Изучение механизмов резистентности бактерий и методов борьбы с ней | Статья в журнале «Молодой ученый»

Отправьте статью сегодня! Журнал выйдет 3 октября, печатный экземпляр отправим 7 октября.

Опубликовать статью в журнале

Автор:

Рубрика: Биология

Опубликовано в Молодой учёный №18 (256) май 2019 г.

Дата публикации: 04.05.2019

Статья просмотрена: 74 раза

Библиографическое описание:

Меметова, З. А. Изучение механизмов резистентности бактерий и методов борьбы с ней / З. А. Меметова. — Текст : непосредственный // Молодой ученый. — 2019. — № 18 (256). — С. 139-142. — URL: https://moluch.ru/archive/256/58692/ (дата обращения: 19.09.2020).



Впервые бактерии были обнаружены голландским натуралистом Антони ван Левенгуком в 1676 году при помощи микроскопа. На основе данного открытия была создана микробная теория инфекционных заболеваний, которую доказали Луи Пастер и Роберт Кох.

После ученые стали активно искать способ борьбы с патогенными микроорганизмами. Это удалось британскому бактериологу Александру Флемингу, который в 1928 году выделил пенициллин. Позднее химики разработали полусинтетические антибиотики, научились улучшать и усиливать их свойства. XX век ознаменовался победой над микробами. Но тем не менее, согласно данным ВОЗ, патогенные бактерии — одна из основных причин смертности в современном мире.

В чем же дело? Почему сильнейшие лекарства вдруг становятся бесполезными?

Дело в том что, микроорганизмы – древнейшая форма существования жизни на Земле, что говорит об их высокой адаптационной способности. Вследствие чрезмерного и, довольно часто, неоправданного употребления антибиотиков, происходит все больше мутаций, и как результат – возникновение новых штаммов бактерий, невосприимчивых к лекарствам. Это называется резистентностью.

Механизмы резистентности

Антибиотик уничтожает бактерию следующими путями:

– нарушает целостность мембраны паразита;

– нарушает синтез белка;

– нарушает синтез нуклеиновых кислот;

– ингибирует работу дыхательных ферментов;

– нарушает синтез клеточной стенки.

Следовательно, основные механизмы резистентности это:

− Изменение строения мембраны

То есть мутирует рецепторный белок на поверхности мембраны, в результате антибиотик не может «прикрепиться» и разрушить ее;

− Эффлюксные насосы

Антибиотик, который проникает в клетку бактерии, активно ею же и «выкачивается», из-за чего лекарство не может достигнуть необходимой концентрации и уничтожить микроорганизм;

− Пенициллазы

Бактерия синтезирует ферменты пенициллазы, которые могут расщеплять антибиотики, за синтез данных белков ответствен ген blaNDM-1;

− Грамотрицательные патогены

Формирование дополнительной мембраны поверх клеточной стенки бактерии, что обеспечивает повышение устойчивости ко внешним факторам;

− Гены ermB и mef

Обеспечивают устойчивость к макролидам – препаратам, нарушающим синтез белка в бактерии.

Подобные мутации возникают из-за чрезмерного использования антибиотиков, часто даже без необходимости. Также это случается из-за неполного прохождения курса, назначенного врачом, вследствие бактерии получают воздействие лекарственного средства, но не уничтожаются, а лишь ослабевают, мутируют и становятся устойчивыми к данному препарату.

Современные разработки новых методов борьбы с бактериями

На данный момент ученые находятся в поиске организмов – продуцентов новых антибиотиков.

Спектр поиска расширился от низших до высших грибов, растений, а также животных. Исследуются соединения, образованные древоразрушающими видами грибов: омфалотусом – Omphalotus olearius, вешенкой – Pleurotus ostreatus, серно-желтым трутовиком – Laetiporus sulphureus, дубовой губкой – Daedalea quercina). Особое внимание направлено на черных муравьев-древоточцев. Они обустраивают свое жилище, проделывая ходы в пнях и отмерших деревьях. Насекомые измельчают древесину, а бактерии ее разлагают. Но каким-то образом муравьи контролируют этот процесс и не позволяют микроорганизмам полностью разрушить свой будущий дом. Оказалось, что они выделяют антибиотик нибомицин. Согласно исследованиям, он способен подавлять рост колоний самого устойчивого патогена- золотистого стафилококка (Staphylococcus aureus).

