Жить сообразно с природой: безопасная альтернатива антибиотикам



В статье рассматривается актуальная проблема резистентности патогенных микроорганизмов к различным антибиотикам; раскрывается содержание определённых понятий, обобщаются причины возникновения резистентности и анализируются основные пути борьбы с ней. Значительное внимание уделяется исследованию свойств антибиотикоподобных веществ, применяемых нетрадиционной медициной; обосновывается мысль о том, что для решения проблемы резистентности имеет смысл прибегнуть к помощи подобных соединений.

Ключевые слова: микробиология, пневмококк, антибиотики, резистентность, нетрадиционная медицина, антибиотикоподобные вещества, лечебная ценность, уровень токсичности, биоиндикатор.

Для исследователя нет большей радости, чем сделать открытие, каким бы маленьким оно ни было.

Оно дает ему мужество продолжать свои искания...

Александр Флеминг

Некоторые лекарства опаснее самих болезней.

Сенека

Содержание исследования: анализ эффективности и безопасности природных антибиотикоподобных соединений, сравнение полученных характеристик с таковыми для лекарственных антибиотиков, определение общей лечебной ценности различных групп антибиотических веществ.

В настоящее время в мире большой процент человечества страдает заболеваниями биологической природы. В связи с этим создано много видов лекарств, главным образом антибиотиков. Но эти лекарства имеют довольно специфический спектр действия; ко многим из них у разных людей имеется непереносимость, а у патогенных микроорганизмов развивается устойчивость. Поэтому в лабораториях учёные занимаются созданием новых веществ подобного действия. Врачи продолжают лечить заболевших этими синтетическими препаратами, на разработку и производство которых затрачиваются большие финансовые и материальные ресурсы. Хотя в теории лечить некоторые не опасные заболевания с благоприятным прогнозом можно практически бесплатно, используя советы нетрадиционной медицины. Ведь в природе уже имеются натуральные довольно сильные антибиотики. Остаётся только найти и правильно применить эти вещества.

Мы попытаемся доказать, что природные антибиотики и антибиотикоподобные вещества нетрадиционной медицины не уступают в эффективности лекарственным средствам этой же группы при лечении не очень опасных заболеваний. В случае положительного результата у нас появляется новый способ решения проблемы возникновения устойчивости к антибиотикам у патогенных организмов. Ведь если проблема резистентности в скором времени не будет решена, то многие или даже все антибиотики в ближайшем будущем станут неэффективными и вообще бесполезными.

Антибиотикорезистентность у бактерий обеспечивается двумя путями: либо за счёт изменения химической структуры антибиотика, либо за счёт изменения строения собственной клетки. В первом случае для достижения резистентности в бактериальной клетке происходит синтез ферментов, которые способны разрушать химическую структуру антибиотика и переводить его в не опасное для бактерий соединение. Примером этого способа является синтез в клетках определённых микроорганизмов фермента бета-лактамазы, который способен разрушать химическую связь в молекуле бета-лактамных антибиотиков, прежде всего пенициллинов и цефалоспоринов, и дезактивировать эти антибиотики [1, с. 92].

Для достижения резистентности по второму способу некоторые микроорганизмы изменяют структуру собственных белков, на которые воздействуют антибиотики. Таким образом достигает устойчивости метициллин-резистентный золотистый стафилококк. У этих бактерий изменяется структура белка PBP2a, с которым связываются антибиотики пенициллинового ряда, и благодаря этому, данный микроорганизм приобретает устойчивость к подобным антибиотикам [1, с. 92–93].

Устойчивость к антибиотикам может развиваться в результате естественного отбора посредством случайных мутаций или благодаря воздействию антибиотика. Кроме того, антибиотикорезистентность микроорганизмов может быть создана искусственно методом генетической трансформации, например, внесением искусственных генов в геном микроорганизма [1, с. 96–99].

Появление бактериальной устойчивости также связано с объёмом применяемых антибиотиков, нарушением дозирования при лечении и при бессмысленном бесконтрольном применении этих лекарственных препаратов.

Однако, независимо от причины, резистентность микроорганизмов имеет огромные отрицательные последствия для человека. Если проблема устойчивости бактерий в скором времени не будет решена, то многие или даже все антибиотики в ближайшем будущем станут неэффективными и вообще бесполезными.

