактерии другой. Стоит отметить, что человек может способствовать этим процессам. Природный вид имеется у бактерии изначально. Существуют микроорганизмы, которые по своей природе устойчивы к тому или иному препарату.

Стоит отметить, что в данный момент ученым еще не удалось создать идеальный антибиотик. К любому даже самому современному антибиотику рано или поздно будет выработана устойчивость. Например, первый в своем роде антибиотик пенициллин на сегодняшний день имеет крайне низкую эффективность.

Перед врачами и учеными стоит непростая задача, которая заключается в постоянном выпуске антибиотиков, которые были бы эффективны против всех известных микробов. В данный момент антибактериальные средства сменили уже 4 поколения.

Если с природной устойчивостью микробов все понятно (это является их индивидуальной особенностью), то развитие приобретенной сопротивляемости вызывает у многих вопросы. Механизмы резистентности микроорганизмов очень сложны и подразделяются на несколько видов.

В первую очередь выделяют мутацию, которая развивается после контакта с антибиотиком. Микробы передают эту способность следующим поколениям. Именно поэтому их нужно уничтожать до конца. Многие врачи говорят людям о том, что, если курс лечения будет прерван, у бактерий появится резистентность к лекарствам.

На сколько быстро будет развиваться устойчивость, зависит от следующих факторов:

  • тип патогенной флоры;
  • вида лекарственного средства;
  • индивидуальных условий.

Стоит отметить, что существуют разные виды проявления резистентного ответа к антибиотикам. Бактерии сопротивляются лекарству следующим образом:

  • усилением собственной мембраны (это мешает лекарственному средству проникать внутрь микроорганизма);
  • развитием способности к выведению лекарства (ученые и врачи называют этот процесс эффлюкс);
  • уменьшением активности воздействия препарата за счет специальных ферментов.

Как правило, серьезная резистентность возникает, когда определенный штамм микроорганизмов сопротивляется лекарству несколькими способами.

В формировании сопротивляемости большую роль играет тип бактерии. Быстрее всего к пагубному воздействию лекарства привыкают:

  • синегнойные палочки;
  • стафилококки;
  • эшерихии;
  • микоплазмы.

Антибиотики широкого спектра воздействуют одновременно на несколько видов патологических элементов. При их неправильном приеме в будущем сразу у нескольких типов инфекций будет развиваться терпимость к воздействию медикамента.

Несмотря на то, что антибактериальные средства — часть жизни человека, не все знают о том, как они действуют. Механизм действия антибиотиков достаточно сложен, описать его кратко будет проблематично.

Антибиотик — лекарственное средство, которое борется с различными микробами. Это означает, что его используют только для лечения бактериальных болезней, так как антибактериальные лекарства способны воздействовать только на молекулярные ДНК бактерии (грибки нечувствительны к ним). Существуют два вида:

  • природные (первое антибактериальное средство пенициллин являлось плесневым грибком, действующее вещество которого называлось аминопенициллановой кислотой);
  • синтетические (все медикаменты, полученные искусственным путем).

Как правило, синтетические варианты эффективнее. Тяжелые и легкие болезни лечатся посредством их использования. Существуют классы антибиотиков.

Каждый класс обычно назван в честь главного действующего вещества медикамента. У представителей разных классов эффективность сильно варьируется. Существуют как тяжелые, так и легкие противомикробные средства.

Резистентность микрорганизмов к антибиотикам

В структуре мощных классов находятся несколько химических элементов.

Стоит отметить, что антибактериальные средства не способны бороться с вирусами и грибками. Люди могут не видеть разницы, это приведет к серьезным последствиям.

Однако при лечении тяжело протекающих вирусных заболеваний (простуда, вирусная ангина) могут использоваться препараты против микробов для профилактики осложнений.

Нередко на фоне тяжело протекающих болезней бактерии начинают переходить в активную фазу, вызывая опасные осложнения.

Воздействие на бактерии можно описать только научным языком. В зависимости от типа антибактериального средства, действие на микроорганизм разное. задача лекарств — прекратить процессы пагубного воздействия микроба на организм человека. Делают это они двумя путями:

  • уничтожают (лекарства, которые действуют таким образом именуются бактерицидными);
  • останавливают их размножение (такие препараты именуются бактериостатическими).

