Ко дню российской науки (8 февраля 2018) Левада-Центр провёл опрос 1612 респондентов по репрезентативной выборке взрослого населения Российской Федерации по теме грамотности . Один из вопросов звучал так:
«Антибиотики убивают не только бактерии, но и вирусы.» Верно ли это?
46% ответили "ВЕРНО", 34 % ответили "ЛОЖНО", 20% затруднились ответить.
Некоторые СМИ добавили неопределенности своими утверждениями:
Значит ли это, что осенью 46% населения будет лечить грипп антибиотиками?
И чем его нужно лечить?
1. Определения и факты.
1.1. Вирусы
· Вирусы (лат. virus — яд) — неклеточный инфекционный агент, который может воспроизводиться только внутри живых клеток. Вирусы поражают все типы организмов, от растений и животных до бактерий и архей (вирусы бактерий обычно называют бактериофагами). Обнаружены также вирусы, способные реплицироваться только в присутствии других вирусов (вирусы-сателлиты). Вирусы являются внутриклеточными паразитами и не размножаются вне живых клеток. Размеры вирусов очень малы: от 25 до 250 нм (нано=1/милиард).
· Вирусы не имеют метаболизма, вне клетки называются вирионами.
· Вирио́н — полноценная вирусная частица, состоящая из нуклеиновой кислоты и капсида (оболочки, состоящей из белка и, реже, липидов) и находящаяся вне живой клетки. Вирионы большинства вирусов не проявляют никаких признаков биологической активности, пока не соприкоснутся с клеткой-хозяином, после чего образуют комплекс «вирус—клетка», способный жить и «производить» новые вирионы. При заражении клетки вирион либо вводит в клетку-хозяина только свой геном (например, бактериофаги), либо проникает в клетку практически полностью (большинство других вирусов).
· Белки, остающиеся от вириона на поверхности клетки, служат «мишенью» для иммунной системы также, как и сами вирионы.
· Вирион по сути представляет собой конгломерат органических кристаллов. Его часто даже не признают живым организмом (из-за этого нет однозначного ответа, является вирус живым или нет).
2. Бактерии
· БАКТЕРИИ - группа микроскопических одноклеточных организмов, лишенных хлорофилла. Эта группа микроорганизмов наиболее многочисленна, широко распространена в природе и хорошо изучена. Не имеют ядра, т.е. является прокариотами. В отличие от вирионов - это живые организмы с интенсивным метаболизмом.
· Бывают различной формы: шаровидные (кокки), палочковидные (бациллы, клостридии, псевдомонады), извитые (виброны, спириллы, спирохеты).
· Способны расти как в присутствии атмосферного кислорода (аэробы), так и в его отсутствии (анаэробы). Многие бактерии являются возбудителями болезней животных и человека.
· Существуют полезные бактерии, необходимые для нормального процесса жизнедеятельности (кишечная палочка участвует в переработке питательных веществ в кишечнике, однако при обнаружении ее, например, в моче, эта же бактерия рассматривается как возбудитель инфекции почек и мочевыводящих путей).
· Среди бактерий имеется значительное число возбудителей инфекционных заболеваний, опасных для человека и животных.
2. Бактерии и вирусы в человеке.
2.1 Вирусы в человеке.
Известно, что существует нормальная «вирусная флора». Места в организме человека, где ученые обнаружили вирусы: слизистая оболочка носа, кожа, полость рта, кал. Оказалось, что во всем организме содержится значительное количество вирусов, и каждый человек имеет свой уникальный вирусный отпечаток. Некоторые из вирусов создают стабильные низкоуровневые инфекции. Однако пока точно неизвестно, оказывают присутствующие в организме вирусы положительное или отрицательное влияние на общее состояние здоровья. При этом предполагается, что в некоторых случаях одни вирусы закаляют иммунитет, что обеспечивает иммунный ответ на опасные патогены; в то же время другие вирусы увеличивают риск заболевания. Важно знать, что вирусы могут присутствовать в организме человеке, не вызывая проблем, а также то, что вирусы могут отвечать за тяжелые заболевания.
Современные ученые смогли выявить некоторые виды вирусов в составе ДНК человека (в т.ч. даже такие как вирус Марбурга и вирус Эбола). Утверждается, что они существуют в человеческом организме миллионы лет, но в случае активации, могут повлиять на нервную систему и мозг, нарушив их работу. Методов борьбы с выявленными геномами пока не существует, а также не известно, нужно ли вообще с ними бороться .