Для решения проблемы резистентности применяются различные способы, например, комбинирование нескольких антибиотиков или использование веществ, снижающих устойчивость микроорганизмов. Также для решения проблемы устойчивости необходимо чередовать антибиотики между собой и ограничить бесконтрольное, а иногда бессмысленное применение данных лекарственных препаратов.

Однако в мире чаще всего встречаются такие не очень опасные заболевания, как, например, ринит, бронхит, фарингит и некоторые другие. Эти болезни, как правило, не смертельны и имеют благоприятный прогноз. И чтобы избавиться от неприятных симптомов этих заболеваний, не обязательно применять медицинские антибиотики, так как это нерационально и лишний раз способствует формированию устойчивости у микроорганизмов. Достаточно прибегнуть к советам нетрадиционной медицины, которая использует для лечения антибиотикоподобные и бактерицидные вещества, встречающиеся в природе. Эти соединения, имеют низкую себестоимость, а большое разнообразие этих веществ позволяет свободно чередовать их между собой, сводя к минимуму развитие резистентности.

Для доказательства того, что эта методика по ускорению выздоровления и уменьшению устойчивости действительно работает, мы решили провести эксперимент, в ходе которого будем воздействовать на культуры микроорганизмов различными антибиотикоподобными веществами.

В качестве микроорганизмов будет выступать культура молочнокислых бактерий — лактококков. Эти микробы своим строением и жизнедеятельностью схожи с бактериями пневмококками. Пневмококки вызывают большое число заболеваний и имеют устойчивость к множеству антибиотиков. Именно поэтому изначально эксперимент планировалось проводить именно на этих бактериях. Однако из-за того, что с пневмококками работать опасно, было решено заменить их на лактококки [2, с. 37–39].

В качестве антибиотикоподобных соединений, которыми собираемся воздействовать на микроорганизмы, мы выбрали следующие вещества: липовый мёд, настой чайного гриба, лизоцим куриного яйца, фитонциды лука, фитонциды чеснока, фитонциды хвои сосны. Также для сравнения было решено взять один лекарственный антибиотик широкого спектра действий — азитромицин [3].

Чтобы доказать относительную безопасность использования приведённых бактерицидных соединений, мы решили провести дополнительный опыт, в ходе которого будем воздействовать данными соединениями на пророщенные семена кресс-салата. Это имеет смысл сделать, так как данное растение является биоиндикатором, и по состоянию его здоровья можно определить наличие загрязняющих или токсичных факторов среды [4, с. 37–38].

Прежде чем приступить к непосредственному воздействию бактерицидных веществ на лактококки и кресс-салат, эти соединения были переведены в более чистое и в более доступное состояние. Для этого мы либо экстрагировали перечисленные выше антибиотикоподобные соединения, либо уменьшали их концентрацию, растворив в воде. Таким образом, были подготовлены бактерицидные вещества для проведения дальнейших опытов.

1. Липовый мёд разбавлен дистиллированной водой в соотношении 1:1.
2. Настой чайного гриба несколько раз профильтрован через марлевый фильтр и разбавлен дистиллированной водой в соотношении 1:1.
3. Из куриного яйца мы не выделяли чистый лизоцим, а просто отделили белок от желтка, смешали яичный белок с дистиллированной водой в соотношении 1:1 и размешали для достижения однородной консистенции.
4. Для выделения фитонцидов лука была приготовлена кашица из натёртой головки репчатого лука. Залили кашицу 40 % раствором этилового спирта в воде для экстрагирования. Затем через двое суток процедили полученный экстракт через бумажный фильтр.
5. Для выделения фитонцидов чеснока приготовили кашицу из нескольких натёртых зубчиков чеснока и залили её 40 % раствором этилового спирта в воде для экстрагирования. Затем через двое суток процедили полученный экстракт через бумажный фильтр.
6. Для выделения фитонцидов хвои сосны растолкли пестиком в ступке несколько хвоинок и залили их 40 % раствором этилового спирта в воде для экстрагирования. Затем через двое суток процедили полученный экстракт через бумажный фильтр.
7. Для подготовки к эксперименту лекарственного антибиотика была вскрыта капсула азитромицина, порошок высыпан в дистиллированную воду и размешан до растворения.

За несколько дней до выделения чистых антибиотических веществ были высеяны семена кресс-салата и сделан бактериальный посев. Порядок действий при посадке кресс-салата и ход прорастания семян показан в таблице 1.