В зависимости от типа бактерии, состояния человека и других индивидуальных особенностей, подбирается конкретный медикамент. Стоит отметить, что бактерицидные и бактериостатические лекарства действуют разными путями.

Резистентность микрорганизмов к антибиотикам

Например, уничтожением вредоносной бактерии посредством проникновения через клеточную мембрану, нарушая процессы синтеза клеточной стенки, или уничтожением микроба за счет прерывания процессов синтезов белка.

Еще один способ уничтожение его ДНК, такое можно осуществить за счет ингибиторов матричных биосинтезов. Способов уничтожить патогенную микробную клетку много.

Механизмы действия антибиотиков на определенные микроорганизмы всегда одинаковы. Антибиотик подбирается, исходя из результатов обследований. Сейчас для каждого микроба есть возможность подобрать специализированный препарат. В случае если диагностика не дает результатов, подбираются средства широкого спектра действия.

Вариантов того, как будет действовать лекарство очень много. Резистивность бактерий к антибиотикам развивается намного быстрее, если человек использует лекарство по любым причинам. Практически все виды антибактериальных лекарств наносят небольшой вред организму.

Вред организму

Любое лекарственное средство воздействуют на организм человека как с положительной, так и с отрицательной стороны.

Не существует ни одного лекарства, которое имело бы терапевтический эффект, но не имело бы побочных эффектов. Вред антибактериальных лекарств известен многим. Иногда он значительно преувеличен.

Люди знакомы с побочным эффектом нарушения микрофлоры кишечника. В организме человека есть и полезные бактериальные организмы, которые страдают при приеме противомикробных таблеток. Помимо этого, выделяют следующие неприятные явления:

  • аллергические реакции;
  • развитие кандидозов (грибковые инфекции часто сдерживаются за счет микробов);
  • развитие болезней печени (при регулярном приеме большого количества антибиотиков оказывается токсический эффект на печень);
  • заболевания кровеносной системы.

Механизмы действия антибактериальных препаратов на бактерии и организм человека полностью изучены. Людям остается только обращаться за квалифицированной помощью.

Это поможет снизить шансы развития побочных эффектов и получить максимальную пользу от приема лекарственных средств.

Избежать негативного влияния от приема антибиотиков просто, главное, соблюдать дозировки и не превышать определенные сроки приема. При хронических заболеваниях для лечения лучше принимать медикаменты курсами.

Как подбираются

Антибактериальные таблетки или уколы подбираются, исходя из результатов диагностики. Когда человек чувствует себя плохо, он обращается к врачу. Специалист обязательно назначает анализы и проводит внешние обследования. Именно на основе анализов удается подобрать правильный препарат.

Главным диагностическим средством выступает анализ на чувствительность к антибиотикам патогенной микрофлоры. Проводится изучение биологического материала пораженной области. Например, если речь идет о заболеваниях мочеполовой системы, то берется анализ мочи с дальнейшим бактериальным посевом.

Стоит отметить, что узкоспециализированный препарат будет эффективнее, чем аналог с широким спектром действия. Чтобы была возможность назначить такой медикамент, необходимо точно определить возбудителя заболевания.

Существует 4 поколения антибактериальных медикаментов. Последнее поколение демонстрирует наибольшую эффективность. В структуре противомикробных таблеток или уколов находится множество сложных элементов. Препараты 4 поколения обладают не только большей лекарственной эффективностью, но и менее токсичны для организма.

Средства последнего поколения принимаются меньшее количество раз в день. Эффект от их использования достигается гораздо быстрее. С их помощью возможно вылечить хроническое заболевание.  Ингибирование ферментов микроба у современных препаратов очень высокая. При правильных действиях медикаменты последнего поколения будут эффективны несколько десятилетий.

В больницах часто назначают лекарства 3 и 4 поколения. Простые заболевания поддаются терапии при использовании препаратов 3 поколения. Они обладают большей токсичностью, но приобретаются в аптеке по более выгодной цене.

Современное поколение не так широко распространенно и имеет стоимость выше, чем у более устаревших аналогов. Прием самого современного лекарства не всегда целесообразен. Пользоваться необходимо тем медикаментом, который оказывает нужный эффект.