Специальные вирусы помогают иммунной системе в борьбе со злокачественными опухолями – в том числе и с теми, которые почти не поддаются другим способам лечения. Иммунитет должен уничтожать раковые клетки, как только они появляются, однако у раковых клеток есть особые хитрости, позволяющие им усыпить бдительность иммунной системы. Но, с другой стороны, мы можем разбудить иммунитет, чтобы он начал активно охотиться на рак. Оказывается можно натравить иммунитет на рак с помощью вирусов. В раковых клетках слабее, чем в здоровых клетках, работает противовирусная защита, и поэтому вирусы в них легко проникают и начинают активно размножаться. И мало того, что они сами по себе губят клетки – вирусы привлекают внимание иммунитета, у которого вдруг «открываются глаза» на рак. У таких вирусов есть специальное название – онколитические вирусы. Онколитический вирус можно вводить прямо в кровь, и он может добраться даже до рака мозга.
Предполагается также, что некоторые вирусы, обитающие в кишечнике, могут приносить такую же пользу организму, как и полезные бактерии и подобно полезным бактериям играют важную роль в поддержании иммунитета и вообще здоровья всего организма. Однако такие свойства вирусов пока что совсем мало изучены.
Гораздо больше известно о патогенных вирусах, которые представляют серьезную опасность для человека. Эпидемии вирусных заболеваний унесли миллионы человеческих жизней.
Почти все известные науке патогенные вирусы имеют свою специфическую мишень в живом организме — определенный рецептор на поверхности клетки, к которому и прикрепляется вирус. Этот вирусный механизм и предопределяет, какие именно клетки пострадают от инфекции. К примеру, вирус полиомиелита может прикрепляться лишь к нейронам и потому поражает именно их, в то время как вирусы гепатита поражают только клетки печени.
Некоторые наиболее известные вирусы:
· Ротавирус. Из всех групп вирусов, способных вызывать диарею, в России наиболее распространена ротавирусная инфекция. Она имеет выраженную зимне-осеннюю сезонность. Иногда заболевание начинается как ОРВИ, а затем присоединяются симптомы диареи с частотой стула 4-15 раз в сутки.
· Арбовирус (лихорадка Денге) Арбовирусы (от англ, arthropod borne viruses) вирусы, переносимые членистоногими, в том числе клещами) представитель группы РНК содержащих вирусов, которые могут передаваться от животных человеку через насекомых и вызывать развитие таких заболеваний, как энцефалит.
· Вирус гепатита C. Открыт в 1989 году. В мире около 150 миллионов человек хронически инфицированы вирусом гепатита C и подвергаются риску развития цирроза печени и/или рака печени. Ежегодно более 350 тысяч человек умирают от связанных с гепатитом C болезней печени. Ежегодно 3—4 миллиона человек инфицируются вирусом гепатита C. По оценочным данным, в России 4,7 миллиона человек инфицированы вирусом гепатита С.
· Вирус гриппа. Этo инфeкциoннoe зaбoлeвaниe дыxaтeльныx пyтeй, вxoдит в гpyппy ocтpыx pecпиpaтopныx виpycныx инфeкций (OPBИ). Периодически распространяется в виде эпидемий и пандемий. Источником инфекции является больной человек с явной или стёртой формой болезни, выделяющий вирус с кашлем, чиханьем и т. д. Испанский грипп (или «испанка» ) — пандемия 1918–1919 годов — считается самой страшной пандемией гриппа за всю историю человечества. При заболевших 21% населения Земли, умерло ≈3–5% (50–100 млн. человек).
· Вирус натуральной оспы. Высокозаразен. Очень вынослив. Устойчив к замораживанию и кратковременному кипячению. Один из самых крупных вирусов. Эпидемии черной оспы унесли миллионы жизней по всему миру, однако после перенесенной болезни формируется стойкий пожизненный иммунитет, обусловленный появлением вируснейтрализующих антител, интерферонов и активацией факторов клеточного иммунитета.
Побежден человечеством. На планете есть всего в 2-х лабораториях.
