Файл: Антибиотики мощное оружие.rtf

Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение

города Элиста «Элистинский технический лицей»

Итоговый индивидуальный проект на тему: Антибиотики- мощное оружие

Работа ученика 11 Б класса

Ф.И.О. обучающегося

Бовальдинова Алина Евгеньевна
Руководитель проекта Ф.И.О.______________________________________________________________________________

Работа допущена к защите «_____» _______________ 2020 г.
Подпись руководителя проекта ____________________(__________________)


Элиста

2023 г.

АНТИБИОТИКИ. МЕХАНИЗМ ДЕЙСТВИЯ И КЛАССИФИКАЦИЯ

Антибиотик - вещество микробного, животного или растительного происхождения, способное подавлять рост микроорганизмов или вызывать их гибель. (По ГОСТ 21507-81 (СТ СЭВ 1740-79))

По характеру воздействия на бактериальную клетку антибиотики можно разделить на две группы:

· бактериостатические (бактерии живы, но не в состоянии размножаться),

· бактерицидные (бактерии погибают, а затем выводятся из организма).

Классификация по химической структуре, которую широко используют в медицинской среде, состоит из следующих групп:

) Бета-лактамные антибиотики, делящиеся на две подгруппы:

· Пенициллины - вырабатываются колониями плесневого грибка Penicillinum;

· Цефалоспорины - обладают схожей структурой с пенициллинами. Используются по отношению к пенициллинустойчивым бактериям.

) Макролиды - антибиотики со сложной циклической структурой. Действие - бактериостатическое.

) Тетрациклины - используются для лечения инфекций дыхательных и мочевыводящих путей, лечения тяжелых инфекций типа сибирской язвы, туляремии, бруцеллёза. Действие - бактериостатическое.

) Аминогликозиды - обладают высокой токсичностью. Используются для лечения тяжелых инфекций типа заражения крови или перитонитов. Действие - бактерицидное.

) Левомицетины. Действие - бактериостатическое.

) Гликопептидные антибиотики нарушают синтез клеточной стенки бактерий. Оказывают бактерицидное действие, однако в отношении энтерококков, некоторых стрептококков и стафилококков действуют бактериостатически.

) Линкозамиды оказывают бактериостатическое действие, которое обусловлено ингибированием синтеза белка рибосомами. В высоких концентрациях в отношении высокочувствительных микроорганизмов могут проявлять бактерицидный эффект.

---

) Противотуберкулёзные препараты - Изониазид, Фтивазид, Салюзид, Метазид, Этионамид, Протионамид.

) Антибиотики разных групп - Рифамицин, Ристомицина сульфат, Фузидин-натрий, Полимиксина M сульфат, Полимиксина B сульфат, Грамицидин, Гелиомицин.

) Противогрибковые препараты - разрушают мембрану клеток грибков и вызывают их гибель. Действие - литическое. Постепенно вытесняются высокоэффективными синтетическими противогрибковыми препаратами.

· Нистатин - противогрибковый препарат полиенового ряда, используется в терапии кандидозов. Впервые выделен из Streptomyces noursei в 1950 году.

· Амфотерицин B - Полиеновый макроциклический антибиотик с противогрибковой активностью. Продуцируется Streptomyces nodosus. Оказывает фунгицидное или фунгистатическое действие в зависимости от концентрации в биологических жидкостях и от чувствительности возбудителя. Связывается со стеролами (эргостеролами), находящимися в клеточной мембране гриба и встраивается в мембрану, формируя низкоселективный ионный канал с очень высокой проводимостью. В результате происходит выход внутриклеточных компонентов во внеклеточное пространство и лизис гриба. Активен в отношении Candida spp., Cryptococcus neoformans, Aspergillus spp. и других грибов. Не действует на бактерии, риккетсии, вирусы.

· Кетоконазол - производное имидазола. Важной особенностью кетоконазола является его влияние как на поверхностные, так и на системные микозы. Действие препарата связано с нарушением биосинтеза эргостерина, триглицеридов и фосфолипидов, необходимых для образования клеточной мембраны грибов.

· Миконазол - препарат для местного лечения большинства грибковых заболеваний, в том числе дерматофитов, дрожжевых и дрожжеподобных, наружных форм кандидоза. Фунгицидный эффект миконазола связан с нарушением синтеза эргостерина - компонента клеточной мембраны гриба.

