Найти в Дзене
Злобный биохимик

Антибиотики. Часть 2: борьба с борьбой.

Бактерии изобретают способы защиты от антибиотиков! Люди изобретают новые антибиотики. Кто победит?

Итак, человечество придумало пенициллины. Ответ этому изобретению бактерии нашли всего через пару десятилетий. По меркам микромира, конечно, очень долго искали. За год у бактерий проходит смена 50 тысяч поколений (цифра, конечно, дана для красоты. Разные бактерии размножаются в разных условиях с разной скоростью. Есть такие, которые удваивают свою популяцию каждые 10 минут). По человеческим меркам... лучше б ещё сто лет искали. Устойчивость к антибиотикам - это серьёзная проблема.

Что эти мелкие гады надумали: разрушать пенициллины специальными ферментами, которые зовутся β -лактамазы. В устройстве пенициллинов есть один фрагмент, который даже сам по себе не очень прочный. Четырёхчленный β -лактамный цикл (на рисунке выделен красным). В такой структуре всегда есть "внутреннее напряжение" (по сравнению с пяти- и шестичленниками, атомы расположены слишком близко друг к другу и хотят разойтись). А уж если им помочь...

"Уязвимое место" у пенициллинов (1) и цефалоспоринов (2).
"Уязвимое место" у пенициллинов (1) и цефалоспоринов (2).

β -лактамазы атакуют связь между углеродом карбонильной группы и азотом. Связь рвётся, структура антибиотика меняется, и он перестаёт работать. (Кстати, этому подвержены не только пенициллины, но и ещё одной группы препаратов, цефалоспорины). Прознав о таком повороте дела, учёные смекнули: надо добавлять в препарат не только сам антибиотик, но и вещества, мешающие ферментам бактерий бороться с антибиотиком. Вышло забавно: такие вещества, как оказалось, и сами обладают антибактериальной активностью (правда, уступающей по силе настоящим антибиотикам). Получилось, что бактерии в попытках разрушить антибиотики сами себе подложили свинью! Мало того, что люди разгадали этот манёвр, так ещё и нашли такие добавки, что бактериям совсем не по вкусу. В первую очередь, это - клавулановая кислота и похожие на неё соединения. Победа?

Клавулановая кислота, мешает ферментам бактерий разрушать пенициллины
Клавулановая кислота, мешает ферментам бактерий разрушать пенициллины

Победа - разве что в одном сражении, но не в войне. В предыдущей серии мы рассказали, как работает пенициллин. Связывается с веществами, которые обычно работают на стройке бактериальной стенки-защиты, мешает тем работать, а в результате стенка получается никудышная. "Ага, - смекнули бактерии ещё в 60х годах XX века. - Так значит надо производить вещества, которые буду связываться с пенициллином лучше и прочнее, чем эти наши строители. Пенициллин будет связан, и строителям помешать уже не сможет". И преуспели в этом :-( Такие группы бактерий (их называют "метициллинрезистентными") начали причинять массу проблем. На них не действовали пенициллины и почти не действовали цефалоспорины.

Человечество ответило взрывным ростом открытий и производства новых антибиотиков, уже не похожих на пенициллины. Макролиды, фторхинолоны и мн. др. - у бактерий оказалась куча "мишеней", куча слабых мест. Но они научились бороться с пенициллинами, учатся противостоять и новым антибиотикам. К сожалению, скорость открытия новых антибиотиков сильно замедлилась. И бактериальные инфекции, вызванные антибиотикоустойчивыми бактериями, могут представлять немалую сложность для медицины. С начала XXI века (20 лет) было открыто меньше двадцати новых антибиотиков, и некоторые из них всё ещё под вопросом - идут испытания эффективности и безопасности. Для сравнения: в 80-е годы XX века (10 лет) найдено порядка 50 антибиотиков.

Один из современных антибиотиков. Одно время был очень популярным, и теперь появилось много штаммов бактерий, устойчивых к нему.
Один из современных антибиотиков. Одно время был очень популярным, и теперь появилось много штаммов бактерий, устойчивых к нему.

Свой вклад в борьбу "человек VS бактерии" вносят и обычные люди, не учёные и не врачи. Часто они выступают на стороне... бактерий, да. Бесконтрольный и неграмотный приём антибиотиков приводит к выведению устойчивых к этому препарату штаммов. В частности, к этому ведут уменьшение рекомендуемых дозировок ("ну зачем я буду травить себя антибиотиками, производители ведь наверняка завысили цифры дозировок, чтобы раскупали побольше") или сокращение срока приёма ("в инструкции написано, принимать десять дней, но мне уже через два дня лучше - перестану пить таблетки"). Принимать антибиотик нужно так, как прописал врач. При этом, если в инструкции производителя приводится явно другая схема применения, есть смысл проконсультироваться с другим врачом. Мы не призываем слепо верить "людям в белых халатах", но следует понимать: у этих людей гораздо больше знаний и опыта в вопросе лечения антибиотиками, чем у рядового обывателя. Конечно, бывают врачи, которые назначают гомеопатию. Но относиться к этому надо всего лишь как к табличке "Ищите другого врача" на кабинете такого гомеопата. Обойтись без консультации врача и пить антибиотики самостоятельно - это не лучшее решение. Даже если "соседу помогло". Даже если "всегда эти таблетки пил(а)". Тем более, сейчас, когда дистанционные консультации - крайне простая штука.

И, даже при соблюдении всех рекомендаций врача, антибиотик - вовсе не конфетка для организма. Список побочных действий у каждого из них внушительный, и самое общее из них - нарушение работы ЖКТ. Всё дело в том, что антибиотик не умеет решать, которая тут бактерия плохая, а которая организму нужна. А нужных много! Они участвуют в пищеварении, и они же не позволяют размножаться в ЖКТ неполезным бактериям. "Место занято, ищите себе другой организм!"

-4

Антибиотик уничтожает все бактерии без разбора. Получается удобно для разных новых бактерий: курс антибиотика завершён, "поляна зачищена", никто не мешает поселиться. Не встретив сопротивления от постоянных "жителей" (полезных бактерий, которые перебиты антибиотиком), те начинают размножаться в ЖКТ. Результат - пищевые расстройства, диарея и т.п. Это, конечно, восстанавливается. Приём антибиотика заканчивается, полезные бактерии снова начинают размножаться и, наконец, побеждают неполезных. Иногда, чтобы им помочь, после антибиотиков врачи назначают т.н. "пробиотики" - капсулы, содержащие те самые полезные бактерии (или просто молочнокислое питание, в простоквашах-йогуртах-кефирах такие бактерии есть). Но это - ещё один повод подходить к лечению антибиотиками вдумчиво и разумно.

В третьей части мы сначала думали описать несколько антибиотиков и их работу. В частности, планировали рассказать, почему самая страшная болезнь средних веков, бубонная чума, с изобретением антибиотиков перестала вообще быть чем-то серьёзным (при своевременном лечении, конечно). Но в итоге сочли этот план неразумным. Руководствуясь таким текстом, кто-нибудь займётся самоназначением препаратов, а мы как раз от этого предостерегаем. Поэтому - резюме:

  • Антибиотики - одно из величайших изобретений человечества.
  • Использовать антибиотики надо по назначению врача, соблюдая предписанные дозировки и режим.
  • Антибиотики лечат бактериальные инфекции и не лечат вирусные.

Подписывайтесь на наш канал, у нас ещё много интересных тем для обсуждений!