· В. И. Ч. Вирус иммунодефицита человека (Human imтmunodeficiency virus - HIV) (семейство ретровирусов, подсемейство медленных вирусов) был выделен в 1983 г. Попадая в организм человека, ВИЧ поражает в первую очередь, клетки, несущие маркер СD4+(это Т-хелперы или Т-лимфоциты, которые активируют иммунный ответ, влияют на все звенья воспалительного процесса, и могут направлять иммунный ответ и регулировать его интенсивность). В цитоплазме пораженных клеток освобождается вирусная РНК, и на основе вирусной РНК синтезируется ДНК - копия, которая встраивается в ДНК клетки хозяина (провирус). При каждом новом делении клетки все ее потомство содержит ретровирусную ДНК. В пораженной клетке начинают создаваться структурные элементы ВИЧ и собираются новые полноценные вирусы. С течением времени большинство зараженных клеток погибает. Уменьшение клеток, несущих рецептор СD4+, приводит к ослаблению цитотоксической активности Т-лимфоцитов, уничтожающих инфицированные вирусом клетки. В результате теряется контроль за проникающими в организм возбудителями бактериальных, вирусных, грибковых, протозойных и других инфекций (оппортунистических), а также за клетками злокачественных опухолей. Более 80 миллионов человек заразились ВИЧ, а более 40 миллионов человек умерли.
· Геморрагические лихорадки, вызываемые вирусами Марбург и Эбола.
Заболевание, вызываемое этими вирусами, отличается высокой заразностью, тяжелым течением и практически 100-процентной летальностью, поэтому относится к особо опасным инфекциям.
* Каждый третий человек в мире инфицирован туберкулезом,
В РФ туберкулезной палочкой инфицировано более 70% населения
в возрасте старше 17-и лет.
(Главный фтизиатр Минздравсоцразвития РФ профессор Петр Яблонский)
2.2 Бактерии в человеке.
2.21 Микрофлора организма человека.
· Тело человека всегда является носителем микрофлоры. При соприкосновении тела человека с воздухом и почвой на одежде и коже оседают разнообразные микроорганизмы, в том числе и патогенные (палочки столбняка, газовой гангрены и др.). Наиболее часто загрязняются открытые части человеческого тела.
· На руках обнаруживают кишечные палочки, стафилококки.
· В ротовой полости насчитывают свыше 100 видов микробов. Рот с его температурой, влажностью, питательными остатками – прекрасная среда для развития микроорганизмов.
· Желудок имеет кислую реакцию, поэтому основная масса микроорганизмов в нём гибнет. Начиная с тонкого кишечника реакция становится щелочной, т.е. благоприятной для микробов. В толстых кишках микрофлора очень разнообразна. Каждый взрослый человек выделяет ежедневно с экскрементами около 18 млрд. бактерий, т.е. больше особей, чем людей на земном шаре.
· По разным источникам на каждую клетку человека приходится от 1 до 20 бактериальных клеток.
· Внутренние органы, не соединяющиеся с внешней средой (мозг, сердце, печень, мочевой пузырь и др.), обычно свободны от микробов. В эти органы микробы попадают только во время болезни.
2.22 Какие бактерии нам нужны, а какие опасны? Рассмотрим представителей обеих категорий. Микроорганизмы, приносящие пользу людям это:
· Молочнокислые бактерии. Являются постоянными жителями молока. Размножаясь, они накапливают в свежем продукте молочную кислоту, под действием которой получается простокваша. Молочнокислые бактерии применяют при хлебопечении, квашении, в кондитерском производстве, в изготовлении безалкогольных напитков.
· Бифидобактерии. Живут в нашем кишечнике и препятствуют развитию в нем патогенной среды для нашего организма. Кроме защиты, с их помощью в нашем организме происходит сбраживание углеводов, растворяется клетчатка и осуществляется гидролиз белков. С их участием происходит синтез аминокислот, усвоение кальция и витамина D. Также они регулируют уровень кислотности. При их недостатке наблюдается дисбактериоз. При длительном дисбактериозе возможно развитие таких заболеваний: диарея, запоры, гастрит, язва, аллергия.
· Кишечная палочка. Местом обитания E. Coli является толстый кишечник. Она помогает в расщеплении неусвоенных веществ и вырабатывает биотин и витамин К. Но, попадая в мочевую систему, вызывает такие заболевания: цистит, уретрит, пиелонефрит.
· Стрептомицеты. Средой обитания Streptomycetaceae является почва, вода, органика. В природе они участвуют в круговороте веществ и в переработке органики. Их широко применяют в изготовлении различных антибиотиков.
2.23 В то время, когда одни виды бактерий приносят пользу человеку, и даже необходимы для его существования, другие – патогенные, опасны для здоровья и несут угрозу жизни людей. Некоторые наиболее опасные бактерии:
· Klebsiella pneumoniae (палочка Фридлендера) — вид грамотрицательных факультативно-анаэробных палочковидных бактерий, является внутрибольничной инфекцией, одним из возбудителей пневмонии, урогенитальных инфекций, гнойных абсцессов печени, селезёнки. Обладает полирезистентностью к антибиотикам.