Если пренебрегать этим правилом, вызывается резистивность к современным лекарствам.

Пока еще микробы не имеют резистентность к антибиотикам последнего поколения. Хотя в условиях больниц и мест скопления различных патогенных микроорганизмов уже ходят слухи о том, что существуют невероятно устойчивые штаммы стафилококков и стрептококков. Со слов ученых антибиотикорезистентность способна развиваться бесконечно.

Более того, об этом процессе было известно до появления первого антибиотика. Это глобальная проблема, так как создавать эффективные препараты все сложнее. Резистентность — особенность живых организмов. Это значит, что, в данный момент создать лекарство, к которому не будет привыкания — невозможно. Однако ученые двигаются в сторону изобретения идеального медикамента.

Почему антибиотики перестают работать?

Антибиотики предназначены для уничтожения или блокировки роста бактерий, но не все бактерии одинаково чувствительны. Некоторые из них, естественно, невосприимчивы к лекарству. Сопротивление также возникает спонтанно в результате случайных мутаций. Устойчивые штаммы могут продолжить размножаться и процветать, и из одной бактерии получится миллион новых.

Фармацевтические компании уделяют повышенное внимание поиску новых антибиотиков, а также разработке новых вакцин для профилактики распространенных инфекций. Но эти проекты являются дорогостоящими, и с точки зрения экономической эффективности для компаний они могут быть менее привлекательными, чем другие бизнес-возможности.

Механизмы резистентности к противовирусным препаратам

Основой терапевтического действия антибактериальных препаратов является подавление жизнедеятельности возбудителя инфекционной болезни в результате угнетения более или менее специфичного для микроорганизмов метаболического процесса. Угнетение происходит в результате связывания антибиотика с мишенью, в качестве которой может выступать либо фермент, либо структурная молекула микроорганизма.

Резистентность микроорганизмов к антибиотикам может быть природной и приобретенной.

  • Истинная природная устойчивость характеризуется отсутствием у микроорганизмов мишени действия антибиотика или недоступности мишени вследствие первично низкой проницаемости или ферментативной инактивации. При наличии у бактерий природной устойчивости антибиотики клинически неэффективны. Природная резистентность является постоянным видовым признаком микроорганизмов и легко прогнозируется.
  • Под приобретенной устойчивостью понимают свойство отдельных штаммов бактерий сохранять жизнеспособность при тех концентрациях антибиотиков, которые подавляют основную часть микробной популяции. Возможны ситуации, когда большая часть микробной популяции проявляет приобретенную устойчивость. Появление у бактерий приобретенной резистентности не обязательно сопровождается снижением клинической эффективности антибиотика. Формирование резистентности во всех случаях обусловлено генетически: приобретением новой генетической информации или изменением уровня экспрессии собственных генов.

Известны следующие биохимические механизмы устойчивости бактерий к антибиотикам:

  1. Модификация мишени действия.
  2. Инактивация антибиотика.
  3. Активное выведение антибиотика из микробной клетки (эффлюкс).
  4. Нарушение проницаемости внешних структур микробной клетки.
  5. Формирование метаболического «шунта».

Повышение роли грибов в этиологии госпитальных и некоторых внебольничных инфекций привело к внедрению в клиническую практику значительного числа новых препаратов и их широкому применению, это, в свою очередь, неизбежно привело к формированию устойчивости. Поскольку грибы, в отличие от бактерий, являются эукариотическими организмами, то для лечения вызываемых ими инфекций необходимо использовать препараты с принципиально другими мишенями и механизмами действия.

Механизм действия азолов (миконазол, кетоконазол, флуконазол, итраконазол и др.) заключается в ингибиции биосинтеза эргостерола — вещества, участвующего в поддержании структурной целостности мембраны клетки гриба. Основной мишенью действия азолов являются ферменты (14α-деметилазы), осуществляющие деметилирование предшественников эргостерола.

Резистентность микрорганизмов к антибиотикам

Для грибов рода Candida было показано, что устойчивость к азолам может быть связана с точечными мутациями, приводящими к аминокислотным заменам. В результате таких мутаций связывание ферментов с азолами резко снижается, но связывание с естественными субстратами не страдает. Устойчивость может являться результатом гиперпродукции мишеней действия азолов.