· Флуконазол (2-(2,4-дифторфенил)-1,3-бис(1Н-1,2,4-триазол-1-ил)-2-пропанол) - распространённый синтетический лекарственный препарат группы триазолов для лечения и профилактики кандидоза и некоторых других микозов. Противогрибковое средство, обладает высокоспецифичным действием, ингибируя активность ферментов грибов, зависимых от цитохрома P450. Блокирует превращение ланостерола клеток грибов в эргостерол; увеличивает проницаемость клеточной мембраны, нарушает ее рост и репликацию. Флуконазол, являясь высокоизбирательным для цитохрома P450 грибов, практически не угнетает эти ферменты в организме человека (в сравнении с итраконазолом, клотримазолом, эконазолом и кетоконазолом в меньшей степени подавляет зависимые от цитохрома P450 окислительные процессы в микросомах печени человека).

---

) Противолепрозные препараты - Диафенилсульфон, Солюсульфон, Диуцифон.

Механизмы биологического действия антибиотиков

Нарушение синтеза клеточной стенки посредством ингибирования синтеза пептидогликана (пенициллин, цефалоспорин, монобактамы), образования димеров и их переноса к растущим цепям пептидогликана (ванкомицин, флавомицин) или синтеза хитина (никкомицин, туникамицин). Антибиотики, действующие по подобному механизму, обладают бактерицидным действием, не убивают покоящиеся клетки и клетки, лишенные клеточной стенки (L-формы бактерий).

Нарушение функционирования мембран: нарушение целостности мембраны, образование ионных каналов, связывание ионов в комплексы, растворимые в липидах, и их транспортировка. Подобным образом действуют нистатин, грамицидины, полимиксины.

Подавление синтеза нуклеиновых кислот: связывание с ДНК и препятствование продвижению РНК-полимеразы (актидин), сшивание цепей ДНК, что вызывает невозможность её расплетания (рубомицин), ингибирование ферментов.

Нарушение синтеза пуринов и пиримидинов (азасерин, саркомицин).

Нарушение синтеза белка: ингибирование активации и переноса аминокислот, функций рибосом (стрептомицин, тетрациклин, пуромицин).

Ингибирование работы дыхательных ферментов (антимицины, олигомицины, ауровертин).

АНТАГОНИЗМ В МИРЕ МИКРООРГАНИЗМОВ

АНТАГОНИЗМ микроорганизмов (от греч. antagonisma - спор, борьба), антибиоз, угнетение роста, развития, размножения или иных проявлений жизнедеятельности одних микроорганизмов другими. Впервые отмечен Л. Пастером в 1877. Наиболее резко А. проявляется среди актиномицетов, плесневых грибов, бактерий; наблюдается также среди дрожжей, водорослей и простейших. Механизм А. различен и во многих случаях не ясен. Чаще всего антагонисты действуют на конкурентов продуктами обмена веществ, в т.ч. антибиотиками, либо вытесняют их вследствие более интенсивного размножения или преимущественного потребления питательных веществ. Под влиянием антагонистов у микроорганизмов могут нарушаться отдельные звенья обмена веществ, например, дыхание, синтез аминокислот, процессы клеточного деления, нередко происходит лизис клеток и гибель микроорганизмов. А. оказывает большое влияние на плодородие почв. Обильно развиваясь в почве, полезные микробы-антагонисты задерживают развитие многих фитопатогенных бактерий и грибов и этим оздоравливают почву. [10]

---

Большинство исследователей видят причину отрицательных взаимодействий в образовании одним из организмов антибиотических веществ или ингибиторов роста различной химической природы.

Так, в смешанной культуре Streptomyces olivocinereus - продуцента гелиомицина, с Arthrobacter crystallopoietes численность последнего быстро снижается из-за действия антибиотика. [5]

Ингибирование бактерией Pseudamonas cepacia и фитопатогенного гриба Septoria nodorum приводит к замедлению роста гриба и уменьшению массы мицелия под действием фильтрата бактерии, содержащего антибиотическое вещество.

Микробные взаимодействия не ограничиваются явлением антогонизма. В мире микроорганизмов также распространено явление аменсализма - отношения, при которых развитие одного вида ухудшает среду обитания для другого.

При совместном выращивании Str. Levoris c Candida quilliermondii и Saccharomyces cerevisiade стимуляция антибиотикообразования происходит при подавлении роста дрожжей. [8] Аналогичные результаты получены Кузнецовой при изучении совместного роста продуцента микогептина Str. Mycoheptinicum штамм 44 В/1 и дрожжей.