Таблица 1

Дата	События, изменения
29.01	Семена высажены в чашки Петри на ватные диски в количестве примерно 50 семян на чашку, политы
30.01	Многие семена проклюнулись, зародышевый корень не более 1,5 мм
31.01	Все семена проклюнулись, многие семена проросли
1.02	Молодые побеги достигают в длину 12мм, все семена развиваются нормально
2.02	Побеги достигли 20мм в высоту, растения подросли до уровня, оптимального для закладки первого опыта
3.02	Закладка опыта
4.02	Анализ результатов опыта

Лактококки для посева были получены из закваски «Эвиталия», разведённой в очень тёплом молоке. Порядок действий при посеве бактерий и ход развития колоний показан в таблице 2.

Таблица 2

Дата	События, изменения
25.01	Закваска разведена в тёплом молоке, поставлена в тёплое место для сквашивания
26.01	В чашках Петри подготовлена питательная среда МПА на основе агара микробиологического и мясного бульона, простерилизована, убрана в холодильник Готовый кисломолочный продукт убран в холодильник
27.01	Произведён посев кисломолочных бактерий из сквасившегося молока на питательную среду, чашки Петри убраны в тёмное тёплое место
28.01–1.02	Рост бактериальной колонии
2.02	Колония бактерий доросла до размера, необходимого для постановки опыта
3.02	Закладка опыта
4.02	Анализ результатов опыта

Опыт 1 . Определение эффективности влияния различных природных антибиотикоподобных веществ на жизнедеятельность лактококка.

Оборудование и материалы: фильтровальная бумага, стерильные пипетки, выращенные на питательной среде культуры лактококка, растворы выделенных ранее чистых природных антибиотикоподобных веществ.

Ход работы:

1. Подготовить несколько небольших кружков фильтровальной бумаги в диаметре не более 1 см.
2. Положить кружки в чашки Петри, по одному в каждую чашку. Оставить одну контрольную чашку нетронутой.
3. С помощью пипетки нанести на кружки несколько капель определённого бактерицидного соединения, из расчёта одно соединение в каждую чашку.
4. Промаркировать и закрыть чашки.
5. Вернуть чашки Петри на прежнее местоположение
6. На следующий день сравнить результаты опыта. Для этого измерить наименьший радиус «мёртвой зоны» вокруг кружка из фильтровальной бумаги. Результаты занести в таблицу.

Вещество	Азитромицин	Мёд	Фитонциды лука	Фитонциды чеснока
Радиус min, в мм	20	19	19	17
Вещество	Фитонциды хвои	Чайный гриб	Лизоцим	Контроль
Радиус min, в мм	15	11	8	0

Вывод : эффективнее всего лактококки уничтожаются азитромицином, мёдом и фитонцидами лука и чеснока, так как рядом с этими антибиотиками образовалась довольно обширная «мёртвая зона». Однако, судя по разнице значений, из природных антибиотиков, применяемых нетрадиционной медициной, с точки зрения эффективности предпочтительнее всего использовать мёд и фитонциды лука. Эти природные соединения эффективнее всего убивают молочнокислые бактерии и, следовательно, пневмококк. Во время проведения эксперимента контрольная чашка Петри была оставлена без изменения. Колония бактерий, находящаяся в ней, не погибла и продолжила нормальное развитие, а значит, результаты опыта можно считать достоверными.

Опыт 2 . Определение безопасности различных природных антибиотикоподобных веществ исходя из их влияния на жизнедеятельность кресс-салата.

Оборудование и материалы: стерильные пипетки, пророщенные семена кресс-салата, растворы выделенных ранее чистых природных антибиотикоподобных веществ.

Ход работы:

1. Ватные диски полить дистиллированной водой до слегка влажного состояния.
2. Набрать в пипетку немного раствора выделенного ранее чистого природного антибиотикоподобного вещества.
3. Нанести жидкость на ватные диски, распределив её по всей поверхности чашки, из расчёта раствор одного вещества на одну чашку Петри. Одну чашку оставить нетронутой (контроль).
4. Промаркировать все чашки.
5. Вернуть чашки Петри на прежнее местоположение
6. На следующий день сравнить результаты опыта. Для этого по морфологическим признакам выяснить, насколько хуже стало чувствовать себя растение, и определить, насколько сильный ущерб причинил антибиотик растению. Данные занести в таблицу с помощью системы баллов: сильный ущерб — 2 балла, видимый ущерб — 1 балл, нет изменений/норма — 0 баллов.