Ученые ищут также и принципиально новые методы борьбы с резистентными бактериями. В Дании научились определять наличие в мембране бактерий специфичных транспортных белков. Транспортные белки необходимы для проведения внутрь клетки определенных веществ и ионов. Зная, какие соединения бактерия может продуцировать сама, а какие должна получать извне, можно создать эффективные антибиотики узкой направленности. К примеру, стало известно, что возбудитель гастрита и язв двенадцатиперстной кишки- Helicobacter pylori, нуждается в витамине B1 для поддержания нормальной жизнедеятельности, при этом сама синтезировать его не может. Идет разработка препарата, который будет ослаблять или уничтожать транспортный белок, ответственный за захват витамина.

Следующее перспективное направление- изучение бактериофага.

Бактериофаг — вирус, поражающий бактериальные клетки, является облигатным внутриклеточным паразитом. Имеет своеобразное сложное строение, которое позволило проникать через ригидную клеточную стенку жертвы.

фотка.jpg

Рис.1. Различные варианты строения бактериофага

Выделяют умеренные и вирулентные фаги. Умеренные фаги проникают в клетку и взаимодействуют с геномом хозяина. В результате синтез белка паразита происходит синхронно с синтезом белка бактерии. Вирулентные фаги нарушают синтез ДНК, РНК и белков хозяина, осуществляют синтез собственного протеина при помощи его рибосом. Далее происходит лизис клетки, и паразит выходит. Преимуществом в этом методе является то, что бактерии хоть и видоизменяются, приобретая иммунитет к паразитам, но бактериофаги, будучи живыми существами, тоже приспосабливаются и при помощи точечных мутаций способны поражать простейших вновь и вновь.

Единственная проблема заключается в том, что вирус способен поражать не все штаммы бактерий. Но над этим идет работа, ученые увеличивают спектр их действия при помощи генной инженерии.

бак.jpg

Рис. 2. Бактерия, пораженная фагами

Заключение

Таким образом, в современной медицине остро стоит проблема резистентности бактерий. Для ее решения необходимы разработки принципиально новых методов борьбы с ними. Однако очень важными являются и просветительные работы с пациентами, ограничение продажи антибиотиков.

Литература:

  1. Студенческая библиотека (Электронный ресурс). Режим доступа- https://students-library.com/library/read/29861-mehanizmy-dejstvia-antibiotikov
  2. The National Center for Biotechnology Information advances science and health by providing access to biomedical and genomic information (Электронный ресурс). Режим доступа-https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3414030/
  3. Блог Massmedica (Электронный ресурс). Режим доступа- https://massmedika.in.ua/b-lactamic-resistance-mechanism/
  4. https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0300908419300495?via=ihub
  5. American Journal of Therapeutics (Электронный ресурс). Режим доступа https://journals.lww.com/americantherapeutics/Abstract/2017/05000/Antimicrobial_Resistant_Streptococcus_pneumoniae__.15.aspx
Основные термины (генерируются автоматически): бактерия, антибиотик, метод борьбы, синтез белка.


Похожие статьи

Клинико-фармакологические свойства химиотерапевтических...

В данной работе были изучены химиотерапевтические вещества, в частности антибиотики, нарушающие синтез белков: тетрациклины, макролиды и аминогликозиды. Антибиотики — вещества, полученные из микробов, животных и растительных тканей...

Влияние антибиотиков на кисломолочные бактерии

В современной химиотерапии бактериальных инфекций ведущее место занимают антибиотики, их полусинтетические и синтетические аналоги и производные. Сегодня они доступны для каждого человека, в том числе и при самолечении.

Антибиотикорезистентность: знания, отношения и практики...

Актуальность. Инфекции дыхательных путей (ИДП) являются самой частой причиной назначения антибиотиков. Согласно современным фармакоэпидемиологическим исследованиям около 2/3 всех выписываемых антибактериальных препаратов приходится на...

Исследование резистентности бактерий класса Staphylococcus...