· Анаэробная грамположительная бактерия (Clostridium Botulinum), возбудитель ботулизма — тяжёлой пищевой интоксикации, вызываемой ботулиническим токсином и характеризуемой поражением нервной системы. C. botulinum обитает в почве. Заболеваемость ботулизмом повсеместна. Она поражает нервную систему человека, приводит к серьезным проблемам со здоровьем, таким как респираторное нарушение, затруднения при глотании, слабость в теле и плохое зрение. Бактерии проникают в организм через дыхательные пути. Может также привести к параличу.
· Эшерихи Коли (E Coli), Эта бактерия очень маленькая. Она размножается с невероятной скоростью внутри человеческого организма и обитает в кишечнике человека. Очень опасны для младенцев и пожилых людей, а также пациентов с иммунодефицитом.
· Бацилла сибирской язвы (Bacillus Anthracis). Попадает в наш организм через кожу и повреждает лёгкие. Также она оказывает негативное влияние на пищеварение и систему кровообращения. Эти бактерии являются одной из наиболее распространенных причин простуды и гриппа, что ухудшает состояние организма в целом.
· Acinetobacter Baumannii Эти бактерии короткие, почти круглые. Их естественная среда обитания до сих пор неизвестна, но в человеческой культуре они ответственны за множество случаев внутрибольничных инфекций. Обладают множественными механизмами резистентности к антибиотикам. Вызывают менингит, пневмонию, заражение ран, инфекции кровотока и урологические инфекции.
· Золоти́стый стафилоко́кк — вид шаровидных грамположительных бактерий из рода стафилококков. Приблизительно 25—40 % населения являются постоянными носителями этой бактерии, которая может сохраняться на кожных покровах и слизистых оболочках верхних дыхательных путей. Возглавляет список бактерий, которыми наиболее часто заражаются в медицинских учреждениях.
· Стрептококки (лат. Streptococcus) — род шаровидных или аспорогенных грамположительных факультативно-анаэробных бактерий из семейства Streptococcaceae. Обитают в дыхательных и пищеварительных путях, особенно в полости рта, носа, в толстом кишечнике. Условно патогенные бактерии, которые находятся в организме человека в огромном количестве и в большинстве случаев не наносит ему вреда. Однако при снижении защитных сил иммунитета она способна стать причиной серьезных заболеваний.
· Mycobactérium tuberculósis , па́лочка Ко́ха — вид микобактерий.Палочка Коха — возбудитель туберкулеза, одного из самых распространенных в мире заболеваний человека и животных. Болезнь чаще поражает легкие. Значительно реже – другие органы и системы.
Возбудитель туберкулеза (туберкулезная палочка, палочка Коха) чаще передается от больного человека воздушно-капельным путем: во время кашля, чихания, разговора.
В 2010 году почти треть населения Земли была заражена микобактерией туберкулёза.
По словам главного фтизиатра Минздравсоцразвития РФ профессора Петра Яблонского
в РФ туберкулезной палочкой инфицировано более 70% населения в возрасте старше 17-и лет.
Однако при попадании в организм туберкулезных палочек болезнь, к счастью, развивается не всегда.
3. Сравнение механизмов размножения, распространения.
3.1 Размножение бактерий.
· Способы размножения бактерий различны, но для большинства их видов присуща форма бесполового размножения способом деления.
· Репродукция бактерий: деление клетки надвое (бинарное деление) - когда бактерия достигает стадии зрелости, она делится на 2 клетки, каждая из которых затем функционирует как отдельный организм. Микроорганизм, поглотивший достаточное количество питательных веществ, готовится к делению. Происходит увеличение размеров клетки, ДНК редуплицируется, и обе копии прикрепляются к стенке организма. Затем происходит удлинение микроорганизма, и генетический материал расходится в стороны. После такого расхождения клеток формируется перетяжка, которая затем делит тело бактерии надвое.
· При благоприятных условиях деление клеток у многих бактерий происходит через каждые 20-30 минут. При таком быстром размножении потомство одной бактерии за 5 суток способно образовать массу, которой можно заполнить все моря и океаны. Простой подсчёт показывает, что за сутки может образоваться 72 поколения (720 000 000 000 000 000 000 клеток). Если перевести в вес – 4720 тонн. Однако в природе этого не происходит, так как большинство бактерий быстро погибают под действием солнечного света, при высушивании, недостатке пищи, нагревании до 65-100ºС, в результате борьбы между видами и т.д.