Вещество	Азитромицин	Фитонциды чеснока	Фитонциды хвои	Фитонциды лука
Ущерб	2	2	1	1
Вещество	Чайный гриб	Лизоцим	Мёд	Контроль
Ущерб	1	0	0	0

Вывод : в ходе воздействия различными антибиотикоподобными веществами на молодые побеги кресс-салата выяснилось, что самыми безопасными с этой точки зрения являются липовый мёд и лизоцим куриного яйца. Самыми небезопасными антибиотиками являются азитромицин и фитонциды чеснока, их применение с этой точки зрения нежелательно, поскольку они сильно повреждают не только патогенные бактерии, но и здоровые клетки макроорганизма. Во время проведения эксперимента контрольная чашка Петри была оставлена без изменения. Растения, находящиеся в ней, продолжили нормальное развитие, а значит, результаты опыта можно считать достоверными.

Далее для логического завершения проекта необходимо составить рейтинг природных антибиотиков по лечебной ценности. Однако для того, чтобы этот рейтинг получился наиболее полным и объективным, было решено сравнить эти вещества между собой сразу по нескольким критериям. Это было сделано для того, чтобы достичь наиболее правильного и полного решения поставленной в проекте проблемы. Оценка участвующих в исследовании антибиотиков и антибиотикоподобных веществ будет проводиться по пяти параметрам:

– эффективность вещества, которую будем оценивать в баллах от 1 до 5 в зависимости от длины радиуса «мёртвой зоны» в опыте 1;

– уровень токсичности, определённый по степени поражения клеток кресс-салата, оцениваем в баллах от 0 до 2 в зависимости от результатов опыта 2;

– опасность применения у людей и количество противопоказаний, оценивается в баллах от 0 до 2 исходя из теоретических сведений;

– сложность изготовления и/или применения антибиотика, оценивается в баллах от 0 до 2 исходя из теоретических сведений;

– вариации и способы применения антибиотика в качестве лекарственного средства, оцениваем в баллах от 0 до 3 исходя из теоретических сведений.

При этом за эффективность и вариации применения было решено прибавлять необходимое количество баллов к рейтингу антибиотика, а за опасность применения на людях, отрицательный опыт с кресс-салатом и сложность изготовления/использования антибиотика — отнимать баллы.

В результате проведённого анализа была сформирована следующая таблица (см. Приложение 1). В ней чётко прослеживается тот факт, что 4 из шести исследованных природных антибиотических соединения по общей ценности превосходят лекарственные антибиотики, в частности, азитромицин. Это означает, что сформулированная в начале работы гипотеза подтвердилась.

Теперь мы можем составить рейтинг лечебной ценности антибиотических соединений и сравнить его с рейтингом, который был составлен перед проведением эксперимента.

Антибиотик	Мёд	Ф лука	Ф чеснока	Ф хвои	Азитромицин	Лизоцим	Чайный гриб
Баллы	6	4	2,5	2	1	0	-0,5
Место в итоговом рейтинге	1	2	3	4	5	6	7

Теперь, после всех проведённых опытов, обобщения и анализа всей информации возможно сделать несколько главных выводов относительно проделанной работы.

В своём исследовании мы занимались поиском решения достаточно актуальной в настоящее время проблемы — проблемы устойчивости микроорганизмов ко многим лекарственным антибиотикам. В конце работы была достигнута поставленная в самом начале цели и доказан тот факт, что природные бактерицидные вещества, которые активно использует нетрадиционная медицина, не уступают в эффективности синтетическим антибиотикам при лечении не очень опасных заболеваний. Параллельно с этим нам опытным путём удалось доказать эффективность одного из самых доступных методов борьбы с резистентностью бактерий — заменой лекарственных антибиотиков на натуральные бактерицидные соединения. Таким образом, было найдено одно из решений поставленной проблемы.

Рациональность и обоснованность данного решения мы сумели подтвердить опытным путём. И основываясь на проведённом эксперименте, сделаны следующие выводы:

1.Эффективнее всего лактококки уничтожаются азитромицином, мёдом и фитонцидами лука и чеснока, так как рядом с этими антибиотиками образовалась довольно обширная «мёртвая зона». Однако, судя по разнице значений и принимая во внимание только натуральные вещества, можно утверждать, что из природных антибиотиков, применяемых нетрадиционной медициной, с точки зрения эффективности предпочтительнее всего использовать мёд и фитонциды лука. Эти природные соединения эффективнее всего убивают молочнокислые бактерии и, следовательно, пневмококк. При этом во время постановки опыта контрольная чашка Петри была оставлена без изменения. Колония бактерий, находящаяся в ней, не погибла и продолжила нормальное развитие, а значит, результаты опыта можно считать достоверными.