У грибов рода Candida и др. известно несколько транспортных систем, осуществляющих активное выведение азолов, что также приводит к формированию устойчивости этих грибов. Активация систем выведения часто ассоциируется с изменениями в структуре мембраны, приводящими к снижению поступления азолов внутрь клетки гриба.

Аллиламины

Механизм действия аллиламинов (тербинафин), так же как и азолов, связан с ингибицией биосинтеза эргостерола. Однако, эта ингибиция происходит на существенно более ранних стадиях биосинтеза. В настоящее время зарегистрированы случаи неудач лечения тербинафином и описаны устойчивые штаммы. Генетические и биохимические механизмы устойчивости к аллиламинам изучены недостаточно, однако показано, что препараты могут активно выводиться из клеток грибов посредством известных транспортных систем.

Полиены

Механизм противогрибковой активности полиенов (нистатин, амфотерицин В и др.) заключается в физико-химическом взаимодействии этих препаратов со стеролами цитоплазматической мембраны грибов. В результате такого взаимодействия в мембране образуются поры, через которые происходит потеря цитоплазматического содержимого, приводящая к гибели гриба.

Поскольку мишенью действия полиенов являются структурные элементы клетки грибов, а не ферменты, то формирование устойчивости может быть результатом сложных генетических процессов, приводящих к изменению биосинтеза компонентов мембраны. Вероятность таких событий относительно невелика, с чем и связана низкая частота устойчивости к полиенам.

В связи с появлением случаев неэффективности противогрибковой терапии возникла реальная практическая потребность в определении чувствительности грибов к соответствующим препаратам. К сожалению, возможности для решения этой задачи весьма ограничены. В качестве стандартного рассматривают метод серийных разведений на среде RPMI 1640, воспроизводимые результаты обеспечивают ряд других методов и некоторые коммерческие тест-системы. Детальное рассмотрение методов оценки чувствительности грибов выходит за рамки данной главы.

Принципиальными моментами являются:

  1. фузионного метода для оценки чувствительности грибов;
  2. отсутствие критериев интерпретации результатов исследований для большинства комбинаций гриб — препарат;
  3. клинически обоснованные критерии разработаны только для оценки чувствительности грибов рода Candida к азолам и некоторым другим антимикотикам.

Следует отметить, что использование нестандартизованных («домашних» или коммерческих) методов оценки чувствительности грибов может привести к получению заведомо ложных результатов и серьезным ошибкам при выборе препаратов для лечения.

Резистентность микрорганизмов к антибиотикам

герпетические и ЦМВ-инфекции, ВИЧ, некоторые вирусные гепатиты. Соответственно основное клиническое значение имеет устойчивость к наиболее распространенным противовирусным препаратам — противогерпетическим и антиретровирусным. Основными механизмами устойчивости является формирование и селекция мутаций в генах, кодирующих ферменты, участвующие в метаболизме препаратов, или являющиеся непосредственными мишенями действия препаратов.

Типичным для противовирусных препаратов является формирование резистентности в процессе длительной терапии.

Многие противогерпетические препараты проявляют активность в отношении ЦМВ и других вирусов. Ацикловир — основной противогерпетический препарат — является аномальным аналогом нуклеозида гуанозина. Внутри инфицированной вирусом клетки ацикловир подвергается фосфорилированию под действием вирусной тимидинкиназы и клеточных фосфорилаз.

Ацикловира трифосфат включается в растущие молекулы ДНК и блокирует их синтез, кроме этого, он является конкурентным ингибитором вирусной ДНК-полимеразы. Устойчивость к ацикловиру формируется в результате мутаций в вирусной тимидинкиназе. Известны два типа мутаций: приводящие к дефициту тимидинкиназы и приводящие к снижению сродства фермента к ацикловиру.

Мутации в вирусной ДНК-полимеразе приводят лишь к умеренному снижению чувствительности вирусов герпеса к ацикловиру, клиническое значение такого снижения чувствительности окончательно не установлено.

Кроме ацикловира в клинической практике используют валацикловир, а также фамцикловир и ганцикловир. Механизмы резистентности у них такие же, как и у ацикловира.

