Механизмы чувствительности и устойчивости микробов к антибиотикам. Побочные эффекты антибиотиков.

Лекарственная устойчивость. Определœ ение активности антибиотиков и чувствительности бактериальных культур к антибиотикам.

Помимо побочного действия антибиотиков на макроорганизм человека, антибиотики оказывают нежелательное воздействие и на микроорганизмы˸ 1) изменяются свойства микробов, что затрудняет их распознавание и диагностику заболеваний; 2) формируется приобретенная антибиотикоустойчивость (резистентность). Различают также врожденную или видовую устойчивость к антибиотикам. Она обусловлена видовыми свойствами, которые определяются геномом клетки (пенициллин не действует на микроорганизмы, у которых отсутствует пептидогликан в клеточной стенке). Циркуляция в природе антибиотикорезистентных бактерий создает трудности в лечении инфекционных заболеваний.

Для того, чтобы антибиотик оказал свое действие на микроорганизм крайне важно следующее˸

1) антибиотик должен проникнуть в клетку;

2) антибиотик должен вступить во взаимодействие с ʼ ʼ мишеньюʼ ʼ (структура, на которую должен действовать антибиотик, к примеру, молекула ДНК или рибосомы клетки);

3) антибиотик должен сохранять свою активную структуру.

Генетические процессы связаны с изменениями в геноме бактерий в результате мутаций и с наличием R-плазмид. В связи с этим различают˸

1) хромосомную устойчивость - возникает в результате мутаций в геноме (хромосоме) и обычно бывает к одному антибиотику; такая устойчивость может передаваться по наследству при всœ ех видах генетического обмена;

2) внехромосомную устойчивость (наблюдается значительно чаще) - связана с наличием в цитоплазме бактерий R–плазмиды, которая определяет множественную лекарственную устойчивостью (к нескольким антибиотикам); она может передаваться другим бактериям при конъюгации и трансформации.

Биохимические механизмы˸

1) изменение проницаемости мембраны для антибиотика; к примеру, снижение проницаемости наружной мембраны у грамотрицательных бактерий обеспечивает их устойчивость к ампициллину;

2) изменение ʼ ʼ мишениʼ ʼ; к примеру, устойчивость к стрептомицину связана с изменением рибосомального белка, с которым взаимодействует стрептомицин;

3) нарушение специфического транспорта антибиотика в бактериальнуюклетку; к примеру, устойчивость к тетрациклину должна быть связана с подавлением транспорта этого антибиотика в клетку;

4) превращение активной формы антибиотика в неактивную (основной биохимический механизм) при помощи ферментов; образование таких ферментов связано с R-плазмидами и транспозонами (отрезками ДНК). Важное значение имеют ферменты пептидазы, которые вызывают гидролиз антибиотиков. К примеру, ферменты лактамазы, разрушающие b–лактамное кольцо. К этим ферментам относится индуцибельный фермент пенициллиназа. 98% стафилококков образуют пенициллиназу, разрушающую пенициллин, в связи с этим они обладают устойчивостью к пенициллину. У E.coli и протея пенициллиназа является конститутивным ферментом, чем и объясняется их естественная резистентность к пенициллину. E. сoli образует фермент стрептомициназу, которая разрушает стрептомицин. Имеются бактерии, образующие ферменты, которые вызывают ацетилирование, фосфорилирование и другие изменения структуры антибиотиков, что приводит к потере их активности;

5) возникновение у микробов другого пути метаболизма вместо того пути, который нарушен антибиотиком.

Распространению антибиотикорезистентности способствуют следующие условия˸

1) широкое бесконтрольное применение антибиотиков для лечения (самолечение) и профилактики заболеваний, что способствует отбору резистентных форм, возникших в результате генетических процессов;

2) применение одних и тех же антибиотиков для лечения человека и животных (или в качестве консервантов пищевых продуктов).

Для предупреждения развития устойчивости к антибиотикам и для правильного лечения крайне важно соблюдать следующие принципы.

1. Микробиологический ˸ антибиотики применять по показаниям, предварительно определять антибиотикограмму.

2. Фармакологический ˸ при назначении антибиотика крайне важно определить правильную дозировку препарата͵ схему лечения, по возможности сочетать различные средства, чтобы предупреждать формирование резистентных форм.

3. Клинический˸ учитывать общее состояние больных, возраст, пол, состояние иммунной системы, сопутствующие заболевания, наличие беременности.

4. Эпидемиологический˸ знать, к каким антибиотикам устойчивы микроорганизмы в среде, окружающей больного (отделœ ение, больница, географический регион).

5. Фармацевтический˸ крайне важно учитывать срок годности, условия хранения препарата͵ так как при длительном и неправильном хранении образуются токсические продукты деградации антибиотика.

Экологическая микробиология. Предмет экологической микробиологии. Основные разделы экологической микробиологии. Основные понятия экологической микробиологии. Микроэкосистемы. Микробиоценозы. Биотические и абиотические компоненты экосистем.

Слово «экология» образовано от греческого oikos – что означает дом или жилище, logos – учение. Экология изучает сложные взаимоотношения микроорганизмов между собой и внешней средой, которые обусловливают их размножение, развитие и выживание.

Под экологической системой понимают совместное функционирование различных биоценозов, т.е. биотического сообщества, включающего все популяции, занимающие данную изучаемую площадь и неживую окружающую природу – биотоп.

Основным положением экологической микробиологии является концепция о доминировании микробов в создании биосферы Земли и последующем поддержании ее экологического баланса. Данная концепция базируется на представлении о микробах как исходно единственных живых обитателях Земли, на повсеместном распространении микробов в биосфере, преобладании биомассы микробов над совокупной биомассой растений и животных, способности микробов участвовать в процессах круговорота веществ, поддерживать радиационный баланс. Такая важная роль микробов обеспечивается многочисленными их популяциями, высокими темпами размножения, способностью переходить на длительное время в состояние покоя, разнообразием в физиологических потребностях, небольшими размерами и массой, определяющими возможность их миграции с воздухом и водой.

Задачи экологии, которые решает медицинская микробиология:

1. Углубленное изучение закономерностей воздействия различных факторов окружающей среды на человека, на его нормальную микрофлору.

2. Разработка методов индикации микробного загрязнения окружающей среды, в том числе в условиях сопутствующего химического, биологического, радиоактивного загрязнения.

3. Определение распространения в окружающей среде микробов-продуцентов биологически активных веществ (и продуктов их жизнедеятельности – токсинов) и оценка их роли в патологии человека.

4. Изучение процессов самоочищения окружающей среды.

5. Дальнейшее совершенствование методов борьбы с внутрибольничной инфекцией.

Биоценоз – микробное сообщество, ассоциация – совокупность популяций разных видов микроорганизмов, обитающих в определенном биотопе (например, в полости рта, в кишечнике, водоеме).

Биотоп – место обитания популяции. Для паразитов – это место их локализации в организме хозяина.

Эковар – это вариант какого-либо микроорганизма, приспособленного жить в определенной экосистеме.

Влияние молекулярного кислорода на микроорганизмы. Разделение прокариот на группы в зависимости от их отношения к молекулярному кислороду. Молекулярный кислород как фактор эволюции.