· Помимо основного механизма передачи генов — по наследству (по вертикали), у бактерий существуют формы обмена генетическим материалом по горизонтали, т. е. между отдельными особями в популяции клеток.
При непосредственном контакте двух бактериальных клеток происходит конъюга́ция — однонаправленный, горизонтальный перенос части генетического материала (плазмид, бактериальной хромосомы). Имеет большое значение в природе, поскольку способствует обмену полезными признаками при отсутствии истинного полового процесса. Является основой механизма резистентности антибиотикам. Для успешной конъюгации бактериальные клетки не обязательно должны принадлежать к одному виду. Существует даже возможность передачи посредством конъюгации генов от бактерий эукариотам: растениям и грибам.
3.2 Распространение вирусов.
· Распространение вирусов включает в себя три процесса: репликацию вирусной нуклеиновой кислоты, синтез вирусных белков и сборку вирионов. Разнообразие видов и форм вирусных нуклеиновых кислот определяет и разнообразие способов их репликации.
· Распространение вирусов - процесс образования новой генерации вирусов, подобной исходной. Протекает многовариантно в живых метаболически активных клетках животных, растений, бактерий, являющихся хозяевами этого вида вируса. Ни один из известных на сегодняшний день вирусов не способен к самостоятельному существованию.
· Обычно вирус сначала связывается с поверхностью клетки-хозяина (прикрепления вириона к рецепторам мембран хозяина), а затем или проникает внутрь целиком (путём эндоцитоза), или с помощью специальных приспособлений вводит в клетку свою нуклеиновую кислоту.
· Попав в клетку, генетический материал вируса взаимодействует с ДНК хозяина таким образом, что клетка сама начинает синтезировать необходимые вирусу белки. Одновременно происходит копирование наследственного материала паразита (множественной репликации вирусного генома), и в цитоплазме заражённой клетки начинается самосборка новых вирусных частиц (наработки пула структурных белков вируса).
· Готовые вирусные частицы (вирионы) покидают клетку или постепенно, не вызывая её гибели, но изменяя работоспособность, или одновременно в большом количестве, что приводит к разрушению клетки.
· При острой продуктивной инфекции клетка-хозяин погибает при выходе вирионов,
при хронической - может жить и даже выполнять присущие ей функции более или менее длительное время (в зависимости от множественной инфекции).
• Если в клетку попадают вирусы, различающиеся по тем же или другим генам (различие может быть результатом мутации), то в потомстве можно наблюдать вирусы, соединяющие свойства двух и больше исходных форм. Это указывает на наличие обмена (перекомбинации) признаков таких форм при размножении вирусов в одной клетке. Закономерности этих процессов изучает генетика вирусов.
• Устойчивость вироспор к внешним воздействиям различна, но по большей части очень велика. Некоторые вирусы инактивируются только при нагревании до 90°С, легко переносят очень низкие температуры (-70°С и ниже), а также высушивание.
4. Иммунитет. Устойчивость человека к вирусным и бактериальным заболеваниям. Механизмы естественной защиты.
4.1 Естественная защита организма от бактерий.
· Из огромного количества бактерий, обнаруженных в природе, лишь небольшое число видов являются патогенными. Болезнетворность бактерий определяется их способностью преодолевать защитные барьеры организма, внедрятся в его ткани и выделять токсические вещества.
· В организме животных существует несколько механизмов защиты против патогенных микроорганизмов:
1. - белые кровяные тельца, фагоцитирующие, т.е. поглощающие, бактерии и вообще чужеродные частицы.
2 - иммунная система. Обе они действуют взаимосвязанно. Иммунная система сложна и существует только у позвоночных. Если в кровь животного проникает чужеродный белок или высокомолекулярный углевод, то он становится здесь антигеном, т.е. веществом, стимулирующим выработку организмом "противодействующего" вещества - антитела.
· Антитело - это белок, который связывает, т.е. инактивирует, специфический для него антиген, часто вызывая его преципитацию (осаждение) и удаление из кровотока. Каждому антигену соответствует строго определенное антитело.
· Бактерии, как правило, тоже вызывают образование антител, которые стимулируют лизис, т.е. разрушение, их клеток и делают их более доступными для фагоцитоза. Часто можно заранее иммунизировать индивида, повысив его естественную сопротивляемость бактериальной инфекции. Кроме "гуморального иммунитета", обеспечиваемого циркулирующими в крови антителами, существует иммунитет "клеточный", связанный со специализированными белыми кровяными тельцами, а именно T-клетками, которые убивают бактерии при прямом контакте с ними и с помощью токсичных веществ. T-клетки нужны и для активации макрофагов - белых кровяных телец другого типа, также уничтожающих бактерии.