2.Основываясь на теоретических сведениях, в дополнение к предыдущему выводу можно дать пару небольших рекомендаций. С помощью мёда и фитонцидов лука удобнее всего лечить ринит, фарингит и бронхит. При этом применять оба соединения можно и наружно — в виде настоек, и внутрь — в качестве компонентов пищи или как самостоятельные блюда. Эффект от приёма и общее самочувствие при этом не изменятся. Также эти природные антибиотики можно использовать для профилактики различных инфекционных заболеваний.

3.В ходе воздействия различными бактерицидными веществами на молодые побеги кресс-салата выяснилось, что даже среди природных соединений встречаются такие, которые могут губительно воздействовать на здоровые клетки организма. Ярким примером таких веществ являются азитромицин и фитонциды чеснока. По этой причине чеснок не рекомендуют употреблять в больших количествах даже в составе блюд. При этом также обнаружилось, что существуют также вещества, которые абсолютно щадяще относятся к клеткам организма, например, мёд и лизоцим куриного яйца. Очевидно, именно по причине из данных соединений готовят лечебные обволакивающие коктейли для горла, помогающие при фарингите и трахеите.

Ключевым моментом в работе является то, что в ходе эксперимента подтвердилась гипотеза, выдвинутая вначале работы, о том, что некоторые антибиотикоподобные вещества нетрадиционной медицины практически не уступают в эффективности синтетическим лекарственным антибиотикам или даже превосходят их. Действительно, основываясь на полученных в ходе опытов результатах, можно утверждать, что существуют такие природные антибиотики, которые по эффективности практически не проигрывают синтетическим препаратам, а по лечебной ценности так и вовсе намного опережают аптечные соединения. Причём среди природных бактерицидных веществ таких примеров довольно много, и их разнообразие не заканчивается только лишь на использованных в опыте антибиотиках.

Подытожить работу хочется следующими словами. Конечно, действие природных антибиотиков будет не таким быстрым и мощным, как действие лекарственных средств. Но зато антибиотики природы более безопасные, дешёвые и эффективные. А так как нетрадиционная медицина берёт за основу именно использование натуральных природных соединений, то, вероятнее всего, такой способ лечения помогает не только от инфекционных болезней. И возможно, следующей целью, которую я поставлю перед собой, станет определение тех видов заболеваний, против которых активны средства нетрадиционной медицины. Очень надеюсь, что список окажется внушительным, и будущая работа возымеет какое-либо практическое применение.

Приложение 1. Таблица для формирования рейтинга общей и гомеопатической ценности

Антибиотики и антибиотикоподобные вещества							*
Азитромицин	Фитонциды хвои сосны	Фитонциды чеснока	Фитонциды лука	Лизоцим куриного яйца	Настой чайного гриба	Липовый мёд
5	3	4	4,5	1	2	4,5	Эффективность вещества	Параметры
-2	-1	-2	-1	0	-1	0	Уровень токсичности
-2	-0,5	-0,5	-0,5	-1	-1	-1	Противопоказания и опасность применения
0	-0,5	-1	-1	-1	-2	-0,5	Сложность изготовления и применения
0	1	2	2	1	1,5	3	Вариации применения
1	2	2,5	4	0	-0,5	6	Общая сумма баллов

Литература:

1. Ланчини Д., Паренти Ф. Антибиотики. Пер. с англ. — М.: Мир, 1985. — 272 с.
2. Воробьев А. А., Быков А. С. Атлас по медицинской микробиологии, вирусологии и иммунологии. — М.: Медицинское информационное агентство, 2003. — 232 с.
3. Капустина И. Натуральные антибиотики. Максимум пользы и никакого вреда. –СПб.: Издательство «Крылов», 2010.
4. Ашихмина Т. Я. Экологический мониторинг: учебно-методическое пособие. — Киров: Старая Вятка, 2012. — 95 с.
5. Ившина И. Б. Большой практикум. Микробиология: Учебное пособие. — СПб.: Проспект Науки, 2014. — 112 c.;
6. Концевая И. И. Микробиология: культивирование и рост бактерий. — Чернигов: Десна Полиграф, 2017. — 44 с.