Среди антиретровирусных препаратов выделяют ингибиторы обратной транскриптазы и ингибиторы протеазы. Обратная транскриптаза катализирует синтез ДНК с матрицы вирусной РНК. Вирусная протеаза осуществляет расщепление функционально неактивных полипротеинов и получение отдельных протеинов, необходимых для сборки вирионов.

Исторически первым ингибитором обратной транскриптазы был аналог тимидина зидовудин (азидотимидин). К настоящему времени в РФ зарегистрированы и разрешены к медицинскому применению другие аналоги нуклеозидов: диданозин, зальцитабин, ставудин и др. Внутри клетки под действием фосфорилаз аналоги нуклеозидов превращаются в трифосфаты, являющиеся конкурентными ингибиторами обратной транскриптазы, кроме этого, включаясь в цепь вирусной ДНК, препараты блокируют ее дальнейший синтез.

Резистентность ВИЧ к аналогам нуклеозидов формируется достаточно быстро, в этой связи их используют в комбинации с препаратами других классов. К настоящему времени описано большое количество мутаций в генах обратной транскриптазы, приводящих к формированию устойчивости. Некоторые из этих мутаций опосредуют избирательную резистентность к зидовудину или другим аналогам нуклеозидов, другие вызывают перекрестную устойчивость ко всем известным препаратам.

Подавлять активность обратной транскриптазы могут также соединения, отличающиеся по химической структуре от нуклеозидов (невирапин). Они связываются с ферментом в участке, отличном от каталитического центра. Несмотря на то, что связывание ингибитора и фермента происходит вне активного центра, этот процесс приводит к подавлению каталитической активности. Описано около 10 различных мутаций в генах обратной транскриптазы, приводящих к формированию резистентности.

Устойчивость к ингибиторам протеазы (ампренавир, индинавир, ритонавир, саквинавир) также формируется достаточно быстро в результате мутаций в генах фермента, поэтому для монотерапии их не применяют. Известны мутации, опосредующие устойчивость к отдельным ингибиторам, а также вызывающие перекрестную устойчивость к нескольким препаратам.

Механизмы формирования антибиотикорезистентности

Резистентность к антибиотикам – это способность патогенных бактерий проявлять устойчивость к воздействию терапевтических концентраций антибактериальных препаратов. Устойчивость к антибиотикам разделяют на врожденную и приобретенную.

Под врожденной резистентностью подразумевают отсутствие у бактерии мишени, на которую может действовать применяемый антибиотик, слишком низкую проницаемость бактериальной мембраны для препарата, способность инактивировать лекарство при помощи ферментов либо активно выводить его из бактериальной клетки.

Приобретенная устойчивость возникает как следствие мутации возбудителя, благодаря которой он может свободно переносить концентрации антибиотика, достаточные для инактивации других бактерий данного вида.

Стремительный рост устойчивости бактерий к антибиотикам представляет серьезную угрозу для здоровья и жизни людей. По статистике ВОЗ, вероятность смертельного исхода заболевания у пациента, инфицированного метициллино-резистентными штаммами стафилококка (MRSA ), на 70% выше, чем у больного, инфицированного обычными, чувствительными к антибиотикам штаммами.

Во многих странах наблюдается тенденция к росту резистентности E. Coli (основного возбудителя инфекций мочевыводящих путей) к фторхинолонам и цефалоспоринам.

Все чаще регистрируются случаи устойчивости бактерий к препаратам резерва для данной инфекции (карбапенемы для Klebsiella pneumonia, 3-е поколение цефалоспоринов для гонореи) и т.д.

То есть, те заболевания, которые на протяжении многих лет эффективно лечились антибактериальными препаратами сегодня, снова представляют опасность для населения.

В некоторых случаях, тест на чувствительность к антибиотикам показывает частичную или полную устойчивость к большинству «классических» для данной инфекции антибиотиков.

Такая неутешительная картина связана с частым нерациональным и необоснованным применением противомикробных средств.

Многие пациенты покупают лекарства не по назначению врача, а по рекомендации друзей, фармацевтов в аптеке, после просмотра рекламы или просто вспомнив, что когда-то этот препарат уже помогал.