4.2 Естественная защита организма от вирусов.
Что происходит после того, как вирус попадает внутрь организма?
· В слизистой оболочке иммунные клетки (макрофаги) поглощают часть вирионов.
· Затем, когда вирус проникает в кровь, другие иммунные клетки — Т-хелперы — дают стимулирующий сигнал «убийцам» вирусов: B-лимфоцитам и Т-киллерам. Активированные B-лимфоциты образуют антитела, которые находят свободные антигены вирусов и связываются с ними. Такой тандем (вирусный антиген — антитело) захватывается и уничтожается макрофагами.
· Те вирусы, которые сумели ускользнуть от антител и макрофагов и внедриться в клетки, уничтожаются вместе с пораженными клетками Т-киллерами.
· И завершающий этап иммунной реакции: клетки Т-супрессоры гасят активность иммунного ответа, прекращая агрессивные действия Т-киллеров и B-лимфоцитов, чтобы те, разбушевавшись, не уничтожили и здоровые клетки.
· Одновременно с этим в организме реализуется еще один, молекулярный, защитный механизм: пораженные вирусом клетки начинают производить специальные белки — интерфероны, — о которых многие слышали в связи с гриппозной инфекцией. Существует три основных вида интерферонов. Синтез интерферона-альфа (ИФ-α) стимулируют лейкоциты. Он участвует в борьбе с вирусами и обладает противоопухолевым действием. Интерферон-бета (ИФ-β) производят клетки соединительной ткани, фибробласты. Он обладает таким же действием, как и ИФ-α, только с уклоном в противоопухолевый эффект. Интерферон-гамма (ИФ-γ) синтезируют Т-клетки (Т-хелперы и (СD8+) Т-лимфоциты), что придает ему свойства иммуномодулятора, усиливающего или ослабляющего иммунитет. Как именно интерфероны борются с вирусами? Они могут, в частности, блокировать работу чужеродных нуклеиновых кислот, не давая вирусу возможности реплицироваться (размножаться).
5. Основные методы борьбы с бактериальными инфекциями
5.1 Для защиты организма от патогенных бактерий применяются антисептики или антибиотики.
• Антисептики, которые действуют на микроорганизмы неизбирательно и применяются для их уничтожения в живых тканях или поверхности кожи (например йод, спиртовые растворы и др.) и дезинфектантов, предназначенных для неизбирательного уничтожения микроорганизмов вне живого организма (предметы ухода, поверхности и пр.)
5.2 Антибиотики.
• Антибиотики - вещества, избирательно угнетающие жизнедеятельность микроорганизмов. Под избирательным действием понимают активность только в отношении микроорганизмов при сохранении жизнеспособности клеток хозяина и действие не на все, а на определенные роды и виды микроорганизмов.
Антибиотики (антибактериальные препараты) — это продукты жизнедеятельности микроорганизмов (чаще всего грибов) и их синтетические производные. Они несут некую информацию для бактерий и либо вызывают гибель бактерий, либо препятствуют их росту и размножению. Это связано со способностью антибиотиков избирательно взаимодействовать с различными структурами бактериальной клетки (как правило теми, которые необходимы для нормальной жизнедеятельности бактерий и их размножения). Например, антибиотики могут действовать на клеточную стенку бактерий, нарушая её проницаемость для различных веществ — при этом бактерия погибает. Антибиотик может изменять структуру ДНК бактериальной клетки, которая является носителем наследственной информации, в том числе данных о строении бактерии. Некоторые антибиотики действуют на уровне рибосом (внутриклеточных органелл), нарушая синтез белка в клетке, это приводит к торможению процесса деления бактерий. Антибиотики считаются главнейшим достижением медицины 20 века
• Уникальность антибиотиков заключается в том, что, в отличие от большинства других лекарственных средств, их мишень-рецептор находится не в тканях человека, а в клетке микроорганизма. Но активность антибиотиков не является постоянной, а снижается со временем, что обусловлено формированием лекарственной устойчивости (резистентности).
• Антибактериальные препараты делятся на природные (собственно антибиотики, например пенициллин), полусинтетические и синтетические соединения.
6. Основные методы борьбы с вирусными инфекциями:
· Обезвредить источник инфекции. Таким способом борются с инфекциями, например, при возникновении эпидемических ситуаций.