Подсадка бактерий вчашки Петри. Один из самых распространенных методов проведения подсадки — это прикосновение пальцев рук к

Для проведения эксперимента с антибиотиками, была необходима информация, о количественном содержании антибиотика в одной таблетке.

Антибиотикорезистентность: взгляды и практика рекомендаций...

Более того, появились бактерии, резистентные ко всем существующим на сегодня антибиотикам.

В разрезе проблемы антибиотикорезистентности и борьбы с возбудителями инфекционных заболеваний уместно вспомнить слова профессора факультета генетики и...

Пробиотики и пребиотики как функциональные ингредиенты

Это достигается посредством прямого анагонизма бактерий и увеличении эффективности

К пробиотикам относятся не только молочнокислые бактерии, но и другие непатогенные виды и

Не расщепленные в тонкой кишке белки, жиры, углеводы под воздействием нормальной...

Производство витамина В12 | Статья в журнале «Молодой ученый»

Химический синтез в производстве большей части витаминов занимает ведущее положение, микробиологические методы также имеют

Применение витамина В12. Для обогащения кисломолочных продуктов витамином B12 используют пропионово-кислые бактерии как в...

Применение антибиотиков при выращивании... | Молодой ученый

Прогресс в развитии сельского хозяйства, животноводства и птицеводства зачастую связан с интенсификацией этих отраслей введением различных химических и биологических препаратов, продуктов биохимии.

Влияние микробных биопленок на человека

В повседневной жизни мы не придаем значения микроорганизмам, которые нас окружают. Огромное количество бактерий, вирусов, простейших населяет почву, воду, обитает в воздухе, живет внутри человека и животных.

Похожие статьи

Клинико-фармакологические свойства химиотерапевтических...

В данной работе были изучены химиотерапевтические вещества, в частности антибиотики, нарушающие синтез белков: тетрациклины, макролиды и аминогликозиды. Антибиотики — вещества, полученные из микробов, животных и растительных тканей...

Влияние антибиотиков на кисломолочные бактерии

В современной химиотерапии бактериальных инфекций ведущее место занимают антибиотики, их полусинтетические и синтетические аналоги и производные. Сегодня они доступны для каждого человека, в том числе и при самолечении.

Антибиотикорезистентность: знания, отношения и практики...

Актуальность. Инфекции дыхательных путей (ИДП) являются самой частой причиной назначения антибиотиков. Согласно современным фармакоэпидемиологическим исследованиям около 2/3 всех выписываемых антибактериальных препаратов приходится на...

Исследование резистентности бактерий класса Staphylococcus...

Подсадка бактерий вчашки Петри. Один из самых распространенных методов проведения подсадки — это прикосновение пальцев рук к

Для проведения эксперимента с антибиотиками, была необходима информация, о количественном содержании антибиотика в одной таблетке.

Антибиотикорезистентность: взгляды и практика рекомендаций...

Более того, появились бактерии, резистентные ко всем существующим на сегодня антибиотикам.

В разрезе проблемы антибиотикорезистентности и борьбы с возбудителями инфекционных заболеваний уместно вспомнить слова профессора факультета генетики и...

Пробиотики и пребиотики как функциональные ингредиенты

Это достигается посредством прямого анагонизма бактерий и увеличении эффективности

К пробиотикам относятся не только молочнокислые бактерии, но и другие непатогенные виды и

Не расщепленные в тонкой кишке белки, жиры, углеводы под воздействием нормальной...

Производство витамина В12 | Статья в журнале «Молодой ученый»

Химический синтез в производстве большей части витаминов занимает ведущее положение, микробиологические методы также имеют

Применение витамина В12. Для обогащения кисломолочных продуктов витамином B12 используют пропионово-кислые бактерии как в...

Применение антибиотиков при выращивании... | Молодой ученый

Прогресс в развитии сельского хозяйства, животноводства и птицеводства зачастую связан с интенсификацией этих отраслей введением различных химических и биологических препаратов, продуктов биохимии.

Влияние микробных биопленок на человека

В повседневной жизни мы не придаем значения микроорганизмам, которые нас окружают. Огромное количество бактерий, вирусов, простейших населяет почву, воду, обитает в воздухе, живет внутри человека и животных.

Задать вопрос