Резистентность микрорганизмов к антибиотикам

Важно понимать, что самоназначение антибиотиков, самостоятельная коррекция назначенных дозировок, кратности приема и длительности курса способствует формированию и распространению бактерий с приобретенной устойчивостью к антибиотикам.

Одной из наиболее актуальных проблем в лечении инфекционных заболеваний является устойчивость бактерий к определенным группам медикаментов. В современной медицине различают естественную и приобретенную устойчивость (резистентность):

  1. Приобретенная лекарственная устойчивость – развивается как результат приобретения микробом новых свойств либо потеря старых под действием различных факторов окружающей среды, в том числе благодаря дезинфектантам.
  2. Естественная (или природная) лекарственная устойчивость – является врожденным свойством определенной бактерии.

Большая часть бактерий обладает более выраженной изменчивостью, нежели у представителей высшего класса, что объясняется коротким сроком развития и другими аспектами внешней среды.

Благодаря внешним дезинфектантам может провоцироваться образование спор, которые практически неуязвимы для воздействия. Появление спор – это способ выживания для бактерий, которые попали в неблагоприятные условия.

С помощью спор бактерия может пережить этот период и дождаться более подходящих для жизни условий.

Резистентность к антибиотикам: виды устойчивости бактерий

Довольно давно установлено, что микробы могут формировать устойчивость к дезинфектантам.

Бактериальная устойчивость к дезинфектантам представляет собой свойство микробов, которое заключается в способности их к размножению и росту в условиях прикосновения к дезинфектантам определенных концентраций. Выделяют естественную и приобретенную бактериальную устойчивость к внешним дезинфектантам.

Известны разнообразные методики исследования микробной устойчивости к дезинфектантам. Наиболее известна методика выяснения устойчивости к дезинфектантам Красильникова А.П., Гудковой Е.И.

Одной из наиболее распространенных является устойчивость бактерий к химическим веществам группы аммониевых соединений.

Для проведения исследования на выявление устойчивости к дезинфектантам применяют чистые бактериальные культуры.

Обширное использование антибактериальных препаратов в практической медицине, а также ветеринарии способствовало распространению устойчивых к антибиотикам бактериальных клеток. Как результат, устойчивые бактерии делятся на:

  • резистентные (устойчивые) к одному препарату бактерии;
  • одновременно резистентные микроорганизмы к лекарствам нескольких фармакологических групп (множественная устойчивость).

Первая группа микроорганизмов может объединять резистентные к нескольким антибиотикам штаммы. В данном случае имеется в виду наличие близкого по химической природе состава.

Так, микробы, устойчивые к рифампицину, обладают резистентностью к стрептоварицину, так как этим антибиотикам присущий общий механизм воздействия – угнетение функциональности РНК-полимеразы.

Лекарственная устойчивость к стрептомицину свидетельствует также о резистентности к таким антибиотикам, как неомицин, дигидрострептомицин.

Резистентность к антибиотикам: виды устойчивости бактерий

Основные механизмы образования резистентности

Основной механизм формирования вторичной устойчивости микроба к антибиотикам заключается в появлении генов резистентности, которые переносятся плазмидами и транспозонами. Различают следующие механизмы биохимической устойчивости к антибиотикам:

  • перестройка в структуре мишени воздействия;
  • инактивация антибактериального препарата;
  • активное освобождение бактериальной клетки от антибиотика;
  • изменение проницаемости наружных структур бактерии;
  • образование «шунта» метаболизма.

Нарушение структуры мишени воздействия подразумевает изменение структуры ферментов, которые стимулируют выработку пептидогликана. Лекарственная резистентность к внешним антибиотикам, имеющим разное происхождение, развивается вследствие невозможности распознавания медикаментами мишеней.

Инактивация антибактериального препарата происходит в результате нарушения фактора β-лактамного кольца. Основной механизм резистентности к аминогликозидам – ферментативная модификационная инактивация этого фактора.

Плазмиды микробов содержат в своем составе гены, способные стимулировать ацетилирование либо фосфорилирование антибиотика.

Вторичная лекарственная устойчивость микроорганизмов к антибактериальным лекарствам (цефалоспоринам и пенициллинам) связана синтезом бета-лактамаз – это ферментные вещества, которые разрушающе действуют на активность фактора β-лактамного кольца.