· Ликвидация путей передачи инфекции. Достигается благодаря соблюдению санитарно-гигиенических норм. Соблюдение правил личной гигиены, санитарное благоустройство жилищ, правильное водоснабжение, организация питания и др. При инфекциях дыхательных путей чрезвычайно трудно прервать пути передачи. Частично можно обезопасить себя от заражения ношением специальных респираторов или марлевых повязок из 4–6 слоев, поскольку фактором передачи является воздух.
· Повышение невосприимчивости к инфекции путем применения профилактических прививок.
Прививки, или вакцинация, стимулируют иммунную (защитную) систему человека – он получает специфический (приобретенный) иммунитет для борьбы с заболеваниями, которым не может противостоять его естественный иммунитет. Вакцинация представляет собой введение в организм ослабленного или убитого болезнетворного агента (или искусственно созданного аналога белка агента) для того, чтобы стимулировать первичный иммунный ответ — выработку в организме антител для борьбы с возбудителем заболевания – таким образом, что при встрече с патогеном иммунная система может «вспомнить его» и ответить соответствующей реакцией. С помощью вакцинации в мире уже ликвидировано такое опасное заболевание как натуральная оспа, что стало возможным именно благодаря прививкам; на грани исчезновения полиомиелит.
· ! Антибиотики при вирусных инфекциях БЕСПОЛЕЗНЫ! Антибиотики действуют против бактерий. Грипп, ОРЗ, различные простуды - в большинстве случаев как раз и вызываются вирусами, а антибиотики могут быть полезны, когда болезнь перейдет в бактериальную стадию.
7. Резистентность патогенов. Механизмы невосприимчивости к антимикробным средствам . Угрозы человечеству.
7.1 Резистентность вирусов.
· Оказывается, что внутри организма пациента, после того как он инфицируется, происходит колоссальная и очень быстрая эволюция вируса. Если бы не эволюция, то человек, по-видимому, выздоравливал бы например от ВИЧ в течение недели, так же как при заболевании вирусным гриппом — один раз в жизни (иммунитет к гриппу пожизненный, и мы просто все время болеем разными штаммами). Для борьбы с ВИЧ например есть лекарственные препараты. Но к ним возникает устойчивость. Причем устойчивость возникает заново на уровне каждого пациента.
Как можно бороться с устойчивостью? Можно использовать не один препарат, а два.
К сожалению, у вируса ВИЧ есть система, которая позволяет отчасти решать эту задачу. У него есть такой механизм перемешивания генетического материала, который называется рекомбинация. Если одна вирусная частица приобретает одну мутацию устойчивости к одному препарату, другая — устойчивость к другому препарату, а после этого они встречаются в одной клетке, то они могут перемешать свой генетический материал, создав такую версию, которая устойчива к обоим препаратам.
Также вирус гриппа обладает фрагментированным геномом, состоящим по меньшей мере из семи фрагментов одноцепочечной РНК. Такая фрагментация позволяет геному перегруппировываться («рекомбинация») в процессе смешанных инфекций различными штаммами и может иметь основополагающее значение для антигенной изменчивости вируса гриппа. После смешанного заражения клеток двумя различными вирусами гриппа с высокой частотой, образуются вирусные рекомбинанты.
· Другое важное средство защиты от вирусов ― это вакцины. Вакцины от от гриппа например. Грипп — это тоже вирус, генетическая информация которого записана на молекуле РНК. Этот вирус очень быстро изменяется, эволюционирует в масштабе времени человеческой жизни. Поскольку геномы вирусов достаточно короткие, то можно их легко и быстро прочитывать. Сейчас центры по всему миру, в том числе в России, собирают информацию в реальном времени и смотрят, какими именно штаммами вируса гриппа болеют люди. Имея эту информацию, можно предсказывать эволюцию гриппа. Зачем это нужно? Это нужно для того, чтобы планировать вакцины.
Цикл производства вакцины занимает приблизительно 6 месяцев. Дальше остается надеяться, что за полгода самые распространенные штаммы сменятся не настолько сильно, что вакцина будет совсем неэффективна. Как правило, в подавляющее большинство лет это удается, но в некоторые годы Всемирная организация здравоохранения, которая принимает решение о составе вакцины, промахивается, и оказывается, что вакцина не совсем оптимальная.
Многие лаборатории в мире занимаются составлением математических моделей, которые предсказывают, какой из ходячих сейчас штаммов вируса станет самым частым через полгода.