Среди экологов существует мнение о том, что отрицательные антогонистические взаимодействия в ходе эволюции заменяются на более высокие по порядку положительные отношения. [6]

МИКРООРГАНИЗМЫ - ПРОДУЦЕНТЫ АНТИБИОТИКОВ

Среди бактерий наиболее часто явление антагонизма встречается у спороносных палочек, принадлежащих к роду Bacillus (В. subtilis, Вас. mesentericus, В. brevis, В. polymyxa и др.), и неспороносных из рода Pseudomonas (P. fluorescens и др.). Из культуры неспороносной бактерии антибактериальное вещество пиоцианаза было выделено Р. Эммерихом и О. Лоу в конце прошлого века. Позже были обнаружены антибиотические вещества в культурах чудесной палочки (Bacterium prodigiosum), молочнокислых стрептококков, микрококков, азотобактера и др.

Самой богатой антагонистами группой почвенных микроорганизмов оказалась группа лучистых грибков, актиномицетов, а среди них - представители рода Actinomyces. Подавляющее большинство антибиотиков, нашедших применение в медицине и народном хозяйстве, получено именно из этой группы микроорганизмов.

Многочисленными работами советских и зарубежных исследователей установлено, что актиномицеты-антагонисты встречаются в различных природных субстратах, но больше всего их в почве (до нескольких миллионов в 1 г). В некоторых почвах можно обнаружить сравнительно небольшое количество актиномицетов, но почти все они оказываются антагонистами. Установлено, что в окультуренных, хорошо унавоженных почвах встречается больше актиномицетов-антагонистов, чем в почвах целинных, бедных органическим веществом, малоплодородных почвах. Много антагонистов было обнаружено Н. А. Красильниковым в почвах южных засушливых районов. Кроме климатических и географических условий, на содержание актиномицетов-антагонистов в

---

почвах оказывают влияние также сезонность, растительный покров, микробное население, влажность, кислотность и тип почвы, снабжение ее кислородом и много других факторов. [7]

Лабораторные опыты с растениями показали, что они могут усваивать достаточно большие молекулы микробных метаболитов. В растения поступают различные классы антибиотиков, отличающихся по химической природе. Некоторые антибиотики поступают быстро, в больших количествах и с большой скоростью переходят из корней в надземную часть растения. Другие поступают медленно и остаются в корневой системе. Антибиотики могут поступать и через листовую поверхность.

В работах Е. Н. Мишустина показано, что бактериальный препарат «Азотобактерин» оказывает стимулирующее воздействие на растение благодаря образованию стимуляторов роста растений и антифунгального антибиотика, который подавляет развитие фитопатогенов. [1]

ПРИМЕНЕНИЕ АНТИБИОТИКОВ В СЕЛЬСКОМ ХОЗЯЙСТВЕ

Ныне мировой объём производства антибиотиков для животноводства оценивается в 4 млрд. долл. в год. В США ежегодно производится 2,7 тыс. т продуктов этого назначения. В стоимостном выражении их использование для животноводства составляет 250 млн. долл. или 45% от общего выпуска антибиотиков. Расчёты показывают, что каждый доллар, затраченный на производство кормовых антибиотиков, обеспечивает в США 2-5 долл. прибыли. В качестве кормовых добавок антибиотики используют в США примерно для 80% птицы, в рационах 75% свиней и молочного скота, 60% мясного скота.

Увеличение производства мяса и молока во многом определяется состоянием воспроизводства крупного рогатого скота. Во многих странах желудочно-кишечные болезни телят являются серьёзной проблемой промышленного животноводства. В США гибель телят в результате этих заболеваний составляет 15%, во Франции - 7%, в Германии - до 12% к общему числу родившихся. В Австралии желудочно-кишечные заболевания являются главной причиной гибели новорожденных телят. В России в последние годы заболеваемость и падёж сельскохозяйственных животных не уменьшаются. Заболеваемость различных видов животных составляет от 42,7 до 51,2 % к обороту стада, то есть болеет практически каждое второе животное, особенно возросла заболеваемость молодняка сельскохозяйственных животных.

Принципы профилактики и лечения бактериальных инфекций в скотоводстве и свиноводстве сводятся к следующим стандартам:

---