Выделяют 2 типа бета-лактамаз – цефалоспориназы и пенициллазы, однако каждый из них активен по отношению к антибиотикам обеих групп, так как направлен на область фактора β-лактамного кольца.

Для угнетения активности бета-лактамаз рекомендуют добавлять в лечение к антибиотикам клавулановую кислоту, а также сульбактам (сульфоны пенициллановой кислоты).

Изменение проницаемости наружных структур для различных веществ определяется мутацией, в результате чего теряется способность к транспорту веществ через стенку бактерии. Образование метаболического «шунта» объясняется приобретением генов, которые позволяют образовывать «обходные» пути метаболизма для образования ферментов нечувствительных к антибиотикам.

Важную роль в жизнедеятельности бактерий имеет регуляция температуры, которая зависит от условий окружающей среды. Под действием температуры окружающей среды изменяется не только скорость протекания химических реакций, но и развивается перестройка структуры протеинов, воды, регулируется перемещение фазовых жиров.

Как правило, активность бактерий и их жизнедеятельность наиболее оптимальны при температуре 0-60°С.

Нижняя граница жизненной температуры для бактерий обусловлена кристаллизацией воды при нулевом значении показателя температуры окружающей среды.

Верхняя граница обусловлена разрушением белковых структур при воздействии высокой температуры. В зависимости от устойчивости к различной температуре окружающей среды различают следующие типы бактериальных клеток:

  1. Мезофильные – большая часть известных бактерий, оптимальные значения температуры для их жизнедеятельности составляют 3-50°С. Наиболее известный представитель – E. Coli.
  2. Психрофильные – рост таких микроорганизмов возможен при температуре от –10 до 20°С. Среди них выделяют облигатные (не растут при температуре 20°С и выше), факультативные (верхняя граница значений жизненной температуры может быть выше).
  3. Термофильные – подразделяются на несколько групп: термотолерантные – растут при температуре 10-60°С; факультативные – температуре от 40 до 70°С; экстремальные – температуре от 60 до 110°С.

Известны случаи обнаружения микроорганизмов при температуре воды 250-300°С. Существуют также эндотермные (образуют тепловую энергию сами) и эктотермные организмы, температура которых связана со значениями температуры окружающей среды.

Термоустойчивость (или терморезистентность) – свойство микроба, которое заключается в его способности сохранять свою жизнедеятельность во время продолжительного нагревания при температуре окружающей среды выше допустимого максимума для конкретного типа бактерии. Наиболее устойчивы к высокой температуре окружающей среды формы бактерий в виде спор.

Термофильные бактерии живут в основном в горячих источниках

Нормальные виды бактерий характеризуются наличием антагонистического действия. Такая активность препятствует разрушающему эффекту. Это относится к следующим факторам:

  • гуморальной системе,
  • клеточным факторам защиты.

Фагоцитоз – это механизм защиты бактериальной клетки от чужеродных объектов, который реализуется благодаря разным мутациям и фагоцитам. Данный процесс реализуется благодаря нейтрофилам (фагоцитам), которые выполняют защитные функции по отношению к чужеродным бактериям и веществам. К фагоцитам относятся макрофаги и микрофаги.

Виды резистентности

  • устойчивость к одному или нескольким антибиотикам широкого спектра действия,
  • устойчивость к условиям внешней среды (стационара),
  • снижение чувствительности к антисептикам.

Области применения

Устойчивость к антибиотикам является важным средством для генной инженерии. Создание плазмиды, которая содержит ген устойчивости к антибиотикам, а также проектируемый или экспрессируемый ген, позволяет исследователям обеспечить выживание только тех копий, которые несут эту плазмиду при репликации бактерий. Это гарантирует, что манипулируемый ген проходит, когда бактерии реплицируются.

В целом, в генной инженерии наиболее часто используются «старые» антибиотики. К ним относятся:

  • ампициллин
  • канамицин
  • тетрациклин
  • хлорамфеникол.

В промышленности, применение устойчивости к антибиотикам не одобряется, так как сохранение культур бактерий потребует скармливания им антибиотиков в больших количествах. Вместо этого, предпочтительным является использование ауксотрофных штаммов бактерий (и плазмид с заменой функций).

Оцените статью
Все про антибиотики
Adblock detector