• Ежегодно, человечество сталкивается с большой и малоизученной опасностью. Непонятно откуда и по каким причинам вдруг появляются новые, неизвестные ранее виды вирусов, которые угрожают всем нам эпидемиями и гибелью большого количества людей. Так, появившийся весной 2015 года в Южной Корее ближневосточный респираторный коронавирусный синдром (коронавирус MERS) застал врасплох южнокорейские власти и заставил их принимать срочные эпидемиологические меры. Смертность от MERS составила более 35%, и, как сказано в бюллетене ВОЗ, «в настоящее время не существует ни конкретного лечения, ни вакцины от этой болезни». Поэтому интерес исследователей к вирусам имеет жизненно-важное значение.
7.2 Резистентность бактерий к антибиотикам.
· Устойчивость к антибиотикам — явление, когда бактерии меняются настолько, что антибиотики больше не оказывают никакого воздействия на организм людей, которые нуждаются в них для борьбы с инфекцией.
· Под резистентностью (устойчивостью) понимают способность микроорганизма переносить значительно большие концентрации препарата, чем остальные микроорганизмы данного штамма (вида), или развиваться при таких концентрациях, которые превышают достигаемые в макроорганизме при введении антибиотиков, в терапевтических дозах.
· Резистентные штаммы микроорганизмов возникают при изменении генома бактериальной клетки в результате спонтанных мутаций. В процессе селекции в результате воздействия антибиотиков чувствительные микроорганизмы погибают, а резистентные сохраняются, размножаются и распространяются в окружающей среде. Приобретенная резистентность закрепляется и передается по наследству последующим генерациям бактерий.
· Наиболее частой генетической основой резистентности служит наличие в бактериях внехромосомных факторов устойчивости к лекарственным веществам – плазмид . Бактериальные плазмиды, связанные с переносом маркеров лекарственной устойчивости в процессе конъюгации клеток, получили название R-факторов.
· Циркуляция плазмид от животных к животным, от животных к человеку и от человека к животным способствует быстрому распространению лекарственной резистентности во всем мире.
· В результате циркуляции микроорганизмов в лечебных учреждениях происходит их естественный отбор и мутация с образованием наиболее устойчивого госпитального штамма, являющегося непосредственной причиной Внутрибольничной Инфекции. ВБИ - это клинически выраженное заболевание микробного происхождения, поражающее больного в результате его госпитализации или посещения лечебного учреждения, либо в течение 30 дней после выписки.
7.3 Устойчивость к антибиотикам — реальная угроза.
· Антибиотикорезистентность является неизбежным биологическим явлением и предотвратить ее практически невозможно. Антибиотикорезистентные микроорганизмы представляют опасность не только для пациента, у которого они были выделены, но и для многих других людей, даже разделенных временем и пространством. Поэтому борьба с антибиотикорезистентностью в настоящее время приобрела глобальные масштабы.
· Антибиотики теряют эффективность, и обычные инфекции и небольшие травмы, которые можно было излечивать в течение многих десятилетий, сейчас могут снова убивать. Эта серьезная опасность проявляется прямо сейчас во всех регионах мира и может отрицательно сказаться на каждом человеке.
· Устойчивость к препаратам для лечения, используемым в качестве «крайней меры» в случае инфекций, угрожающих жизни людей, которые вызываются обычными кишечными бактериями Klebsiella pneumonia (антибиотики группы карбапенемы), получает распространение во всех регионах мира. Эти бактерии - одна из важнейших причин больничных инфекций, таких как пневмония, инфекции крови, инфекции среди новорожденных и больных, находящихся в отделениях реанимации. В некоторых странах антибиотики группы карбапенемы уже не оказывают никакого лечебного эффекта.
· Устойчивость к антибиотикам приводит к тому, что люди болеют в течение более длительного времени, и вероятность смертельного исхода повышается.
В итоге.
· Противодействие патогенным микроорганизмам – это мировая проблема планетарного масштаба и локально или даже на уровне стран решенной быть не может.
· Человечество слишком мало знает о постоянно эволюционирующих вирусах, не имеет достаточно знаний и инструментов для своей защиты и не может быть уверенным в своей безопасности.
· Антибиотикорезистентность скоро может привести к недоступности (или дефициту) эффективных антибиотиков, к ограничению их применения среди обычных людей.
· Одним из самых эффективных способов противостоять вредному воздействию патогенных микроорганизмов остается ЗОЖ, тренировка иммунитета ( в т.ч. посредством прививок) и гигиена.